Dinámica de la Corteza Terrestre: Deformaciones, Fallas, Pliegues y Sismos

Deformaciones de la Corteza Terrestre

La deformación es el proceso por el cual las rocas de la corteza terrestre cambian su forma, tamaño o posición debido a las fuerzas internas del planeta.

Se denomina deformación interna de la corteza al cambio de tamaño, forma, orientación o posición de las masas rocosas que forman la corteza terrestre, debido a las fuerzas internas presentes en el planeta.

Esfuerzo

Los esfuerzos son un conjunto de fuerzas que, afectando a un cuerpo, causan su deformación. Actúan sobre los materiales de la corteza y a distintas profundidades.

Medición de la Deformación

La deformación se mide en términos de la diferencia entre la posición, forma y orientación del material antes y después de la actuación del esfuerzo.

Tipos de Esfuerzos

Esfuerzos Litostáticos

Son los causados por el peso de los materiales que están encima de la roca. A medida que aumenta la profundidad, aumenta la presión de confinamiento, que es la presión litostática más la presión de los fluidos (gases o agua) contenidos en los poros de la roca. La fuerza se ejerce en todas las direcciones.

Esfuerzos Tectónicos

Son los producidos por el movimiento de las placas tectónicas. Se pueden distinguir los siguientes tipos:

• De compresión: Es el esfuerzo al que se somete una roca por fuerzas dirigidas unas contra otras a lo largo de un mismo eje (Acorta).
• De tensión: Es el esfuerzo al que se somete una roca por fuerzas que actúan a lo largo del mismo eje pero en dirección opuesta (Alarga).
• De cizalla: Es el esfuerzo al que se somete una roca debido a fuerzas que actúan en paralelo en distintos ejes y en direcciones opuestas (Deforma y rompe).

Tipos de Deformaciones de las Rocas

• Elástica
• Plástica
• Frágil

Fallas Geológicas

Tipos de Fallas

• Falla Normal: Se origina por fuerzas de tensión que provocan que el bloque situado sobre el plano de falla se hunda.
• Falla de Tijera: Es la que se origina por un movimiento de basculamiento de los bloques que giran alrededor de un eje fijo.
• Falla Inversa: Es la originada por fuerzas de compresión que hacen que el bloque situado sobre el plano de falla se eleve.
• Falla Direccional: Es aquella en la que el desplazamiento de los bloques es horizontal.

Factores de Deformación

• Presión: Las rocas aumentan su resistencia con la presión litostática, que es la que ejerce el peso de los materiales que tienen encima.
• Temperatura: Con el aumento del calor, el comportamiento de las rocas pasa de frágil a dúctil, como le ocurre, por ejemplo, a una vela de cera.
• Profundidad: En general, las rocas son poco elásticas en los niveles superficiales de la corteza terrestre, pero superado cierto umbral cambian su comportamiento de frágil a dúctil.

Pliegues Geológicos

Un pliegue geológico es una deformación curva o ondulación en las capas de rocas (estratos) causada por fuerzas tectónicas (como la compresión de placas). Estas estructuras se forman cuando las rocas, sometidas a presión durante millones de años, se doblan sin romperse (deformación dúctil).

Origen de los Pliegues

• Movimiento de placas tectónicas (principal origen):
  • Colisión continental: Choque de placas que comprime sedimentos (ej. Himalaya).
  • Subducción: Una placa se hunde bajo otra, deformando el borde continental (ej. Andes).
  • Deslizamiento lateral: Fricción que genera zonas de compresión localizada.
• Corrientes de convección del manto: El calor del núcleo terrestre genera movimientos en el manto que arrastran las placas, transmitiendo fuerzas a la corteza.
• Ajustes isostáticos: Reajustes de la corteza por erosión, deshielo o acumulación de sedimentos, que pueden provocar flexiones.

Partes de un Pliegue

• Charnela: La zona del pliegue que ha sufrido la mayor curvatura.
• Cresta y valle: Son los puntos topográficamente más elevados o deprimidos, respectivamente, del plegamiento.
• Núcleo: Es el área más interna del pliegue.
• Flancos: Son las zonas del pliegue que han sufrido una menor deformación en comparación con la charnela.
• Longitud de onda: Es la distancia que separa una superficie plegada medida entre dos crestas o valles consecutivos.
• Plano axial: El plano que une las líneas de charnela.
• Punto de inflexión: Punto de los flancos donde se cambia la curvatura de cóncava a convexa o viceversa.
• Amplitud del pliegue: Es la distancia que separa distintos puntos de inflexión medida perpendicularmente a la superficie.
• Vergencia: Se trata del buzamiento o inclinación del plano axial del pliegue.

Tipos de Pliegues

• Anticlinal: Arqueamiento hacia arriba de las capas rocosas, donde las rocas más antiguas se encuentran en el núcleo (centro) y las más jóvenes en los flancos. Características: Forma de arco, con los estratos inclinados en direcciones opuestas a partir de la charnela (zona de máxima curvatura).
• Sinclinal: Curvatura hacia abajo de las capas, con las rocas más jóvenes en el núcleo y las más antiguas en los flancos. Características: Perfil en forma de "U" o valle, con estratos que convergen hacia el eje del pliegue.
• Simétrico: Pliegues con un plano axial vertical y flancos que tienen el mismo ángulo de inclinación pero en direcciones opuestas. Formación: Resultan de esfuerzos de compresión horizontal uniforme, comunes en zonas de orogénesis.
• Asimétrico: Pliegues con un plano axial inclinado y flancos que tienen diferente ángulo de inclinación.
• Volcados: Pliegue donde el plano axial está inclinado y uno de los flancos ha sido "volcado" o invertido. En un flanco invertido, los estratos más jóvenes se ubican debajo de los estratos más antiguos.
• Pliegues por inclinación del plano axial:
  • Pliegues rectos: Cuando el ángulo del plano axial es vertical.
  • Pliegues inclinados: Cuando el plano axial del pliegue está inclinado respecto a la vertical.
  • Pliegues tumbados: Se trata de un pliegue inclinado en el que el plano axial presenta una inclinación próxima a la horizontalidad.
  • Pliegues en abanico: Se trata de pliegues con forma de seta, es decir, con los flancos con inclinaciones contrarias y negativas y, por tanto, pueden separarse dos planos axiales.

Causas de la Formación de Pliegues

• Fuerzas de compresión
• Presión tectónica a lo largo del tiempo
• Temperaturas y presiones elevadas
• Naturaleza de las rocas
• Tiempo geológico prolongado
• Colisión continental

Sismos

Un sismo o terremoto es una vibración o sacudida del terreno causada por la liberación súbita de energía acumulada en el interior de la Tierra. Esta energía se propaga en forma de ondas sísmicas.

Origen Geológico de los Sismos

Los sismos se originan por acumulación de tensiones en la corteza terrestre. Estas tensiones se liberan cuando la roca no puede soportar más presión y se fractura, liberando energía. Esta fractura se produce generalmente en una falla geológica.

Partes de un Sismo

El punto exacto en donde se origina el sismo se llama foco o hipocentro. Se sitúa debajo de la superficie terrestre a unos pocos kilómetros hasta un máximo de unos 700 km de profundidad. El epicentro es la proyección del foco a nivel de tierra, es decir, el punto de la superficie terrestre situado directamente sobre el foco, donde el sismo alcanza su mayor intensidad. El fallamiento o falla de una roca es causado precisamente por la liberación repentina de los esfuerzos (compresión, tensión o de cizalla) impuestos al terreno; de esta manera, la tierra es puesta en vibración.

Causas de los Sismos

• Movimiento de las placas tectónicas: Son la causa principal de los sismos. Ocurren cuando las placas tectónicas se desplazan, chocan o se deslizan entre sí, generando acumulación y liberación de energía.
• Actividad volcánica: El movimiento del magma dentro de los volcanes puede provocar sismos, especialmente antes o durante una erupción.
• Actividad humana: Algunas actividades como la minería, las explosiones o el fracking pueden inducir sismos artificiales, generalmente de baja magnitud.
• Colapso de cavidades subterráneas: El hundimiento de terrenos por causas naturales, como el colapso de cavernas, puede generar pequeños temblores.

Clasificación de los Sismos

• Tectónicos: Causados por el movimiento de placas tectónicas. Son los más comunes y potentes. Ocurren por el movimiento y choque de las placas tectónicas a lo largo de fallas geológicas. Representan más del 90% de todos los sismos.
• Volcánicos: Asociados a erupciones o movimiento de magma. Están asociados al movimiento de magma dentro de los volcanes. Suelen ser menos intensos, pero pueden indicar actividad eruptiva inminente.
• Locales: Afectan a una región muy pequeña y se deben a hundimientos de cavernas y cavidades subterráneas; trastornos causados por disoluciones de estratos de yeso, sal u otras sustancias, o a deslizamientos de terrenos que reposan sobre capas arcillosas.
• Plutónicos: Son aquellos que se originan a profundidades mayores de 300 km dentro de la Tierra. Ocurren casi exclusivamente en zonas de subducción de la litosfera oceánica, donde una placa tectónica se hunde bajo otra.
• Artificiales: Provocados por la actividad humana (explosiones, pruebas nucleares). Causados por la actividad humana, como presas, extracción de recursos, explosiones o fracking. Su frecuencia ha aumentado en algunas regiones.

Localización de Sismos

El método de triangulación usa los diferentes tipos de ondas que generan los sismos, las mismas que viajan a distintas velocidades, por lo que arriban a las estaciones sísmicas a diferentes tiempos. Este procedimiento permite determinar únicamente el epicentro de un sismo superficial, es decir, a menos de 30 km de profundidad. Lo anteriormente descrito es un procedimiento rápido y manual. Cuando se cuenta con más estaciones, se recurre a programas más sofisticados que, entre otras cosas, consideran las características del medio por el que viajan.