Movimiento de Placas Litosféricas: Historia, Teorías y Evidencias

El Paleomagnetismo y los Primeros Indicios

En los años 50 surgió la ciencia del paleomagnetismo. La Tierra presenta un campo magnético como consecuencia de la conformación del núcleo terrestre. Muchas de las rocas de la superficie terrestre muestran una magnetización de sus componentes. Cuando los magmas se enfrían, los minerales de hierro que alcanzan el llamado punto de Curie se magnetizan y se orientan según las líneas de fuerza del magnetismo terrestre. De esta manera, se puede deducir la dirección de pasados campos magnéticos. Las medidas mostraron no solo que el propio Polo Norte parecía desplazarse, sino que algunas rocas presentaron anomalías de acción magnética invertida respecto al campo actual (anomalías magnéticas).

La Expansión del Fondo Oceánico según Hess

Hess propuso que, a lo largo de las dorsales oceánicas, las rocas que ascienden del manto se convierten en nueva corteza oceánica. Por tanto, los fondos oceánicos se habrían movido y se mueven sobre la astenosfera. Por otra parte, también existirían zonas de fosa oceánica donde se produciría la destrucción de la corteza oceánica para contrarrestar la expansión continua que tendría que sufrir la Tierra con el continuo incremento de la litosfera. La hipótesis no fue demostrada, por lo que él mismo llamó a su idea "geopoesía", a pesar de apoyarse en las siguientes pruebas:

• Ninguna roca oceánica supera los 180 millones de años de antigüedad.
• La capa sedimentaria de los fondos oceánicos era menor de lo previsto y se adelgaza hasta casi desaparecer en las zonas próximas a la dorsal.
• En el centro de los océanos aparece un sistema montañoso muy elevado, caracterizado por una alta sismicidad y vulcanismo, y una fosa tectónica axial que indicaba un esfuerzo distensivo.
• El aumento de la edad de las rocas del fondo oceánico a medida que nos alejamos de la dorsal.

Tuzo Wilson y la Tectónica de Placas

Tuzo Wilson fue el primero en acuñar el término placa litosférica. Propuso que la corteza estaba dividida en placas rígidas movidas por las corrientes del manto. También señaló que en algunos límites de placas se encuentran las fallas transformantes, que presentan desplazamientos de grandes bloques de corteza. El concepto de falla transformante llevó a Jason Morgan a proponer que la superficie terrestre está dividida en 20 bloques rígidos, cada uno de ellos limitado con los demás de tres modos: dorsales, fosas y fallas transformantes. Mackenzie supuso que los bloques se extendían hasta los 100 km de profundidad. A esta zona más externa de la Tierra la denominó tectosfera. Estas innovadoras ideas llevaron a proponer la existencia de 6 grandes placas litosféricas, así como la probable existencia de otras más pequeñas. Más tarde, Tuzo Wilson identificó 122 puntos calientes.

La Teoría de la Tectónica de Placas

La litosfera es una envoltura rígida formada por la corteza y parte del manto superior. Existe la litosfera continental (100-150 km) y la litosfera oceánica (70 km). El límite interior de la placa litosférica es una isoterma. Al estar más fría, la litosfera será más rígida y responderá a los esfuerzos fracturándose. El manto que subyace bajo ella está más caliente y, por tanto, su estado no es rígido, sino plástico. La placa litosférica viene definida por los bordes de placas (alineación de los epicentros de la mayoría de los terremotos producidos en la Tierra; en estos bordes tienen lugar fenómenos magmáticos, metamórficos y tectónicos).

Tipos de Bordes de Placas

Bordes Constructivos

Originan las dorsales. A favor de ellas tiene lugar la neoformación de litosfera oceánica. Las dorsales se pueden definir como elevaciones topográficas submarinas.

Bordes Constructivos Incipientes

La dirección de los esfuerzos indica distensión. Por tanto, sería una zona de fragmentación continental que, por alguna razón, no ha conseguido pasar de la fase preliminar.

Bordes Pasivos

Zonas donde ni se crea ni se destruye corteza oceánica. Se produce un deslizamiento horizontal entre dos placas. Los terremotos y las fallas transformantes los caracterizan, haciendo que los bloques se desplacen lateralmente a los ejes de las dorsales.

Bordes Destructivos

Son los bordes de placas convergentes donde tiene lugar la subducción. Esto es, la placa más densa de las dos que convergen se sumerge en el manto por debajo de la más ligera. El fenómeno de la subducción se produce a favor de un plano denominado de Benioff, en el que se localizan los hipocentros de seísmos someros, intermedios y profundos como consecuencia de los esfuerzos distensivos y compresivos de la placa que subduce.

Naturaleza del Movimiento de las Placas Litosféricas

Teorema de Euler: cualquier movimiento de un casquete sobre una esfera se puede considerar como una simple rotación según el diámetro de la esfera, que actúa como eje de rotación y corta la superficie de aquella en dos puntos llamados polos de rotación. La velocidad de desplazamiento de una placa será proporcional a la distancia al eje de rotación, variando en consecuencia desde el polo de rotación hasta un valor máximo de 90 grados del polo de rotación. Como consecuencia de estas diferencias de velocidades, surgen las fallas transformantes. Otra causa del movimiento de las placas es la energía interna de la Tierra.

Ciclo de Wilson

Elabora un mecanismo cíclico para explicar la evolución de las placas litosféricas, que se inicia y finaliza con una situación de supercontinente:

1. Fragmentación de un continente mediante la apertura de un Rift Valley.
2. Inicio de la separación de dos masas continentales; conformación de un estrecho mar entre ellas.
3. La expansión del fondo oceánico lleva a la formación de un ancho océano ilimitado por márgenes continentales inactivos.
4. Formación de zonas de subducción junto a los márgenes continentales, que pasan a ser activos.
5. Formación de orógenos tipo peri-Pacífico en ambos márgenes continentales activos a medida que la cuenca oceánica se estrecha.
6. Cierre de la cuenca oceánica y orogénesis por colisión entre dos continentes.

Penacho Térmico y Puntos Calientes

Penacho térmico: todo empieza en la capa D, en la cual se producen. El magma asciende hasta la superficie y crea los puntos calientes.

Punto caliente: la placa se mueve sobre este; el calor deshace la corteza oceánica y el magma asciende. La lava se enfría en basalto, y así sucesivamente se va acumulando.