Tectónica de
placas: planteamiento
Los movimientos
orogénicos son aquellos que producen las irregularidades el
relieve. La actual teoría para explicarlos es la tectónica
de placas. Se trata de una teoría
global
que pretende explicar los movimientos de toda la corteza terrestre,
formulada
hacia los años 60 del siglo
XX, hoy, tras aportar
algunas
pruebas, es el paradigma que explica el relieve
de la Tierra.
Teoría
de la contracción terrestre
Antes de la tectónica
de placas, en el siglo XIX,
la teoría más
difundida era la de la contracción.
Según
esta la Tierra, en un
principio fue una bola
caliente y dilatada. Al producirse el enfriamiento
en el exterior, y continuar el calor interior, se
agrietó
la corteza formando las grandes cuencas oceánicas. Al continuar
el proceso de enfriamiento la dilatación inicial se perdió,
se
redujo el volumen y la corteza se ajustó a la nueva
situación
arrugándose en determinados sitios. Los materiales
erosionados de las grandes cadenas montañosas se acumularían
en grandes cuencas (geosinclinales) y la presión
ejercida por el peso en ese punto provocaría un ascenso
de la región circundante, formando montañas (geoanticlinales).
El problema de esta teoría
es que, ya en la
época, se reconocían varias orogenias
sucesivas
en el tiempo, y era muy difícil explicar cómo un enfriamiento,
que debería haberse producido en la misma época, había
creado montañas en épocas distintas.
Teoría
de la deriva continental
Hacia 1912
el meteorólogo alemán Alfred Wegener
tras fijarse en que la forma de los
continentes americano,
europeo y africano encajaban formuló la hipótesis
de que en un tiempo pasado estuvieron
unidos (hasta
el Carbonífero, 300 millones de años), se
fragmentaron
y se separaron. Existía un único
continente
llamado Pangea.
Fuerzas laterales lo rompieron en dos
continentes, Laurasia
al norte, y Gondwana
al sur. Estos continentes también se partirían y separaron
y sus partes migraron hasta formar los
continentes y mares
actuales.
Los desplazamientos
provocarían movimientos horizontales
y sus colisiones serían el origen de las
grandes cadenas
montañosas. Wegener aportó indicios
de que su hipótesis era correcta: la existencia de plantas
y animales fósiles idénticos en América de
Sur, África, la India Australia y la Antártida; coincidencia
de las mismas estructuras geológicas
entre
América del Norte y Europa, o América del sur y Sudáfrica
y de restos de la misma glaciación
en ambos
lados.
El problema
era explicar cómo se movían los
continentes
y ante esta imposibilidad se creó la hipótesis
de los puentes continentales, para explicar las evidencias
encontradas
por Wegener. Estos puentes hoy estarían
hundidos
(tomando como modelo la Atlántida), pero eso viola
el principio de isostasia.
Wegener lanzó
dos hipótesis para explicar este
movimiento,
la fuerza centrífuga de la
rotación
de la Tierra y las fuerzas de marea,
pero ambas resultan
demasiado débiles.
No obstante, a comienzos
del siglo XX el estudio de la propagación de las ondas sísmicas
fue revelando la estructura en capas
de diferente
densidad en el interior
de la Tierra.
Además, se probó que en el pasado el campo
magnético de la Tierra había estado invertido. Todo
ello indicaba que el interior de la
Tierra no era tan estable
y rígido como se sospechaba y al final
de su vida Wegener lanzó la hipótesis de
la
existencia de corrientes convectivas en el interior de la
Tierra,
y es que hasta el momento se suponía un interior de la Tierra frío.
Qué
mueve los continentes
Sería Arthur
Holmes,
uno de los más acérrimos detractores de Wegener, quien daría
con la clave de cómo se mueven los
continentes.
El estudio del interior de la Tierra
revelaba que
sus rocas, por la temperatura que tenían, podían comportarse
como un fluido denso, es decir podían tener corrientes
convectivas como las de la atmósfera. La discontinuidad
de Moho se comportaría como la de la tropopausa.
Las rocas del manto se comportan como un fluido porque
debido a sus altas temperaturas están muy cercanas a su punto de
fusión, y por lo tanto tienen un comportamiento
plástico.
Las corrientes
convectivas ascienden en un punto porque están más
calientes que su entorno, al llegar a la discontinuidad de Moho se
dispersa horizontalmente enfriándose a medida que se
alejan
(Diagrama). Cuando
están suficientemente
frías descienden hasta el
núcleo donde
se vuelven a dispersar horizontalmente
alimentando
de nuevo las corrientes ascendentes. En este ciclo,
semejante
a una cinta sin fin, las corrientes horizontales
superiores son
las que trasladan sobre sí los continentes.
Si el flujo
ascendía en medio de un continente,
el calor
suplementario era capaz de romperlo y
tras ello separarlo,
y la brecha se inundaría
formando las cuencas
oceánicas. Recuperaba así el continente de Pangea.
El único problema
era en dónde nacían las corrientes.
Con un núcleo terrestre muy pequeño sólo podría
haber dos células convectivas, pero con un núcleo
grande puede haber muchas y el núcleo de la Tierra es
grande,
y demás las corrientes convectivas son más activas en el
manto
superior.
El
problema del paleomagnetismo terrestre
La Tierra tiene un campo
magnético porque su núcleo oblongo que tiene grandes
cantidades de hierro y está en rotación. Las rocas
procedentes del manto, incandescentes, al enfriarse y traspasar
el punto de Curie
el mineral de hierro (770º) y el de níquel (358º) se orientan
según el campo magnético del momento.
Se había comprobado
que el polo magnético de la Tierra se
había
situado en diferentes lugares a lo largo de la historia,
pero si
la teoría de la deriva continental era cierta, estas variaciones
se podían deber a la migración de los
continentes,
y no a una variación del campo magnético. Los continentes
habrían ido pasando, sucesivamente, por el polo magnético.
Sin embargo, entre los años 1954 y 1962 se descubrió que
en el fondo oceánico las
rocas se disponían
en bandas paralelas y cada
una de ellas tenía
la dirección magnética
actual o contraria
alternativamente. Esto probaba la inversión repentina de la dirección
del campo magnético terrestre. Pero tenía un corolario;
las rocas debían haberse enfriado en épocas diferentes.
El
relieve
submarino: las dorsales y fosas oceánicas
A finales
del siglo XIX se tendió el primer cable submarino entre
Europa
y América. A mitad del Atlántico se encontraron con una elevación
la llamaron la «meseta del telégrafo».
El relieve submarino no era plano. Tras la segunda guerra mundial las prospecciones
petrolíferas se multiplicaron por todo el mundo y con el
desarrollo del sónar, se
constató que
estas elevaciones tenían continuidad por todo el mundo y a través
de todos los océanos (1957). Se trataba de una serie
de cadenas montañosas continuas, más de 65.000
kilómetros. Se constató que el flujo de
calor
en las dorsales era mucho mayor de lo que cabría esperar, y también
los valores de gravedad.
Estas dorsales
tienen unos 3.000
metros de altura, que además
es más o menos constante. La cima tiene
forma de rift
(por el valle del Rift, en la región de los Grandes lagos africanos)
es decir, presentan una depresión en la
parte central;
y están falladas. (Diagrama)
Por otra parte las
mayores
profundidades de los océanos se encuentran en las
proximidades
de los continentes son las fosas oceánicas,
que presentan un perfil en V, y tienen asociadas a ellas arcos
de islas volcánicas. También se constató que
los valores de la gravedad
eran mucho menores de lo
que cabría esperar. En un principio se creyó que estas fosas
eran geosinclinales,
pero los sedimentos
encontrados en ellas eran muy pocos. De hecho la mayor
cantidad
de sedimentos se encontraba justo antes de que comenzase
la fosa.
A partir de los años
1950
los científicos se dieron cuenta de que la mayor
parte
de los terremotos y los volcanes tenían lugar en las dorsales
y las fosas oceánicas. Sobre todo en las fosas que
presentaban
una peculiaridad,
dependiendo de dónde tuviese
lugar epicentro del terremoto el foco
se encontraba
a mayor o menor profundidad. Se descubrió, así, un plano
inclinado de unos 45º llamado zona
de Benioff..
Los terremotos superficiales eran
propios de las dorsales
y también de las fallas transformantes,
fallas
perpendiculares al eje de la dorsal.
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