Tectónica de Placas: Origen de Terremotos, Volcanes y Procesos Litosféricos

La tectónica de placas es una teoría geológica que trata de explicar el origen de los terremotos, el vulcanismo y todos aquellos procesos geológicos que tienen que ver con la litosfera. Para ello, esta teoría propone:

Placas litosféricas

La litosfera

Es la capa más superficial de la Tierra (corteza y parte del manto), frágil. Se comporta como un sólido rígido, a diferencia del resto del manto, que, por el aumento de temperatura (corrientes de convección), se comporta como un sólido plástico.

La litosfera se divide en placas

Las placas son de extensión y forma variable, y se mueven flotando sobre su manto. Los límites de placas son muy activos desde el punto de vista geológico. Las principales placas son: euroasiática, africana, norteamericana, sudamericana, de Nazca, pacífica, indoaustraliana y antártica.

Límites o bordes de placas

A. Bordes constructivos

(por movimiento de separación) Disminución de presión y formación de magma basáltico que asciende entre las dos placas y se solidifica, dando lugar a nueva litosfera oceánica.

Dorsales oceánicas

Son cordilleras submarinas de naturaleza volcánica que se elevan sobre el fondo de los océanos. En las dorsales existe una gran actividad volcánica: por ellas sale el magma basáltico que se incorpora a la litosfera oceánica, de modo que la superficie de la litosfera oceánica aumenta desde las dorsales hacia los bordes continentales.

• La velocidad de las ondas sísmicas (S) disminuye, lo que indica la existencia de magma basáltico a esas profundidades.
• Elevado gradiente geotérmico.
• La actividad sísmica provoca seísmos frecuentes, superficiales y poco intensos.

B. Bordes destructivos

(por movimiento de choque) Una placa se sumerge debajo de la otra y se introduce en el manto plástico. Se destruye litosfera oceánica y se forma litosfera en las dorsales.

Zonas de subducción

Existen tres tipos:

Colisión litosfera oceánica y litosfera continental

En general, la placa oceánica, más delgada y densa, subduce bajo la continental (subducción oceánico-continental). Procesos geológicos en estas zonas:

• Formación de fosa continental, por la flexión de la placa subducida.
• Actividad sísmica por rozamiento entre placas (provoca terremotos).
• Actividad térmica por el calor producido por el rozamiento de las placas.
• Formación de cadenas orogénicas.

Colisión entre litosfera oceánica y litosfera oceánica

Una subduce bajo la otra.

• Formación de fosa oceánica.
• Formación de vulcanismo y archipiélagos.

Colisión litosfera continental y litosfera continental

Colisión entre dos masas continentales por el cierre del océano que las separaba: formación de una gran cordillera (Himalaya).

C. Bordes neutros

(por movimientos laterales) No se crea ni se destruye litosfera, pero se producen movimientos sísmicos como consecuencia del rozamiento entre las placas.

• Fallas transformantes: límites de placas que se mueven en sentidos opuestos y rozan entre ellas, dando lugar a numerosos terremotos (muchos bajo el mar). Cortan las dorsales y hacen que cambien de trayectoria.

Causas del movimiento de las placas

• Principal: la diferencia de temperatura (más de 3000 °C) en el interior de la Tierra. La energía térmica mueve las placas por las corrientes de convección del manto. La corriente ascendente eleva las dorsales y genera magmatismo al calentar y fundir los materiales que se encuentran debajo de ella.
• Componente lateral de las corrientes: arrastra las placas en el mismo sentido.
• Zonas calientes ↔ zonas de subducción frías.
• Otras: la gravedad.

Ciclo de Wilson

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

1. Primeras manifestaciones volcánicas: se produce un magmatismo inicial y la placa litosférica se divide en dos.
2. Formación de un rift: la fractura aumenta y el magma se enfría formando litosfera oceánica. El magma abomba la litosfera, se forma el rift, rodeado de elevaciones.
3. Expansión del suelo oceánico: el nuevo magma empuja al anterior (solidificándose) y desplaza las placas, lo que aumenta la litosfera oceánica y el fondo oceánico hasta la fractura.
4. Subducción: la litosfera oceánica va desapareciendo mientras la litosfera continental aumenta, y las placas se acercan.
5. Cierre del océano: la litosfera oceánica, en una parte, subduce bajo la otra.
6. Colisión de los continentes: chocan y forman cordilleras, que después son erosionadas, volviendo a un estado inicial.

Pruebas de la tectónica de placas

1) Deriva continental

Teoría de Wegener (que no fue capaz de explicar el motivo del movimiento). Observó la coincidencia morfológica de las costas atlánticas de África y Sudamérica. Los continentes habrían estado unidos formando una sola masa continental, Pangea, a partir de la cual se habrían disgregado.

Pruebas

• Geológicas: correlación entre las estructuras geológicas a ambos lados del Atlántico.
• Paleontológicas: fauna y flora fósiles muy similares en áreas continentales muy alejadas.
• Paleoclimáticas: localización de rocas que necesitan un determinado clima en zonas con climas muy diferentes.

¿A qué era debido el movimiento?

Corrientes de convección térmica en el manto: Arthur Holmes pudo explicarlo, complementando la teoría de Wegener.

Pruebas definitivas de la deriva continental

• Conocimiento de los fondos oceánicos: gracias al sonar, un aparato que permitió elaborar mapas topográficos del fondo marino. Se descubrieron dorsales y fosas oceánicas y su relación geológica con volcanes y terremotos, así como la diferencia de espesor y composición entre corteza continental y oceánica.
• Magnetismo natural de las rocas: los minerales de hierro son ferromagnéticos y sufren imantación al someterlos a un campo magnético (terrestre). Esto hace que el mineral desarrolle su propio campo magnético, de tal forma que el extremo próximo al polo norte del campo terrestre se convierte en el polo sur de su imán, y viceversa. Esta propiedad ha permitido demostrar el movimiento de los continentes y la expansión del fondo oceánico.

Movimiento de los continentes

Midiendo la magnetización de los minerales de hierro presentes en distintas rocas de edad conocida, se puede determinar la posición de los polos terrestres en esa época. Se observa que la polaridad se ha invertido en numerosas ocasiones: el polo norte geográfico coincide con el polo norte magnético actual, o el polo norte geográfico coincide con el polo sur magnético.

Expansión del fondo oceánico

Al medir el paleomagnetismo del fondo oceánico se observó que las anomalías magnéticas formaban bandas simétricas a ambos lados de las dorsales.

La tectónica de placas hoy

Se estudian la convección del manto y su relación con la dinámica de la litosfera, así como la llegada directa de los penachos ascendentes desde la base del manto a la superficie. Esto hace pensar que la astenosfera no es una capa continua y global, sino que existe a nivel local o regional, y que la convección se realiza a través de todo el manto en estado sólido.

Hoy día está menos clara la llegada de ese material caliente que funde distintos materiales, aunque se cree que estos quedan en la astenosfera. Por ello, se empieza a considerar 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 subyacentes puede deberse a la fractura de la litosfera, que produce calor y rebaja la presión en la base de la placa.

¡La ciencia está viva!

Riesgos geológicos

Se define como riesgo geológico toda condición, proceso, fenómeno o evento que, debido a su localización, severidad y frecuencia, pueda causar daños a las personas, a la economía o al medio ambiente. Determinados fenómenos geológicos (terremotos y volcanes ligados a los bordes de las placas) producen catástrofes. No se pueden controlar, pero sí prevenir sus efectos.

• Periodo de retorno: es la periodicidad con la que se repite un determinado suceso que da lugar a un riesgo.
• Factores del riesgo: peligrosidad, exposición y vulnerabilidad.

Riesgo sísmico

Un terremoto ocurre cuando se libera la tensión acumulada en una falla, y la energía liberada se propaga desde el hipocentro, en forma de ondas sísmicas P y S, a través del interior de la Tierra.

• Intensidad sísmica: medida cualitativa que establece grados en función de los efectos que provoca el terremoto.
• Magnitud: mide la cantidad de energía liberada por el seísmo. Se mide según la escala de Richter.

Riesgo volcánico

La mayoría de las erupciones volcánicas coinciden con las zonas de subducción y con bordes divergentes en las dorsales oceánicas, aunque en estas últimas el riesgo es prácticamente nulo. También existen algunos casos de vulcanismo intraplaca, como en las islas de Hawái.