1. La Deriva Continental de Wegener

En 1912, el geofísico y meteorólogo Alfred Wegener (1880-1930) publicó la teoría de la deriva continental, en la que exponía que, hace millones de años, todos los continentes se encontraban unidos formando un supercontinente (Pangea) rodeado de un vasto océano, denominado Panthalasa. Algunas pruebas que presentó fueron las siguientes:

• Pruebas geológicas: encaje de los continentes y continuidad de estructuras geológicas.
• Pruebas paleontológicas: fósiles de animales y plantas.
• Pruebas paleoclimáticas: aparición de sedimentos glaciares (morrenas) en zonas de clima tropical o ecuatorial.

2. Estructura y Composición de la Tierra. Métodos de Estudio.

Métodos directos (sondeos, meteoritos…)

Métodos de estudio del interior de la Tierra:

Métodos indirectos: gravimétricos, térmicos, sísmicos.

Sondeos -> objetivo: conocer la corteza terrestre.

Estudio de las rocas -> objetivo: fenómenos como las erupciones volcánicas ponen al descubierto rocas formadas a gran profundidad.

Meteoritos y asteroides -> objetivo: nos informan de cómo serían los materiales que se reunieron para formar la Tierra.

Métodos sísmicos -> se basan en el estudio de las ondas sísmicas producidas por los terremotos. Los más importantes son:

• Ondas P o primarias: primeras en registrarse y se propagan por medios sólidos y líquidos.
• Ondas S o secundarias: segundas en registrarse y se propagan solo por medios sólidos.

El estudio de las ondas sísmicas describió un planeta dividido en capas concéntricas, que pueden clasificarse en:

1. Capas composicionales: se diferencian por su distinta composición química.
2. Capas dinámicas: se distinguen por su estado físico.

3. El Estudio de los Fondos Oceánicos

A partir de 1960, se realizó un estudio detallado de los fondos oceánicos, utilizando el sonar.

Con ayuda del sonar se descubrieron en océanos como el Atlántico:

• Plataforma continental: zonas sumergidas a poca profundidad.
• Llanura abisal: fondos marinos profundos (4 km).
• Fallas transformantes: fracturas que atraviesan la dorsal.
• Talud: pendiente que conecta la plataforma con la llanura abisal.
• Arcos de islas: archipiélagos volcánicos situados junto a las fosas.
• Fosas: estrechas y profundas trincheras.
• Cordilleras de borde continental: a menudo volcanes.

Además, la obtención de muestras del fondo oceánico puso de manifiesto que:

• Son de origen volcánico. Están constituidos por lavas submarinas y rocas solidificadas bajo el fondo marino.
• Son jóvenes, es decir, las rocas que los constituyen no superan los 180 millones de años (la Tierra tiene 4500 millones de años).
• La corteza oceánica es más joven, más delgada y más densa que la corteza continental.

4. La Extensión del Fondo Oceánico

La edad de las rocas aumenta a medida que nos alejamos del eje de las dorsales.

En las dorsales oceánicas, se forma nueva corteza oceánica, a partir de magmas que ascienden del manto.

Si el fondo oceánico se extiende continuamente, ¿por qué la superficie terrestre no se hincha? -> Destrucción del fondo oceánico, en las zonas de subducción.

La subducción es el proceso por el que la litosfera oceánica se introduce en el manto.

Harry Hess comparó los fondos oceánicos con una cinta transportadora. Surgen por las dorsales, se desplazan a ambos lados y terminan hundiéndose en las fosas. La litosfera continental, mucho más gruesa y ligera, apenas puede subducir.

Existen dos situaciones de subducción distintas. Cada una da lugar a relieves diferentes:

• Subducción bajo litosfera continental: la fosa se halla junto al borde del continente y, como resultado de la compresión y del vulcanismo, se levanta una cordillera de borde continental o de tipo andino. Es el caso del borde oeste de Sudamérica.
• Subducción bajo litosfera oceánica: da lugar a un arco de islas sobre la placa cabalgante. Dicho arco apunta hacia la placa que subduce. Es el caso de muchos arcos de islas del Pacífico (Kuriles, Japón, Marianas) y de algunos del Atlántico.

5. Distribución de Terremotos y Volcanes

Epicentros de terremotos y volcanes con distribución no uniforme, sino «alineados» en bandas -> Cinturones sísmicos.

En resumen…

• La mayor parte de la actividad geológica (terremotos y volcanes) se concentra en los cinturones sísmicos.
• La corteza oceánica se forma continuamente en las dorsales oceánicas a partir de magmas ascendentes y se destruye en las zonas de subducción, donde la litosfera se introduce en el manto.

Gracias a estos descubrimientos nació la gran teoría de la Geología, la Tectónica de Placas.

6. La Tectónica de Placas

En 1968, gracias al trabajo de varios autores, se enunció la tectónica de placas:

1. La corteza y la parte superior del manto forman una unidad rígida (litosfera) a su vez dividida en placas rígidas, denominadas placas tectónicas o litosféricas. Pueden ser:

• Continentales: compuestas por litosfera continental.
• Oceánicas: compuestas por litosfera oceánica.
• Mixtas: compuestas por ambos tipos de litosfera.

Las placas se encuentran en continuo movimiento (cm/año), chocando unas con otras (límite convergente o destructivo), separándose (límite divergente o constructivo) o desplazándose lateralmente (límite deslizante o pasivo). Como consecuencia de este movimiento se originan volcanes, terremotos y deformaciones. La mayoría de estos fenómenos se concentran en los límites entre placas. En el interior de las placas, la actividad geológica es más escasa. El movimiento de las placas se debe a las corrientes de convección existentes en el manto.

Importancia:

Esta teoría explica una gran cantidad de fenómenos geológicos que aparentemente no tenían relación entre sí:

• Distribución de la actividad sísmica y volcánica.
• Formación de las cordilleras.
• Distribución pasada de continentes y océanos.
• Formación y destrucción de fondos oceánicos.

7. Causas del Movimiento de las Placas: Corrientes de Convección

Convección: forma de transferencia del calor en fluidos.

Explicación clásica: las corrientes de convección existentes en la astenosfera actúan como cinta transportadora de las placas.

Explicación actual: las corrientes de convección abarcan todo el manto terrestre.

8. Ciclo de Wilson

John Tuzo Wilson (1909-1993): a lo largo de la historia de la Tierra han existido procesos cíclicos de ruptura y reunificación de supercontinentes.

Etapas de Ruptura Continental y Extensión Oceánica

1. Formación de un domo térmico: el calor acumulado debajo del continente provoca la dilatación de los materiales y un abombamiento.
2. Etapa de rift continental: aparecen grandes fracturas que adelgazan la litosfera, provocando la formación de un surco o rift continental.
3. Etapa de mar estrecho: la separación se completa y comienza a generarse entre ambos fragmentos nueva litosfera oceánica y una pequeña dorsal.
4. Etapa de océano tipo Atlántico: la separación prosigue y la extensión del nuevo fondo oceánico aumenta considerablemente.

Etapas de Cierre del Océano y Colisión Continental

1. Etapa de océano tipo Pacífico: el océano comienza a cerrarse por la aparición de zonas de subducción en sus bordes.
2. Etapas de acercamiento: el cierre casi se ha completado: ambos continentes se acercan con sedimentos marinos en sus bordes.
3. Etapa de colisión continental: los bordes de ambos continentes y los sedimentos atrapados en medio se deforman.
4. Etapa final: las masas continentales se suturan y se forma la cordillera de colisión continental.

1. Límites entre Placas

Placas separadas por límites o bordes de placa.

• Bordes constructivos o divergentes: son aquellos donde dos placas se separan y alejan, haciendo que se cree entre ellas nueva litosfera oceánica. Un ejemplo lo constituye la dorsal centro-atlántica.
• Bordes destructivos o convergentes: en estos bordes, dos placas se acercan y colisionan. Se destruye litosfera oceánica por subducción en el manto, a la vez que se forman nuevas cordilleras. Un ejemplo es la fosa de las Marianas.
• Bordes pasivos o conservativos: son fracturas, conocidas como fallas transformantes, en las que dos placas se rozan lateralmente. En estas zonas no se crea ni se destruye litosfera oceánica. Son ejemplos la falla de San Andrés, en California, y todas las fracturas que separan los segmentos del rift de una dorsal.

1. Límites divergentes: zonas donde la litosfera se fragmenta. Límites constructivos (se crea nueva litosfera). Son las dorsales oceánicas.
2. Límites deslizantes: la litosfera se desplaza lateralmente. Ni se crea ni se destruye litosfera. Frecuentes terremotos. Ej: Falla de San Andrés (California).
3. Límites convergentes: las placas litosféricas convergen. Se destruye litosfera (límites destructivos). Tres tipos:

• Placa continental-Placa oceánica: la placa oceánica, más densa, se hunde (subduce) por debajo de la continental. Cordilleras de los Andes (subducción de la placa de Nazca bajo la placa Sudamericana).
• Placa oceánica-Placa oceánica: una placa oceánica subduce, formándose fosa oceánica y arco de islas volcánico. Gran sismicidad. Islas Aleutianas (arco de islas volcánico). Cadena de más de 300 pequeñas islas, con intensa actividad volcánica.
• Placa continental-Placa continental: ninguna placa subduce. Gran cordillera intercontinental (Himalaya o Alpes).

2. El Relieve como Interacción de Procesos Internos y Externos

–Procesos geológicos internos: construyen los grandes rasgos del relieve. Son el magmatismo y el metamorfismo.

–Procesos geológicos externos: equilibran o esculpen el relieve. Son la meteorización, erosión, transporte y sedimentación.

El relieve es resultado de la interacción entre ambos tipos de procesos.

6. Magmatismo

-Proceso geológico interno que produce la fusión de las rocas, originando magmas.

-Para que se produzca la fusión debe darse alguna de las siguientes condiciones:

• Un aumento de la temperatura, producto de la fricción, la presencia de sustancias radiactivas o el contacto con una fuente de calor.
• Un descenso de la presión, que reduce el punto de fusión de la roca.
• La presencia de fluidos, como el agua, que disminuye la temperatura de fusión de las rocas.

Estos procesos suceden en distintos lugares, según la tectónica de placas.

En las dorsales y rifts continentales, la litosfera se adelgaza. Este hecho, unido a la presencia de fracturas, reduce la presión que soportan las rocas.

Bajo los puntos calientes, una pluma caliente y menos densa del manto profundo asciende hacia la superficie, donde la presión disminuye y hace que se funda.

En las zonas de subducción existe fricción. La corteza oceánica llega a ellas cargada de sedimentos saturados de agua, que disminuyen el punto de fusión de las rocas.

7. Metamorfismo

-Proceso geológico interno que origina la transformación de las rocas, por efecto de la presión y/o temperatura.

-Existen diferentes tipos de metamorfismo:

1. Metamorfismo de contacto o térmico: producido por un aumento de la temperatura.
2. Metamorfismo regional o dinamotérmico: causado por una elevación de la presión y la temperatura.
3. Metamorfismo de alta presión o dinamometamorfismo: producido por un aumento de la presión.

Los ambientes metamórficos más comunes son las zonas de subducción y colisión continental.

• En las zonas de subducción se forman dos cinturones metamórficos (cinturones pareados): uno junto a la fosa y otro en la cadena volcánica. El primero es debido al choque de ambas placas, y el principal factor que actúa es la presión. El segundo se produce por el ascenso de magmas, y se trata de un cinturón de alta temperatura.
• En las zonas de colisión continental se originan zonas muy extensas de metamorfismo regional, ya que, a las enormes presiones causadas por el choque entre las masas continentales, se unen el calor generado por la fricción y el ascenso de magmas.

8. La Génesis de las Cordilleras

A lo largo de la historia, el origen de las cordilleras se ha intentado explicar mediante dos tipos de teorías:

1. Teorías fijistas: descartan el movimiento de los continentes. Ejemplos de este tipo son el contraccionismo y la teoría del geosinclinal.

Contraccionismo:

1. En su origen, la Tierra estaba fundida, y a partir de ese estado se consolidó una coraza superficial rígida: la corteza.
2. El interior, aún fundido, se enfrió lentamente al tiempo que se contraía, lo que explicaría la aparición de grandes «arrugas» en la corteza: las cordilleras.

Geosinclinal:

1. Se acumulan sedimentos en el fondo de un geosinclinal.
2. El geosinclinal se acentúa. Continúa el depósito.
3. El surco se va cerrando. Comienza la compresión.
4. La compresión prosigue. Surge una cordillera.

1. Teorías movilistas: la tectónica de placas, aceptada hoy en día como gran teoría geológica que explica por qué se producen los terremotos, el origen del vulcanismo y la formación de cordilleras.

La Tectónica de Placas

1. Orogénos de tipo térmico o andino: Prisma de acreción: está constituida por sedimentos marinos de la placa oceánica que han sido «raspados» contra el borde de la placa cabalgante. Cabalgamientos: son generados por esfuerzos de compresión y engruesan la litosfera. Cadena volcánica: es la zona más elevada del orógeno: está formada por plutones y volcanes, fruto de la fusión de la placa que subduce y de la base de la placa cabalgante.
2. Orogénos de colisión o de tipo alpino: Ambos continentes entran en contacto: sobre el continente de la placa cabalgante existe un orógeno de tipo andino. Los dos presentan sedimentos marinos en sus bordes. Se inicia la formación del orógeno: la subducción se detiene, pero el acercamiento continúa, los sedimentos se pliegan. El orógeno se estructura definitivamente.
3. Orogénos intermedios: cordilleras formadas por la subducción y la colisión de pequeñas masas (terrenos). Al borde del continente, se forma un orógeno de acreción, por adición de nuevos terrenos. Ejemplo: Montañas Rocosas.

Orogenias: periodos geológicos del pasado durante los cuales se han levantado cordilleras.

9. Otras Consecuencias de la Tectónica de Placas

Además de la orogénesis, la tectónica de placas afecta directa o indirectamente a otros muchos fenómenos.

La distribución de continentes y océanos tiene notables repercusiones para el clima, la circulación oceánica, el nivel del mar o la diversidad de los seres vivos.

• Tectónica de placas y nivel del mar: ruptura de continentes y formación de nuevos océanos multiplican el volumen de las dorsales oceánicas, lo que provoca un ascenso del nivel del mar.
• Tectónica de placas y clima:
  • b1) La presencia de continentes en posiciones cercanas a los polos favorece las glaciaciones. Las masas de tierra se enfrían más rápidamente. El albedo refuerza el proceso de enfriamiento y glaciación.
  • b2) La elevación de las cordilleras afecta a la circulación atmosférica y distribución de precipitaciones.
  • b3) Controla la circulación oceánica. La apertura de océanos favorece que las corrientes cálidas tropicales alcancen altas latitudes y las frías, de origen polar, se desplacen hacia el ecuador. Mayor equilibrio de las temperaturas.
• Tectónica de placas y seres vivos: la distribución de los continentes afecta notablemente a la biodiversidad. El aislamiento favorece la biodiversidad, mientras que la unificación contribuye a la pérdida de biodiversidad.