LA TECTÓNICA DE PLACAS

La Tierra es un planeta geológicamente muy activo. La prueba esta en su relieve, como los enormes orógenos continentales o sus elevadas dorsales que emergen de las cuencas oceánicas. Estas tienen una gran actividad magmática, lo que nos indica el continuo movimiento del interior terrestre.
Este movimiento mas conocido como dinámica interna del núcleo y del manto terrestre procede las las primeras etapas de formación terrestre. Esto hace único al planeta Tierra, no solo por que lo habiten seres vivos.


                     LA TECTÓNICA DE PLACAS


PLACAS LITOSFÉRICAS

La capa mas superficial de la Tierra solida es la litosfera. El espesor de esta, está entre 50 y 200 Km. Bajo la litosfera se encuentra el manto, el que se comporta como un solido plástico. Las placas litosféricas son fragmentos de esta, de diferentes tamaños y formas irregulares. La mayoría de las placas son mixtas; porque tienen parte de litosfera oceánica y parte continental. También existen de un solo tipo; oceánica (placa pacifica) o continental (placa arábica). Las placas son muy dinámicas; ya que se mueven, se fracturan, se unen..etc, En la actualidad hay 8 placas grandes y otras mas pequeñas.

LIMITES DE PLACAS

Al moverse las placas, dan lugar a 3 tipos de bordes:

 - Bordes constructivos: Zonas en las que hay esfuerzos que tienden a separar la placa. Esto provoca la disminución de presión y la formación de magma basáltico. Esto se produce en las dorsales oceánicas, por las que sale el magma y se forma nueva litosfera oceánica

 - Bordes destructivos: Se produce en placas enfrentadas por esfuerzos de compresion. Se destruye litosfera oceánica pero se forma por las dorsales. Las zonas de subduccion son los bordes destructivos.
En las zonas de subduccion se produce en placas que se enfrentan con esfuerzos de comprension y una de ellas sumerge por debajo de la otra.

Hay tres tipos de colisiones:

Colisión entre litosfera oceánica-litosfera continental
La placa mas delgada y mas densa (oceánica) subduce bajo la continental, lo que provoca una subduccion oceánica-continental. Se producen procesos geológicos en esta zonas, tales como:

 - Formación de fosas oceánicas, debido a la flexion de la placa subducida.
 - Una gran actividad sísmica debida al rozamiento entre las 2 placas. Esto provoca terremotos superficiales, intermedios y profundos de todos los tipos: tensión, cizalla y comprension.Los seísmos mas intensos, numerosos y peligrosos son los superficiales.
 - Gran actividad térmica debida al calor producido por el efecto de rozamiento entre las placas, que da lugar a la formacion de nuevas rocas.
 - Formación de nuevas cadenas orogenicas que se unirán a la litosfera continental.  y litosfera. Esto unido a la génesis y a a la acreccion de sedimentos en las cuencas oceánicas, dan lugar a los procesos orogenicos.

Colisión entre litosfera oceánica-litosfera oceánica
Cuando dos placas oceánicas colisionan se produce la subduccion de una respecto a la otra, generándose una fosa oceánica y vulcanismo, cuyos edificios pueden emerger del fondo oceánico formando un arco insular.

Colisión entre litosfera continental-litosfera continental
Se produce por el choque de dos placas continentales, provocado por el cierre del océano que las separaba y la formacion de una gran cordillera orogenica.

 - Bordes neutros: Son zonas en las que el encuentro entre las placas se producen esfuerzos de cizalla, debido a los desplazamientos laterales. Ni se crea, ni se destruye litosfera, pero se producen movimientos sismicos que dan lugar a las fallas de transformación.


LAS  DORSALES OCEÁNICAS


Las dorsales son cordilleras submarinas de naturaleza volcánica. Hay 3 dorsales: la atlántica, la pacifica y la indica; que se unen por el sur y forman una gran cordillera.
Hay una gran actividad volcánica en las dorsales, ya que por ellas sale el material basáltico que se incorpora a la litosfera. Esta aumenta desde las dorsales hacia los bordes continentales. La actividad magmatica produce en las dorsales actividad sísmica lo que da lugar a seísmos frecuentes.

LAS FALLAS DE TRANSFORMACIÓN

Son limites en los que las placas están relacionadas por esfuerzos de cizalla. Esto da lugar a numerosos terremotos, muchos se producen bajo el mar. Son muy numerosas las fallas de transformación que cortan a las dorsales y les hacen cambiar su trayectoria.
http://www.cepazahar.org/recursos/file.php/57/Proyectos1/Introduccion_a_la_Geologia_Rafael_Fernandez/falla-transform.jpg

CAUSAS DEL MOVIMIENTO DE LAS PLACAS

La energía térmica es el motor de las placas litosfericas que hace que se muevan.
En el manto, solido y plástico, existe una diferencia de temperatura de mas de 3000ºC, entre las zonas mas profundas y las mas superficiales. Tal diferencia provoca la aparición de corrientes de convección en el manto. Los materiales profundos y calientes, suben a la superficie (por su menor densidad) transportando materia y energía, mientras que los fríos tratan de hundirse. Esto se ha comprobado debido a la tomografía sísmica. La teoría mas extendida para explicar el movimiento de las placas, es que la corriente ascendente provoca la elevacion de las dorsales y el magmatismo, al calentar y fundir los materiales que se encuentran debajo de ellas. Por otra parte, el componente lateral de estas corrientes arrastra las placas litosfericas en el mismo sentido. Otra fuerza que ayudan al movimiento, es la fuerza de gravedad, que favorece el deslizamiento desde las crestas de las dorsales a las fosas oceánicas. Por otro lado, cuando la litosfera se introduce en el manto se hace mas densa porque se enfría y su volumen disminuye. Su espesor aumenta debido a los esfuerzos de comprension. El movimiento de las placas durara mientras que la Tierra mantenga las altas temperaturas de su interior, que es lo que permite que se produzcan las corrientes de convicción.


EL CICLO DE WILSON

Tuzo Wilson propuso una evolucion clínica de las placas litosfericas, dividida en 6 fases:

1. Primeras manifestaciones volcánicas. Se produce magmatismo inicial, que sale por una zona alargada. Se va formando una larga fractura k va dividiendo la placa litosferica en dos.

2. Formacion de un rift. La fractura de la fase anterior, se agranda y queda totalmente definida. Por la parte central, sigue saliendo magma, que cuando se enfría forma litosfera oceánica. El magma en la profundidad provoca un abombamiento de la litosfera y en su parte central se sitúa un valle llamado rift, rodeado de elevaciones topográficas.

3. Expansión del suelo oceánico. El nuevo magma que intenta salir por la abertura, empuja al anterior, que ya se ha enfriado, lo que provoca el desplazamiento de las placas a los lados de la fractura. La salida de nuevo magma, hace que la litosfera crezca y aumenten los fondos oceánicos, hasta que por alguno de los margenes, se encuentra con litosfera continental y se fractura. A partir de esta fractura comienzan las zonas de subduccion.

4. Subduccion. El proceso de subduccion destruye poco a poco la litosfera oceánica que se acerca a la litosfera continental. A su vez, deforma los sedimentos que se han acumulado en los fondos oceánicos.

5. Cierre del océano. La dorsal oceánica que separaba las placas también puede ser destruida por las zonas de subduccion. El fondo oceánico se reduce, porque una parte de litosfera oceánica subduce bajo la otra y se comprimen los sedimentos oceánicos, hasta que los continentes se ponen en contacto.

6. Colisión de los continentes. Cuando chocan los continentes, se eleva una cordillera que tiene muchas bandas de deformacion. Con el paso de los años, la cordillera sufre erosión hasta llegar al estado inicial del ciclo.
http://roble.pntic.mec.es/afep0032/imagenes/ciclowilson.jpg

PRUEBAS DE LA TECTÓNICA DE PLACAS


Alfred Wegener elaboro la teoría precursora de la actual tectónica de placas, mas conocida como deriva continental. Las pruebas mas concluyentes que fundamentan esta deriva se agrupan en:

 - Pruebas geológicas. Se basan en la correlación existente entre las estructuras geológicas  a ambos lados del océano Atlántico.
http://www.kalipedia.com/kalipediamedia/cienciasnaturales/media/200704/17/tierrayuniverso/20070417klpcnatun_18.Ees.SCO.png

 - Pruebas paleontológicas. Se fundamentan en la presencia de fauna y flora fósiles muy alejadas de la zona en la que se encuentran actualmente. Incluso separados por extensas masas oceánicas.

 - Pruebas paleoclimaticas. Se basan en la localizacion de ciertas rocas que indican unas condiciones climáticas determinadas en regiones del planeta que actualmente presentan climas muy diferentes. Ejemplos: La presencia de tillita (roca de origen glaciar) en regiones próximas al ecuador. Si colocamos los continentes en la posición que ocupaban entonces, observaremos que todas las rocas que se encuentran en una zona cuya latitud es coherente con las condiciones climáticas necesasarias para su formacion.
Con estos datos, Wegener propuso una reconstrucción, en la que todos los continentes habían estado unidos formando, un gran continente, llamado Pangea, a partir del que empezaron a separarse. Wegener no vivió para ver aceptada su teoría.

Fue Arthur Holmes propuso que la deriva continental podía deberse a la actuación de corrientes de convección térmica en el manto. Desde entonces, las ideas movilistas comenzaron a ser mejor aceptadas, hasta que los avances en geofísica permitieron verificar la tectónica de placas. El conocimiento de los fondos oceánicos y del magnetismo natural de las rocas aportaron las pruebas concluyentes de la deriva continental.
 - El conocimiento de los fondos oceánicos fue posible gracias al sonar. Este aparato permitio elaborar mapas de la topografía del fondo marino. Esos sondeos comprobaron que la corteza oceánica es mas antigua a medida que nos acercamos a los continentes.
El magnetismo natural de las rocas es consecuencia del campo magnético terrestre. Los minerales de hierro presentes en las rocas poseen una propiedad, el ferromagnetismo, por el cual sufren una imantación cuando son sometidos a un campo magnético. Esta propiedad mineral ha permitido demostrar dos argumentos básicos para la tectónica de placas.
  - El movimiento de los continentes. Midiendo la magnetizacion de los minerales ferromagneticos en distintas rocas, se puede determinar la posición de los polos magnéticos terrestres.  Si estudiamos las rocas en distintas edades se obtienen distintas posiciones para el mismo polo magnético que nos dibujan una curva de deriva polar aparente. Al conocer la posición de los polos magnéticos terrestres en la historia de la Tierra, se observa que la polaridad del campo magnético terrestre se ha invertido en numerosas ocasiones.
  - La expansión del suelo oceánico. Al medir el paleomagnetismo de las rocas volcánicas del fondo oceánico se observo que las anomalías magnéticas formaban bandas paralelas dispuestas simetricamente y con la misma anchura. H. Hess formulo la hipótesis de la expansión del fondo oceánico. Este científico intuyo que la corteza oceánica se originaba en las dorsales y se separaba a medida que se formaba nueva corteza, y que se imantaba según la polaridad que tuviera el campo magnético terrestre en ese momento. Por ultimo, tras comprobar que en las dorsales se crea corteza oceánica continuamente, había que comprender como se conservaba el perímetro terrestre. Era necesario encontrar alguna manera por la que se destruyera corteza oceánica. El descubrimiento fue las zonas de subduccion. Esto explica por que la corteza oceánica no supera mas de los 200 millones de años.

LA TECTÓNICA DE PLACAS, EN LA ACTUALIDAD


Uno de los puntos mas controvertidos de la tectónica de placas es la convección del manto y su relación con la dinámica de la litosfera. La tomografia sísmica ha demostrado que la subduccion y la convección, abarcan la totalidad del manto terrestre.
Esta menos clara la llegada directa de los penachos ascendentes desde la base del manto a la superficie. En realidad parece que estos penachos sufren un retraso en su ascenso al alcanzar la interfase entre manto inferior y superior, por lo que se forma una pequeña acumulacion, y desde allí alimentan las zonas de fusión sitas en zonas superiores que equivalen a la astenosfera. Esto hace pensar que la astenosfera existe a nivel local o regional y que la convección se realiza a través de todo el manto en estado solido. La tomografia sísmica demuestra que las dorsales oceánicas no se sitúan indefinidamente sobre las raíces térmicas que las originan.
Por este motivo, se empieza a creer que las dorsales constituyen un sistema de fracturas que se desplaza a medida que crecen las placas donde se sitúan y que la fusión de los  materiales puede ser debida a que la fractura de la litosfera produce calor y rebaja la presión en la base de la placa.


RIESGOS GEOLÓGICOS DERIVADOS DE LA DINÁMICA INTERNA DE LA TIERRA


Se denomina riesgo geológico a toda condición, proceso o fenómeno que debido a su localizacion, severidad y frecuencia, puede causar daños a la salud de los seres humanos, daños económicos y daños al medio ambiente. Los fenómenos geológicos naturales derivados de la dinámica interna producen con frecuencia, grandes catástrofes.
Estos fenómenos son los terremotos y los volcanes, cuya distribución por la superficie de la Tierra esta ligada a los bordes de las placas litosfericas. La imposibilidad de controlar estos fenómenos hace que los esfuerzos para prevenirlos y predecirlos sean claves a la hora de salvar vidas y bienes.

El tiempo de retorno es la periodicidad con la que se repite un determinado suceso que da lugar a un riesgo.

Para identificar y poder planificar acciones de predicción y prevencion de estos fenómenos geológicos hay que considerar tres factores: peligrosidad, exposición y vulnerabilidad.

La peligrosidad indica la probabilidad de que ocurra un determinado riesgo con una intensidad y magnitud definidas. Se establece en base a la periodicidad y violencia con que ocurre el riesgo en una zona. Se elaboran mapas de peligrosidad para la predicción del riesgo.

La exposición se refiere a la cantidad de personas, animales o bienes susceptibles de ser afectados por un determinado riesgo. Si este ocurre en una zona deshabilitada el riesgo sera mucho mas bajo que si ocurre en un área superpoblada.

La vulnerabilidad cuantifica la relación entre el porcentaje de victimas o perdidas con respecto a la exposición total. Cuando se producen terremotos de igual magnitud en zonas con distinto nivel de desarrollo económico causan daños muy diferentes, aunque la exposición sea similar.
La existencia de un riesgo (R) es proporcional a estos 3 factores: peligrosidad (P), exposición (E) y vulnerabilidad (V).
                                        R = P x E x V


RIESGO SÍSMICO

Un terremoto ocurre cuando se libera la tensión acumulada en una falla y la energía liberada se propaga desde el hipocentro, en forma de ondas sismicas P y S, por el interior de la Tierra. Al llegar al epicentro se generan ondas superficiales responsables de la destrucción que ocasionan estos fenómenos.

 Para valorar y cuantificar los terremotos se utilizan dos conceptos:

  - La intensidad sísmica, que es una medida cualitativa y establece grados en función de los efectos que provoca el terremoto. Para representarla se usa la escala de mercalli o MSK y la macrosismica europea.
  - La magnitud mide la cantidad de energía liberada por el seísmo. La magnitud se representa en la escala de Richter.
http://ipostel-sismos.ucoz.com/_ph/1/2/864785939.jpg

METODOS DE PREDICCION


La predicción sísmica de una region se hace basandose en el estudio de la historia y de los precursores sismicos.
  - El historial de temblores permite establecer la cadencia de seismos y los periodos de calma. En función de estos datos se elaboran mapas de peligrosidad (muestran magnitud previsible) y mapas de exposición (muestran daños es seismos anteriores).
  - El estudio de los precursores sismicos se basa en las variaciones de las propiedades fisicas que se producen en el entorno de una fractura. Estos precursores no siempre ocurren, la prediccion constituye actualmente una de las mayores dificultades a la hora de planificar el riesgo sismico.

PRINCIPALES PRECURSORES SISMICOS


 * Elevaciones del terreno
 * Cambios en la conductividad electrica y en el campo magnetico local.
 * Disminuicion de la relacion de la velocidad entre las ondas P y S en las inmediaciones de la falla.
 * Aumento de la cantidad de radon (gas radioactivo) en el agua de los pozos profundos.
 * Aumento del número de microseismos locales.
 * Cambios en el comportamiento de algunos animales.

MEDIDAS PREVENTIVAS

Estan dirigidas a disminuir la exposicion y la vulnerabilidad de las zonas con un alto historial sismico. Se pueden destacar:
- La ordenacion del territorio que delimite las zonas en las que se pueda construir.
- Edificacion de construcciones sismorresistentes.
- Medidas sociales de proteccion civil e informacion a la poblacion.
- Contratacion de seguros para cubrir los daños.

RIESGO VOLCANICO

La mayoria de las erupciones volcanicas coinciden con las zonas de subduccion (cinturon de fuego del pacifico, Islas Antillas) y con los bordes divergentes en las dorsales oceanicas, aunque en ellas el riesgo es casi nulo. Tambien existen algunos casos de vulcanismo intraplaca (Islas Hawai). Para cuantificar la peligrosidad potencial de cualquier aparato volcanico se establece en el indice de explosividad (IEV), cuyos valores van del 0 al 8 en funcion de las caracteristicas de la erupcion. Los volcanes de indice superior a 5 son muy peligrosos.

Las erupciones de diferentes tipos son:

 - Erupciones hawaianas: (IEV = 0-1) Son tranquilas y fluidas. Las coladas alcanzan grandes distancias y los edificios volcanicos son de pendientes suaves.
 - Erupciones estrombolianas: (IEV = 1-2) Son mas explosivas, con mayor emision de piroclastos, pero de dispersion pequeña. Los edificios estan constituidos por alternancia de coladas y piroclastos.
  - Erupciones volcanicas: (IEV = 2-4) Expulsan principalmente piroclastos y casi no expulsan coladas de lava. Tienen explosividad de moderada a violenta.
 - Erupciones plinianas: (IEV > 5) Son muy explosivas y violentas, con grandes emisiones de piroclastos. En ocasiones puede haber nubes ardientes, lo que origina erupciones peleanas, las mas peligrosas con columnas de incluso 20 m de altura
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METODOS DE PREDICCION

El estudio de la historia eruptiva de un volcan es uno de los principales metodos de prediccion. Del registro historico de las diferentes erupciones se establece el tiempo de retorno de la actividad volcanica.

Con el estudio de los efectos quimicos y fisicos anomalos que se producen en el terreno como consecuencia como consecuencia del ascenso de un magma, se constituyen los precursores volcanicos, que son:

 - Los movimientos sismicos de origen tectonico, volcanico o explosivo, que se producen como consecuencia del ascenso del magma y de su actividad.
 - La elevacion del terreno causada por la deformacion que sufre el edificio volcanico debido al ascenso del magma.
 - El aumento del potencial electrico y las alteraciones del campo magnetico local, como consecuencia de la desmagnetizacion de las rocas encajantes por efectos del calor.
 - La emision de gases que escapan de la camara magmatica por el crater o grietas.
 - Los cambios de temperatura del agua en los lagos del crater.

MEDIDAS PREVENTIVAS

Entre las medidas preventivas se pueden citar:

- Evacuacion de la poblacion.
- Cambio del curso de las coladas por zanjas.
- Solidificacion de la lava con agua fria.
- Distribucion de mascarillas para prevenir la intoxicacion por gases.
- Drenaje de los lagos del crater para evitar coladas de barro.
- Construccion de refugios semiesfericos e incombustibles.