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.
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.
| 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. |
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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.rfa.cl/confer.htm
http://www.mardechile.cl/index.php?option=com_content&task=view&id=41&Itemid=66
Lo característico para los océanos es la variedad de fondo del mar.
Las plataformas continentales se destacan, alcanzando hasta 200 m de
profundidad, y más seguido hay un colapso drástico. Otra forma es un
talud continental, que es parte muy pronunciada del fondo del mar.
Formas más leves ocurren en caso de las cuencas oceánicas, que es la
forma más común de la formación del fondo del océano. Además, hay fosas
oceánicas profundas, hasta los 11.000 m de profundidad y las dorsales
oceánicas o cadenas de montañas submarinas.
