Tectónica de Placas. La superficie de la Tierra es dinámica

La superficie de la Tierra es compleja, está deformada y plegada

Expansión de la Tierra

Idea principal era que la tierra se expandió, la corteza continental se rompió y los océanos ocuparon el espacio entre los continentes.

Una idea muy temprana para explicar los contornos parecidos de los continentes se manifestó en la teoría de la expansión.

Expansión de la Tierra Problema: El enfriamiento del globo terrestre físicamente no permite una expansión, en contrario una contracción será más probable.

La teoría no puede explicar fuerzas compresionales en la corteza terrestre

Como explicar los plegamientos (“Arrugas”) presentes en la superficie terrestres

En su origen era una masa en fusión en constante proceso de solidificación y contracción. De esta manera los materiales más ligeros habían ascendido a la superficie (rocas de origen granitico) y recibían el nombre de Sial porque eran eran relativamente ricos en silicatos de aluminio, así como en sodio y potasio. Debajo del Sial se encontraba el Sima formado por rocas más densas si no iguales al basalto etc. Es decir rocas ricas en magnesio, hierro y calcio

Contracción de la Tierra

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Las montañas aparecían por contracción, como en una manzana seca. A escala mayor se producían ciertos sectores que se hundirían formando los océanos. Los continentes se mantenían firmes sobre las aguas, formando los bloques no fracturados o “horst”. Con el transcurso del tiempo, ciertas zonas adyacentes terrestres quedaban inundaban. De esta manera el modelo explicaba muchos de los fenómenos geológicos conocidos

Muchos científicos hasta 1870 usaban este teoría para explicar la formación de fallas, pliegues y montañas.

Contracción de la Tierra

La teoría de la contracción tomó en cuenta que los materiales en enfriamiento disminuyen su volumen

La distribución de las montañas no es coherente con la contracción

Contracción de la Tierra

Hoy sabemos que la tierra está en contracción pero con un valor mucho menor como antes pensado, y no alcance las magnitudes para jugar un papel importante en la generación de fuerzas tectónicas.

Deriva Continental

Alfred Wegener a principios del siglo XX propuso una idea revolucionaria. Los continentes se habían desplazado lateralmente. Durante años se dedicó a recoger evidencias que probarán la deriva continental. Inicialmente fue muy contestada, pero poco a poco los datos que se conocían le daban la razón en el movimiento lateral y no vertical de los continentes como se había propuesto hasta ese momento

Deriva continental

Wegener sospecho que los continentes se habían movido lateralmente por la gran Similitud de los contornos continentales a ambos lados del Atlántico. En un primer momento desestimo la idea, pero la lectura de un trabajo paleontológico Que probaba la señalaba la presencia de un puente intercontinental entre África-Brasil despertó su curiosidad

El tiempo geológico

Cuaternario Terciario Mesozoico

Paleozoico

Precámbrico

El tiempo geológico

Deriva continental

En 1912 propuso la hipótesis y en 1915 la desarrolló por completo. Durante años se dedicó a encontrar evidencias de la conexión África - Sudamérica

Puentes intercontinentales

Concepto desarrollado para el Cuaternario, durante la caída del nivel del mar afloraban zonas de tierra de firme que permitían el paso de animales terrestres en zonas separadas por mar. El mismo proceso se producía por la formación de hielo.

Sin embargo, entre África y Sudamérica no hay datos que indiquen esa conexión durante el Mesozoico

Wegener reconstruyo la posición de los actuales continentes antes de ser afectados por la deriva continental. El resultado es el supercontinente Pangea

Como veremos más adelante, Wegener estaba en lo cierto

Deriva continental: argumentos geofísicos Isostasia

En las montañas hay menor gravedad, La única manera de explicarlo es que se “enraizen”

Isostasia

Si los bloques se pueden mover verticalmente Es porque están sobre un material fluido

Santa Catarina en Brasil

Deriva continental: argumentos geológicos

Grupo Karoo en Sudáfrica

Deriva continental: argumentos paleontológicos

Mesosaurus

Deriva continental: argumentos biológicos

Marsupiales

La teoría de Wegener fue poco tenida en cuenta

Todos sus argumentos fueron contestados, excepto el paleontológico y biológico. Era tan clara la similitud de las faunas, que se invocó a los puentes intercontinentales

Pero, el principal problema era la naturaleza del mecanismo impulsor Por qué, se preguntaban si Pangea había durado tanto tiempo en la historia de la Tierra se había roto en tan pocos millones de años

Arthur Holmes. Fuerzas convectivas Holmes propone que la corteza estaba formado por una capa superior e intermedia cristalina y una inferior fluida Ya se había calculado que el calor de la radiactividad terrestre no podía ser difundido hacía el exterior, por tanto la capa inferior fluida debía estar muy caliente. Al estar entre superficies rígidas, a partir de una temperatura comenzaría el movimiento (convección) de esta masa fluida Se había propuesto un mecanismo para que pudieran mover los continentes. Por encima de los lugares donde las corrientes brotan y divergen habrá regiones de la corteza continental que sufrirán estiramientos; eventualmente se desprenderán fragmentos y se formarán huecos que pueden ocupar los océanos

Teoría del Geosinclinal

Se llama así a toda zona de la corteza terrestre cuyo fondo se hunde progresivamente y en la que se va acumulando una masa de sedimentos que puede alcanzar considerable magnitud. La formación de montañas por procesos largos y no catastrófico. La teoría de geosinclinales trató para explicar la formación de montañas a partir de fuerzas verticales. En cuencas (geosinclinales) se acumulan grandes cantidades de sedimentos, por el peso se hunden hasta que se elevan por rebote (como un colchón de resortes expulsa un peso) formando las montañas. Esta teoría funcionó bastante bien en las montañas que marcan una simetría hasta ambos lados

Teoría del Geosinclinal

Muchas dificultades: Hay montañas asimétricas La parecida biofacies jurásica y cretácica de África, América de Sur, Australia, la India y Antártica la teoría de geosinclinales explicó con conexiones (“puentes”) continentales. Geográficamente (y geológicamente) es muy difícil explicar al fondo marino una elevación que conecta La India - África - América del sur, sin conectar Asia y América de Norte

Comienza la exploración del fondo oceánico

- Uno de los problemas que había para aceptar la deriva continental es la ausencia de datos del fondo oceánico. La exploración del fondo marino comenzó en la década de los 1950

- La gran revolución para explicar la geodinámica de la corteza terrestre provino de la exploración de los fondos marinos y de los datos de una nueva disciplina emergente en esos años: El Paleomagnetismo

El Paleomagnetismo Ciertos tipos de rocas conservan el magnetismo natural remanente, que puede servir como una especie de brújula fósil determinar la Dirección del antiguo campo paleomagnético La premisa fundamental que el campo magnético funciona como un dipolo está demostrada

El campo magnético se genera en el núcleo exterior de la Tierra. Fluido y Buen conductor de electricidad, funciona como una dínamo autoinducida En la actualidad, el eje geográfico de rotación aproximadamente coincide Con el magnético, por tanto el Polo Norte geográfico es prácticamente El mismo que el Norte magnético

Paleomagnetismo A mediados de los 1950 se empezaron a obtener resultados intrigantes, que Demostraban que el Polo Norte se había desplazado regularmente A lo largo del tiempo. Desde una posición inicial cercana a Hawai en el Precámbrico había emigrado lentamente hacia el noroeste, pasando entre Japón y Kamchatcka a finales del Paleozoico para llegar a través de Siberia a su posición actual La conclusión era clara. Habían migrado los polos, o los continentes

Estas anomalías iban desapareciendo si se resituaban los continentes según la teoría de la deriva continental.Los geofísicos pasaron de ser unos de los grandes defensores de la deriva continental

La inversión magnética A lo largo de la historia geológica se producen inversiones magnéticas en plazos geológicamente cortos.

Importante: La polaridad se mantiene igual en toda la Tierra

El descubrimiento de las inversiones magnéticas ha tenido una gran importancia en la demostración de la deriva continental

Los barcos oceanográficos

El Proyecto ODP (Ocean Drilling Program) Joides Resolution http://www.oceandrilling.org/

Cartografía de los Fondos marinos

Los fondos oceánicos pueden dividirse en tres provincias principales: Márgenes continentales (plataforma, laderas), el fondo de la cuenca oceánica y las dorsales centroocéanicas

Los testigos de Sondeo

Los testigos se dividen dos, una parte se guarda, y en la otra mitad se realizan los estudios micropaleontológicos, geoquímicos etc.

Las plataformas terrestres

Las llanuras abisales

Sistemas de dorsales centroocéanicas

Pueden llegar a tener más de mil kilómetros de ancho

Tienen un valle central y es zona de terremotos superficiales Las montañas están formados por rocas volcánicas

Estas cadenas tienen una morfología similar al “Rift” africano

Estudio de la corteza a partir de la sísmica

Buena técnica para la parte superficial de la corteza y sus relaciones con el basamento

Reflexión sísmica se basa en que las superficies de estratos suelen ser buenas reflectoras, de manera que la reflexión es análogo a una sonda de eco

Refracción sísmica

El método sísmico consiste en la generación de un impulso elástico en la superficie y en el posterior análisis del movimiento en el suelo de la onda creada por ese impulso.

Según la naturaleza del terreno varía la transmisión –velocidad de propagación- de las ondas elásticas.

Para estudiar el interior de la Tierra se han usado las ondas generadas por los terremotos

Moho

Descubrimiento de la discontinuidad del Mohorovicic (Moho) en la base de la corteza Por debajo del Moho la velocidad de propagación de las ondas aumentaba a más de 8 km/s El Moho se situaba a unos 35 kms debajo de los continentes y a unos 12 kms debajo de los océanos Además se descubrió que bajo el mar no había rocas siálicas (baja densidad), típica de los

continentes

Estructura interna de la Tierra

A principios de la década de los 1960 se aceptaba más o menos la deriva continental. Se tenía un conocimiento de cómo sería la estructura interna de la Tierra.

Pero seguía sin existir una teoría que englobará todos los datos recopilados para explicar la deriva continental.

Se necesitaba algunas ideas brillantes