La Teoría de la Deriva de los Continentes

Hasta principios del siglo XX, los naturalistas pensaban que la Tierra, al enfriarse, se contrajo y algunas regiones quedaron arrugadas formando cadenas montañosas. Alfred Wegener afirmaba que todos los continentes estuvieron unidos formando un único supercontinente denominado Pangea. Esta teoría no fue totalmente aceptada, ya que, aunque aportó pruebas del desplazamiento de los continentes, no explicaba cuáles eran las fuerzas que justificaban este movimiento.

La Teoría de la Expansión de los Fondos Oceánicos

El estudio de los fondos oceánicos indicaba que estos eran relativamente muy jóvenes, ya que en ellos no se encontraron rocas de más de 180 millones de años. La dorsal oceánica, en la que existían lavas almohadilladas muy jóvenes que no estaban cubiertas de sedimentos, presentaba en su centro una gran hendidura: el rift.

Los datos aportados por diferentes científicos llevaron a pensar que los fondos marinos se creaban en la dorsal y se alejaban de ella a medida que el fondo oceánico se expandía. La teoría de Robert S. Dietz se denominó la Teoría de la Expansión de los Fondos Oceánicos.

Pruebas de la Expansión

• A) El espesor de los sedimentos aumenta a medida que se alejan de la dorsal.
• B) Los fondos oceánicos son más antiguos a medida que se alejan de la dorsal. En la dorsal, situada en el centro de la cuenca, hay lavas almohadilladas muy jóvenes que no están cubiertas por sedimentos.
• C) Existe un sistema de bandas magnéticas paralelas al eje dorsal que presentan alternativamente polaridad normal e inversa.

La Tectónica de Placas

En 1965, Tuzo Wilson propuso la Teoría de la Tectónica de Placas. La Tierra estaba constituida por una serie de placas rígidas que se desplazaban de forma lenta y constante, y la litosfera se podía consumir en las zonas de fosas oceánicas. Wilson determinó el movimiento de las fallas de transformación.

Placas Tectónicas

Son fragmentos de litosfera de cerca de 100 km de espesor que se mueven como bloques rígidos sobre el manto superior. Pueden ser continentales, oceánicas o mixtas, dependiendo del tipo de corteza que contengan.

Límites entre Placas Contiguas

Al desplazarse, las placas pueden moverse separándose entre sí, lo que da lugar a tres tipos de bordes o límites: divergentes, convergentes y neutros. El resultado de la interacción es evidente, por lo que en las zonas que corresponden a límites de placas se produce una intensa actividad sísmica y volcánica, así como la deformación de las rocas y la formación de nuevas cordilleras.

Tipos de Límites

• Divergentes: Se localizan donde las placas contiguas se separan y se crea corteza oceánica. Se caracterizan por la presencia de dorsales submarinas.
• Convergentes: Se producen cuando dos placas se aproximan y una placa se introduce debajo de la otra. Los bordes convergentes se definen por la existencia de fosas oceánicas y cadenas montañosas.
• Neutros: Se caracterizan por la existencia de grandes fallas de transformación.

Límites Divergentes

La litosfera oceánica se crea continuamente en los límites divergentes de placas. Geográficamente, estos límites están marcados por las dorsales, como por ejemplo la Gran Dorsal Atlántica. Los estudios geográficos han demostrado que no existe suelo oceánico de más de 180 millones de años de antigüedad.

¿Qué son las dorsales?

Son grandes elevaciones situadas en la zona media de todos los océanos, con una longitud total de unos 65,000 km. En su centro hay un conjunto de fracturas que forman un amplio surco, el rift valley, por el que asciende magma desde el manto, lo que produce una actividad volcánica constante.

Islandia

Está situada en la dorsal centro-atlántica. Como consecuencia de su emplazamiento geológico, en Islandia hay numerosos volcanes activos, abundan los cráteres, las calderas y los lagos volcánicos; también hay géiseres y aguas termales.

Formación de Litosfera Oceánica y Nuevos Océanos

En las dorsales se forma litosfera oceánica: el movimiento divergente de las placas desde el eje de la dorsal (el rift) estira la litosfera, la agrieta y permite la salida del magma al exterior que, al solidificarse, forma el nuevo fondo oceánico. La formación de una dorsal en un continente origina la apertura de un nuevo océano.

Proceso de formación de un fondo oceánico

• A) La formación de un nuevo océano comienza cuando, bajo un continente, asciende una pluma de magma muy caliente que eleva la litosfera y forma un domo térmico. La litosfera forma un sistema de tres grietas denominado punto triple. En cada grieta se hunden por gravedad bloques centrales originando un rift. Si se conectan los rifts de una serie de domos y se rompe la litosfera continental, se forma una dorsal.
• B) Si continúa la separación de las placas del rift, la depresión formada es inundada por el agua del océano y se origina un mar estrecho, como el Mar Rojo.
• C) Si continúa el proceso, el magma asciende por el rift y se extiende a ambos lados de la dorsal, continuando la formación de litosfera oceánica, por lo que el fondo marino seguirá expandiéndose y los continentes a ambos lados se irán alejando hasta formar un océano como el Atlántico.

Bordes Destructivos

Los bordes destructivos de placas son las zonas de subducción: regiones donde una placa oceánica se introduce bajo una continental u oceánica y destruye la litosfera oceánica. La placa oceánica se hunde en el manto debido a que está constituida por litosfera fría más densa. En las zonas de subducción se producen numerosos sismos a causa de las fricciones y tensiones de la placa descendente que se fractura. En la parte externa de la zona de subducción se van acumulando sedimentos oceánicos y fragmentos rocosos arrancados de la corteza oceánica que constituyen el prisma de acreción.

Fosas Oceánicas

Son trincheras alargadas como las de Filipinas. Pueden alcanzar 100 km de anchura y miles de metros de profundidad. La mayor fosa oceánica es la Fosa de las Marianas.

Estructuras Geológicas en las Zonas de Subducción

Arcos de Islas

Se originan cuando dos placas oceánicas se acercan y una de ellas subduce bajo la otra. Estas islas crecen al acumularse el magma que asciende procedente de la fusión parcial de la placa descendente, del manto y de la corteza de la placa pasiva. Además de un vulcanismo activo, en estas zonas también son frecuentes los terremotos.

Márgenes de tipo Andino

Se forman cuando una placa oceánica colisiona con una placa continental que, al ser menos densa, permanece arriba mientras la oceánica subduce bajo ella y se hunde en el manto, creando así una fosa oceánica paralela a la costa. Además de la actividad volcánica, en este proceso también se produce una intensa actividad sísmica.

Colisión de Placas Continentales

Cuando dos placas continentales colisionan, no subduce ninguna de ellas dado que tienen la misma densidad. La placa que avanza se eleva y remonta a la otra placa, y en la colisión se forma una cadena montañosa.

Los Orógenos

Son cadenas montañosas continentales. Están formadas por rocas magmáticas, sedimentarias y metamórficas plegadas y falladas debido a los esfuerzos tectónicos a los que han estado sometidas. Dependiendo del tipo de placas que intervengan y los procesos que actúen, pueden formarse dos clases de orógenos: térmicos y de colisión.

• Orógenos térmicos: Se forman donde una placa oceánica subduce bajo una continental, como sucede en los Andes. 1) Se forma una zona de subducción nueva en un margen continental pasivo. Al introducirse la placa oceánica bajo la continental, se van acumulando sedimentos en la zona de subducción ya que, al ser muy poco densos, no subducen. 2) Se generan magmas al fundirse parcialmente la placa que subduce y parte de la placa que no se hunde. 3) Las fuerzas que empujan la placa comprimen las rocas sedimentarias del fondo marino, que se pliegan y se superponen a otras.
• Orógenos de colisión: Son cordilleras situadas en el interior de los continentes. Se forman cuando dos placas continentales se enfrentan y, al tener la misma densidad, no subducen.

Las Fallas de Transformación

Las fallas de transformación son fallas en las que se produce un movimiento de desplazamiento lateral entre dos placas que puede ser de miles de km. Se encuentran generalmente cortando y desplazando las dorsales oceánicas y, en ocasiones, conectan las dorsales y las zonas de subducción.

Zonas de alta sismicidad

Los terremotos tectónicos se producen como consecuencia de un rápido deslizamiento de los bloques rocosos a lo largo de las fallas geológicas o por el movimiento entre dos placas tectónicas contiguas. En las fallas de transformación, cuando se produce un desgarre de la litosfera, se libera la deformación acumulada y esto origina terremotos. Los hipocentros de estos son superficiales y se localizan a menos de 25 km, por lo que pueden generar muchas víctimas.

El Calor Interno y la Gravedad

El calor interno del planeta y la conducción de ese calor por sus diferentes capas son responsables del movimiento de las placas y de una gran parte de los procesos geológicos que se manifiestan en su superficie. Estos magmas, al ser menos densos, ascienden en forma de penachos o plumas denominadas plumas mantélicas, que pueden llegar hasta la superficie terrestre. En el manto, el material caliente que asciende y desciende nuevamente al enfriarse produce una circulación convectiva que tiene un papel relevante en el movimiento.

La gravedad en el movimiento de las placas

En la actualidad se considera que la gravedad es la principal causa del movimiento de las placas tectónicas. Como consecuencia del arrastre de las placas hacia el manto en las zonas de subducción, se produce el movimiento de los continentes.

Los Puntos Calientes

Son lugares donde asciende gran cantidad de magma caliente en forma de penachos o plumas desde el manto profundo, localizados en un punto fijo del manto terrestre. En los límites divergentes, los puntos calientes pueden causar la fragmentación de un continente y formar rifts que pueden llegar a formar dorsales oceánicas.

Epirogénesis

Son movimientos verticales de la corteza producidos por transformaciones en el manto, cambios de la densidad o del estado de los materiales debidos a fenómenos térmicos.

El Magmatismo

El magma es una mezcla de material fundido, gases y minerales en suspensión a temperaturas muy altas y a altas presiones.

• La fase fundida: Constituye la mayor parte del magma. Está formada principalmente por sílice y cationes de metales cuyas proporciones condicionan la viscosidad.
• La fase sólida: Constituida por minerales con un punto de fusión superior al del magma. Su composición depende de la naturaleza del magma y de la temperatura.
• La fase gaseosa: Formada principalmente por vapor de agua y otros gases como CO₂ y HCl, que se encuentran disueltos en la fase fundida.

Origen de los magmas

La mayor parte de los magmas se origina en la parte superior del manto o en la corteza inferior, aunque algunos se generan en el manto profundo. Distinguimos:

• Magmas primarios: Formados por la fusión de rocas de la corteza o del manto.
• Magmas derivados: Resultan de la evolución de los magmas primarios durante su ascenso hacia la superficie.

Las Series de Bowen

A medida que el magma se enfría, se van formando minerales. En primer lugar, cristalizan los minerales con puntos de fusión más elevados. Existe un intervalo de temperaturas a lo largo del cual se produce la cristalización fraccionaria. Existen dos tipos de series:

• Serie discontinua: Para los minerales ferromagnesianos. El orden es: olivino, piroxenos, anfíboles y biotita.
• Serie continua: Para los minerales claros (plagioclasas). La secuencia es: plagioclasas cálcicas, plagioclasas sódicas, feldespatos potásicos, moscovita y cuarzo.

Procesos de Diferenciación Magmática

• A) Cristalización fraccionada: Se produce a medida que el magma se enfría y van cristalizando los minerales según su punto de fusión.
• Diferenciación gravitatoria: Los minerales formados se separan de la fase fundida y caen al fondo de la cámara magmática.
• Transporte gaseoso: Los gases arrastran hacia el techo a los elementos ligeros.

Fases de la diferenciación magmática

• Fase ortomagmática: Temperatura más elevada (superior a 700°C). Cristaliza la mayor parte del magma formando diferentes rocas.
• Fase pegmatítica-neumatolítica: Entre 700°C y 350°C. El magma contiene muchos volátiles y se introduce en grietas donde cristaliza.
• Fase hidrotermal: Por debajo de los 350°C. El magma se enfría en las grietas dando lugar a filones y vetas. Por debajo de 100°C da lugar a aguas termales.

Texturas y Clasificación de las Rocas Magmáticas

La textura es la relación entre los minerales que componen las rocas:

• Granuda: Los granos forman un mosaico (holocristalina). Se forma lentamente en el interior. Característica de rocas plutónicas.
• Porfídica: Grandes cristales (fenocristales) en una matriz microcristalina o vítrea. Cristalización en dos fases. Común en rocas volcánicas.
• Vítrea: Constituida casi totalmente por vidrio debido a un enfriamiento ultrarrápido. Propia de las volcánicas.

Clasificación según su origen

• Rocas Plutónicas: El magma solidifica en el interior de la Tierra.
• Rocas Subvolcánicas: El magma se enfría en diaclasas o grietas cerca de la superficie.
• Rocas Volcánicas: Cuando el magma llega a la superficie.

Ejemplos de Rocas Plutónicas

• Granitos: Las más frecuentes en los continentes. Forman batolitos. Compuestas por cuarzo, feldespato potásico y mica.
• Dioritas: De color gris y textura granuda.
• Sienitas: Compuestas principalmente por feldespatos (color rosa). Pueden contener nefelina.
• Gabros: Rocas oscuras constituidas por plagioclasas y anfíbol.

Ejemplos de Rocas Volcánicas

• Riolitas: Equivalentes al granito. Textura porfídica; a veces vesicular (pumitas).
• Andesitas: Equivalentes a la diorita. Textura porfídica con plagioclasa.
• Basaltos: Equivalentes al gabro. Las más difundidas en la corteza terrestre.

Ejemplos de Rocas Subvolcánicas

• Pegmatitas: Cristales muy grandes (de 1 cm a varios metros).
• Aplitas: Cristales muy pequeños (1 mm o menos).
• Pórfidos: Textura porfídica (ej. pórfidos graníticos o lamprófidos).
• Diabasas: Muy duras, composición idéntica al gabro y basalto.

Tipos de Magma según su Composición

• Magmas Básicos: Baja proporción de sílice, ricos en calcio y magnesio. Fluidos. Forman gabros (interior) y basaltos (superficie).
• Magmas Intermedios: Entre 50% y 60% de sílice. Forman dioritas (interior) y andesitas (superficie).
• Magmas Ácidos: Alto porcentaje de sílice, ricos en sodio y potasio. Viscosos. Forman granitos (interior) y riolitas (superficie).

Magmatismo y Tectónica de Placas

• Magmas Basálticos: De la fusión parcial de peridotitas del manto. Pueden ser toleíticos (dorsales) o alcalinos (intraplaca).
• Magmas Andesíticos: De la fusión parcial de la corteza oceánica en zonas de subducción.
• Magmas Riolíticos: De la fusión parcial de la corteza continental en zonas de subducción.

Factores Físicos del Metamorfismo

La Presión

• Presión litostática: Por el peso de los materiales (aumenta con la profundidad).
• Presión dirigida: Por esfuerzos tectónicos (orogénesis).
• Presión de fluidos: Por líquidos y gases en los poros. La suma de estas se denomina presión confinante.

La Temperatura

El aumento de temperatura se debe a: enterramiento a gran profundidad, proximidad de una masa magmática o transformaciones en rocas superficiales.

Tipos de Metamorfismo

• Metamorfismo dinámico.
• Metamorfismo estático.
• Metamorfismo térmico o de contacto.
• Metamorfismo hidrotermal.
• Metamorfismo regional.

Rocas originadas a partir de las arcillas

Pizarras, filitas, esquistos, gneises y migmatitas.