La Litosfera Terrestre y los Fundamentos de la Tectónica de Placas

La Litosfera y la Estructura Interna de la Tierra

Discontinuidades Sísmicas Principales

En el interior de la Tierra, se reconocen 4 discontinuidades sísmicas principales que marcan cambios en la composición o estado de los materiales:

• Discontinuidad de Mohorovičić: Se sitúa entre la corteza y el manto, a una profundidad variable entre 30 y 70 km.
• Discontinuidad de Repetti: Separa el manto superior del manto inferior, localizada a unos 670 km de profundidad.
• Discontinuidad de Gutenberg: Separa el manto del núcleo externo, a aproximadamente 2900 km de profundidad.
• Discontinuidad de Lehman: Separa el núcleo externo (líquido) del núcleo interno (sólido), a unos 5150 km de profundidad.

La Litosfera

La litosfera es la capa más externa y rígida de la Tierra. Comprende la corteza terrestre y la parte más externa y sólida del manto superior, formando un conjunto rígido.

Tipos de Litosfera

Existen dos tipos principales de litosfera:

• Litosfera continental: Formada por corteza continental y parte del manto superior. Tiene un espesor variable, pudiendo alcanzar hasta unos 200-300 km bajo las grandes cadenas montañosas antiguas (cratones) y siendo de unos 100-150 km en las zonas llanas estables.
• Litosfera oceánica: Formada por corteza oceánica y parte del manto superior. Su grosor es generalmente inferior a 100 km, siendo más delgada (menos de 20 km) en las zonas más jóvenes cerca de las dorsales oceánicas y aumentando su espesor con la edad en las zonas más antiguas del océano.

Origen del Relieve y Movimiento Continental

Primeras Ideas

James Hutton (siglo XVIII) intuía que el calor interno de la Tierra era el causante de la formación de relieves, aunque sus ideas sobre la dinámica terrestre eran limitadas.

La Deriva Continental

A principios del siglo XX, Alfred Wegener propuso la teoría revolucionaria de la Deriva Continental. Sugirió que los continentes podían desplazarse y que, hace unos 200-300 millones de años, habían estado unidos formando un supercontinente llamado Pangea.

Evidencias del Movimiento de Placas

Expansión del Fondo Oceánico

Investigaciones posteriores revelaron que:

• La composición del fondo oceánico era principalmente basáltica.
• La dorsal oceánica es una enorme cadena de volcanes submarinos activos con un elevado flujo térmico y alta sismicidad.
• Las dorsales son zonas donde se crea continuamente nueva corteza oceánica.
• Los basaltos del fondo oceánico son más antiguos cuanto más alejados están de la dorsal.

Esto confirmó que el océano Atlántico se había abierto al desplazarse hacia el este los continentes de Europa y África, y hacia el oeste, Norteamérica y Sudamérica.

Bandeado Magnético

Se descubrió que el campo magnético de la Tierra es inestable y que su polaridad se invierte cada cierto tiempo geológico. Las rocas volcánicas del fondo oceánico registran la polaridad magnética existente en el momento de su formación. Esto crea un patrón de bandas magnéticas simétricas a ambos lados de las dorsales oceánicas, confirmando la expansión del fondo oceánico. (Nota: Actualmente, el polo norte magnético se encuentra cerca del polo norte geográfico, en el Océano Glacial Ártico, y el polo sur magnético cerca del polo sur geográfico, en la Antártida).

La Teoría de la Tectónica de Placas

La Tectónica de Placas es la teoría moderna que explica la dinámica terrestre, superando las limitaciones de la Deriva Continental.

Comparación de Conceptos Clave

Deriva Continental (Wegener)

• Mecanismo de movimiento: Los continentes se deslizan sobre un fondo oceánico inmóvil.
• Fuerza impulsora: No había un mecanismo claro; Wegener sugirió la rotación de la Tierra o fuerzas mareales (ideas que se demostraron insuficientes).
• Causas de los relieves (orogénesis):"Arruga" producidas en el frente de avance de los continentes al moverse.

Tectónica de Placas (Teoría Actual)

• Mecanismo de movimiento: La litosfera está dividida en placas rígidas (placas litosféricas) que se deslizan sobre una capa más dúctil del manto llamada astenosfera (o manto sublitosférico). Se desplazan tanto los continentes como los fondos oceánicos, ya que forman parte de las mismas placas.
• Fuerza impulsora: Principalmente las corrientes de convección en el manto sublitosférico. La expansión del fondo oceánico en las dorsales "empuje de dorsa") y el hundimiento de litosfera fría y densa en las zonas de subducción "tirón de plac") son mecanismos clave.
• Causas de los relieves (orogénesis): Interacciones en los bordes de las placas litosféricas, especialmente colisiones y subducción.

El Motor: La Convección del Manto

Se considera que la convección en el manto, el lento movimiento circular del material caliente que asciende y del material frío que desciende, es la causa principal del movimiento de las placas litosféricas.

Las Placas Litosféricas

Composición y Comportamiento

• Litosfera oceánica: Compuesta mayoritariamente por rocas basálticas (más del 90% de su masa). El basalto es una roca relativamente densa. Debido a su densidad, la litosfera oceánica vieja y fría puede hundirse (subducir) en el manto. Se considera que se desplaza activamente al formar parte importante de las celdas de convección del manto.
• Litosfera continental: Compuesta en gran parte por rocas de composición granítica y otras rocas ricas en sílice (más del 85% de su masa). El granito y rocas similares son menos densas que el basalto y el material del manto. Por ello, la litosfera continental no subduce fácilmente y tiende a"flota". Se considera que se desplaza más pasivamente, empujada por la litosfera oceánica en expansión o arrastrada por las corrientes de convección subyacentes.

Tipos de Placas en el Mapa Tectónico

En el mapa tectónico global, se distinguen tres tipos de placas según su composición:

• Oceánicas: Compuestas casi únicamente por litosfera oceánica (ej. Placa Pacífica, Placa de Nazca).
• Continentales: Compuestas principalmente por litosfera continental (aunque este tipo es raro en las placas mayores, la Placa Arábiga es un ejemplo).
• Mixtas: Contienen tanto litosfera continental como oceánica.

Casi toda la superficie terrestre está ocupada por 7 grandes placas, la mayoría mixtas: Norteamericana, Sudamericana, Euroasiática, Africana, Pacífica, Antártica e Indoaustraliana (a veces dividida en India y Australiana).

Bordes de Placa y Actividad Geológica

Los bordes de las placas son las zonas donde dos o más placas entran en contacto e interactúan entre sí. Es en estos límites donde se concentra la mayor parte de la actividad geológica de la Tierra (terremotos, volcanes, formación de montañas).

Tipos de Bordes de Placa

• Bordes Divergentes (Constructivos)

  • Descripción: Las placas se separan y se crea nueva litosfera oceánica.
  • Estructura Típica: Dorsal oceánica.
  • Ejemplo: Dorsal Centroatlántica.
  • Procesos Principales: Sismicidad moderada (somera), intenso vulcanismo submarino, expansión del fondo oceánico.

• Bordes Convergentes (Destructivos)

  Se distinguen dos subtipos principales:

  • Zona de Subducción

    • Descripción: Una placa (generalmente oceánica, más densa) se hunde debajo de otra. Se destruye litosfera oceánica.
    • Estructura Típica: Fosa oceánica, arco volcánico (continental o insular).
    • Ejemplo: Costa pacífica de Sudamérica (Placa de Nazca subduciendo bajo la Sudamericana).
    • Procesos Principales: Sismicidad intensa (somera a profunda), vulcanismo (formación de arcos volcánicos), formación de relieves (cordilleras tipo andino).

  • Zona de Colisión Continental

    • Descripción: Dos masas continentales chocan después de que la litosfera oceánica entre ellas haya subducido completamente.
    • Estructura Típica: Orógeno de colisión (gran cadena montañosa intracontinental).
    • Ejemplo: Himalaya (colisión India-Eurasia), Pirineos (colisión Iberia-Eurasia).
    • Procesos Principales: Sismicidad intensa, intenso plegamiento y fallamiento de las rocas, metamorfismo, formación de grandes relieves montañosos, escaso vulcanismo asociado directamente a la colisión.

• Bordes Transformantes (Pasivos o Conservadores)

  • Descripción: Las placas se deslizan lateralmente una respecto a la otra, sin creación ni destrucción significativa de litosfera.
  • Estructura Típica: Falla transformante.
  • Ejemplo: Falla de San Andrés (California).
  • Procesos Principales: Sismicidad intensa (generalmente somera), ausencia de vulcanismo asociado.