Introducción a la Geotectónica

1. Introducción a la Geotectónica Leda Sánchez Bettucci

2. Tectónica de Placas • Introducción • Estructura Interna de la Tierra • Mecánica de Placas • Litosfera • El Ciclo de Wilson

3. I.Introducción

4. Historia de los acontecimientos que conducen a la formulación de la teoría de la tectónica de placas La tectónica de placa es una teoría. • En 1915, un científico, Alfred Wegener("padre de la tectónica de placas"), mientras que trabajaba cerca del Polo Norte, vió que su aguja del compás no señalaba al PN. Es decir el norte verdadero y el norte magnético estaban en dos lugares separados. Wegener teorizó que los polos (norte y al sur) "vagaban" con tiempo. Él lo llamó “deriva polar“ ("Polar Wandering".). • También notó cómo los continentes se armaban como un rompecabezas, muy notorio entre la costa occidental de África y la costa del este de América del sur. Además, las rocas de estos lugares eran del mismo tipo, misma edad, y con el mismo tipo de fósiles. • Su teoría revisada se conocía como "deriva continental", él pensó que no eran los polos los que cambiaron de lugar, sino los continentes. • Wegener murió de un ataque al corazón durante un viaje donde estudiaba los glaciares cerca del Polo Norte a principios de 1930 y su trabajo fue olvidado virtualmente por varias décadas.

5. Eje terrestre: es la línea que atraviesa la tierra de norte a sur y marca los dos extremos Polo Norte y Polo Sur. Es la línea más importante de la Tierra porque de ella derivan todas las demás. Sobre es eje se realiza el movimiento de rotación de la Tierra.

7. Polo Sur Magnético El polo sur magnético se define como el lugar donde el campo magnético del planeta es perpendicular a la superficie, y es un sitio muy cercano al polo sur geomagnético y al polo sur geográfico. En la Tierra se ubicaba, en 2005, a 64°53′S 137°86′E; • Polo Sur Geomagnético El campo geomagnético terrestre puede ser aproximado por un dipolo inclinado, posicionado en el centro de la Tierra. El Polo Sur Geomagnético es el punto donde el eje de este dipolo interseca con la superficie de la tierra en el hemisferio sur. En 2005 se calculó que estaba localizado a 79°74′S 108°22′E, cerca de la Base Vostok. Como el campo no es un dipolo exacto, el Polo Sur Geomagnético cambia de posición por la misma razón que el magnético lo hace.

8. Correlación de África y Sur América por Wegener • Evidencia usada por Wegener: • Forma de los continentes • Fósiles similares en ambos continentes • Cinturones montañosos • Cinturones Minerales

9. Evidencia adicional usada por Wegener para apoyar la hipótesis de la deriva continental: Las montañas se alinean en el hemisferio norte Norteamérica, Europa, América del sur, y África se agrupan.

10. Otra explicación de Wegener era que África, América del sur, la India, y Australia sufrieron una glaciación al mismo tiempo.

11. Making Connections: Canada’s Geography. Clark & Wallace. Prentice Hall Ginn, 1999.

12. Alrededor de la II guerra mundial se desarrolló una tecnología (eco sonda), por un geólogo y comandante, Harry Hess. Él notó que las rocas a ambos lados de la dorsal (centro Atlántica) eran una imagen especular. Él teorizó que la zona de la dorsal emanaba magma de los volcanes submarinos y que el material se separa lateralmente a ambos lados de la dorsal. Hess tomó más y más muestras para sostener sus resultados, como parte de una serie de perforaciones a bordo del buque de investigación, Glomar Challenger

14. Confirmación de la teoría de Placas Tectónicas • Paleomagnetismo • Desplazamiento polar aparente (Apparent Polar wandering) • Hot spots • Atolones y Guyots • Edad y distribución de sedimentos • Terrenos

15. II.Estructura interna de la Tierra Clasificación de las capas en función de su composición • Corteza • Corteza Oceánica • Corteza Continental • Manto • Núcleo

16. Clasificación de las capas en función de sus propiedades físicas • Litosfera • Astenosfera • Manto • Núcleo

17. Capas de la Tierra Corteza • 3 capas químicas: el núcleo, el mantoy la corteza. • El Núcleo • dividido en 2 capas: núcleo interno sólido y a núcleo externo líquido. • El Manto • La mitad de la parte de la tierra • Constituido de minerales ricos en hierro, magnesio, silicio y oxígeno. Núcleo Manto inferior Manto superior

18. Celdas convectivas desarrolladas en el manto A. Arco Volcánico B. Zona de rift oceánico C. Zona de fallas Transformes

19. La Corteza • rica en O y Si con pocas cantidades de Al, Fe, Mg, Ca, K y Na. • Dos tipos de corteza: la corteza oceánica y la continental • corteza oceánica se compone de rocas relativamente densas: basalto • corteza continental constituida por rocas de menor densidad, tales como andesitas y granitos.

20. La astenosfera es parte del manto que fluye, presenta un comportamiento plástico característico. • El flujo de la astenosfera es parte de la convección del manto, que desempeña un papel importante en el movimiento de las placas litosféricas. Capas de la tierra - Temperatura

21. Capas de la Tierra (basado en evidencias Sismológicas) • Ondas Sísmicas • P (longitudinales o de compresión) • S (transversales o de cizalla)

22. Ondas P y S Por medio de la sismología puede detectar :  a) Límites de capas b) Fallas c) Rellenos de poros (como petróleo)

23. III. Mecánica de Placas • Movimientos instantáneos relativos y absolutos • Uniones constructivas, destructivas y conservativas • Esfuerzos actuantes ¿porqué se mueven las placas?

24. Leyes de la Tectónica de placas • La superficie de la tierra esta dividida en placas rígidas (segmentos esféricos del orden de los 100 Km. de espesor) que forman la litosfera (placas litosféricas) • Las placas se crean en las dorsales oceánicas (uniones constructivas), zonas de acreción. •  Las placas se mueven sin deformación sobre un medio viscoso: zona de baja velocidad

25. 4) Las placas se destruyen en las zonas de subducción 5) La parte continental de una placa no es sumergible   6) Los límites de placas se definen sismológicamente. 7) La energía interna de la tierra es disipada en los márgenes de placa por medio de terremotos (mecánicamente) y volcanismo (térmicamente). 8) Los movimientos de las placas rígidas son gobernados por leyes matemáticas que rigen los movimientos en una esfera. El movimiento entre dos placas puede ser definido por un polo de rotación (polo de Euler) y por la velocidad angular relativa

26. Dirección de movimientos relativos • Las direcciones son obtenidas a partir de dos fuentes: • las direcciones de las fallas transformantes de los ridges meso-oceánicos son paralelas al vector del movimiento relativo de las placas que limitan. Las fallas transformantes son las estructuras mas marcadas de todas las cartas batimétricas de los océanos. • La ubicación de los focos sísmicos da información de los movimientos relativos y con este se puede calcular fácilmente un vector deslizamiento que da la dirección y el sentido del movimiento.

28. Tipos de Uniones entre Placas • La unión entre dos placas está definida por un plano y éste puede tener formas muy irregulares. La máxima unión entre placas es triple. Las uniones triples pueden ser: Estables o Inestables • Uniones estables: Cuando el ángulo entre los limites de placa es de 120º. (ej: RRR, TTT, FFF, FTR, RRF, 16 posibilidades). • Uniones Inestables: cuando el ángulo no es de 120º, no se mantiene la relación angular.

30. Existen 3 tipos de límites de placa ( o margenes) : 1.      Convergente -- (compresión) 2.     Divergente-- (tensión) 3.     Transforme-- (movimiento strike-slip)

31. Tipos de límites de Placa: Divergente Convergente Transforme

32. Los límites de la placa pueden ocurrir en los continentes o en los ambientes marinos (océanos) o ambos al mismo tiempo. • El movimiento convergente de la placa se asocia a: • Compresión • Fallamiento inverso • Creación de una zona de subducción. • Procesos de creación de cinturones montañosos • Colisiones de placas: • CC vs. CC; ii. CC vs. CO; iii. CO vs. CO

33. límites divergentes oceánicos se asocian a: • Tensión o extensión (separación) • Fallamiento normal. • Rifting (como en las dorsales meso-oceánica) • Creación de magma dentro de la zona de rift

34. Las Fallas transformantes se asocian a: • Movimiento horizontal • Fallas de deslizamiento de rumbo • Compensación lateral de las unidades la roca

35. Las zonas volcánicas (continentales y oceánicas) asociadas a tectónica de placa se localizan: en zonas de subducción. • colisión continente vs. océano (ej: Andes, NW del pacífico de los E.E.U.U. • colisión co-co (ej: Japón, Filipinas); Rocas basálticas en zonas de rift (spreading centers) continental u oceánicos a.   zonas divergentes océano - océano (ej.: mid-oceanic rift); Rocas Basálticas b.    zonas  de rift Continental (ej.: Rift del Este Africano); Rocas graníticas

36. El volcanismo de "puntos calientes" se localizan en: • Regiones Oceánicas; (ej: cadena de islas hawaiana ); Rocas basálticas • Regiones Continentales; (ej: Yellowstone Nat. Park); Granitos/Andesitas • Zonas sísmicas (terremotos) asociadas a tectónica de placas: • Placa oceánica en subducción; focos sísmicos someros • focos sísmicos (Terremotos) intermedios; fusión parcial y ascenso de magma; • focos sísmicos profundos donde losa de la corteza es hundida por gravedad

37. Actividad Sísmica Reciente Sismos en relación a los límites de placas

40. Ejemplo de colisiónContinente vs. Continente: India vs. Asia Colisión de la Placa Indica con la Euroasiática

41. http://sts.gsc.nrcan.gc.ca/page1/geoh/quake/fig2.htm El diagrama ilustra la deformación asociada a la subducción. a) deformación elástica se acumula entre los terremotos si la falla inversa es bloqueada; b) durante un terremoto grande, el borde principal de la placa es levantado y el domo (bulge) sufre subsidencia, colapsa. a b

42. Global Tectonics, p.274

43. Cinturón de Fuego del pacífico

44. Volcanismo de “Hot Spot”

46. Límites de Placas Divergentes • Océanico – Océanico • Continente - Continente Ridge Meso-Atlántico: Zona de divergencia

47. Rift del Este Africano Islandia: Ridge Meso-Atlántico

48. Límites transformantes de Placa

49. VI. El ciclo de Wilson

50. El ciclo de Wilson: 1. Formación de un rift Depresiones elongadas donde el espesor completo de la litosfera se ha deformado bajo la influencia de fuerzas de extensión.