Teoría de las Placas Tectónicas (Origen del Relieve) |
Antecedentes históricos
Fue en la década iniciada en 1960 cuando los científicos plantearon una verdadera revolución en los conceptos de la Geología Oceánica. Todos los datos que se habían reunido durante las cuatro décadas anteriores, sobre sondajes a grandes profundidades, muestras y fotografías del fondo marino, mediciones del flujo de calor y del magnetismo, son ahora reinterpretados según el concepto de la teoría de las placas tectónicas, que postula que la corteza terrestre está formada por placas que son creadas en las cordilleras mezo-oceánicas y destruidas en las fosas marinas vecinas a los continentes .
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En 1885 y basándose en la distribución de floras fósiles y de sedimentos de origen glacial, el geólogo suizo Suess propuso la existencia de un supercontinente que incluía India, África y Madagascar, posteriormente añadiendo a Australia y a Sudamérica. A este supercontinente le denominó Gondwana.
En estos tiempos, considerando las dificultades que tendrían las plantas para poblar continentes separados por miles de kilómetros de mar abierto, los geólogos creían que los continentes habrían estado unidos por puentes terrestres hoy sumergidos.
El astrónomo y meteorólogo alemán Alfred Wegener (1880-1930) fue quien propuso que los continentes en el pasado geológico estuvieron unidos en un supercontinente de nombre Pangea, que posteriormente se habría disgregado por deriva continental. Su libro Entstehung der Kontinente und Ozeane (La Formación de los Continentes y Océanos; 1915) tuvo poco reconocimiento y fue criticado por falta de evidencia a favor de la deriva, por la ausencia de un mecanismo que la causara, y porque se pensaba que tal deriva era físicamente imposible.
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| Alfred Wegener |
Los principales críticos de Wegener eran los geofísicos y geólogos de los Estados Unidos y de Europa. Los geofísicos lo criticaban porque los cálculos que habían llevado a cabo sobre los esfuerzos necesarios para desplazar una masa continental a través de las rocas sólidas en los fondos oceánicos resultaban con valores inconcebiblemente altos. Los geólogos no conocían bien las rocas del hemisferio sur y dudaban de las correlaciones propuestas por el científico alemán.
A pesar del apoyo de sus colaboradores cercanos y de su reconocida capacidad como docente, Wegener no consiguió una plaza definitiva en Alemania y se trasladó a Graz, en Austria, donde fue más ampliamente reconocido.
En 1937, el geólogo sudafricano Alexander Du Toit publicó una lista de diez líneas de evidencia a favor de la existencia de dos supercontinentes, Laurasia y Gondwana, separados por un océano de nombre Tethys el cual dificultaría la migración de floras entre los dos supercontinentes.
Du Toit también propuso una reconstrucción de Gondwana basada en el arreglo geométrico de las masas continentales y en correlación geológica. Hoy en día el ensamble de los continentes se hace con computadoras digitales capaces de almacenar y manipular enormes bases de datos para evaluar posibles configuraciones geométricas.
Sigue habiendo cierto desacuerdo en cuanto a la posición de los distintos continentes actuales en Gondwana.
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| La evolución de los continentes (durante millones de años) hasta hoy. |
La teoría de las Placas Tectónicas. Teoría de Wegener
La tectónica de placas considera que la litósfera está dividida en varios grandes segmentos relativamente estables de roca rígida, denominados placas que se extienden por el globo como caparazones curvos sobre una esfera. Existen siete grandes placas como la Placa del Pacífico y varias más chicas como la Placa de Cocos frente al Caribe.
Por ser las placas parte de la litósfera, se extienden a profundidades de 100 a 200 km. Cada placa se desliza horizontalmente relativa a la vecina sobre la roca más blanda inmediatamente por debajo. Más del setenta por ciento del área de las placas cubre los grandes océanos como el Pacífico, el Atlántico y el Océano Indico.
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| La distribución de las placas. |
En la década de los cincuenta, del siglo veinte, se señaló que las direcciones de magnetización de las rocas antiguas, que son divergentes, podrían hacerse coincidir si se aceptaba que había ocurrido un movimiento relativo de los continentes. (Teoría de Wegener)
Esa constatación está de acuerdo con la teoría de la existencia hace doscientos millones de años de Pangea o Continente único que con el paso del tiempo ha llegado a la situación geográfica actual.
Chile se enfrenta a la placa de Nazca que es alimentada desde la Cordillera Mezo-dorsal del Pacífico por surgimiento del magma que crea nuevo fondo marino y la empuja hacia la placa Sudamericana, produciéndose un fenómeno de subducción, origen de los sismos ocasionados por este choque.
La placa de Nazca se desplaza a una velocidad relativa de aproximadamente 9 cm por año con respecto a la placa Sudamericana, introduciéndose bajo ella según un plano inclinado (plano de Benioff). En el largo plazo, estas fuerzas tectónicas han causado el plegamiento de la placa Sudamericana y la formación de las cadenas de la Cordillera de los Andes y la Cordillera de la Costa.
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| Esquema del encuentro de la placa de Nazca (oceánica) con la Sudamericana (continental). |
Debido a que la zona de contacto entre las placas está sometida a grandes presiones a causa del movimiento convergente, ambas placas están mutuamente acopladas y previo a la ruptura se deforman elásticamente a lo largo de su interfase común.
Inmediatamente antes de la ruptura sólo una pequeña área, firmemente acoplada, resiste el movimiento de las placas. Cuando el acoplamiento en la última zona de resistencia (una "aspereza sísmica") es sobrepasado, el esfuerzo acumulado es liberado bruscamente, enviando ondas de choque a través de la tierra. La ruptura comienza en el hipocentro del terremoto, esto es, bajo el epicentro, y luego se propaga a lo largo de una zona cuya extensión depende de la importancia del evento.
Obsérvese que, según lo dicho, el borde de subducción es lugar de concentración de sismos; y el destino final de la placa que se hunde es alcanzar el magma a gran profundidad y completar así el ciclo de convección térmica.
Desplazamiento de las Placas Tectónicas
Recapitulando sobre el tema, sabemos que la capa superior del globo terrestre, ocupada por continentes y océanos, no es una masa compacta, sino que, a modo de un gran puzzle, está conformada por bloques o placas tectónicas. Se han identificado siete placas mayores y varias menores. Estas placas están en constante movimiento (se desplazan), separándose unas de otras o chocando entre ellas, de ahí, que los bordes de las placas sean zonas de grandes cambios en la corteza terrestre.
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Mapa que muestra las placas tectónicas y su dirección de empuje.
Fuente: Editorial Vicens Vives. |
Chile, como ya dijimos, se asocia a la placa Sudamericana y a la Pacífica, y aprisionada entre ambas se encuentra la placa menor de Nazca. Según lo hemos reiterado, la Teoría de las Placas Tectónicas se refiere a la estructura de la corteza terrestre, sus formas externas y sus deformaciones. A través de ella se explican las características del relieve submarino actual, como así mismo su origen. Los fenómenos volcánicos y sísmicos también están relacionados con esta teoría y se explican por los movimientos de las placas.
(Para ver una animación de la evolución ción de los continentes, partir de Pangea, ir a:
http://www.mardechile.cl/index.php?option=com_content&task=view&id=41&Itemid=66
Como hemos visto gráficamente (en la animación y en los gráficos superiores), durante miles de millones de años se ha ido sucediendo un lento pero continuo desplazamiento de las placas que forman la corteza del planeta Tierra, originando la llamada "tectónica de placas", una teoría que complementa y explica la deriva continental.
Los continentes se unen entre sí o se fragmentan, los océanos se abren, se levantan montañas, se modifica el clima, influyendo todo esto, de forma muy importante en la evolución y desarrollo de los seres vivos. Se crea nueva corteza en los fondos marinos, se destruye corteza en las trincheras oceánicas y se producen colisiones entre continentes que modifican el relieve.
Las bases de la teoría de las placas
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| La fuerza de las placas. |
Como ya vimos, según la teoría de la tectónica de placas, la corteza terrestre está compuesta al menos por una docena de placas rígidas (unas mayores y otras menores) que se mueven y presionan con distintas direcciones. Estos bloques descansan sobre una capa de roca caliente y flexible, llamada astenósfera , que fluye lentamente a modo de alquitrán caliente.
Los geólogos todavía no han determinado con exactitud cómo interactúan estas dos supercapas, pero las teorías más vanguardistas afirman que el movimiento del material espeso y fundido de la astenósfera fuerza a las placas superiores a moverse, hundirse o levantarse.
El concepto básico de la teoría de la tectónica de placas es simple: el calor asciende. El aire caliente asciende por encima del aire frío y las corrientes de agua caliente flotan por encima de las de agua fría. El mismo principio se aplica a las rocas calientes que están bajo la superficie terrestre: el material fundido de la astenósfera, o magma, sube hacia arriba, mientras que la materia fría y endurecida se hunde cada vez más hacia al fondo, dentro del manto. La roca que se hunde finalmente alcanza las elevadas temperaturas de la astenósfera inferior, se calienta y comienza a ascender otra vez.
Este movimiento continuo y, en cierta forma circular, se denomina convección . En los bordes de la placa divergente y en las zonas calientes de la litósfera sólida, el material fundido fluye hacia la superficie, formando una nueva corteza.
Datos a favor de un supercontinente
La glaciación de Gondwana
La expansión de los casquetes polares durante las glaciaciones deja huellas en el registro geológico como lo son depósitos de material acarreado por el hielo y marcas de abrasión en rocas que estuvieron en contacto con las masas de hielo durante su desplazamiento. Ambos de estos tipos de evidencia de un evento glacial pérmico (hace 280 millones de años) han sido reportados en Sudamérica, África, India, Australia y Antártica.
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| Orientación y extensión de las huellas abrasivas del flujo de hielo, halladas en rocas de edad pérmica. |
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| Reconstrucción de las masas continentales de Gondwana durante el Pérmico, basada en el registro glacial. |
En las reconstrucciones de Gondwana, las áreas afectadas por la glaciación son contiguas a pesar de ocupar lo que hoy en día son distintos continentes. Inclusive las direcciones de flujo del hielo, obtenidas a partir de las marcas de abrasión, son continuas de África occidental a Brasil así como lo son de Antártica a India.
Datos litológicos y estructurales
Las distribuciones de rocas cristalinas, rocas sedimentarias y yacimientos minerales forman patrones que continúan ininterrumpidos en ambos continentes cuando Sudamérica y África son restituidos cerrando el océano Atlántico. Por ejemplo, las cadenas montañosas orientadas este-oeste que atraviesan Sudáfrica continúan cerca de Buenos Aires, Argentina. Los estratos sedimentarios tan característicos de sistema Karoo en Sudáfrica, que consisten en capas de arenisca y lutita con mantos de carbón, son idénticos a los del sistema Santa Catarina en Brasil.
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| Capas de roca que forman una columna estratigráfica pérmica han sido encontradas en partes de África, Sudamérica, Antártica e India. Esta secuencia de rocas fue depositada antes de la disgregación del supercontinente Pangea. |
Datos paleontológicos
Estudios de la distribución de plantas y animales fósiles también sugieren la existencia de Pangea. Impresiones de hojas de un helecho, Glossopteris , están ampliamente distribuidas en rocas de África, Sudamérica, India y Australia. La reconstrucción de Gondwana restringe el área de influencia de Glossopteris a una región contigua del supercontinente.
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| Figura que ilustra la distribución de distintos fósiles durante el Triásico. |
La distribución de fósiles de vertebrados terrestres también apoya esta interpretación. La existencia de tetrápodos en todos los continentes durante el Triásico es una indicación de que había conexiones terrestres entre las masas continentales.
En particular la distribución del reptil fósil Mesosaurus en África y Sudamérica, dadas sus características tan distintivas y la ausencia de especies similares en otras regiones es un fuerte indicio de una continuidad entre estos continentes durante el Pérmico.
Hoy en día la idea de que los continentes actuales estuvieron unidos formando Pangea en el Permo-Triásico, y que empezaron a disgregarse a partir del Jurásico, es aceptada con pocas reservas.
Fuentes Internet:
http://www.mardechile.cl/index.php?option=com_content&task=view&id=41&Itemid=66
http://www.astromia.com/tierraluna/tectonica.htm