La teoría de la tectónica de placas
En El Salvador hay una cadena de volcanes (Santa Ana, Izalco, San Salvador, San Miguel) y los terremotos, como los de enero y febrero de 2001, son frecuentes. Esto no es casualidad: frente a nuestra costa, la placa de Cocos se hunde bajo la placa del Caribe. La superficie de la Tierra está dividida en placas que se desplazan unos centímetros por año.
Cómo se estudia el interior de la Tierra
El pozo más profundo que hizo el ser humano (península de Kola) supera los 12 km, apenas un rasguño en un planeta de más de 6 370 km de radio. Entonces, ¿cómo sabemos de qué está hecho el interior si nunca llegamos hasta allí?
Con métodos indirectos. Los dos principales son:
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Las ondas sísmicas. Un terremoto genera ondas que atraviesan todo el planeta. Las ondas P (primarias, longitudinales) viajan por sólidos y líquidos. Las ondas S (secundarias, transversales) solo se propagan por sólidos. Su velocidad cambia según el material, y cuando cambia bruscamente hay una discontinuidad.
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Los meteoritos. Son restos de la formación del Sistema Solar; su composición permite inferir la del interior terrestre.
También aportan datos la densidad media del planeta y su campo magnético. El calor interno, en gran parte residual (quedó de la formación de la Tierra), es la causa principal de los procesos endógenos.
La existencia de la astenosfera como capa bien definida es objeto de discusión entre los especialistas; aquí la usamos como el modelo que mejor explica el movimiento de las placas.
Y la corteza no es igual en todos lados:
| Corteza oceánica | Corteza continental | |
|---|---|---|
| Composición dominante | basalto (gabro en profundidad) | granito y rocas afines |
| Densidad | mayor (~3.0 g/cm³) | menor (~2.7 g/cm³) |
| Espesor | ~7 km | ~35 km (hasta 70 km bajo cordilleras) |
| Edad máxima | ~180 Ma | más de 4 000 Ma |
¿Qué es la corteza terrestre y en qué se diferencia del manto? ¿Qué discontinuidad los separa y cómo se detectó?
¿Qué es la corteza terrestre y en qué se diferencia del manto? ¿Qué discontinuidad los separa y cómo se detectó?
Compará la corteza oceánica y la continental en composición dominante, densidad, espesor y edad máxima de sus rocas.
Compará la corteza oceánica y la continental en composición dominante, densidad, espesor y edad máxima de sus rocas.
¿Qué es una placa litosférica y sobre qué capa más dúctil se desplaza? Explicá la diferencia entre litosfera y astenosfera.
¿Qué es una placa litosférica y sobre qué capa más dúctil se desplaza? Explicá la diferencia entre litosfera y astenosfera.
De la deriva continental a la tectónica de placas
Hasta mediados del siglo XX, muchos geólogos eran fijistas: pensaban que los continentes y océanos siempre estuvieron donde están, y que las cordilleras eran el resultado de la contracción de la Tierra o del hundimiento de grandes cuencas (geosinclinales). Los movilistas, en cambio, sostenían que los continentes se desplazan. La tectónica de placas surgió de esa controversia, y es un buen ejemplo de cambio de paradigma en la ciencia.
| Año | Quién | Aporte |
|---|---|---|
| 1915 | Alfred Wegener | Deriva continental: el supercontinente Pangea se fragmentó |
| 1928 | Arthur Holmes | Corrientes de convección en el manto como posible motor |
| 1962 | Harry Hess | Expansión del fondo oceánico |
| 1963 | Vine y Matthews | Anomalías magnéticas simétricas respecto de la dorsal |
| 1965 | Tuzo Wilson | Síntesis: placas, bordes y fallas transformantes |
Wegener justificó Pangea con cinco tipos de argumentos:
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Geográficos: las costas de Sudamérica y África encajan como piezas de un rompecabezas.
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Geológicos: cordones montañosos y tipos de rocas que continúan de un continente al otro.
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Paleontológicos: el mismo fósil (por ejemplo, el reptil Mesosaurus) aparece en Sudamérica y en África.
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Paleoclimáticos: huellas de glaciación antigua en lugares hoy tropicales.
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Geofísicos: coincidencias en el paleomagnetismo de las rocas.
Sus ideas fueron rechazadas porque no explicaba qué fuerza movía los continentes. Recién las pruebas del fondo oceánico, medio siglo después, resolvieron el problema.
Placas y bordes
Las placas litosféricas son fragmentos rígidos de litosfera que se mueven sobre la astenosfera. Los bordes entre ellas se clasifican por el movimiento relativo, y cada tipo recibe más de un nombre porque cada nombre alude a algo distinto:
| Por el movimiento | Por lo que ocurre con la litosfera | Otro nombre |
|---|---|---|
| Divergente (se separan) | Constructivo (se crea litosfera) | expansivo |
| Convergente (se acercan) | Destructivo (se consume litosfera) | subductivo (si una se hunde) |
| Transformante (se deslizan) | Conservativo (ni se crea ni se destruye) | de desplazamiento lateral |
Un ejemplo claro es nuestra costa: la fosa Mesoamericana marca el hundimiento de la placa de Cocos bajo la del Caribe, los hipocentros se profundizan hacia el continente y, sobre ellos, se alinean los volcanes de El Salvador.
¿Por qué se forman los volcanes unos 100 km sobre la placa que subduce? La placa hundida lleva sedimentos y rocas con agua. Al llegar a esa profundidad, la presión y la temperatura la deshidratan, y el agua liberada sube hacia el manto que está encima y baja su punto de fusión: el manto se funde parcialmente y el magma asciende.
Nombrá los tres tipos de bordes entre placas litosféricas y describí el movimiento relativo de las placas en cada uno de ellos.
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?
¿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 una fosa oceánica y en qué tipo de borde entre placas se forma? Poné un ejemplo actual.
¿Qué es una fosa oceánica y en qué tipo de borde entre placas se forma? Poné un ejemplo actual.
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…
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 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…
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 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…
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…
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.
La expansión del fondo oceánico
Las rocas del fondo oceánico son más jóvenes junto a la dorsal y más viejas cerca de los continentes, y conservan bandas de anomalías magnéticas simétricas a ambos lados de la dorsal. Cada banda registra la polaridad del campo magnético terrestre cuando ese basalto se enfrió y quedó magnetizado. Como el campo se invirtió muchas veces, las bandas alternan polaridad normal e inversa. El fondo se fabrica en la dorsal y se aleja hacia los lados como una cinta transportadora (Vine y Matthews, 1963).
Las edades radiométricas de los basaltos confirman lo mismo: crecen de manera regular con la distancia a la dorsal.
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…
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.
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…
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 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…
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.
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…
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.
El motor de las placas y los puntos calientes
Una placa como la de Cocos es enorme y, sin embargo, se desplaza varios centímetros por año. ¿Qué fuerza mueve esos bloques de roca de 100 km de espesor?
¿Por qué subduce la litosfera oceánica y no la continental? Al envejecer, la oceánica se enfría, se vuelve más densa que la astenosfera y se hunde. La continental es más liviana y «flota».
Puntos calientes
Esto permite distinguir dos orígenes de islas: los arcos insulares (Japón, Antillas) se forman en bordes convergentes por el magma de la subducción, mientras que las islas volcánicas aisladas (Hawái) nacen sobre un punto caliente, lejos de cualquier borde.
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…
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 un punto caliente? Poné un ejemplo y explicá por qué su vulcanismo no está asociado a ningún borde de placa.
¿Qué es un punto caliente? Poné un ejemplo y explicá por qué su vulcanismo no está asociado a ningún borde de placa.
Volvé al principio: los volcanes y sismos de El Salvador se deben a que la costa está junto a un borde convergente, donde la placa de Cocos se hunde bajo la del Caribe. Las zonas lejos de los bordes, en el interior de una placa, son mucho más tranquilas.