Tema 02 La dinámica interna y el relieve

Tema 2 La dinรกmica interna y el relieve

1. IntroducciĂłn 2. Los lĂ­mites de placas 2.1. Bordes constructivos o divergentes 2.2. Bordes destructivos o convergentes 2.3. Bordes pasivos o conservativos 3. Magmatismo 4. Metamorfismo 5. Las deformaciones de las rocas 5.1. Las fallas 5.2. Los pliegues 5.3. Relieves asociados a fallas y pliegues 6. Las orogenias 7. Otras consecuencias de la tectĂłnica de placas

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1. Introducción Los movimientos de las placas tectónicas dan lugar a separaciones y choques entre ellas que provocan toda una serie de consecuencias en el relieve, en el clima y en la evolución de las especies. Cada tipo de interacción entre los límites de placas provoca unas consecuencias que nos permite entender la localización de cordilleras, de islas e incluso la existencia de actividad volcánica y sísmica.

Las fuerzas que se producen son las responsables de la formación de rocas magmáticas y metamórficas en lugares concretos, así como su deformación en forma de fallas y pliegues.

El estudio de todos estos fenómenos nos permitirá reconstruir la historia geológica de nuestro planeta, con sus períodos de separación y reunificación de los continentes y las consecuencias que generaron. De la misma forma, al comprender su dinámica, se pueden hacer predicciones sobre lo que ocurrirá en el futuro.

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2. Los límites de placas La litosfera terrestre está fragmentada en grandes placas tectónicas que se desplazan y provocan la mayor parte de los procesos geológicos internos, pero la interacción de sus límites con los límites de otras placas es diferente y, por ello, origina relieves distintos en la superficie. La interacción entre los límites de placas también tiene consecuencias en el interior, dando lugar a fenómenos sísmicos y volcánicos, así como procesos magmáticos y metamórficos que originarán rocas distintas.

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2.1.- Bordes constructivos o divergentes: Son las zonas por donde dos placas se separan (divergente) y en ellas se genera nueva litosfera oceánica (constructivo), generando dos relieves característicos: un rift continental o una dorsal oceánica.

En estos lugares existe una gran actividad volcánica que irá originando la nueva litosfera oceánica, pero es un vulcanismo fluido que ocurre en los fondos oceánicos. El desplazamiento de las placas también provoca fenómenos sísmicos que originan fallas normales o extensivas.

Dorsal oceánica

Rift continental

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2.2.- Bordes destructivos o convergentes: Son las zonas de los límites de placas que se acercan (convergente) y colisionan. En ellos se destruye litosfera oceánica (destructivo), ya que una de las placas se hunde debajo de la otra en un proceso llamado subducción y se forman cordilleras, arcos de islas y fosas oceánicas en las zonas colindantes, por lo que este fenómeno está ligado a una fuerte actividad sísmica y volcánica como consecuencia de la fricción entre las placas.

Como la litosfera puede ser litosfera continental o litosfera oceánica, existen tres tipos de bordes convergentes y cada uno dará lugar a un tipo de relieve:

Convergencia oceánica-continental

Convergencia oceánica-oceánica

Convergencia continental-continental

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➯ Convergencia oceánica-continental: En estas zonas se forma un orógeno de subducción o de tipo andino en la litosfera continental, se conoce con este nombre porque la cordillera de los Andes es el ejemplo más representativo.

Cuando la litosfera oceánica colisiona con litosfera continental, al ser más densa, subduce hacia el manto. Durante el descenso va aumentando progresivamente la temperatura y la presión hasta llegar a un punto en el que los materiales comienzan a fundirse y originan un flujo ascendente de magma que formará volcanes y plutones, dando como resultado una cordillera sobre la litosfera continental y una fosa oceánica en la línea de subducción. En estas zonas, la actividad volcánica y sísmica es muy intensa y se forman rocas magmáticas, tanto plutónicas (granitos) como volcánicas (andesitas).

Orógeno térmico Litosfera continental Hipocentros de terremotos

Sedimentos Litosfera oceánica

Prisma de acreción

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➯ Convergencia oceánica-oceánica: La colisión entre litosfera oceánica y litosfera oceánica provocará la subducción de una de ellas. Al igual que las colisiones anteriores, durante el descenso aumenta la temperatura y la presión y funde los materiales, dando lugar a su ascenso y originando una fuerte actividad sísmica y volcánica que provocará un arco de islas volcánicas sobre la litosfera que no subduce y una fosa sobre la línea de subducción.

Las islas Aleutianas o el archipiélago de Japón son dos ejemplos de este fenómeno.

Arco de islas Litosfera oceánica

Fosa oceánica Litosfera oceánica

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➯ Convergencia continental-continental: Se produce cuando colisionan dos placas continentales y forman un orógeno de colisión o de tipo alpino, denominado así porque los Alpes se formaron de esta manera, aunque la cordillera del Himalaya es el ejemplo más famoso.

Cuando se produce esta colisión, ninguna de las placas subduce, pero las fuerzas en sentido opuesto dan lugar al plegamiento y deformación de los materiales, provocando su ascenso. En este proceso la actividad volcánica es reducida, siendo más importante la actividad sísmica y, por ello, la cordillera está compuesta por rocas metamórficas y sedimentarias.

Orógeno de colisión Litosfera continental

Litosfera continental

Astenosfera

Litosfera oceánica

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2.3.- Bordes pasivos o conservativos: Existe otro borde de placas que ocurre cuando rozan entre sí lateralmente. Cuando esto ocurre, no existe ni creación ni destrucción de materiales, pero se forman las denominadas fallas transformantes como las fracturas que se observan en las dorsales oceánicas o como la famosa falla de San Andrés de California. En estos lugares, el roce de placas ocasiona una intensa actividad sísmica, pero no volcánica.

Dorsal

Falla transformante

Fosa

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Tipo de límite

Movimiento existente

Fondos oceánicos

Relieves que originan

Se crea nueva Dorsales y rifts litosfera oceánica continentales Oceánica Cordillera continental continental Destructivo o Oceánica - Acercamiento y Se destruye Arcos de islas convergente oceánica choque litosfera oceánica Continental Cordillera continental intercontinental Deslizamiento No se crea ni se Fallas Pasivo o conservativo lateral destruye litosfera transformantes Constructivo o divergente

Separación y alejamiento

Actividad volcánica

Actividad sísmica

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

No

Sí

No

Sí

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3. Magmatismo Los fenómenos magmáticos se deben al calor interno del planeta y se manifiestan en la superficie por la dinámica de placas. Las temperaturas del manto son tan altas que la mayoría de los materiales deberían estar en estado líquido, pero la presión existente aumenta el punto de fusión e impide este cambio de estado. Los movimientos de las placas tectónicas introducen cambios en las condiciones internas, por lo que la fusión de los materiales (formación de magmas) se produce cuando ocurre alguno de los siguientes factores:

Roca

Magma

Composición de las rocas

El punto de fusión de una roca depende de los minerales que la forman

Aumento de la temperatura

Ocurre por fricción entre dos placas, por contacto con una fuente de calor o por elementos radiactivos

Disminución de la presión

El aumento de la presión hace que se necesite una mayor temperatura para fundir los minerales

Incorporación de fluidos

La presencia de agua disminuye el punto de fusión de los minerales

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Si tenemos en cuenta los factores que dan lugar a la formación de los magmas, se observa que el magmatismo está ligado a la tectónica de placas y ocurre en las siguientes zonas: ➯ Bordes constructivos: Tanto en las dorsales oceánicas como en los rift continentales se produce magmatismo por el adelgazamiento de la litosfera y por el descenso de la presión provocada por las grietas que se forman. ➯ Bordes destructivos: En las zonas de subducción se produce una gran fricción que aumenta la temperatura y, además, los sedimentos marinos saturados de agua disminuyen el punto de fusión de los materiales. ➯ Puntos calientes: Cuando una pluma del manto asciende por su menor densidad, disminuye la presión y se funden sus materiales. ➺ Arco A de islas Dorsal Cordillera Rift

Subducción Punto caliente

Subducción

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4. Metamorfismo El metamorfismo es el proceso que sufren las rocas cuando son sometidas a altas temperaturas y presiones, pero sin llegar a pasar a estado líquido (si los procesos cambian de estado a la roca se estaría produciendo magmatismo). Es un proceso isoquímico, es decir, que la composición de la roca no cambia, pero sí lo hacen los minerales que la forman, así como la disposición de los mismos.

Roca magmática (granito)

Los minerales que forman la roca están distribuidos al azar

Roca metamórfica (gneis)

Los minerales que forman la roca están orientados

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Existen varios tipos de metamorfismo en función del factor que predomine en el proceso: ➯ Metamorfismo de contacto o térmico: Se produce cuando la temperatura es el factor predominante en el proceso metamórfico. ➯ Metamorfismo de presión: La presión es el factor principal del proceso. ➯ Metamorfismo regional: En el proceso metamórfico influyen tanto las altas temperaturas como las altas presiones.

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Los fenómenos metamórficos se producen en lugares concretos por la tectónica de placas y, por ello, en estas zonas abundan las rocas metamórficas como pizarra, esquisto, gneis, mármol o cuarcita. Estos procesos ocurren en: ➯ Zonas de subducción: El choque entre placas, así como el rozamiento que se produce durante la subducción de una de ellas, dan lugar a un metamorfismo regional y de presión. En la zona donde se produce el ascenso de magma y en su parte superior, donde se forma la cordillera, se produce una metamorfismo de contacto.

➀ Metamorfismo de presión ➁ Metamorfismo regional ➂ Metamorfismo de contacto

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โ ฏ Colisiรณn continental: Cuando chocan dos bordes de litosfera continental, los materiales son sometidos a fuerzas de compresiรณn muy intensas, afectando a grandes extensiones de terreno, por lo que el metamorfismo regional es el mรกs importante. Las tensiones a las que son sometidas las rocas variarรกn a medida que nos alejamos del choque, formando diferentes tipos de rocas en cada zona.

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5. Las deformaciones de las rocas Los movimientos de separación, choque o deslizamiento de las placas tectónicas originan toda una serie de tensiones en las rocas que las forman, provocando deformaciones y fracturas que cambiarán su forma e incluso su composición mineralógica. Para comprender el comportamiento de las rocas frente a estos esfuerzos es necesario conocer dos aspectos: ➯ Direccionalidad de la fuerza aplicada: Por el movimiento de las placas tectónicas, existen tres tipos de esfuerzos: Esfuerzos de compresión

Esfuerzos de distensión

Esfuerzos de cizalla

Las fuerzas aplicadas son opuestas y convergentes. Se dan en los bordes destructivos o convergentes.

Las fuerzas aplicadas son opuestas, pero divergentes. Se producen en los bordes constructivos o divergentes.

Las fuerzas aplicadas son paralelas, rozando un borde con el otro. Ocurren en los bordes pasivos o conservativos.

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➯ Deformación de los materiales: La cantidad de energía aplicada, así como la composición de las rocas, determina la deformación que sufrirán. Existen tres tipos de materiales cuyo comportamiento será el siguiente: Materiales elásticos

Materiales plásticos o dúctiles

Materiales rígidos o frágiles

Cuando la fuerza aplicada no es muy Cuando se aplica más fuerza o durante un Cuando la fuerza aplicada es muy alta y grande y los materiales no son muy periodo mayor y los materiales se los materiales son muy rígidos, se produce rígidos, se comportan deformándose, pero deforman sin romperse, pero al cesar la una rotura en lugar de una deformación. al cesar la fuerza, recuperan su forma fuerza no recuperan su forma inicial. Es lo Este fenómeno es el que ocurre en las inicial. que ocurre en los pliegues. fallas y en las diaclasas.

La deformación de las rocas dependerá de muchos factores y su comportamiento variará según la presión, la temperatura y el tiempo. En la superficie los materiales están más fríos y tienden a fracturarse, mientras que en capas más profundas, al aumentar la presión y la temperatura, tendrán un comportamiento más plástico.

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5.1.- Las fallas: Son las deformaciones que ocasionan la rotura de las rocas, generando dos bloques separados. Si se produce una rotura sin el desplazamiento de los bloques se llama diaclasa, si existe desplazamiento, se llama falla. Los elementos más importantes de una falla son los siguientes:

Plano

de

falla:

Superficie a lo largo de la cual se produce la fractura y el desplazamiento de los bloques.

Salto de falla: Distancia que une dos puntos anteriormente contiguos.

Estrías: Marcas en la roca

producidas por la fricción, indican la dirección del movimiento.

Bloque de techo: Bloque de muro: Bloque situado bajo el plano de falla.

Bloque que se apoya sobre el plano de falla.

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Según el desplazamiento de los bloques, existen varios tipos de fallas: Falla normal

Falla inversa

Falla vertical

El bloque de techo baja con respecto al bloque de muro. Se producen mediante esfuerzos de distensión.

El bloque de techo sube con respecto al bloque de muro. Se producen mediante esfuerzos de compresión.

Se producen cuando el plano de falla es vertical y existe un desplazamiento de alguno de los bloques.

Fallas de desgarre En las fallas anteriores se producían movimientos de subida y de bajada en los bloques, pero en las fallas de desgarre el movimiento de los bloques es horizontal, por lo que su desplazamiento es hacia la izquierda y hacia la derecha

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5.2.- Los pliegues: Son las deformaciones que ocasionan una dobladura en las rocas que la sufren, pero sin llegar a romperlas. Puede ocurrir al aplicar una fuerza durante mucho tiempo con altas temperaturas y presiones, o porque los materiales tienen un comportamiento plástico que permite su deformación. Los elementos más importantes de un pliegue son:

Línea de charnela o eje del pliegue:

Línea que pasa por el centro de la charnela uniendo los puntos de mayor curvatura del pliegue.

Charnela: Zona de máxima curvatura del pliegue.

Flancos: Son las dos mitades en las

que queda dividido el pliegue por el plano axial.

Plano o superficie axial: Plano imaginario que contiene todas las líneas de charnela y divide al pliegue en dos partes o flancos.

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A ➯ A ➺ A

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Existen muchas formas de clasificar a los pliegues, las principales son: Según la edad relativa de los materiales Anticlinal

Sinclinal

Pliegue que tiene en su núcleo los materiales más antiguos. Sus flancos convergen hacia arriba.

Pliegue que tiene en su núcleo los materiales más modernos. Sus flancos convergen hacia abajo.

Recto

Según la posición de su plano axial Inclinado

Tumbado

Pliegue cuyo plano axial está más o menos Pliegue cuyo plano axial está inclinado, con Pliegue cuyo plano axial está más o menos vertical, tiene un buzamiento de 90º. un buzamiento entre 85º y 10º. horizontal, su buzamiento es menor a 10º.

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5.3.- Relieves asociados a fallas y pliegues: Los esfuerzos que sufren las rocas no ocurren en zonas aisladas, normalmente afectan a amplias extensiones de terreno y, por esta razón, tanto las fallas como los pliegues aparecen en grandes grupos, dando lugar a relieves característicos según el tipo de esfuerzo y el tipo de material. Los ejemplos más característicos son los siguientes:

Graven

Horst

➯ Zonas fracturadas: Las zonas que han sufrido fuerzas distensivas y se han fracturado, forman una sucesión de bloques elevados o horst y bloques hundidos o graven. Cada bloque está delimitado por fallas normales.

Anticlinal

Sinclinal

Calizas

➯ Zonas plegadas: Las zonas que han sufrido fuerzas compresivas y se han plegado, forman una sucesión de anticlinales y sinclinales. Si los materiales tienen diferente dureza, la erosión afectará de forma desigual, Margas originando relieves muy distintos.

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6. Las orogenias Una orogenia es un periodo de tiempo del pasado en el cual se han formado grandes cordilleras y se corresponde con episodios de colisión continental y reunificación de continentes. A lo largo de la historia geológica de nuestro planeta se han producido tres grandes orogenias: ➯ Orogenia Caledoniana: Producida durante el Paleozoico, entre el Silúrico (hace 444 m.a.) y el Devónico (hace 416 m.a.) por la colisión de varios continentes para formar Pangea. Durante este periodo se formó la cordillera escandinava. ➯ Orogenia Hercínica: Producida durante el Paleozoico, entre el final del Devónico (hace 380 m.a.) y mediados del Pérmico (hace 280 m.a.) para terminar de formar Pangea. Durante este periodo se formó la cordillera de los Urales. ➯ Orogenia Alpina: Es la orogenia más reciente, ocurrió durante el Cenozoico (hace 66 m.a.) y se formaron las principales cadenas montañosas del sur de Europa y Asia que vemos en la actualidad como el Himalaya, los Alpes, los Pirineos o las cordilleras Béticas y Cantábrica.

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7. Otras consecuencias de la tectónica de placas La tectónica de placas es la responsable de la actividad sísmica y volcánica, del movimiento de los continentes y de la formación de algunos relieves como las cordilleras o las islas volcánicas, pero este impacto tiene más consecuencias en la dinámica de nuestro planeta y de los seres vivos que lo habitan, algunas de ellas son: ➯ La tectónica de placas y el nivel del mar: Cuando los continentes se fragmentan, se forman nuevos océanos y, con ellos, se expande la longitud y el volumen de las dorsales oceánicas, por lo que sube el nivel del mar. En la reunificación de los continentes ocurre lo contrario. ➯ La tectónica de placas y el clima: Existen varios aspectos derivados de la tectónica de placas que modifican el clima del planeta: ➺ Si los continentes ocupan los polos del planeta se favorecen las glaciaciones, ya que la tierra se enfría más rápidamente que los océanos y el posterior efecto del albedo refuerza el enfriamiento y la glaciación. ➺ Las cordilleras afectan a la dinámica de las masas de aire y, con ello, a la distribución de las precipitaciones. En cordilleras cercanas a la costa, la cara de barlovento tendrá un clima más húmedo y en la cara de sotavento el clima será más árido por la escasez de precipitaciones.

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➺ La disposición de los continentes también afecta a la circulación de las masas de agua de los océanos, por lo que las corrientes cálidas y frías cambian sus direcciones. Este factor cambia la temperatura de los océanos, afectando a los seres vivos que viven en ellas.

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➯ La tectónica de placas y la biosfera: Los seres vivos que habitan el planeta también están condicionados por el movimiento de las placas tectónicas y por el clima y el relieve que generan: ➺ Periodos de unión continental: Aumenta la competencia por el espacio y los recursos entre las especies, dando lugar a la extinción de las menos adaptadas. Al reducirse el contorno de los continentes disminuyen las áreas costeras, lugares de gran biodiversidad. Estos factores hacen que exista una pérdida de biodiversidad. ➺ Periodos de separación continental: La dispersión y el aislamiento geográfico favorecen la aparición de nuevas especies al adaptarse a ambientes diferentes e impidiendo la reproducción entre individuos separados. Como aumentan las áreas costeras, se genera más biodiversidad. En estas condiciones aumenta la biodiversidad.

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