Ejercicios: La teoría de la tectónica de placas

¿Qué es una placa litosférica y sobre qué capa más dúctil se desplaza? Explicá la diferencia entre litosfera y astenosfera.

Nombrá los tres tipos de bordes entre placas litosféricas y describí el movimiento relativo de las placas en cada uno de ellos.

¿Por qué los terremotos y los volcanes no se reparten al azar por la superficie terrestre, sino que se concentran en bandas estrechas y alargadas?

¿Qué es la corteza terrestre y en qué se diferencia del manto? ¿Qué discontinuidad los separa y cómo se detectó?

Nombrá al menos dos fuerzas que contribuyen al movimiento de las placas litosféricas, como el empuje de la dorsal, el arrastre del manto o la succión de la placa que subduce, y describí brevemente cada una.

¿Qué es una fosa oceánica y en qué tipo de borde entre placas se forma? Poné un ejemplo actual.

Compará la corteza oceánica y la continental en composición dominante, densidad, espesor y edad máxima de sus rocas.

¿Qué es un punto caliente? Poné un ejemplo y explicá por qué su vulcanismo no está asociado a ningún borde de placa.

El esquema muestra tres bordes entre placas (a, b y c). Identificá el tipo de borde de cada panel, describí el movimiento de las placas que en él ocurre y citá un ejemplo real de cada uno.

En una dorsal oceánica cada flanco se aleja del eje a una velocidad de $2,5\ \text{cm/año}$. Calculá cuántos kilómetros se habrá ensanchado el océano al cabo de $10\ \text{Ma}$, teniendo en cuenta que el ensanchamiento total es la suma de los dos flancos.

En un borde convergente de subducción, los terremotos son cada vez más profundos al alejarse de la fosa hacia el continente. Explicá a qué se debe esta distribución (plano de Benioff).

En la dorsal del Pacífico oriental cada flanco se aleja del eje a $8\ \text{cm/año}$. Calculá cuánto se habrá ensanchado ese océano en $5\ \text{Ma}$ y compará esa tasa con la de la dorsal atlántica, de $2,5\ \text{cm/año}$ por flanco.

Las anomalías magnéticas del fondo oceánico forman bandas simétricas a ambos lados de la dorsal. Explicá qué registran esas bandas y cómo demuestran que el fondo oceánico se expande.

En los arcos volcánicos el magma se genera unos $100\ \text{km}$ por encima de la placa que subduce. Explicá qué papel juega el agua liberada por la placa al deshidratarse en la fusión del manto que la recubre.

En los bordes transformantes hay abundantes terremotos pero apenas vulcanismo. Explicá por qué, relacionándolo con el tipo de movimiento y con el hecho de que allí no se crea ni se destruye litosfera.

Dos estaciones GPS situadas a ambos lados de una dorsal se separan a razón de $4\ \text{cm/año}$ en total. Estimá la edad de la corteza oceánica situada a $240\ \text{km}$ del eje de la dorsal e indicá la hipótesis que hacés sobre la constancia de la tasa de expansión.

Se analiza un corte geofísico transversal del margen pacífico sudamericano a los $22^\circ\text{S}$. Se observan los siguientes datos empíricos:

1. Una fosa oceánica profunda con escaso relleno sedimentario y litosfera oceánica de unos $45\ \text{Ma}$ que subduce con un buzamiento de $30^\circ$ hacia el este.

2. Hipocentros sísmicos alineados que alcanzan profundidades de hasta $600\ \text{km}$.

3. Un arco volcánico activo a $280\ \text{km}$ al este de la fosa, que emite lavas predominantemente andesíticas y dacíticas, ricas en volátiles.

4. Una faja corrida y plegada en el antepaís oriental (zona subandina) con cabalgamientos que acortan y engruesan la corteza continental.

1. a) Interpretá el origen térmico y químico del magma del arco: rebatí la idea intuitiva de que el magma procede de la simple fusión por rozamiento de la corteza oceánica que subduce y explicá el papel fundamental de la deshidratación de los minerales hidratados.
2. b) Justificá por qué el vulcanismo andino es eminentemente andesítico-dacítico y altamente explosivo, en contraste con el vulcanismo efusivo basáltico de las dorsales meso-oceánicas.
3. c) Predecí razonadamente cómo evolucionaría la dinámica tectónica y magmática del margen si la cuenca oceánica se cerrara por completo y colisionara un microcontinente situado en la placa subducente.

La cadena Hawái-Emperador presenta una morfología sistemática: las islas del sureste (como Hawái) son enormes volcanes en escudo emergidos con cotas de hasta $4.200\ \text{m}$ y edades inferiores a $1\ \text{Ma}$. Hacia el noroeste, las islas se transforman paulatinamente en atolones coralinos y, más al norte, en guyots (montes submarinos de cumbre plana sumergidos a más de $1.000\ \text{m}$ de profundidad con edades de hasta $80\ \text{Ma}$). A $3.500\ \text{km}$ al noroeste de Hawái se ubica el guyot Daikakuji, datado en $47\ \text{Ma}$, en el punto exacto donde la alineación cambia bruscamente de orientación (de NO-SE a N-S).

1. a) Explicá la secuencia de procesos geológicos (térmicos, isostáticos y morfosedimentarios) que transforman una isla volcánica activa en un guyot sumergido a medida que la litosfera se desplaza alejándose del punto caliente.
2. b) Calculá la velocidad media de avance de la placa del Pacífico entre el momento presente y la formación del codo hace $47\ \text{Ma}$, expresando el resultado en $\text{cm/año}$.
3. c) Se debate si el «codo» de Emperador refleja un cambio brusco en la trayectoria cinemática de la placa del Pacífico o el movimiento propio de la pluma mantélica. ¿Qué prueba geológica contrastable (analizando otras cadenas intraplaca coetáneas del Pacífico o mediante paleomagnetismo) permitiría confirmar si cambió la dirección de la placa?