La tectonica de placas

Hoy dia sabemos que la dinámica interna de la tierra es la responsable de múltiples procesos geológicos, muchos de ellos relacionados con la creación del relieve, por ejemplo el metamorfismo y el magmatismo son procesos litogenéticos que dan origen a nuevas rocas, los nuevos relieves son consecuencia de procesos orogénicos.Esto compensa la destrucción de la superficie terrestre como consecuencia de la dinámica externa del planeta, de un reciclaje de la materia mineral que es el ciclo geológico.Estas ideas son el resultado de muchos años de investigación por parte de multitud de científicos, que sin ellas no se hubiera llegado a forjar la gran teoría de la geología moderna: la tectónica de placas, gracias a la cual podemos explicar y relacionar todos los fenómenos geológicos de origen interno que ocurren en la Tierra.

LAS PLACAS LITOSFÉRICAS

La litosfera es la capa más superficial,compuesta por la corteza y los primeros 100 kilometros del manto.Es un sólido rígido, que se rompe con cierta facilidad y transmite los esfuerzos en el mismo sentido en el que se le aplican.
La litosfera esta divididas en fragmentos a las que se les llama placas y son de forma muy irregular.La mayoria de las placas son mixtas, comprenden parte de litosfera oceánica y parte de litosfera continental.
Las placas se mueven como si estuvieran flotando sobre el manto plástico, esto hace que las zonas que se sitúan en los límites sean muy activas desde el punto de vista geológico.Las placas son unidades muy dinámicas: se mueven, se fracturan, se unen unas a otras..
En la actualidad se distinguen ocho grandes placas y otras de menor tamaño.

LÍMITES O BORDES DE PLACAS

Al moverse las placas, pueden darse tres tipos diferentes de bordes:

•Bordes constructivos: son zonas en las que existen esfuerzos de tensión, que tienden a separar las placas. Provoca una disminución de la presión en profundidad y la formación de un magma basáltico(muy fluido), el magma asciende entre las dos placas, formando la nueva litosfera oceánica.Las zonas de bordes constructivos están representadas por las dorsales oceánicas.

•Bordes destructivos: se producen entre placas enfrentadas por esfuerzos de compresión.La placa más delgada y densa (la oceánica)  se sumerge bajo la otra y se introduce en el manto , asi se destruye la litosfera oceánica y esa destrucción se compensa con la formación de litosfera en las dorsales.Las zonas de subducción son los bordes destructivos.Producen fosas oceanicas

•Bordes neutros: son zonas en las que la relación entre dos placas tiene lugar por esfuerzos de cizalla debidos a desplazamientos laterales entre ellas, la litosfera no se crea ni se destruye, se producen movimientos sísmicos como consecuencia del rozamiento entre las placas, que dan lugar a fallas transformantes

LAS DORSALES OCEÁNICAS

Las dorsales son cordilleras submarinas, de naturaleza volcánica que se elevan unos 3000 metros sobre el fondo del océano y tienen unos 1500 km de anchura.Existen 3 dorsales, una por cada océano: la atlántica, la pacífica y la índica que se unen por el sur.
En las dorsales existen una gran actividad volcánica.Por ella sale el material basáltico que se incorporá a la litosfera oceánica,asi la superficie de la litosfera oceánica aumenta desde las dorsales hacia los bordes continentales.
Se produce una cierta actividad sísmica que da lugar a seísmos frecuentes.

LAS ZONAS DE SUBDUCCIÓN

Se producen cuando dos placas se enfrentan debido a esfuerzos de compresión y una de ellas se sumerge bajo la otra.
Hay tres tipos de zonas de subducción:

•Colisión entre litosfera oceánica y litosfera oceánica
Cuando dos placas oceánicas colisionan se produce la subducción de una con respecto la otra, generándose una fosa oceánica y vulcanismo.Este fenómeno ha originado archipiélagos como los de Indonesia o las Antillas

•Colisión entre litosfera oceánica y litosfera continental.
La placa oceánica, es la que subduce bajo la continental dando lugar a una subducción oceánica-continental.En estas zonas se producen unos procesos geológicos muy interesantes.
- La formación de un fosa oceánica, debido a la flexión de la placa subducida.
- Una gran actividad sísmica causada pr el rozamiento entre las dos placas provocando terremotos superficiales.
- Una gran actividad volcanica debida al calor producido por el efecto del rozamiento entre las placas, dando lugar a la formación de nuevas rocas: metamórficas y magmáticas.
- La formación de nuevas cadenas orogénicas.

•Colisión entre litosfera continental y litosfera continental
Se produce por el choque o colisión de dos masas continentales, provocado por el cierre del océano que las separaba y la formación de una gran cordillera orogénica, como el Himalaya.

 

LAS FALLAS TRANSFORMANTES

Son límites en los que las placas están relacionadas por esfuerzos de cizalla,que al moverse en sentidos opuestos  rozan entre ellas, lo que da lugar a muchos terremotos que ocurren bajo el mar.

 

CAUSAS DEL MOVIMIENTO DE PLACAS

La causa principal del movimiento de las placas es la diferencia de temperatura que existe en el interior de la tierra, es decir.la energía térmica es la que mueve las placas.Exite una diferencia de temperatura entre las zonas más profundas(más de 3000 ºC), que limitan con el núcleo y las más superficiales que limitan con la litosfera.

Tal diferencia provoca la aparición de corrientes de convección del manto.Los materiales profundos y calientes comienzan a subir hacia la superficie transportando materia y energía, mientras que los fríos tratan de hundirse.Este hecho ha podido comprobarse gracias a la tomografía sísmica computerizada.
La teoría más extendida para explicar el movimiento de las placas es que la corriente ascendente provoca la elevación de las dorsales y el magamtismo, al calentar y fundir los materiales que se encuentran debajo de ellas.
El componente lateral de estas corrientes, que iría desde las dorsales calientes a las zonas de subducción frías, arrastra las placas litosféricas en el mismo sentido.Existen otras fuerzas que ayudan al movimiento de las placas.La más importante es la fuerza de gravedad, que favorece el deslizamiento desde las crestas de las dorsales a las fosas oceánicas.
Cuando la litosfera se introduce en el manto se hace más densa porque se enfría y su volumen disminuye, su espesor aumenta debido a lso esfuerzos de compresión a los que se ve sometida.
¿Hasta cuando puede durar el movimiento de las placas? hasta que la tierra mantenga su alta temperatura interna, que permite que se den las corrientes de convección del manto.

EL CICLO DE WILSON

Propuso una evolución cíclica de las placas litosféricas que consta de las siguientes fases:

1. Primeras manifestaciones volcánicas: magmatismo inicial, sale por una zona alargada, formandose una larga fractura que divide la placa litosférica en dos.
2. Formación de un rift: la fractura incipiente de la fase anterior se agranda hasta quedar definida con mayor claridad, en la parte central sigue saliendo magma, que al enfriarse se forma la litosfera oceánica.El magma provoca un abombamiento de la litosfera formando el domo térmico encontrandose en el centro un valle: rift rodeado de elevaciones topográficas.
3. Expansión del suelo oceánico: El nuevo magma que intenta salir por la abertura, que ya ha solidificado y produce el desplazamiento de las placas a ambos lados de la fractura.La salida del magma va haciendo que crezca la litosfera aceánica, ampliandose también los fondos oceánicos, produciendose un fractura en uno de los márgenes, iniciandose una zona de subducción.
4. Subducción: proceso de subducción se va consumiendo la litosferica oceánica, acercando las litosferas continentales que pudieran existir en ambas placas y deformando los sedimentos que se acumularon en los fondos oceánicos.
5. Cierre del océano: la dorsal oceánica que separaba las placas, puede introducirese por la zona de subducción, el fondo oceánico sigue reduciendose, porque una parte de litosfera oceánica subduce bajo la otra, que se comprimen los sedimentos oceánicos, hasta que los continentes se unen. 

PRUEBAS DE LA TECTÓNICA DE PLACAS

Alfred Wegener no fue el primer movilista, pero si elaboró la teoría precursora de la actual tectónica de placas, la deriva continental.Las pruebas mas concluyentes que fundamentan a la deriva continental, se agrupan en:

• Pruebas geológicas: se basan en la correlación existente entre las estructuras geológicas, tanto cratones como cinturones orogénicos, a ambos lados del atlántico.

• Pruebas paleontológicas: se fundamentan en la presencia de fauna y flora fósiles en áreas continentales que ahora se encuentran muy alejadas o separadas por extensas masa oceánicas 

• Pruebas paleoclimáticas: localización de ciertas rocas que indican condiciones climáticas en regiones del planeta, presentando climas muy diferentes. Por ejemplo la existencia de tillitas que son rocas caracteristicas de medios glaciares y se pueden encontrar en las proximidades del ecuador.

Arthur Holmes propuso que la deriva continental podía deberse a la actuación de corrientes de convección térmica en el manto, hasta ser consideradas como el verdadero motor interno de la tierra.
El conocimiento de los fondos oceánicos y del magnetismo natural de las rocas aportaron las pruebas definitivas a la deriva continental:

• El conocimiento de los fondos oceánicos: gracias al sónar, un aparato empleado para el sondeo acústico marino, utilizado con fines bélicos durante la segunda guerra mundial, el aparato permitió elaborar mapas de la topografía del fondo marino, se descubrieron las dorsales y las fosas oceánicas y su regulación geográfica con la distribución de volcanes y terremotos.

• El magnetismo natural de las rocas: consecuencia del campo magnético terrestre

•El movimento de los continentes: midiendo la magnetización de los minerales ferromagnéticos presentes en distintas rocas de edad conocida se puede determianar la posición de los polos magnéticos terrestres en esa época.

• La expansión del fondo oceánico: en las rocas volcánicas basálticas del fondo oceánico se observó que las anomalías magnéticas formaban bandas paralelas, dispuestas simetricamente y con la misma anchura a los lados de las dorsales oceánicas.

LA TECTÓNICA DE PLACAS, HOY

Como todas las grandes teorías científicas, ha ido evolucionando y complicandose cada vez más, progresando a favor de las nuevas tecnologias que han resuelto dudas.

- Uno de los puntos más controvertidos de la tectónica de placas   sigue siendo la convección del manto y su relación con la dinámica de la litosfera. La  tomografía sísmica, ha demostardo que la rama descendente de la convección, ocupa todo el manto terrestre.

- También la tomografía sísmica demuestra que las dorsales oceánicas no se sitúan indefinidamente sobre las raíces térmicas que las originan,las cuales proceden del manto profundo.Si esto fuera asi, las raíces térmicas deberían desplazarse junto con la dorsal hacia una futura  subducción.

Se empieza a creer que las dorsales constituyen un sistema de fracturas, que se desplaza a medida que crecen las placas donde se sitúan, y que la fusión de los materiales puede ser a que la fractura de la litosfera produce calor y rebaja la presión en la base de la placa

RIESGOS GEOLÓGICOS DERIVADOS DE LA DINÁMICA INTERNA DE LA TIERRA

Se denomina riesgo geológico a toda condición, proceso, fenómeno o evento que debido a su localización, severidad y frecuencia, puede causar daños a la salud o la muerte de seres humanos, daños económicos y daños el medio ambiente.
La distribución de los terremotos y volcanes, por la superficie de la Tierra está ligada a los bordes de las placas litosféricas y a los procesos que ocurren en ellas.

El tiempo de retorno es la periodicidad con la que se repite un determindao suceso que da lugar a un riesgo.

Para identificar y poder planificar acciones de predicción y prevención de un riesgo hay que considerar tres factores: peligrosidad, exposición y vulnerabilidad.

- La peligrosidad: indica la probabilidad de que ocurra un determinado riesgo con una intensidad y magnitud definidas, a partir de estos se elaboran mapas de peligrosidad para la predicción del riesgo.

- La exposición que es la cantidad de personas, animales o bienes susceptible de ser afectados por un riesgo.

- La vulnerabilidad cuantifica la relación entre el porcentaje de víctimas o pérdidas con respecto a la exposicón total.

Riesgo sísmico

Para valorar y cuantificar los terremotos se utilizan dos conceptos:
- La intensidad sísmica, una medida cualitativa y establece grados en funsión de los efectos que provoca el terremoto, se usa la escala de Mercalli y la macrosísmica europea.
- La magnitud: mide la cantidad de energía liberada por el seísmo

Métodos de predicción

Se hace basandose en el estudio de la historia sísmica y de los precursores sísmicos.

• El historial de temblores permite establecer la cadena de seísmos y los periodos de calma.En función de los datos se elaboran mapas de peligrosidad que representan la magnitud previsible y mapas de exposición, que se ven los daños producidos en seísmos anteriores.
• El estudio de los precursores sísmicos se basa en las variaciones de las propiedades físcas que se producen en ciertas ocasiones en el entorno de una fractura.

Medidas preventivas
Disminuir la exposición y la vulnerabilidad de las zonas con un alto historial sísmico, se puede destacar: la ordenación del territorio que delimite las zonas en las que se pueda o no construir, la edificación de construcciones sismorresistentes, las medidas sociales de protección civil e información a la población y la contratación de seguros que ayuden a paliar los daños en caso de que ocurran.



Riesgo volcánico
La mayoría de las erupciones volcánicas coinciden con las zonas de subducción y en los dorsales oceánicas, pero aqui el riesgo es casi nulo, también existen algunos casos de vulcanismo intraplaca, como en las islas Hawai.

Las erupciones pueden ser:
- Erupciones hawaianas(IEV=0-1): son tranquilas y fluidas,la colada  alcanzan grandes distancias y los edificios volcánicos son de pendientes suaves.

- Erupciones estrombolianas(IEV=1-2): más explosivas, con mayor emisión de piroclastos, pero de dispersión pequeña debido a que  las columnas eruptivas no alcanzan una gran altura.

- Erupciones vulcanianas(IEV=2-4): Expulsan principalmente piroclastos, tienen explosividad de moderada a violenta

- Erupciones plinianas(IEV>5): son explosivas y violentas, grandes emisiones de piroclastos, pueden dar lugar a nubes ardientes, que origina las erupciones peleanas

Métodos de predicción
El estudio de la historia eruptiva de un volcán constituye uno de los principales métodos de predicción. Del registro histórico de las diferentes erupciones volcánicas se puede establecer el tiempo de retorno de la actividad volcánica, que varía.
El estudio de los efectos químicos y físicos anómalos que se producen en el terreno como consecuencia del ascenso de un magma constituyen los precursores volcánicos, destacan:

• Movimientos símicos de origen tectónico, volcánico o explosivo, como consecuencia del ascenso del magma y de su actividad.
• Elevación del terreno por la deformación que sufre el edificio volcánico debido al ascenso del magma
• El aumento del potencial eléctrico y las alteraciones del campo magnético local, consecuencia de la desmagnetización de las rocas encajantes por efecto del calor.
• La emisión de gases que escapan de la cámara magmática por el cráter o por grietas.
• Los cambios de temperatura del agua en los lagos del cráter.

Medidas preventivas
La evacuación de la población, el cambio de curso de las coladas mediante zanjas, la solidificación y paralización de las lavas con agua fría, la distribución de mascarillas entre la población para prevenir envenenamientos por gases, drenaje de los lagos del cráter para evitar las coladas de barro, construccion de refugios contra la lluvia de cenizas y piroclastos en caso de erupción y refugios incombustibles contra las nubes ardientes.