LA TIERRA by JUAN MEDINA

UNIDAD 2

Ciencias para el Mundo Contemporáneo 1º BACHILLERATO

NUESTRO PLANETA: LA TIERRA

1. LA TIERRA: UN PLANETA DINÁMICO 1.1. La atmósfera cambia 1.2. Un planeta oceánico 1.3. Erosión, transporte, sedimentación 2. DINÁMICA INTERNA DE LA TIERRA 2.1. Estructura de la Tierra 2.2. Energía interna de la Tierra 3. LA DERIVA CONTINENTAL 3.1. La teoría que cambió la Geología 3.2. Pruebas de la deriva continental 4. LA TECTÓNICA DE PLACAS 4.1. La litosfera fragmentada 4.2. Movimiento de las placas litosféricas 4.3. El motor que mueve las placas 5. FENÓMENOS GEOLÓGICOS RELACIONADOS CON LA TECTÓNICA DE PLACAS 5.1 Vulcanismo 5.2. Seísmos 5.3. Expansión del fondo oceánico 5.4. Formación de relieves 5.5. Generación de recursos naturales

UNIDAD 2: Nuestro planeta: la Tierra

Ciencias para el Mundo Contemporáneo (1º Bachillerato)

1. LA TIERRA: UN PLANETA DINÁMICO A lo largo de su historia, nuestro planeta ha experimentado cambios espectaculares: ha estado cubierto por un mar de lava y envuelto en gases irrespirables, ha estado cubierto de hielo, ha sido un enorme desierto, ha estado casi cubierto por el mar y sus continentes se han unido y separado una y otra vez. Esta historia es el resultado de procesos alimentados por la energía interna del planeta, heredada en parte de su violento origen.

1.1. LA ATMÓSFERA CAMBIA La Tierra, dentro del Sistema Solar, se encuentra en unas condiciones extraordinariamente ventajosas en relación con los demás astros: su distancia al Sol le permite no quedar abrasado ni ser excesivamente frío; la rotación alrededor de su eje y la inclinación de éste respecto al plano de la eclíptica le permiten una mayor homogeneización de las temperaturas y posibilita la dinámica de la atmósfera y la hidrosfera; su tamaño le proporciona la fuerza gravitatoria adecuada para retener una delgada capa de gases alrededor: ni demasiado tenue o inexistente (caso de la Luna) ni excesivamente gruesa (caso de Júpiter), lo que produciría una presión atmosférica enorme y opacidad total para la luz solar, inconvenientes a añadir a la excesiva fuerza gravitatoria. Pero además la propia composición de la atmósfera terrestre es absolutamente inhabitual, ha cambiado mucho a lo largo de la historia y sigue haciéndolo en la actualidad. Los principales componentes de la atmósfera terrestre son: nitrógeno, N2 (78,1%, gas inerte); oxígeno, O2 (20,9%, muy activo químicamente y que procede de la fotosíntesis); Argón, Ar (1%, inerte), y en mucha menor proporción vapor de agua, H2O, dióxido de carbono, CO2, metano, CH4, y otros. Curiosamente, estos gases minoritarios son los que controlan el clima y, por tanto, la vida. Así, el vapor de agua, el dióxido de carbono y el metano son gases de efecto invernadero, transparentes para la radiación visible del Sol pero opacos para la luz infrarroja (calor), que es la que reemite nuestro planeta. Estos gases, que forman menos del 0,1% de la masa de la atmósfera, “atrapan” esta energía térmica que emite la Tierra, elevando la temperatura superficial del planeta más de 30ºC. Además, la atmósfera es dinámica. Cuando el aire absorbe calor de la superficie terrestre se expande, se hace menos denso y tiende a elevarse. Entonces su sitio es ocupado por otras masas de aire que están a menor temperatura. Así se forman las corrientes de aire, desde las brisas hasta los huracanes.

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1.2. UN PLANETA OCEÁNICO Muchos satélites del Sistema Solar, como Europa (satélite de Júpiter), tienen agua en abundancia. Sin embargo, estos océanos están helados en su superficie. Entonces, ¿por qué en la Tierra abunda el agua líquida en la superficie? • • •

Esto se debe a tres razones conjuntamente: Por estar más cerca del Sol que estos satélites, lo que le permite recibir más energía en la superficie. Por la mayor masa de la Tierra, que implica mayor gravedad y le permite mantener una atmósfera cuya presión limita la evaporación del agua. Por la presencia en su atmósfera de gases de efecto invernadero, que impiden la congelación de la hidrosfera.

Así pues, la atmósfera y la hidrosfera constituyen un sistema dinámico que intercambia continuamente materia y energía. El agua de la atmósfera se condensa y llueve, se infiltra o escurre y eventualmente alcanza el mar. Se evapora y vuelve a la atmósfera para comenzar de nuevo este ciclo del agua.

1.3. EROSIÓN, TRANSPORTE, SEDIMENTACIÓN El agua, junto a otros agentes, erosiona lentamente los materiales terrestres, los transporta desde las zonas altas de los continentes hacia las zonas bajas y finalmente los deposita en éstas originando sedimentos. La sedimentación tiene lugar principalmente en los fondos marinos poco profundos y lagos. Después de millones y millones de años de erosión, la superficie de la Tierra debería estar lisa. Entonces, ¿por qué no lo está? La respuesta se esconde en el interior de la Tierra.

2. DINÁMICA INTERNA DE LA TIERRA Las rocas de la superficie terrestre tienen una densidad muy inferior a la densidad media de la Tierra. Así, el granito, muy abundante en la superficie, tiene una densidad de 2,2 g/cm3, mientras que la densidad media de la Tierra es de 5,5 g/cm3. Es fácil deducir que en el interior de la Tierra hay materiales más densos que en la superficie, y por tanto el planeta no es homogéneo. Por otra parte, las ondas sísmicas originadas en los terremotos atraviesan el interior del planeta y, al igual que ocurre con las demás ondas (luz, sonido, ondas en la superficie del agua…), modifican su dirección y velocidad cuando varía el medio por el que se propagan. Así, hay un tipo de ondas sísmicas, las ondas S, que no se propagan en fluidos. El estudio de la propagación de las ondas sísmicas por el interior de la Tierra proporciona una información muy valiosa sobre las propiedades físicas (densidad, rigidez) de los materiales profundos.

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2.1. ESTRUCTURA DE LA TIERRA El modelo estático concibe el interior de la Tierra como una gigantesca estructura rocosa distribuida en capas concéntricas (corteza, manto y núcleo) separadas por discontinuidades, que son zonas de separación entre capas que presentan distinta composición química, distinta composición mineralógica o distinto estado físico.

Corteza Es la capa más externa que se extiende hasta la discontinuidad de Mohorovicic (a una profundidad media de unos 35 km). Está formada fundamentalmente por silicatos de aluminio, calcio, sodio y potasio, y pede ser de dos tipos: continental y oceánica. • Corteza continental: puede alcanzar hasta los 70 km de profundidad en los continentes. Está formada por un conjunto de rocas sedimentarias, metamórficas y magmáticas, entre las que abundan el granito y la andesita. • Corteza oceánica: cuyo espesor oscila entre los 6 y 12 km. Está constituida fundamentalmente por rocas más densas como el basalto y el gabro.

Manto Es la zona comprendida entre la discontinuidad de Mohorovicic y la de Gutenberg. Está constituido fundamentalmente por rocas del grupo de las peridotitas (silicatos ferromagnésicos) cuyo mineral más abundante es el olivino. La presión y la temperatura aumentan tanto que los minerales se organizan en estructuras más compactas y densas, conocidas como cambios de fase, que ponen de manifiesto la aparición de dos discontinuidades: • Alrededor de los 400 km de profundidad aparece la primera discontinuidad ya que el olivino cambia de fase y origina la estructura más compacta de la espinela. • A los 670 km de profundidad aparece la discontinuidad de Repetti, que marca el límite entre el manto superior y el manto inferior. La espinela cambia a perovskita

Núcleo Se extiende desde la discontinuidad de Gutenberg hasta el centro de la Tierra. El núcleo externo líquido, compuesto fundamentalmente por hierro, níquel y algo de azufre, silicio y oxígeno, está separado mediante la discontinuidad de Weichert-Lehman del núcleo interno sólido, constituido probablemente por cristales de una aleación de hierro y níquel. El movimiento de los fluidos del núcleo externo, producido por las corrientes de convección y el movimiento de rotación de la Tierra, son las causas más probables del campo magnético terrestre que rodea a la Tierra y se extiende hacia el espacio exterior, constituyendo un invisible escudo protector que desvía el incesante bombardeo de iones procedentes del Sol.

2.2. ENERGÍA INTERNA DE LA TIERRA La Tierra irradia continuamente calor procedente de su interior. Se sabe que el interior del planeta está más caliente que la corteza y que cerca de la superficie la temperatura aumenta a razón de un grado por cada 25 metros de profundidad. El origen de la energía que surge del interior es uno de los debates clásicos sobre la Tierra. Cuando a finales del siglo XIX se descubrió la radiactividad, la tendencia fue a considerar todo el calor interno como un producto de la desintegración de isótopos inestables, sobre todo de uranio y torio.

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Éstos emiten partículas que chocan con los átomos de los minerales y los calientan. Sin embargo, los geoquímicas dedujeron que estos elementos radiactivos se concentran en la corteza, lo que no explica que el núcleo, donde apenas hay elementos radiactivos, esté muy caliente: en promedio, a unos 5000ºC. Ahora bien, si el calor interno no es de origen radiactivo, ¿de dónde proviene? Hoy se considera que se trata de un calor remanente del proceso de formación del planeta: los planetesimales que fueron formando la Tierra se calentaron al chocar con ella y acabaron fundiéndose. De este proceso proviene buena parte del calor del núcleo. El resto procede del calor emitido al cristalizar el hierro y de las emisiones de elementos radiactivos. Este calor sólo puede ir escapando a un ritmo lento debido a la acción protectora de las capas superiores, especialmente la corteza sólida.

3. LA DERIVA CONTINENTAL A comienzos del siglo XX, el científico alemán Alfred Wegener presentó la teoría de la deriva continental, en la que afirmaba que los actuales continentes estuvieron unidos hace unos 200 millones de años y constituían un supercontinente, Pangea.

3.1. LA TEORÍA QUE CAMBIÓ LA GEOLOGÍA En 1915, en su libro El origen de los continentes y océanos, Wegener presentó una teoría revolucionaria: afirmó que los continentes se habían desplazado lentamente hasta alcanzar su posición actual. Wegener nunca utilizó la expresión deriva continental, que fue una invención de sus traductores al inglés, sino que habló de desplazamientos continentales. La mayoría de los geólogos de su época rechazaron frontalmente esta idea y tuvieron que transcurrir 50 años para que finalmente fuera tomada en consideración como base para teorías más modernas. Wegener aportó muchas y variadas pruebas (paleontológicas, geográficas, geológicas y paleoclimáticas) a favor de su teoría, pero no pudo explicar el mecanismo responsable del movimiento de los continentes. Propuso que la fuerza del campo gravitatorio que ejerce la Luna sobre la Tierra y origina las mareas es la misma fuerza que causa la deriva continental. Tampoco acertó al considerar que los continentes “surcaban” la corteza como hace un barco rompehielos al atravesar los mares congelados. Hoy sabemos que estos argumentos eran erróneos, pero su idea sentó las bases para la revolucionaria teoría de la tectónica de placas, que permite explicar la dinámica terrestre a escala global.

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3.2. PRUEBAS DE LA DERIVA CONTINENTAL Muchos hechos observables en la naturaleza dan idea de que los continentes no estaban en el pasado en el mismo lugar que ahora. Wegener analizó muchas de estas pruebas para formular su teoría. •

Pruebas geográficas. Wegener sospechó que los continentes podrían haber estado unidos en épocas pasadas al observar una gran coincidencia entre las formas de las costas de los continentes, especialmente entre África y Sudamérica, que parecen encajar casi perfectamente. Esta coincidencia es aún mayor si se tienen en cuenta no las costas actuales, sino los límites de las plataformas continentales.

•

Pruebas paleontológicas. Algunas de las pruebas más importantes que apoyan esta teoría son las paleontológicas, es decir, las que se refieren a los fósiles. Existen ejemplos de fósiles de organismos idénticos que se han encontrado en lugares hoy separados por enormes distancias, como la Antártida, Australia, India, África y Sudamérica y que habrían sido incapaces de cruzar los océanos que hoy separan esos continentes. Esto prueba que los continentes estuvieron unidos en alguna época pasada. •

Pruebas geológicas. Si se unen los continentes en uno

solo, se puede observar que los tipos de rocas, la cronología de las mismas y las cadenas montañosas principales tendrían continuidad física, es decir, formarían un cinturón casi continuo. •

Pruebas paleoclimáticas. El científico alemán descubrió que existen zonas en la Tierra cuyos climas actuales no coinciden con los que tuvieron en el pasado. Así, zonas actualmente cálidas estuvieron cubiertas de hielo (India, Australia), mientras que en esa época el norte de América y Europa eran bosques cálidos.

4. LA TECTÓNICA DE PLACAS Ha quedado demostrado que los continentes estuvieron unidos en el pasado formando un único supercontinente. Corresponde ahora determinar cuál es el mecanismo mediante el cual los continentes se han ido separando y las causas que han provocado ese desplazamiento.

4.1. LA LITOSFERA FRAGMENTADA La energía del interior de la Tierra se manifiesta en la superficie en forma térmica y en forma de terremotos. Si se localizan los focos sísmicos y los volcanes sobre un mapa, se observa que la mayoría de éstos no se distribuyen al azar, sino que están alineados. Esto sugiere la idea de una litosfera fragmentada en grandes placas litosféricas, con la actividad volcánica y sísmica concentrada en los bordes de las mismas. Estos datos, obtenidos en la década de 1960, unidos a los procedentes de la investigación oceanográfica, llevaron a los científicos a retomar las ideas básicas de Wegener. La prueba que le faltó al científico alemán para confirmar la deriva de los continentes la aportó el estudio de las rocas del fondo oceánico. Sorprendió, en primer lugar, que fueran volcánicas, pero el descubrimiento clave surgió al medir sus edades. Si nos fijamos en las edades de las rocas, se observa una curiosa simetría: en las dorsales

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oceánicas, como las que hay en el centro del Atlántico y en el Pacífico oriental, las rocas volcánicas son más jóvenes y su edad va creciendo, de manera simétrica, a ambos lados de la dorsal. La conclusión es clara: en las dorsales hay materiales volcánicos que están surgiendo del interior de la Tierra añadiéndose a la litosfera y ensanchando los océanos. Así se separaron Europa y África de las Américas.

4.2. MOVIMIENTO DE LAS PLACAS LITOSFÉRICAS La teoría que explica la historia y los procesos geológicos terrestres se denomina tectónica global o tectónica de placas. Propone que el “almacén térmico” localizado en el núcleo calienta el manto lo suficiente como para que se produzcan corrientes de convección: los materiales calientes ascienden y los fríos descienden. Esta agitación térmica mueve la litosfera rompiéndola en placas y produciendo su desplazamiento. Así en los bordes de las placas se pueden producir tres tipos de movimientos: en las dorsales oceánicas las placas se separan y son zonas de creación de placa; en las zonas de subducción las placas colisionan y son zonas de destrucción de placa; por último, en las fallas de transformación las placas deslizan lateralmente a largo de una gran fractura del terreno y son zonas donde no se crea ni se destruye placa. •

Dorsales oceánicas. Son relieves submarinos que se extienden por los distintos océanos y que presentan un intenso vulcanismo submarino que no cesa de emitir magma procedente de la fusión parcial de zonas superficiales del manto. Estas hendiduras en la litosfera oceánica se denominan bordes constructivos, porque cuando el magma se enfría y solidifica forma rocas de composición basáltica, que se añaden a ambos lados de la dorsal, creando nueva litosfera oceánica. Así, el Atlántico es ahora 30 metros más ancho que cuando lo cruzó Colón. El eje de las dorsales no es una línea continua, ya que se encuentra interrumpido y fragmentado por numerosas fallas de transformación, cuyo movimiento es responsable de gran cantidad de seísmos. •

Zonas de subducción. Se denominan bordes destructivos, pues son sumideros situados bien en los abismos de los océanos, donde se destruye la litosfera oceánica de forma continua y se forman las alargadas fosas oceánicas o en los bordes continentales, donde forma grandes cordilleras como el Himalaya o los Andes. La litosfera oceánica se crea en las dorsales, pero conforme se aleja envejece, se enfría, se hace más delgada y densa y en algunas zonas se hunde, volviendo de nuevo al manto. En su camino de regreso a las profundidades, los materiales rocosos de la litosfera oceánica describen un plano inclinado, denominado plano de Benioff, donde se generan la mayor parte de los focos sísmicos. Al alcanzar cierta profundidad, parte de las rocas subducidas se funden y originan magmas que alimentan a los volcanes. •

Fallas de transformación. Se denominan bordes neutros porque no hay creación ni destrucción de litosfera oceánica. Son desgarres del terreno que aparecen en zonas sometidas a empujes distintos. Estas fracturas pueden encontrarse cortando transversalmente el eje de las dorsales oceánicas o en los bordes de las placas litosféricas que deslizan una respecto a otra en sentidos opuestos, lo que genera actividad sísmica, pero sin vulcanismo.

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4.3. EL MOTOR QUE MUEVE LAS PLACAS Los materiales rocosos que constituyen la Tierra, desde el núcleo hasta la litosfera, están en constante movimiento, impulsados por dos poderosas fuerzas internas: el tirón gravitatorio que ejerce la litosfera oceánica cuando subduce en el manto (el peso del extremo subducido tira del resto de la litosfera oceánica y la arrastra), junto con el calor interno de la Tierra (restos del calor primordial atrapado durante la formación del planeta y de la desintegración de elementos radiactivos presentes en el manto). •

El principal flujo convectivo se debe a la subducción de la litosfera oceánica, que enfría el manto superior y desciende hasta la capa D” (zona de separación entre el núcleo externo y el manto inferior), lo que provoca el ascenso de materiales calientes mediante corrientes de convección. Estos movimientos son posibles porque en estas condiciones de presión y temperatura tan grandes los materiales rocosos, aunque sólidos, adquieren ciertas características de los fluidos.

•

El segundo flujo convectivo se deba a que una gran parte del calor acumulado durante millones de años en la capa D”, escapa de forma errática, como a borbotones. Cada burbuja origina un chorro o pluma de magma profundo y muy cálido que asciende a través del manto, perfora la litosfera y origina un punto caliente con intensa actividad volcánica que no suele coincidir con los las bordes de placas litosféricas (Ej.: Hawai).

5. FENÓMENOS GEOLÓGICOS RELACIONADOS CON LA TECTÓNICA DE PLACAS La tectónica de placas es una teoría global, ya que los grandes fenómenos geológicos (expansión del fondo oceánico, deriva continental, vulcanismo, sismicidad, formación de montañas y de yacimientos minerales y petrolíferos, etc.) tienen una explicación conjunta y son motivados por una causa común: el calor interno de la Tierra, ayudado por la energía potencial gravitatoria, que constituyen el motor de las placas.

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5.1. VULCANISMO En las dorsales oceánicas, en las zonas de subducción y en los puntos calientes, el magma escapa por las grietas y forma volcanes. En la actividad volcánica, como en la sísmica, se produce una liberación súbita de grandes cantidades de energía procedentes del interior de la Tierra. El ascenso de materiales calientes procedentes del manto y la disminución de la presión provocan la formación de magma, que es una mezcla caliente y fluida (alrededor de 1000 ºC) formada por materiales rocosos fundidos, fundamentalmente del tipo de los silicatos, que suele contener, además, partículas sólidas de minerales, fragmentos de rocas y diversos gases disueltos. Los volcanes se forman cuando el magma procedente del manto asciende hasta la superficie a través de las fisuras de la corteza oceánica o continental, se enfría y da lugar a erupciones de gases, productos sólidos (piroclastos) y coladas de roca fundida, denominada lava. •

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Vulcanismo en las dorsales oceánicas. A lo largo de las dorsales, en el fondo de los océanos, se encuentran los volcanes de fisura. Sus erupciones son cálidas y tranquilas y la lava fluye a partir de enormes fisuras en forma de coladas que forman capas horizontales. Cuando se enfría origina rocas basálticas que constituyen la litosfera oceánica.

Vulcanismo en las zonas de subducción. Gran parte de los volcanes asociados a las zonas de subducción se encuentran en el cinturón de fuego del Pacífico que bordea la cuenca de este océano, donde podemos encontrar dos situaciones diferentes: 1. La subducción de litosfera oceánica por debajo de litosfera oceánica da lugar a un archipiélago de islas en forma de arco con intensa actividad volcánica, como Filipinas y Japón. 2. La subducción de litosfera oceánica por debajo de litosfera continental origina un arco volcánico continental asociado a una cordillera, como los Andes. En las zonas de subducción las erupciones no suelen ser tan tranquilas y los volcanes suelen tener la forma de gigantescos conos, que pueden estar formados por acumulación de fragmentos sólidos de lava sin cohesionar, llamados piroclastos (conos de cenizas), o por la superposición de capas de lava solidificada y materiales piroclásticos (estratovolcanes).

•

Vulcanismo en los puntos calientes. Cuando una pluma de magma profunda y caliente alcanza la litosfera, actúa como un soplete y origina un punto caliente. Se pueden dar tres tipos de situaciones: 1. Perforación de la litosfera oceánica y aparición de una cadena de volcanes. Si el punto caliente permanece fijo, la litosfera oceánica se va perforando conforme se desplaza. Esto origina una cadena de volcanes submarinos, que son más jóvenes y activos cuanto más cerca están del punto caliente y pierden actividad, envejecen y se erosionan conforme se alejan, originando pequeños montículos y atolones. Si la actividad del punto caliente es muy intensa, los volcanes emergen y se forman cadenas de islas volcánicas (como las islas Hawai). Suelen dar lugar a conos volcánicos aplanados en forma de escudo. 2. Formación de regiones ígneas o basálticas. Son extensas zonas del planeta sepultadas por lavas basálticas emitidas en un período de tiempo relativamente corto (1 a 5 millones de años) por la potente actividad volcánica de un punto caliente. Estas emisiones se caracterizan por la formación de inmensas

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capas de basaltos superpuestas, de varios kilómetros de espesor, que cubren miles de kilómetros cuadrados de superficie, como el Trapp del Decán, en la India. 3. Adelgazamiento de la litosfera continental y formación de un rift. El punto caliente actúa sobre la litosfera como si fuera un soplete. Ésta se abomba y adelgaza hasta formar tres fracturas radiales que convergen en un punto denominado punto triple. Estas fracturas se pueden convertir en depresiones o valles de hundimiento, denominados rift (como el Rift Valley africano), que en el futuro pueden dar lugar a una dorsal.

5.2. SEÍSMOS Algunos seísmos están provocados por las erupciones volcánicas, las explosiones subterráneas o por el hundimiento de cavernas; pero es la dinámica de las placas litosféricas la responsable de la mayor parte de los seísmos. Unas placas se separan, otras colisionan y algunas se deslizan junto a otras en sentidos contrarios, lo que genera tensiones que se acumulan lentamente y provoca deformaciones elásticas en las rocas, hasta que de repente se fracturan y liberan la energía almacenada en forma de vibraciones que dan lugar a los seísmos. Los seísmos generados en las dorsales, en las zonas de subducción y en las fallas de transformación se deben a enormes sacudidas del suelo causadas por la fractura de las rocas en profundidad, que libera grandes cantidades de energía acumulada lentamente a lo largo de los años. Si el seísmo tiene lugar en tierra se denomina terremoto y si es en el mar, maremoto. Las vibraciones originadas se propagan en forma de ondas sísmicas, que forman frentes de ondas esféricos y recorren el interior del globo terráqueo en todas direcciones. Las ondas sísmicas se generan en una zona puntual denominada foco o hipocentro, que se localiza a varios kilómetros de profundidad. La zona de la superficie situada directamente sobre el foco se denomina epicentro. Estas ondas sísmicas pueden ser detectadas al cabo de poco tiempo en diferentes lugares de la superficie mediante receptores llamados sismógrafos, que las registran en unos gráficos denominados sismogramas. Las ondas sísmicas son ondas materiales, como las ondas en una cuerda o en la superficie del agua, que necesitan un medio físico para propagarse a través de él. Cuando se produce un terremoto se generan tres tipos de ondas sísmicas: •

Ondas P o primarias. Son ondas de compresión (longitudinales), que provocan en las rocas una sucesión de compresiones y expansiones, hacia delante y hacia atrás, en la misma dirección en que avanza la onda. Son las primeras en llegar a un punto determinado. Se propagan por todos los medios: sólidos, líquidos y gases.

•

Ondas S o secundarias. Son ondas transversales que provocan en las rocas movimientos de arriba abajo, perpendicularmente a la dirección en que se desplaza la onda. Se registran en segundo lugar en los sismogramas. Solo se propagan en los medios sólidos, no en los fluidos (líquidos y gases).

•

Ondas L o superficiales. Cuando las ondas P y S alcanzan el epicentro generan ondas superficiales, llamadas también L o lentas porque son las últimas en llegar. Se propagan por la superficie desde el epicentro y son de dos clases: las ondas Rayleigh producen un movimiento elíptico que sacude las rocas de arriba abajo y de atrás adelante, y las ondas Love, que provocan movimientos horizontales de un lado a otro.

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5.3. EXPANSIÓN DEL FONDO OCEÁNICO La actividad de las dorsales oceánicas es responsable de que los continentes se fragmenten y se formen nuevos océanos entre los bloques continentales fragmentados. A partir de las dorsales se genera continuamente litosfera oceánica a ambos lados del eje de la dorsal, lo que da lugar a la expansión del fondo de los océanos, por lo que también se denominan bordes constructivos o divergentes, pues las dos nuevas placas divergen cuando se desplazan en sentidos contrarios. En el proceso de apertura de un océano se distinguen cuatro etapas sucesivas: •

Inicio de la dorsal: etapa de abombamiento. Las corrientes ascendentes de una pluma de magma, procedentes del manto profundo, chocan con la litosfera continental, que se abomba y forma un domo térmico (como el valle del Río Grande, en Estados Unidos). •

Dorsales jóvenes: proceso de rifting. En el domo térmico la litosfera se estira y adelgaza, hasta que se fractura y da lugar a un punto triple. La litosfera abombada se fractura en tres grandes fallas radiales, que pueden evolucionar hacia la formación de valles de hundimiento denominados rift. El rift (como el Rift Valley africano), es una depresión o fosa tectónica que se forma por el hundimiento de los bloques centrales generados por el sistema de fallas escalonadas a ambos lados del valle, lo que le da el aspecto de enorme escalinata.

•

Dorsales de mediana edad: etapa del Mar Rojo. Cuando se unen los rift asociados a dos o más puntos triples , cuya actividad llega a completar la fracturación de la litosfera continental, se forma una dorsal oceánica. Llega un momento en que el continuo hundimiento del rift provoca la inundación del valle por las aguas marinas y da lugar a un estrecho mar, como el Mar Rojo. La rotura de la litosfera disminuye la presión en el manto superior, lo que favorece la formación de magma, que asciende y se extiende por el fondo del valle inundado, a ambos lados de la dorsal.

•

Dorsal madura: etapa atlántica. Si la actividad de la dorsal continúa, se generará nueva litosfera oceánica que

expandirá el fondo del océano, y el estrecho mar evolucionará hasta convertirse en un gran océano, como el Atlántico, que separa dos bloques continentales fracturados.

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5.4. FORMACIÓN DE RELIEVES La litosfera oceánica se enfría paulatinamente conforme se aleja de la dorsal, se hace más densa y se carga de sedimentos, por lo que se hunde por debajo de otra placa y acaba siendo “engullida” en el manto. Al descender, la litosfera oceánica se comprime, se hace más densa y tira del resto de la placa, provocando su desplazamiento. En las zonas de subducción se produce la convergencia y colisión de dos placas al desplazarse en sentidos contrarios. Dependiendo de la naturaleza de las placas, el proceso de subducción puede dar lugar a intensa actividad sísmica y volcánica, a la formación de fosas oceánicas y archipiélagos de islas en forma de arco y al proceso de orogénesis o formación de las cordilleras. En el proceso de subducción se pueden dar las tres situaciones siguientes: •

•

Subducción de litosfera oceánica bajo litosfera oceánica. Un ejemplo es la placa pacífica, que desaparece por subduccón al oeste y forma las islas Marianas y las Filipinas. El resultado es la formación de una fosa oceánica de gran profundidad. Al ser engullida por el manto, la placa subducida se funde parcialmente y origina magma. Parte de él asciende a la superficie por las fisuras y da lugar sobre la placa que no subduce a un archipiélago de islas en forma de arco con gran actividad volcánica y sísmica.

Subducción de litosfera oceánica bajo litosfera continental. La placa de Nazca, que desaparece por debajo de América del Sur, es un fenómeno de este tipo que tiene como consecuencia la formación de un orógeno de borde continental activo o cordillera pericontinental, como los Andes, con gran actividad sísmica y volcánica. Los orógenos son las cordilleras montañosas que se extienden a lo largo de los bordes convergentes entre las placas. Surgen mediante el proceso de orogénesis, que consiste en el plegamiento de grandes cantidades de sedimentos procedentes de la erosión de los continentes cercanos, acumulados en los profundos abismos de las fosas oceánicas. •

Colisión intercontinental. Conforme avanza el proceso de subducción en una placa mixta y se agota la litosfera oceánica, el océano situado entre los dos continentes se va “encogiendo” hasta que desaparece: las dos masas continentales quedan enfrentadas, colisionan y dan lugar a una cadena montañosa que se denomina orógeno intercontinental, como el Himalaya o los Alpes. Esto se debe a que los sedimentos acumulados en el pequeño mar se pliegan, se fracturan y forman un prisma de acreción, cuyo tamaño va aumentando hasta que emerge y da lugar a una cadena montañosa. Las posibles fisuras por donde podría ascender el magma quedan selladas por la violenta colisión entre los continentes, por lo que no existe vulcanismo, aunque sí una importante actividad sísmica.

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5.5. GENERACIÓN DE RECURSOS NATURALES La actividad de las placas litosféricas , que describe la teoría de la tectónica de placas, permite concebir la Tierra como un sistema global e integrado y no como un conjunto de sucesos aleatorios y aislados. La dinámica de nuestro planeta es la responsable del suministro de recursos (energéticos, minerales, etc.), pero también nos expone a riesgos asociados a las grandes catástrofes naturales (vulcanismo, sismicidad; etc.) y, además, genera impactos ambientales (incremento del efecto invernadero, cambio climático, etc.). Muchos de los recursos naturales que han impulsado la evolución tecnológica de los seres humanos y han facilitado el desarrollo de las civilizaciones se han generado por la dinámica asociada a los bordes de las placas litosféricas y a los puntos calientes, entre los que destacan: •

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Yacimientos minerales. Gran parte de los minerales que se explotan como menas metálicas de oro, plata, cobre, cinc, plomo y mercurio se localizan en zonas asociadas a la actividad magmática de antiguas zonas de subducción o de puntos calientes. Los fluidos calientes, generados por el ascenso del magma, disolvieron los minerales que estaban dispersos y los concentraron en vetas metálicas superficiales de la corteza terrestre. El magmatismo de las dorsales oceánicas también es responsable de la formación de depósitos minerales de hierro, cobre, cinc y níquel, entre otros. •

Combustibles fósiles. El carbón, el petróleo y el gas natural se han formado en épocas pasadas mediante procesos geológicos de enterramiento y descomposición de materia orgánica relacionados con la tectónica de placas. Los depósitos de carbón se formaron por el enterramiento de la madera de plantas primitivas en cuencas sedimentarias en condiciones de ausencia de oxígeno y aumento de la presión y la temperatura. El petróleo y el gas natural proceden de la acumulación de sedimentos y del enterramiento de grandes concentraciones de organismos planctónicos, en condiciones de ausencia de oxígeno y aumento de la presión y la temperatura, que tuvo lugar, en la mayoría de los casos, en los estrechos mares formados tras la etapa de rifting.

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Energía geotérmica. Se emplea en países que tienen amplia actividad volcánica, como Islandia, donde se puede utilizar el calor interno de la Tierra para aprovechar el calor del agua y generar electricidad. También se utiliza el agua caliente para los circuitos de calefacción de las viviendas.

Suelos fértiles. En las regiones volcánicas, la meteorización de las rocas volcánicas ha originado, en el transcurso del tiempo, algunos de los suelos más fértiles para la agricultura, como en las islas Hawai o en Canarias.