Ciencias de la Tierra y Medioambientales

El planeta Tierra

La Geosfera
11.2 - Tectónica de Placas

La tectónica de placas explica las características a gran escala de la corteza terrestre: topografía, litología, disposición de los continentes, mayor parte de la sismicidad y vulcanismo terrestre.


Postulados
Los postulados de esta teoría se pueden resumir como sigue:

 

  • La superficie terrestre está formada por una serie de estructuras planas y móviles denominadas placas litosféricas.
    Estas placas miden varios cientos o miles de Km de extensión por unos 100 Km de espesor.
  • Una determinada placa litosférica puede estar formada por:
    • litosfera continental (corteza continental y el manto rígido subyacente)
    • litosfera oceánica (corteza oceánica y el manto rígido subyacente)
    • ambos tipos de litosfera.
  • Las placas son rígidas y descansan sobre una parte del manto mucho más deformable.
  • En el manto fluido se producen corrientes de convección que mueven las placas litosféricas suprayacentes.
    Las placas se mueven a un ritmo del orden de cm/año
  • Las placas se desplazan como una unidad, pero en las zonas de contacto o bordes de placa se mueven unas respecto a otras. Existen tres posibles tipos de bordes denominados constructivos, destructivos y pasivos.
    • En los bordes constructivos se separan dos placas litosféricas y se genera nueva litosfera oceánica.
    • En los bordes destructivos colisionan dos placas y se destruye la litosfera oceánica
    • En los bordes pasivos las placas se mueven lateralmente sin generarse ni destruirse litosfera.
  • Las placas litosféricas crecen o menguan a lo largo del tiempo dependiendo de la naturaleza de sus bordes y puede darse el caso de la fusión de dos placas litosféricas formando una sola o la rotura de una placa única en varias de menor tamaño por la aparición en ella de un borde destructivo.

     

 

 


Tipos de bordes

Los fenómenos geológicos más interesantes se producen en los límites de placas:

Bordes constructivos

Se separan dos placas.
Las rocas del manto, que se encuentran próximas al punto de fusión, funden parcialmente debido a la descompresión.
Se producen abundantes magmas ultrabásicos.

Los magmas al consolidar forman una nueva litosfera oceánica con una corteza oceánica superior formada por basaltos y gabros y un manto litosférico formado por peridotitas más densas.

Las estructuras a las que dan lugar estos bordes, en lugar de ser depresiones, son extensas elevaciones volcánicas situadas en el fondo de los océanos que reciben el nombre de dorsales oceánicas.

dorsal oceánica

 

Si los bordes constructivos se producen en un continete se produce un adelgazamiento de la corteza continental antes de formarse la nueva corteza oceánica.
A esta estructura tectónica se la conoce como rift continental

Si el borde constructivo continúa activo se forma un océno que separa los dos fragmentos continentales.
Si aborta se produce una cuenca sedimentaria en la que suele ubicarse un gran río pues el adelgazamineto de la corteza da lugar a una zona deprimida capaz de acoger grandes cantidades de sedimentos.

rift

Bordes destructivos

Entran en colisión dos placas litosféricas

Se produce la subducción de una de ellas, es decir, el hundimiento por debajo de la que no subduce,

Se destruye litosfera oceánica por disolución en el manto al ir ganando cada vez mayores profundidades.

Son siempre zonas sísmicas importantes en las que los terremotos generados por el rozamiento de las placas van ganando profundidad en la dirección de la placa que no subduce.

Las zonas de subducción dan lugar a diferentes estructuras corticales dependiendo de las placas que la sufran.

Subducción de dos placas de litosfera oceánica

Dan lugar a al formación de una fosa oceánica y un arco de islas volcánicas a un lado de la misma.

La fosa se produce por la curvatura de las placas que entran en contacto

En la zona de rozamiento se producen abundantes movimientos sísmicos de profundidad creciente en la dirección de la placa no subducida.

A una distancia de entre 100 y 300 Km de la fosa, en la placa que no sufre subducción, se sitúa el arco insular.

El arco es consecuencia del ascenso de magmas procedentes de la fusión de parte de la corteza oceánica subducida.

Si la cantidad de sedimentos en el fondo del océano es importante, en la zona de la fosa puede generarse un prisma de acreción formado por capas sedimentarias muy plegadas y falladas.
Esta estructura se produce como consecuencia de que la escasa densidad de los sedimentos acumulados en la placa subducente impide su subducción.
En ocasiones la cantidad de sedimentos es tal que el prisma de acreción emerge en forma de islas formadas por rocas sedimentarias muy plegadas, anteriores al arco insular volcánico.

arco insular

 


Subducción de una placa de litosfera continental con una oceánica

La placa oceánica la que sufre siempre subducción por ser mayor su densidad media.

Las estructuras tectónicas producidas son de nuevo una fosa situada entre las dos placas, pero en el continente se genera un orógeno; una cordillera perioceánica (tipo Andino).

En este lugar se engruesa la litosfera continental por formación de pliegues y fallas inversas como consecuencia de la colisión y por acumulación de magmas procedentes de la corteza oceánica de la placa subducida.

En este tipo de cordilleras se produce un vulcanismo importante así como una elevada sismicidad que crece en profundidad desde la línea de la costa al interior del continente.

cordillera perioceánica

 


Subducción de dos placas de litosfera continental

El resultado es la subducción parcial de una de ellas y la fusión de las placas.

La baja densidad de la corteza continental impide su subducción continuada, de modo que se generan tensiones que rompen la litosfera en otro lugar dejando la zona de colisión fundidas las dos placas y considerablemente engrosada.

En estas zonas se forma un orógeno bicontinental (tipo Himalaya).

Son estructuras asimétricas en las que en la placa subducida hay una llanura deprimida ocupada por el océano o rellenada por los sedimentos procedentes de la erosión del orógeno formado, a esta llanura sigue la zona montañosa y a ésta una meseta en la placa no subducida.

De nuevo son zonas con abundante sismicidad generada en la zona de rozamiento de las placas en y las deformaciones rocosas producidas en la colisión.

cordillera bicontinental

Bordes pasivos

Las placas se desplazan lateralmente sin generarse ni destruirse litosfera.

Son zonas sísmicas en las que abundan las fallas en dirección muy extensas conocidas como fallas de transformación.

A lo largo de estas fallas pueden producirse algunas elevaciones montañosas o, más frecuentemente, fosas tectónicas.


Placas litosféricas actuales

La Tierra está actualmente dividida en 7 placas litosféricas de gran tamaño además de un número semejante de placas menores.

A las mayores se las denomina Pacífica, Nortemaericana, Sudamericana, Africana, Euroasiática, Indoaustraliana y Antártica.

La placa Pacífica está formada casi exclusivamente por litosfera oceánica, mientras que el resto de las grandes placas contienen tanto litosfera continental como oceánica.

mapa de placas tectónica


Explicaciones a las características terrestres

La tectónica de placas explica la mayoría de las características que afectan a la estructura y dinámica interna de la corteza terrestre.

Sismicidad

Los terremotos se producen en zonas de contacto de placas.

Son abundantes, poco intensos y superficiales en dorsales oceánicas, más intensos y profundos en fallas de transformación y los más intensos y con profundidad creciente en el caso de subducciones.

Más sobre sismicidad en este mismo capítulo

Vulcanismo

Gran parte del vulcanismo (y magmatismo en general) de la Tierra tiene relación con los bordes de placas.

La descompresión en bordes constructivos da lugar a erupciones fisurales en las dorsales oceánicas y al vulcanismo de los rift continentales.

En los bordes destructivos se generan magmas por aumento de temperatura por el choque de las placas y por el descenso de la corteza subducida.

Más sobre vulcanismo en este mismo capítulo

Metamorfismo

Las zonas de subducción son las responsables de la mayor parte del metamorfismo del planeta.

Las temperaturas y presiones necesarias para las transformaciones de los minerales por metamorfismo regional se dan en choques litosféricos, en especial en cordilleras bicontinentales.

En las zonas de subducción el descenso de la corteza en el manto genera metamorfismos diversos, primero de alta presión y baja temperatura para luego calentarse lo suficiente para fundirse.

El contacto de las rocas con magmas en ascenso produce metamorfismo térmico.

Más sobre metamorfismo en este mismo capítulo

 

Formación y estructura de los orógenos

Los orógenos son grandes cadenas montañosas

Se forman por colisiones de placas en las que, al menos, una de ellas es de litosfera continental.

Su levantamiento se debe al engrosamiento de la corteza causado por:
- Pliegues y fallas inversas por la presión sufrida
- Adición de magmas en las zonas profundas procedentes de la placa subducida.
- Vulcanismo superficial

Los sedimentos oceánicos plegados presentes en los orógenos de colisión proceden de los estratos marinos que se encontraban en los márgenes de los continentes implicados en el choque.

El metamorfismo y magmatismo de zonas profundas se debe al calor y a la presión generados por la colisión y al ascenso de magmas.

Su elevada sismicidad es producida por el rozamiento entre las placas en movimiento y a las fracturas generadas en las rocas sometidas a presión.

La fusión de las placas que generaron el orógeno hace que éste se erosione rápidamente.
El desgaste del orógeno deja expuestos materiales cada vez más profundos y de un grado de metamorfismo mayor.

Al descargar superficialmente la corteza engrosada del orógeno, ésta se eleva de nuevo por compensación isostática (rejuvenecimiento orogénico).
El desgaste total del orógeno da lugar a un cratón con materiales aflorantes antiguos de tipo metamórfico o ígneo, sin sismicidad ni vulcanismo importantes.

Formación y estructura de los rift continentales

Los rifts son zonas adelgazadas de la corteza continental

Se producen cuando un borde constructivo rompe una placa de litosfera continental en dos.

Su vulcanismo, adelgazamiento de la corteza y generación de fallas normales es debido a la extensión y descompresión sufridas

Características de las dorsales y fondos oceánicos

El abundante vulcanismo ultrabásico, la escasa cantidad de sedimentos, la presencia de fallas normales y la juventud de las rocas caracterizan a las dorsales oceánicas

Esto se debe a que son bordes constructivos en los que se genera nueva corteza oceánica.
Ésta corteza es desplazada a ambos lados de la dorsal.

En su alejamiento disminuyen de nivel, acumulan sedimentos y dan lugar a los extensos fondos oceánicos.

Estos fondos se destruyen por subducción con otra placa oceánica (generando una fosa y un arco insular) o con un continente (generando una fosa y una cordillera perioceánica).

Fosas oceánicas

Las fosas oceánicas corresponden a las depresiones donde la corteza oceánica sufre subducción.

Su sismicidad asimétrica característica es debida también a la subducción.

Márgenes continentales pasivos

Corresponden a zonas de contacto entre litosfera continental y oceánica situadas en la misma placa, producto de una apertura continental de una época pasada que ha ido acumulando grandes cantidades de sedimentos.

Son zonas asísmicas y sin vulcanismo reciente.

Márgenes continentales activos

Corresponden a zonas de contacto entre corteza continental y oceánica en subducción.

Son zonas de sismicidad y vulcanismo intensos, y tectónica compresiva.

Edades de las rocas continentales y oceánicas

La generación de corteza en una dorsal al ritmo de cm/año y su subducción en una fosa situada como mucho a algunos miles de Km de distancia hace que las edades de las rocas de los fondos oceánicos nunca puedan sobrepasan los 300 millones de años de antigüedad (son siempre muy modernas frente a los 4.500 millones de años de historia del planeta).

En los continentes, en cambio, al no sufrir subducción, se destruyen las rocas por erosión de los agentes externos o por metamorfismo o magmatismo en choques de placas pero las zonas protegidas (escudos o cratones) pueden contener rocas formadas hace miles de millones años de antigüedad.

Ciclo petrogénico

Se entiende por ciclo petrogénico al proceso que conduce a las transformaciones de unas rocas en otras.

Las rocas expuestas en superficie sean del tipo que sean sufren, a escala geológica, una rápida meteorización y erosión quedando depositadas (primero como sedimentos y tras su litificación como rocas sedimentarias) en las cuencas sedimentarias, las más importantes de las cuales son los márgenes continentales.

Si no actuara la tectónica de placas todos los continentes emergidos quedarían arrasados y sus restos acumulados bajo los océanos en forma de rocas sedimentarias, pero las placas litosféricas sobre las que se depositan los sedimentos, antes o después entran en colisión y las rocas sedimentarias situadas sobre ellas sufren deformaciones en pliegues y fallas, metamorfismo e incluso magmatismo en zonas profundas. La formación de nuevos orógenos acentúa el relieve y se renueva el ciclo.

Las rocas de los fondos oceánicos se generan a partir de magmas en las dorsales oceánicas, quedan estratificadas en basaltos, gabros y peridotitas que constituyen la litosfera oceánica.

Sobre las placas oceánicas van acumulándose sedimentos a lo largo del tiempo. Al entrar en subducción las rocas de la placa subducida sufren metamorfismo y una posterior disolución en el manto o una fusión y ascenso a la superficie en forma de rocas plutónicas o volcánicas básicas.

Los sedimentos no subducen y se acumulan en forma de prismas de acreción formados por rocas sedimentarias o metamórficas plegadas y falladas, cada vez mayores, que terminan incorporándose al margen activo de algún continente.

 


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