1. PRESUPUESTOS DE LA TECTONICA DE PLACAS
Ya hemos visto en qué teorías previas se apoya la teoría de la Tectónica de placas. Esta teoría establece lo siguiente:
- Define la litosfera como una capa de gran rigidez constituída por el manto y los primeros 50 a 100 km del manto superior. Esta capa se hallaría flotando sobre una capa inferior con una cierta plasticidad que es la astenosfera.
- La litosfera se hallaría rota en una serie de placas. Estas placas se mueven debido a los movimiento de convección que hay en el manto y que afectan a la astenosfera. Al moverse las placas chocan entre sí o se separan.
- Según el tipo de movimiento que tengan las placas entre sí se definen distintos tipos de contactos entre placas: contactos constructivos, en los que las placas se separan; contactos destructivos, en los que las placas convergen: contactos pasivos, en los que las placas se desplazan una al lado de otra, bien en el mismo sentido o en diferentes.
- En las zonas de contacto se van a producir toda una serie de procesos geológicos como: magmatismo, metamorfismo, vulcanismo, deformación de los materiales, terremotos, orogénesis.
2. PLACAS LITOSFERICAS
Ya hemos visto que la litosfera se halla rota en una serie de placas. Los límites de las placas son definidos, principalmente, en función de la sismicidad. Diferenciamos distintos tipos de placas litosféricas:
- Las placas litosféricas continentales, formadas casi exclusivamente por litosfera continental.
- Las placas litosféricas oceánicas, formadas por litosfera oceánica.
- Las placas litosféricas mixtas, formadas por litosfera oceánica y continental.
Las principales placas litosféricas son: la euroasiática, africana, norteamericana, sudamericana, pacífica, australoíndica, antártica y de nazca. Las otras son placas menores como la ce cocos, caribe, arábiga, filipinas, iraní.
En determinadas zonas es muy difícil determinar los límites de las placas ya que la sismicidad es débil o bien es muy difusa. Esto ocurre en zonas donde confluyen tres placas, en las que suelen formarse placas menores como la de cocos. Otras zonas conflictivas son las de choque entre litosferas continentales, yas que los límites no son lineales, produciéndose movimientos discontínuos que rompen las placas. Esta situación se da en la zona del Mediterráneo, en donde chocan la placa africana y la euroasiática, produciéndose numerosas placas como: ibérica, alborán, italodinárica, búlgara, turca, de córcega, de cerdeña.
3. CAUSAS DEL MOVIMIENTO DE LAS PLACAS
El manto se calentaría principalmente por acción del núcleo y se enfriaría en la zona de la litosfera. Esto produciría corrientes ascendentes de magma en el manto. Unos difusos y otros formando penachos térmicos que pudieran llegar a perforar la litosfera, formando puntos calientes. Estos penachos pueden contribuir a la fragmentanción de los continentes, y no se hallarían asociados a los contactos constructivos, excepto en algunas zonas, como ocurre con Islandia en la dorsal atlántica. Las placas se moverían como consecuencia de la densificación, de modo que se hundirían en el manto, atravesando el manto superior y llegando al inferior. El magma procedente de la astenosfera saldría al exterior por las grietas que se formasen en las zonas de las dorsales. Este magma se forma al disminuir la presión en dichas zonas.
4.- LOS LIMITES DE PLACA Y SU EVOLUCION
4.1.- CONTACTOS CONSTRUCTIVOS
Los contactos constructivos se caracterizan porque las placas se alejan, se hallan normalmente bajo los fondos oceánicos y asociados a dorsales oceánicas.
4.1.1.- EstructuraYa hemos visto que los contactos constructivos se hallan asociados a dorsales oceánicas. La estructura que presenta una dorsal es la siguiente.
En la zona central se halla normalmente una depresión, denominada valle de rift. Esta depresión se halla limitada por escarpes de fallas que se elevan por encima de los 1000 m. La zona central del rift se halla elevada debido a que por esa zona se produce la salida de magma al exterior. En algunas dorsales se aprecia que la zona del rift no se halla hundida sino elevada, formando un pilar tectónico. Esto se produce porque el flujo de magma bajo el rift es muy elevado ocasionando esta elevación. En estos casos las dorsales se extienden más rápidamente alcanzando una velocidad de hasta 12 cm año.
Si nos alejamos de la zona del rift podremos observar la existencia de toda una serie de escarpes de fallas que forman la dorsal oceánica. A su vez en el fondo oceánico se aprecia el bandeado magnético que en la mayor parte de las dorsales es asimétrico, lo que indicaría una mayor crecimiento de la placa situada a un lado de la dorsal que a otro.
La zona del rift puede considerarse como el eje de la dorsal. Este eje se halla interrumpido por una serie de fallas transformante hallándose desplazado lateralmente. Las fallas transformante pueden tener varios kilómetro de longitud y en una zona de ellas, la comprendida entre dos valles de rift, el desplazamiento de los bloques situados a uno y otro lado es en sentido contrario.
Se puden apreciar contactos constructivos en zonas continentales. Estos contactos constituirían las primeras etapas en el proceso de fracturación de un continente. Un tipo de contacto como este se aprecia al sureste de Africa en el denominado Rift Valley Africano. En este contacto se aprecia la existencia de una gran fosa tectónica, con estructura similar al valle de rift de las dorsales. Asímismo se observa abundante vulcanismo que se manifiesta en la existencia de numerosos volcanes. El rift, al constituir una zona deprimida de la superficie terrestre ha acumulado agua en numerosas zonas formándose lagos como el Victoria, Tanganica, Malawi, etc.
4.1.2.- Características
Los contactos constructivos se caracterizan porque presentan en la superficie un elevado flujo térmico. Esto se debe a la subida de material procedente de la astenosfera y que sale al exterior por el rift de las dorsales oceánicas. Además en dicha zona la litosfera se halla adelgazada y es una zona donde los materiales del manto se hallan a mayor temperatura.
4.1.3.- Dinámica Las placas implicadas en un contacto constructivo se separan por la zona del rift. Esto ocasiona que en esa zona se produzcan terremotos tensionales (motivados por empujes de sentidos contrarios) y en la zona de las fallas transformantes, entre los valles de rift, terremotos de fricción.
La separación de las placas ocasiona la aparición de fracturas que producen una disminución de la presión en la zona más cercana de la astenosfera. Esto produce la fusión parcial de los materiales que la componen y su ascenso por las grietas. Durante su ascenso parte se solidificará a diferantes niveles, produciendo gabros en las zonas profundas y basaltos en las más superficiales. Algunos materiales saldrán al exterior produciendo vulcanismo.
4.1.4.- Fenómenos geológicos asociadosTerremotos. Se producen terremotos de foco somero. En las zonas del rift son terremotos tensionales y en las zonas de las fallas transformantes situadas entre dos zonas de rift, son de fricción o de deslizamiento.
Magmatismo. Bajo las dorsales se generan magmas como consecuencia de los materiales del manto que ascienden a elevada temperatura y de la disminución de la presión al producirse grietas en la litosfera oceánica. Los magmas que se originan en esta zona son de tipo toleítico (con un 50% de sílice). Su solidificación en profundidad ocasiona gabros, dando lugar a la capa 3 de la corteza oceánica. Su solidificación en superficie genera la capa 2 (basáltica) así como erupciones volcánicas de tipo fisural. Se producen principalmente en las zonas de los rift y con menor importancia en las zonas de las fallas transformantes.
Metamorfismo. Se observa metamorfismo dinámico en la zona de las fallas transformantes, como consecuencia de las elevadas presiones a las que estan sometidas. Metamorfismo de tipo térmico en las zonas cercanas a los magmas.
En las zonas de las fallas transformantes se produce a altas profundidades metamorfismo de peridotitas y gabros dando lugar a serpentinitas.
4.1.5.- Formación de un contacto constructivo
Un contacto constructivo puede formarse en los continentes o en los océanos. Vamos a considerar el caso de su formación en los continentes.
En una determinada zona se produce el ascenso de materiales, a elevada temperatura, del manto. Estos producen un adelgazamiento de la litosfera y su abombamiento, formando domos. En éstos se producen fracturas en Y o en T. Por unión de las fracturas de los distintos domos se ocasiona una zona continua, hundida, que es el rift. Por afluencia de magma a dicha zona, comienza a formarse una capa contínua formada por basaltos en superficie y gabros en profundidad, que es el inicio de un nuevo océano. El crecimiento de dicha capa separa los continentes y agranda el océano.
4.2.- CONTACTOS DESTRUCTIVOS
Son aquellos en los que generalmente las placas convergen y se produce destrucción de la litosfera oceánica en las zonas de subducción. Diferenciamos varios tipos: contacto entre litosfera oceánica-oceánica, oceánica-continental y continental-continental.
4.2.1.- Contactos entre litosfera oceánica-oceánica
4.2.1.1.- EstructuraEste tipo de contactos en el que una placa oceánica se introduce bajo otra oceánicas se halla asociado a fosas oceánicas y arcos insulares. En él podemos distinguir varias estructuras.
La fosa oceánica marcaría el inicio de la subducción de una de las placas. A continuación se halla el prisma de acreción. Esta estructura se forma por la acumulación de sedimentos procedentes de la placa que se hunde. Su formación puede compararse con la acumulación de nieve que se produce en el frente de una máquina quitanieves. En este caso la nieve serçia el equivalente a los sedimentos que se hallan sobre la placa oceánica que subduce y el prisma de acreción la zona de acumulación. En éste los sedimentos se irían situando como cuñas sucesivas. Parte de los sedimento subducirían junto con la placa.
Tras el prisma de acreción se hallaría el arco insular. Este, de origen volcánico, se produciría como consecuencia de la salida al exterior de magmas procedentes de la fusión parcial de la placa que subduce. El arco insular es un archipiélago de islas. La forma de arco se piensa que es una cuestión geométrica. Como hemos visto se forma a partir de la placa que subduce. Geométricamente la intersección entre un plano y una esfera es una curva. En este caso el plano sería la placa que se hunde. Esta describe una curva en la superficie que se ve reflejada posteriormente en la disposición de las islas volcánicas a las que da lugar.
4.2.1.2.- Características
Los contactos destructivos se caracterizan porque presentan anomalías negativas de la gravedad. Esto se debe a que al introducirse la litosfera oceánica hacia el manto, debido a su menos densidad, produce un defecto de masa responsable de dicha anomalía.
Asimismo en las zonas de las fosas oceánicas presentan un bajo flujo térmico, debido a la menor temperatura que presenta la placa que subduce, mientras que en las zonas de los orógenos el flujo térmico es elevado.
4.2.1.3.- Dinámica
Cuando una de las placas oceánicas subduce, ya hemos visto que parte de los sedimentos se pliegan formando el prisma de acreción. También parte se hunde junto con la placa. Al llegar a la astenosfera mueve tras de sí a los materiales más cercanos de esta capa, que al estar más calientes provocan la fusión parcial de la placa litosférica. Estos materiales fundidos, tienden a salir a la superficie ocasionando la formación de volcanes submarinos que al emerger producen islas de origen volcánico. El ascenso de magmas va produciendo también la formación de una litosfera de carácter continental, al solidificar parte de él bajo la superficie, dando rocas plutónicas.
4.2.1.2.- Fenómenos geológicos asociados
Terremotos. Son terremotos tensionales, de cizalla o fricción y de tipo compresional. Se ha observado que los terremotos en estas zonas se sitúan formando un plano inclinado denominado plano de Benioff. Se ha deducido que este plano señala la placa que se hunde. Los sismos de foco somero son de carácter tensional y se producen en las inmediaciones de la fosa oceánica. Se piensa que se producen por el arqueamiento que sufre la placa al subducir o bien por el efecto de tiro que ejerce la placa al hundirse. Los terremotos de cizalla son debidos al rozamiento producido entre la placa subducente y el manto superior. Aparecen limitados a las partes más altas donde todavía no se han alcanzado las condiciones necesarias para la fusión parcial, que hace disminuir el rozamiento entre las placas.
Los terremotos profundos son todos de tipo compresional, habiendo sido interpretados como el resultado de la resistencia a la penetración que debe de encontrar la placa en las zonas más profundas. Esta resistencia daría lugar a una penetración discontinua que ocasionaría sucesivos tirones y responsable de los terremotos tensionales en las zonas más superficiales.
Magmatismo. El magmatismo se produce por fusión de la placa que subduce y del manto que se halla encima, perteneciente a la otra placa. Se ocasionan tres tipos de magmas distintos. A medida que nos alejamos de la zona de subducción, diferenciamos: magma toleíticos, que emergen antes del arco volcánico y generados a unos 50 km de profundidad; magmas calcoalcalinos, generados entre 80 y 160 km de profundidad, y que emergen en la zona del arco insular; magmas potásicos, generados a profundidades próximas a los 300 km.
Metamorfismo. Se distinguen dos zonas de metamorfismo paralelas a las fosas oceánicas. Las dos son de metamorfismo regional aunque en una predomina la presión y en la otra la temperatura. Se produce metamorfismo regional con predominio de la presión en las zonas de subducción y por lo tanto más cercanas a las fosas oceánicas. Se produciría en las zonas donde chocan las dos placas. Metamorfismo regional con predominio de la temperatura en las zonas donde se produce el ascenso de los magmas, más alejadas de las fosas oceánicas, por encima del plano de Benioff.
Orogénesis.
4.2.2.- Contacto destructivo entre litosfera oceánica y continental
Este tipo de contacto se halla asociado con fosas oceánicas en la parte oceánica y con orógenos en la zona continental.
4.2.2.1.- Estructura
Tiene una estructura similar a la vista anteriormente. En él distinguimos la fosa oceánica, el prisma de acreción que se continúa con el continente. Ya en el continente nos encontramos con una cordillera, es decir un orógeno en el que observamos la existencia de materiales plegados así como de volcanes. Esta cordillera es el equivalente al arco insular del contacto entre litosfera oceánica-oceánica.
4.2.2.2.- DinámicaLa placa oceánica subduce bajo la continental, ya que la oceánica es más densa. Al subducir y chocar con la continental, los sedimentos depositados encima se van a plegar formando un prisma de acreción. Sobre este prisma de acreción se irán depositando sedimentos procedentes del continente. La placa a medida que se hunde va a ir fundiéndose parcialmente y originando magmas que pueden salir a la superficie originando volcanes. La acumulación de sedimentos y magmas producirá un aumento en el grosor de la litosfera en dicha zona. Cuando cesen las fuerzas que motivan el choque entre placas se detendrá la formación del orógeno, actuando tan solo los fenómenos erosivos. Esto motivará que al disminuir la masa en dicha zona, se produzcan movimiento de elevación (compensación isostática) y el desmantelamiento de todo el orógeno, con lo que quedarán al descubierto los materiales más profundos.
4.2.2.3.- Fenómenos geológicos asociados
Terremotos. También podemos apreciar la existencia de distintos tipos de terremotos que se situarán según un plano inclinado, el plano de Benioff.
Magmatismo debido a la ascensión de los magmas procedentes de la fusión de la placa que subduce. Son iguales a los ya vistos para el contacto litosferas oceánica-oceánica.
Metamorfismo. Igual que en el caso anterior, pudiéndose diferenciar también los dos anillos metamórficos descritos anteriormente.
Orogénesis.
4.2.3.- Contacto entre litosfera continental-continental4.2.3.1.- Estructura
En este caso no se produce el hundimiento de una placa bajo otra debido a que ambas placas son continentales y su baja densidad impide que cualquiera de ellas se pueda introducir hacia el manto. Sí se produce un cierto cabalgamiento o desplazamiento de una de las placas sobre otra. Este tipo de contactos se halla asociados con orógenos intracontinentales o intraplaca como es el Himalaya.
4.2.3.2.- DinámicaEste tipo de contactos supone la desaparición de un océano previo que separaba ambos continentes. La destrucción de la placa oceánica que subduce supone el acercamiento de los continentes y finalmente el choque. Como partimos de un contacto destructivo entre litosfera oceánica continental, antes del contactos entre los dos continentes existe un orógeno previo. Cuando ambos continentes se acercan los materiales sedimentarios que quedan entre ambos van a ser intensamente plegados produciéndose el desplazamiento de parte de ellos sobre uno de los continentes, originando grandes cabalgamientos. A su vez la litosfera oceánica que subduce se fragmenta y parte de esos fragmentos van a quedar entre los sedimentos y cabalgar junto con ellos sobre el continente. Estos fragmentos de litosfera oceánica que quedan en superficie se denominan complejos de ofiolitas y se dicen que sufren obducción. La zona de sutura entre ambos continentes va a quedar marcada por la existencia de estos complejos.
La intensa presión entre ambos continentes producirá que en uno de ellos aparezcan fracturas que permitirán el cabalgamiento de uno de los continentes sobre el otro. Como este desplazamiento está muy dificultado, irá cesando poco a poco a la vez que la acción continua de los fenómenos erosivos irán desmantelando el orógeno. Posteriormente como señal de la existencia de dicho contacto permanecerán los complejos ofiolíticos.
4.2.3.3.- Fenómenos geológicos asociados
Terremotos Los terremotos serán de foco somero produciéndose en las zonas de desplazamiento continental así como en las zonas de ruptura continental. La sismicidad de estas zonas es mucho menor que en el caso de los contactos entre litosfera oceánica continental, aunque debido a las intensas presiones que no se liberan tan fácilmente como en dichos contactos, las deformaciones que se producen en el continente son muy importantes a afectan a zonas muy alejadas del contacto.
Magmatismo: Prácticamente no existen ambos procesos, ya que las placas no alcanzan grandes profundidades. Los procesos magmáticos que puedan producirse serán motivados por la existencia de fracturas que puedan permitir el ascenso de magma procedente del manto.
Metamorfismo: Predominará el metamorfismo regional de alta presión, ya que las temperaturas que se alcancen no serán muy elevadas, debido a la no abundancia de magmas.
Orogénesis.
4.3.- CONTACTOS PASIVOSSon los que se producen cuando dos placas se desplazan una junto a otra sin que se produzca formación ni destrucción de litosfera. El tipo de contacto se puede definir como una falla transformante. Luego a parte de los límites de placas no definidos por ninguno de los contactos anteriores, podemos considerar perteneciente a este tipo de contacto las transformantes de las dorsales oceánicas.
Los fenómenos geológicos asociados a este contacto son:
Terremotos de fricción motivados por el rozamiento de una placa con respecto a otra. Los terremotos serán de foco somero.
Magmatismo, aunque como proceso más excepcional que en otras zonas. Este magmatismo se producirá debido a que las fracturas en dicha zona afectan a toda la litosfera, por lo que podrá producirse el ascenso de magma desde la astenosfera.
Metamorfismo de alta presión debido al roce de las placas
APUNTES
