Biología y Geología 4 ESO. Editorial ANAYA
La temperatura aumenta gradualmente con la profundidad a un ritmo conocido como gradiente geotérmico.
En la corteza, las
temperaturas aumentan deprisa, a una media de 20º C a 30º C por kilómetro. Sin
embargo, la velocidad de aumento de la temperatura es mucho menor en el manto y
en el núcleo. A una profundidad de 100
kilómetros, se calcula que la supera los 1200º C, mientras que en el límite
núcleo-manto se calcula que es de unos 4500º C y puede superar los 6500º C en
el centro de la Tierra. (¡más caliente
que la superficie del Sol!).
Flujo de calor en la corteza
En la corteza el flujo de
calor se produce por el familiar proceso de conducción. Cualquiera que haya
intentado levantar una cuchara de metal dejada dentro de una cazuela caliente
se habrá dado cuenta en seguida que el calor era conducido a través de la
cuchara.
La conducción ( esto es,
la transferencia de calor a través de la materia) se produce a un ritmo
relativamente lento en las rocas de la corteza. Por lo tanto, la corteza tiende
a actuar como un aislante (frío en la parte superior y caliente en la parte
inferior).
Convección en el manto
La convección es la
transferencia de calor mediante el movimiento o la circulación en una sustancia
(por ejemplo, en el agua, en el aire, etc.).
Podemos afirmar que las
rocas del manto son capaces de fluir.
El flujo convectivo del
manto (mediante le cual, la roca caliente menos densa asciende, y el material
más frío y más denso se hunde) es el proceso más importante que actúa en el
interior de la Tierra.
Este flujo, térmicamente
impulsado, es la fuerza que propulsa las placas litosféricas rígidas a través
de la superficie del planeta, y genera en última instancia las cordilleras montañosas de la Tierra y la actividad
volcánica y sísmica de todo el planeta.
¿Cómo puede el manto
“rocoso” transmitir las ondas S, que sólo pueden atravesar sólidos, y a la vez
fluir como un líquido?. El material del manto tiene, en opinión de los
geólogos, un comportamiento plástico. Esto es, cuando un material que tiene un
comportamiento plástico se somete a esfuerzos breves, como los producidos por
las ondas sísmicas, se comporta como un sólido elástico. Sin embargo, en
respuesta a esfuerzos aplicados durante periodos muy largos, este mismo
material fluirá.
Pangea
Se ha recogido una gran
cantidad de pruebas que apoyan el hecho de que el supercontinente Pangea, de
Alfred Wegener, empezó a separarse hace unos 200 millones de años. Una
consecuencia importante de esta deriva continental fue la creación de una nueva
cuenca oceánica, el Atlántico. La fragmentación de la Pangea y la formación del
océano Atlantico se produjeron a lo largo de un lapso de casi 160 millones de
años.
Tectónica de placas
A principios del
siglo pasado, las ideas geológicas sobre la edad de las cuencas oceánicas
estaban dominadas por la creencia en su antigüedad. Además, la mayoría de los
geólogos aceptaban la permanencia de los océanos y continentes. Se pensaba que
las montañas eran el resultado de las contracciones de la Tierra causadas por
el enfriamiento gradual. A medida que el interior se enfriaba y se contraía, la
superficie sólida externa de la Tierra se deformaba plegándose.
A partir de los años sesenta ha cambiado enormemente nuestro conocimiento
de la naturaleza y el funcionamiento de nuestro planeta. Este completo cambio
de la opinión científica puede considerarse una revolución científica
La revolución comenzó a principios del siglo XX como una propuesta
relativamente sencilla de que los continentes derivaban sobre la superficie de
la Tierra. Después de muchos años de intenso debate, la idea de la deriva de
los continentes fue rechaza por la gran mayoría de los geólogos como
improbable.
En 1968 , nuevos avances indujeron la exposición de una teoría mucho más
completa que incorporaba aspectos de la deriva continental y de la expansión
del fondo oceánico: una teoría conocida como tectónica de placas.
La tectónica de placas explica el movimiento observado de la litosfera
terrestre por medio de los mecanismos de subducción y de expansión
de los fondos oceánicos, que, a su vez, generan los principales rasgos
geológicos de la Tierra. Según el modelo de la tectónica de placas, el manto
superior, junto con la corteza, se comportan como una capa fuerte y rígida,
conocida como la litosfera. Esta capa externa se encuentra por encima de una
región más débil del manto, conocida como astenosfera. Además, está rota en
numerosos fragmentos, denominados placas que están en movimiento y cambian
continuamente de tamaño y forma.
Se reconocen sietes placas principales: Norteamericana, Sudamericana, del
Pacífico, Africana, Euroasiática, Australiana y la Antártica. La mayor es la
placa del Pacífico, que es fundamentalmente oceánica. En importante observar
que varias placas abarcan un continente entero además de una gran área de suelo
oceánico.. Esto constituye una gran diferencia con la hipótesis de la deriva
continental de Wegener, quien propuso que los continentes se movían a través
del suelo oceánico, no con él. Además, ninguna de las placas está definida
completamente por los márgenes de un continente.
Las placas de tamaño medio son la Caribeña, la de Nazca, la Filipina, la
Arábiga, la de Cocos y la de Scotia. Además, se han identificado más de una
docena de placas más pequeñas.
Sabemos que las placas litosféricas se mueven a velocidades muy lentas pero
continuas, de unos pocos centímetros por año. Este movimiento es impulsado por
la distribución desigual del calor en el interior de la Tierra. Los titánicos
(gigantescos) roces entre las placas litosféricas de la Tierra generan
terremotos, crean volcanes y deforman grandes masas de rocas en las montañas.
¿Por qué se mueven las placas?
En la astenosfera se producen a gran escala gigantescas corrientes de
convección, similares a las que se producen cuando calentamos agua en un
puchero. Materiales calientes ascienden por algunos puntos, al tiempo que
materiales más fríos descienden por otros lugares, como lo que se originan
células convectivas de varios cientos de kilómetros de diámetro.
El desplazamiento de los materiales de la astenosfera, provocado por las corrientes de convección, arrastra las placas litosféricas situadas sobre ella.
El movimiento de las placas tiene importantes consecuencias ya que, además
de provocar el desplazamiento de los continentes y la apertura y cierre de los
océanos, da lugar a la formación de cordilleras.
La expansión de los océanos
La corteza oceánica se está formando por consolidación y enfriamiento del
material que asciende desde la astenosfera.
El continente africano se fractura
Una serie de fracturas paralelas se alinean en dirección norte-sur en la
región oriental del este de África. El hundimiento del terreno situado entre
ellas ha provocado la formación de una fosa tectónica en la que se encuentran
numerosos y grandes lagos ( Tanganika, Nyasa, Vinctoria ).
Esta región es conocida con el nombre de Rift Valley continental africano. Con el tiempo esta zona será
ocupada por un estrecho mar como el actual mar Rojo.
En el rift africano existe un vulcanismo intenso. A todo lo largo del rift,
numerosos volcanes, como el monte Kenia, el Kilimanjaro, el Ruwenzori, etc.,
han extendido sus coladas basálticas.
La apertura de un océano
El mar Rojo no existía hace 20
millones de años. Es un océano joven en formación, como lo atestigua el hecho
de que no existan rocas en la corteza oceánica anteriores a la citada edad.
La fractura del rift se prolonga
por el eje central del mar Rojo y el golfo de Adén. A lo argo de la fractura,
asciende el magma fundido que procede de la astenosfera, y que, al
solidificarse, forma el suelo del océano.
Los sucesivos aportes de magma actúan como una especie de cuña y van
separando lentamente la península de Arabia de África. La consecuencia de este
hecho es la apertura del mar Rojo y del Golfo de Adén.
Cómo se expande un océano
Los océanos no han nacido todos al mismo tiempo: hay océanos nuevos , como
el mar Rojo, océanos en expansión, como el Atlántico, y océanos maduros, como
el Pacífico.
En todos ellos existen cordilleras submarinas más o menos extensas
denominadas dorsales medioceánica.
Una larga y estrecha fractura recorre el eje de las dorsales: el rift medioceánico. Como en el caso del
rift continental, el magma fundido procedente de la astenosfera asciende por
esta fractura formando nuevo suelo oceánico. De este modo, aumenta el suelo del
océano, se van separando los bloques litosféricos fracturados y se va
produciendo la expansión. Las dorsales oceánicas se forman al superponerse
continuas capas de basalto en los márgenes del rift.
En la dorsal oceánica se forman varios centímetros de suelo oceánico al
año.; por ello, la edad de las rocas del suelo oceánico aumenta conforme
aumenta la distancia a la dorsal.
La formación de
las cadenas montañosas
Casi todas las cadenas montañosas recientes están edificadas sobre los
bordes convergentes de las placas litosféricas. Los movimientos movimientos de
convergencia de las placas tienen como consecuencia la desaparición de la
corteza oceánica (subducción) y la elevación de la corteza continental. Dichos
movimientos compensan los mecanismos de expansión, creadores de corteza
oceánica en las dorsales.
La colisión entre placas continentales y oceánicas
Se conocen rocas en la corteza continental con más de 3500 millones de años
de antigüedad.; sin embargo, los sedimentos y rocas de los fondos oceánicos no
supera los 200 millones de años.
Por otra parte, si la superficie terrestre no puede aumentar, es de suponer
que la corteza oceánica formada en las dorsales debe desaparecer después en
otro lugar.
Cuando una placa oceánica colisiona con una placa continental, la litosfera
oceánica, más densa que la continental, se introduce por debajo de esta y
desciende hacia la astenosfera, donde es destruida. Este proceso de hundimiento
de una placa bajo otra recibe el nombre de subducción.
Las zonas de subducción se caracterizan por la presencia de: fenómenos de
vulcanismo explosivo, seísmos profundos y formación de fosas oceánicas.
Una fosa oceánica es una estrecha y alargada hendidura por donde desaparece
la placa oceánica. En su descenso, la placa se fractura, lo que da lugar a
terremotos, y finalmente se funde.
La cordillera de los Andes es el
resultado de la colisión de una placa oceánica con una placa continental. Esta
orogénesis se caracteriza por la presencia de fuertes seísmos y de intensa
actividad volcánica debidos a la fractura y posterior fusión de la placa que se
hunde..
La cordillera de los Andes y también las
Montañas Rocosas están implantadas en el mismo borde del continente
americano; son cordilleras de margen
continental.
- Sedimentación. Los sedimentos procedentes de la erosión de los
continentes se depositan en el margen continental.
- Colisión. Debido a la actividad de la dorsal se produce la
expansión del fondo oceánico y la colisión de la placa oceánica y la continental.
Se forma una fosa por subducción de la placa oceánica.
- Formación
de la cordillera. La colisión
pliega los sedimentos y se forma, en primer lugar, islas volcánicas dispuestas
en arco paralelamente a la fosa, y finalmente, la cordillera.
La colisión entre placas continentales
Cuando dos continentes colisionan ninguno de los dos subduce.
Previamente a la colisión de los continentes, el océano que los separaba se
puede cerrar total o parcialmente. El fragmento de placa oceánica existente
entre ambos y que formaba el primitivo suelo oceánico desaparece por completo
bajo los continentes. Restos del primitivo suelo oceánico pueden aflorar entre
ambas masas continentales. Mientras esto ocurre, los sedimentos acumulados
entre los continentes se pliegan, lo que da lugar a las cordilleras de colisión intercontinentales.
La cordillera más alta del mundo, el Himalaya, debe su existencia al
movimiento de placas tectónicas que ha puesto en contacto dos zonas o placas
continentales. Esta cordillera, situada entre el Tíbet y la India, se levantó
como consecuencia de una formidable colisión que se produjo entre la placa de
la India y la placa Euroasiática.
Hace 700 millones de años, Asia y la India estaban separadas por un océano
y distaban una de la otra más de 7.000 km. La emigración de la India, que se
produjo a una velocidad de unos 10 cm por año, la llevo a colisionar con Asia.
En la actualidad, la India sigue aproximándose a Asia unos 5 cm al año y, por
ello, las montañas que constituyen el techo del mundo continúan elevándose.
Los geólogos proponen el siguiente mecanismo para explicar la formación de
este tipo de cordilleras:
- Subducción. La aproximación de los continentes va cerrando
parcialmente el océano que los separa. El suelo oceánico existente entre ambos
entra en un proceso de subducción.
- Colisión. Los continentes colisionan. La corteza oceánica
desaparece aunque una parte puede cabalgar sobre el continente.
- Orogénesis. La colisión entre los dos continentes forma una
masa única que da lugar a una cordillera. En el interior tiene lugar procesos
que dan lugar a la elevación de la cordillera.
La colisión entre placas oceánicas
Empujadas por sus respectivas dorsales, dos placas oceánicas pueden
colisionar. En este caso, la placa que más se aleja de su dorsal, al ser más
fría y, por tanto, más densa es la que se hunde y produce una zona de
subducción.
Entre las dos placas oceánicas se forman arcos de islas volcánicas
dispuestas paralelamente a fosas a veces muy profundas. Asimismo, se producen
abundantes terremotos.
Muchas de las islas del océano Pacífico y de las Antillas se disponen
formando un arco paralelo a fosas oceánicas.
Los arcos de islas como Japón, Indonesia y Antillas tiene edades
considerables.
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