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 • Flujo Térmico • 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. 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

6. 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.

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

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

11. 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

12. Dispositivo Eco Sonda usada por Hess

14.  La teoría de la tectónica de placa propone que las placas litosféricas rígidas se mueven a través de la superficie de la tierra. Hay aproximadamente 12 placas importantes y 8 de menor importancia que se mueven en concierto una con otra Algunas se separan, otras se empujan y algunas se mueven horizontalmente. El movimiento de la placa es conducido por uno o más de los mecanismos siguientes: • Convección -- calor transferido por el movimiento de un líquido (magma) • Conducción -- calor transferido por la fricción de las placas • Push-Pull Slab (movimiento reciproco de las placas): placas densas van hacia abajo y el magma genera fuerzas ascendentes (upwelling) • varios procesos geológicos ocurren en los límites o márgenes de las placas: 1. Los volcanes tienden a entrar en erupción en los márgenes de placa como resultado de la subducción 2. Los terremotos ocurren donde las placas se ponen unas contra otras 3. El cinturón montañoso ocurre mientras que una placa es empujada sobre otra 4. El Seafloor ocurre donde dos placas oceánicas se separan

15. 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

16. II.Estructura interna de la Tierra

17. Clasificación de las capas en función de su composición • Corteza • Corteza Oceánica • Corteza Continental • Manto • Núcleo

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

20. Capas de la Tierra Corteza • 3 capas químicas: el núcleo, el mantoy lacorteza. Núcleo Manto inferior Manto superior

21. 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.

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

23. 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.

24. Las capas exteriores de la tierra: litosfera y astenosfera.

25. 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.

26. Capas de la tierra - Temperatura http://scign.jpl.nasa.gov/learn/plate1.htm

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

28. Ondas P y S

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

30. Capas de la Tierra (basado en evidencias Sismológicas) CORTEZA • Dos formas - continental y oceánica • Corteza Continental compuesta por rocas menos densas ricas en silicatos; más gruesa que la oceánica • Corteza Oceánica: es basáltica y más densa que la continental

31. Capas de la Tierra (basado en evidencias Sismológicas) - MANTO • Compuesto por Fe, -rico en silicatos • Tiene una capa superior plástica o semi-fluida • tiene una temperatura más alta que la corteza

32. Capas de la Tierra (basado en evidencias Sismológicas) - NUCLEO • En el centro de la tierra • tiene dos secciones: núcleo externo y uno interno, constituidos fundamentalmente por por hierro y níquel • Núcleo externo esta fundido mientras que el interno es sólido • Se puede explicar el campo magnético de la tierra

33. Evidencias • Sismos • Ondas sísmicas primarias y secundarias • Zonas de sombra (shadow zones) • Continental Drift • Pangaea • Panthalassa • Separación del suelo oceánico (seafloor spreading) • Zonas de Subducción • Placas tectónicas

34. III. Mecánica de Placas

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

36. 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

37. 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

38. 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.

39. Tasas de movimientos relativos • Las tasas relativas (velocidades relativas) están dadas por la distribución de anomalías magnéticas simétricas respecto al ridge meso-oceánico. Las velocidades son un promedio sobre un periodo de 3 Ma. Esto es lo que se denomina como cinemática instantánea. Esos 3 Ma corresponden al periodo más corto sobre el que es posible obtener una medida fiable de la velocidad, se necesitan de una determinada cantidad de anomalías par obtener una medida precisa.  • Hoy son mensurables los desplazamientos de las placas por medio de satélites geodésicos, que dan una medida precisa del desplazamiento sobre una decena de años.

40. 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.

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

42. Tipos de límites de Placa: Divergente Convergente Transforme

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

44. 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

45. 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

46. Actividad Sísmica Reciente

47. Sismos en relación a los límites de placas

48. Placa subductada

49. Zonas de Colisión: Continente vs. C. Oceánica Oceanica vs. Oceanica Continente vs. Continente

50. Continental vs. Oceánica