Tectònica de Plaques: Teoria, Història i Dinàmica
Enviado por Programa Chuletas y clasificado en Geología
Escrito el en 
catalán con un tamaño de 15,77 KB
La Tectònica de Plaques
La tectònica de plaques és una teoria que permet explicar els processos geològics que tenen lloc a l'interior de la Terra i les seves conseqüències a la superfície terrestre. Va ser enunciada l'any 1968.
Aquesta teoria es basa en dues teories anteriors: la deriva continental i l'expansió dels fons oceànics. Durant els segles XVI i XVII, els cartògrafs van observar les costes d'Amèrica i Àfrica i van considerar que semblaven fragments d'un continent més gran i que, si s'aproximaven, encaixaven d'una manera gairebé perfecta. Fins al segle XX, els naturalistes pensaven que les cadenes de muntanyes s'havien format perquè la Terra s'havia refredat i s'havia contret. Per això, havien quedat unes zones arrugades, que eren les cadenes de muntanyes. El 1912, Wegener va enunciar la teoria de la deriva continental, que li permetia explicar la forma i la disposició dels continents i l'origen de les muntanyes. Fa uns 300 milions d'anys, tots els continents estaven units formant un únic continent, que es va anomenar Pangea, envoltat per un oceà. Fa uns 200 milions d'anys aquesta massa continental es va començar a trencar i els fragments van viatjar a la deriva fins a arribar a la posició actual. Wegener no podia precisar quines forces feien moure les masses continentals. Proposava que podien ser la força centrífuga generada per la rotació de la Terra i l'atracció gravitatòria del Sol i de la Lluna.
Arguments que demostren la deriva continental
- Coincidència en la forma de la costa de continents molt allunyats. Tal com es comprova quan s'uneix Àfrica, Madagascar, l'Índia i l'Antàrtida, que encaixen com les peces d'un puzle.
- Similitud de formacions rocoses en continents que ara estan separats. Per exemple, les formacions de roques sedimentàries i metamòrfiques de més antiguitat coincideixen a Amèrica del Sud i a l'Àfrica.
- Proves paleoclimàtiques. Fa 300 milions d'anys, un gran casquet polar va cobrir una extensa àrea continental. Les restes d'aquests continents es troben molt allunyades les unes de les altres.
- Proves paleontològiques. Tal com demostra l'existència de fòssils d'animals i vegetals idèntics en continents separats per l'Atlàntic.
- Continuïtat de les cadenes de muntanyes en continents diferents. Els Apalatxes i la serralada Escandinava eren una única cadena de muntanyes, cosa que demostra que Amèrica del Nord i Europa estaven unides.
L'estudi dels fons oceànics
Fins fa una mica més de cinquanta anys es pensava que els fons oceànics eren grans planúries cobertes de sediments.
En aquella època es va començar a estudiar l'Atlàntic nord emprant vaixells equipats amb instruments per determinar la profunditat (ecosondes i batímetres) i equips per extreure sediments i roques del fons marí.
Resultats de l'estudi dels fons oceànics
- Al centre de la conca oceànica hi havia una gran elevació muntanyosa, la dorsal oceànica, amb un solc central, el rift.
- A la dorsal oceànica s'hi van trobar roques volcàniques (basalts) molt joves que no estaven cobertes de sediments.
- La capa de sediments era molt més prima del que s'havia suposat, gairebé inexistent a les zones properes a la dorsal i augmentava de gruix cap al continent.
- Els fons oceànics eren relativament joves: no es van trobar roques de més de 180 milions d'anys (la Terra es va formar fa 4500 milions d'anys) i la seva edat augmentava de l'eix de la dorsal cap al continent.
Més tard es va observar que els epicentres dels terratrèmols que s'havien produït en aquesta zona se situaven al llarg de la dorsal.
Es va comprovar que també es disposaven seguint una línia els epicentres dels terratrèmols del Pacífic i de l'Índic i es va deduir que hi devia haver un rift a cada oceà.
La teoria de l'expansió dels fons oceànics
Poc després, H. Hess va començar a estudiar els fons del Pacífic i va observar que hi havia una sèrie d'elevacions volcàniques submarines de superfície plana, els guyots, que estaven alineades des de la dorsal. Va suposar que eren illes volcàniques formades a la dorsal que se n'allunyaven a mesura que es creava sòl oceànic.
Llavors, els professors Dietz i Hess van enunciar una nova hipòtesi: l'expansió del fons oceànic, que proposava que a la dorsal es formava contínuament litosfera oceànica i que d'aquí es produïa l'expansió del fons marí.
La prova decisiva de l'expansió del fons oceànic la van aportar Vine i Matthews el 1962, quan van estudiar el magnetisme romanent a les roques dels fons marins i van trobar unes franges magnètiques paral·leles i simètriques a tots dos costats de l'eix de la dorsal.
Aquestes franges, clares i fosques, mostren els moments de polaritat normal i invertida del camp magnètic terrestre i permeten determinar el moment en què s'ha format aquest sòl oceànic.
La Teoria de Plaques (II)
La tectònica de plaques: una teoria global
La teoria de la tectònica de plaques permet explicar molts dels processos geològics que tenen lloc al nostre planeta.
D'aquesta manera, aquesta teoria explica com i on es forma escorça continental i oceànica; la disposició actual dels continents i el seu moviment al llarg dels temps geològics; la formació i l'expansió dels oceans; el lloc de formació de molts tipus de roques i jaciments minerals, i el relleu terrestre.
També explica per què alguns arxipièlags estan vorejats per grans fosses oceàniques i la distribució geogràfica dels volcans i dels terratrèmols.
Grans plaques tectòniques
- Placa Nord-americana
- Placa del Pacífic
- Placa de Nazca
- Placa del Carib
- Placa Sud-americana
- Placa Africana
- Placa Aràbiga
- Placa Euroasiàtica
- Placa Indoaustraliana
- Placa Filipina
- Placa Antàrtica
Les plaques litosfèriques
Segons la teoria de la tectònica de plaques, la superfície de la Terra està dividida en peces o plaques rígides, de diferents formes i dimensions anomenades plaques litosfèriques o tectòniques.
Les plaques formades per litosfera tenen un gruix mitjà de 100 km i es desplacen sobre el mantell a una velocitat mitjana de diversos centímetres per any.
Segons el tipus d'escorça que les forma, podem diferenciar tres tipus de plaques: oceàniques, continentals i mixtes. Els límits entre plaques són zones d'una gran activitat sísmica i volcànica on es produeixen la majoria dels processos geològics que tenen lloc a la superfície terrestre.
Causes del moviment de les plaques
El desplaçament de les plaques litosfèriques és degut a dos factors:
- A les cèl·lules convectives del mantell que es creen a causa de la calor de l'interior terrestre. El material calent puja des de la base del mantell, es desplaça horitzontalment i torna a baixar, quan es refreda, a les zones de subducció amb la qual cosa produeix una circulació convectiva.
- A la força de gravetat. A les zones de dorsal pugen magmes de l'interior i fan que la placa formada recentment quedi a més altura. Aquest desnivell permet que la placa empenyi des de la dorsal cap a la zona de subducció, on la placa s'enfonsa al mantell.
Tectònica de Plaques (II)
Els tipus de límits entre plaques
Dues plaques contigües es poden moure entre si de diverses maneres: separant-se, apropant-se o desplaçant-se lateralment.
- A les zones on se separen dues plaques: límits divergents representats per les dorsals oceàniques.
- Quan dues plaques s'apropen són els límits convergents i coincideixen amb arcs d'illes, fosses abissals i serralades.
- Als límits neutres les plaques es desplacen lateralment i no es crea o es destrueix litosfera. Hi podem trobar les falles de transformació.
Dinàmica del mantell
Quan s'estudia el mantell terrestre, s'observa el moviment lent i continu de materials que tenen temperatures diferents:
- El magma calent puja, en forma de plomalls des del mantell inferior cap a la superfície. Quan els plomalls pugen directament des del mantell profund formen punts calents, com a Hawaii.
- La litosfera freda i densa descendeix com allaus a les zones de subducció i es va acumulant a la base del mantell, al límit mantell-nucli.
Els punts calents
Els punts calents són zones d'una gran activitat volcànica situats a l'interior de les plaques. Es manifesten com a volcans aïllats, volcans alineats o volcans fissurals.
A la Terra ascendeix magma molt calent, en forma de plomalls, des de les zones profundes del mantell. La lava expel·lida pel volcà és de basalt, molt fluïda i calenta.
Quan la placa, en el seu desplaçament, passa sobre el punt calent, es van formant volcans.
Quan la placa es desplaça els volcans s'allunyen de la font de magma i s'extingeixen i, a més, es formen nous volcans sobre el punt calent.
Límits divergents
Les dorsals oceàniques
Les dorsals són grans elevacions situades a la zona mitjana de tots els oceans, amb una longitud total d'uns 65000 km. La seva amplària pot assolir els 4000 km i la seva alçària oscil·la entre els 2000 i els 4000 m.
La part central de la dorsal està formada per un sistema de fractures que formen illes volcàniques al centre de l'oceà, com ara les illes de l'Ascensió, Saint Helena o Islàndia.
Les dorsals són travessades per nombroses fractures que les desplacen horitzontalment, anomenades falles de transformació. Les dorsals tenen una intensa activitat sísmica.
L'origen d'un oceà
La formació d'una dorsal i d'un nou oceà comença quan a sota d'un continent hi apareix un punt calent. El magma calent i lleuger procedent del mantell eleva la litosfera i forma un dom.
Quan la litosfera rígida es trenca, forma un sistema de tres esquerdes anomenat punt triple. Aquestes esquerdes (rifts) es van ampliant i eixamplant a mesura que hi puja el magma.
La formació d'un oceà
Comença quan apareix un sistema de fractures paral·leles, quan es trenca un continent i les plaques es comencen a separar.
La lava que surt per aquestes fractures crea nova litosfera oceànica i empeny lateralment l'existent.
A les primeres fases d'obertura de l'oceà es forma una gran esquerda i si continua la separació de plaques s'origina un mar estret.
Si continua el procés es forma un oceà.
Els límits convergents
Les zones de subducció
Zones on es destrueix la superfície total de la Terra que es manté constant, ja que a les dorsals oceàniques es crea litosfera oceànica.
La placa oceànica més densa s'introdueix (subdueix) per sota d'una altra placa oceànica o continental.
A les zones de subducció es produeixen nombrosos terratrèmols causats per les friccions i les tensions que pateix la placa descendent, ja que es fractura i es deforma mentre va penetrant en el mantell.
A mesura que va baixant, el fragment de placa es fon i s'incorpora al mantell. Quan la placa descendent es fon, forma magmes que pugen cap a la superfície, ja que són menys densos que el material contigu. Si aquests magmes es solidifiquen a l'interior de l'escorça formen roques plutòniques (diorites i gabres).
Si pugen cap a la superfície constitueixen volcans que expulsen laves de tipus andesític.
Les zones de subducció estan marcades per la presència de fosses oceàniques, arcs d'illes o cadenes de muntanyes.
Quan una placa oceànica subdueix per sota d'una continental, es forma una serralada, i si subdueix per sota d'una altra oceànica s'origina un arc d'illes.
Les fosses oceàniques
La zona on una placa oceànica subdueix està marcada per fosses allargades i de molta profunditat.
Les fosses poden arribar a fer 100 km d'amplària, més de 1500 km de longitud i milers de metres de profunditat.
Fosses oceàniques
- F. de les Aleutianes (7500 m)
- F. de les Kurils (10500 m)
- F. del Japó (10500 m)
- F. de les Mariannes (11000 m)
- F. de les Salomó (8500 m)
- F. de les Filipines (10500 m)
- F. de la Sonda (7500 m)
- F. de les Tonga (10800 m)
- F. de les Kermadec (10000 m)
- F. de l'Amèrica Central (6500 m)
- F. del Perú (8000 m)
- F. de Xile (8000 m)
- F. de Puerto Rico (8500 m)
- F. de les Sandwich del Sud (8500 m)
Els arcs d'illes
Els arcs d'illes es formen quan una placa oceànica subdueix per sota d'una altra placa també oceànica.
Estan constituïts per una cadena d'illes volcàniques disposades en forma d'arc de circumferència que queda vorejat per una fossa.
Entre l'arc d'illes i el continent proper hi ha una conca marina anomenada conca de retroarc.
El pla de Benioff
El pla de Benioff indica la inclinació d'una placa quan s'enfonsa a sota d'una altra. Va ser definit pel científic japonès Wadati, l'any 1930 i poc temps després per l'investigador nord-americà Benioff.
Relació entre la fossa, epicentres i hipocentres dels terratrèmols de la zona de subducció: Més profunditat del fons del terratrèmol a mesura que ens allunyem de la fossa.
Els límits neutres
Les falles de transformació
Les falles de transformació són llocs en què no es forma ni es destrueix litosfera. Les plaques que estan en contacte en aquests límits conserven la seva extensió total.
A les falles de transformació es produeix un moviment de desplaçament lateral.
A vegades, les falles de transformació poden connectar dorsals i zones de subducció, com en el cas de la falla de San Andreas, a Califòrnia (Estats Units), ja que queda emergida.
La falla de San Andreas
La falla és a l'oest dels Estats Units i constitueix el límit entre la placa pacífica i una part de la placa nord-americana.
Està actuant des de fa milions d'anys i en els darrers 150 milions d'anys s'ha produït un desplaçament lateral de 560 km.
Els límits de plaques de la península Ibèrica
La regió de Múrcia i Andalusia oriental formen una zona en què es concentren molts terratrèmols. L'energia acumulada pel desplaçament de les plaques africana i euroasiàtica s'allibera de manera brusca per mitjà del desplaçament d'algunes falles que recorren aquest territori.
Situació de la falla de San Andreas
- Placa nord-americana: es mou cap al nord-est a una velocitat d'1 cm/any.
- Placa del Pacífic: es mou cap al nord-oest a una velocitat de 6 cm/any.
La diferència = 5 cm/any
L'estudi profund dels terratrèmols
A Parkfield (la capital mundial dels terratrèmols) s'està desenvolupant un projecte anomenat Observatori en Profunditat de la Falla de San Andreas. Es tracta de situar diversos instruments de mesura a la mateixa falla a una profunditat d'entre 3 i 4 km sota la superfície terrestre.
Entre tots els estudis, permetran d'aquí a no gaires anys predir els terratrèmols amb un grau acceptable de fiabilitat.