Tectónica y geología estructural: deformación de las rocas, fallas y terremotos

Tectónica y geología estructural

La tectónica y la geología estructural estudian la deformación de las rocas y tratan de reconstruir los movimientos y procesos que originaron su estructura.

La tectónica estudia la historia de los movimientos y de las deformaciones. De esta forma, los movimientos de las placas, el origen de los continentes y océanos, y la formación de los sistemas montañosos son algunos de sus objetivos.

La geología estructural estudia la deformación de las rocas. Abarca el estudio de la estructura, los procesos y mecanismos de la deformación, las propiedades de las rocas y las fuerzas de deformación.

La investigación en geología estructural y tectónica consta de la observación de un afloramiento, la cartografía geológica que permita visualizar la estructura profunda de la corteza.

Deformación de las rocas

Se denomina esfuerzo al conjunto de fuerzas que afectan a un cuerpo material y tienden a deformarlo. Los esfuerzos tectónicos pueden ser básicamente de 3 tipos:

• Compresión: producido por fuerzas que actúan convergentemente en la misma dirección.
• Distensión: producida por fuerzas divergentes que actúan en la misma dirección.
• Cizallamiento: originado por fuerzas paralelas que actúan en sentido opuesto.

Deformación: las rocas, al igual que cualquier otro material, se deforman ante la acción de esfuerzos externos. Estudiando la deformación podemos saber cómo han sido los esfuerzos que la produjeron y, por tanto, reconstruir la actividad tectónica pasada en la región.

Tipos de deformaciones

Existen 3 maneras distintas de deformación:

• Deformación elástica: el material se deforma, pero cuando cesa el esfuerzo, la deformación desaparece. Es, por tanto, una deformación reversible.
• Deformación plástica: la deformación se mantiene aunque el esfuerzo desaparezca. La deformación es irreversible.
• Deformación frágil: el material se fractura como respuesta al esfuerzo. Al igual que la anterior, también es irreversible.

Variables que influyen en la deformación

• Duración del esfuerzo: los materiales que se comportan elásticamente frente a un esfuerzo de una determinada intensidad pueden deformarse plásticamente, o incluso fracturarse, si dicho esfuerzo actúa durante un periodo largo de tiempo.
• Presión de confinamiento: experimentalmente se ha podido comprobar que las rocas se comportan más plásticamente bajo una presión de confinamiento elevada.
• Temperatura: también puede variar el comportamiento de las rocas frente a los esfuerzos, aunque el efecto es diferente en cada tipo de roca.
• Presencia de agua: si hay agua en los poros de la roca o en planos de esquistosidad, aumenta la plasticidad de las rocas.
• Existencia de planos de estratificación o esquistosidad: si hay estratificación interna, puede variar el comportamiento de las rocas dependiendo de la dirección del esfuerzo en relación con estos planos.

Fallas

Las fallas son un tipo de deformación de la corteza terrestre que finaliza en ruptura, dando lugar a una gran variedad de estructuras geológicas.

La rotura de rocas de la corteza terrestre debida a la acumulación de tensiones va acompañada del desplazamiento de bloques rocosos por ambas partes.

Cuando esta ruptura se produce de forma brusca, se produce un terremoto. En ocasiones, la línea de falla permite que, en ciertos puntos, aflore el magma y se forme un volcán.

Bajo el efecto del movimiento de las placas, las rocas de la corteza terrestre están sometidas a deformaciones y tensiones. Como son poco elásticas, acaban rompiéndose a lo largo de fallas, liberando bruscamente una inmensa cantidad de energía. Al deslizarse una contra otra, las partes de la falla producen vibraciones que se propagan: eso es el terremoto.

Partes de una falla

Básicamente son:

• Planos de falla: es la superficie sobre la que se ha producido el movimiento, horizontal, vertical u oblicuo. Si las fracturas son frágiles, tienen superficies lisas y pulidas por efecto de la abrasión.
• Labios de falla: son los dos bordes o bloques que se han desplazado. Cuando se produce un desplazamiento vertical, los bordes reciben los nombres de labio hundido (o inferior) y labio elevado (o superior), dependiendo de la ubicación de cada uno de ellos con respecto a la horizontal relativa. Cuando está inclinado, uno de los bloques se desliza sobre el otro. El bloque que queda por encima del plano de falla se llama techo y el que queda por debajo, muro.
• Salto de falla: es la distancia vertical entre dos estratos que originalmente formaban una unidad, medida entre los bordes del bloque elevado y el hundido.

Tipos de fallas

• Falla normal: producida por tensiones, la inclinación del plano de falla coincide con la dirección del labio hundido. El resultado es un estiramiento o alargamiento de los materiales, al desplazarse el labio hundido por efecto de la fuerza de la gravedad.
• Falla inversa: producida por las fuerzas que comprimen la corteza terrestre, el labio hundido en la falla normal asciende sobre el plano de falla y, de esta forma, las rocas de los estratos más antiguos aparecen colocadas sobre los estratos más modernos, dando lugar así a los cabalgamientos.
• Falla de desgarre: además del movimiento ascendente, también se desplazan los bloques horizontalmente. Si pasa tiempo suficiente, la erosión puede allanar las partes destruyendo cualquier traza de ruptura, o si el movimiento es repetido o muy grande, puede dejar una cicatriz visible o un escarpe de falla con forma de precipicio. Un ejemplo especial de este tipo de fallas son las fallas transformantes que desplazan a las dorsales oceánicas.

Dos estructuras estrechamente vinculadas al fallamiento directo

• Graben (fosa tectónica): el conjunto de 2 fallas normales paralelas con inclinación opuesta en un ambiente tectónico expansivo se llama graben o fosa tectónica.
• Horst (pilar tectónico): un horst o pilar tectónico muestra un movimiento hacia arriba en su interior, es decir, el sector central está constituido por rocas más antiguas que el sector lateral.