Litosfera y Astenosfera-propiedades de la litosfera

geoterma continental

28-08-2012

•Litósfera: la capa mas externa y rígida de la Tierra

•Astenósfera: la capa fluida que subyace a la litósfera

•Placa: bloque no deformable de litósfera con un perímetro constituido por uno de los siguientes tipos de márgenes: divergente, convergente, transforme

•Tectónica de las placas: los elementos básicos (años 70’)

•Divergentes (constructivos). Las placas se alejan unas de las otras. Dorsales oceanicas. Volcanismo basaltico. Temblores someros y de extensión

•Convergentes (destructivos). Las placas convergen. Trincheras o cadenas montañosas. Volcanismo desde basaltico a riolitico pero en su mayoría andesitico (arcos). Temblores de someros a profundos con mecanismo variable

•Transformes (conservativos). La placas se deslizan lateralmente. Fallas laterales o transformes. Volcanismo ausente. Temblores someros y de cizalla.

•Tipos de márgenes de placas

Aproximadamente el 85% de la superficie de la Tierra está cubierta por placas (casi) rígidas, mientras que el restante 15% está formado por limites entre placas y corteza en deformación. Los límites oceánicos pueden ser muy estrechos (1-60 km) mientras que los limites en corteza continental pueden llegar a tener mas de 1,000 km de ancho.

Estructura del interior de la Tierra

• Se sabe que la tierra está estratificada desde mucho antes de la teoría de la Tectónica de Placas.

• La estratificación consta de 3 capas concéntricas: el núcleo, el manto y la corteza. A su vez el núcleo se divide en dos partes, una liquida y otra sólida.

• Los conocimientos sobre estas capas se obtienen principalmente de la sismología y la gravimetría.

Estructura del interior de la Tierra

•Mapa del estado de esfuerzo en la litósfera (World Stress Map Project

• En el interior de la Tierra hay un gradiente de Presión y Temperatura que produce cambios en la composición química y mineralógica de las rocas.

• La gravedad ha producido una estratificación por densidad de los elementos, así que la presión aumenta constantemente hacia el interior.

• La temperatura también aumenta debido a reacciones exotérmicas de decaimiento de los elementos radioactivos

Discontinuidades sismológicas de la Tierra

• El límite entre corteza y manto lo constituye una discontinuidad sísmica llamada discontinuidad de Mohorovicich o simplemente Moho. En correspondencia de este límite incrementa la velocidad de las ondas sísmicas y aumenta la densidad de las rocas.

• Se cree que esto se debe a un cambio de composición geoquímica desde gabroica a peridotitica, es decir dominada por el Olivino y Opx.

• Esta hipótesis ha sido comprobada por los xenolitos acarreados por los basaltos alcalinos asociados al volcanismo intraplaca.

La corteza

• La corteza tiene un espesor muy variable. La corteza oceánica tiene un espesor tan solo de 5 km y tiene composición basáltica.

• La corteza continental varia entre 35 y 65 km y tiene una composición mucho mas variable. Los espesores mayores se encuentran en correspondencia de cadenas montañosas jóvenes y núcleos antiguos.

CortezaOceánica

CortezaContinental

CortezaTransicional

Variación del espesor cortical

Espesor de la corteza

Reacciones mineralogicas y cambios de velocidades sismicas en el manto

El manto se divide en manto inferior y superior, con un límite a 660 km de profundidad. La composición del manto es dominada por silicatos de Fe y Mg. Sin embargo existe un cambio de fase mineralógico a los 410 km, donde el Olivino se transforma en Wadsleyite. Otro limite a los 660 km corresponde a la trasformación en Perowskite + magnetowüstite que implica a un cambio de 4 a 6 en la coordinación de Si con O.

La Tierra según la Teoría de la Tectónica de Placas

•En la Tectónica de Placas se mantiene la estratificación de la Tierra que se conocía antes, pero se añaden dos capas mas: la Litósfera y la Astenósfera

•Estas dos capas no se diferencias en base a la composición sino a la reología, es decir con que facilidad las rocas fluyen

La Astenósfera es una zona de baja viscosidad que corresponde a un decremento en la velocidad sísmica. Una baja viscosidad permite que las rocas fluyan en el tiempo geológico. Además el contraste reologico entre Litósfera y Astenósfera permite que el esfuerzo se transmita lateralmente en toda la placa pero mucho menos en sentido vertical. En otras palabras la Litósfera está mecánicamente desacoplada de la Astenósfera

VARIACIÓN DEL ESPESOR DE LA LITOSFERA A ESCALA GLOBAL

VARIACIÓN DEL ESPESOR DE LA LITOSFERA EN UNA MISMA PLACA

Los perfiles de resistencia a la deformación tienen marcadas diferencias debido a la diferente composición y mineralogía y temperatura.

Diferencias entre litósfera oceánica y continental

En la corteza continental se puede tener una respuesta distinta a la deformación según su composición y a la presencia de fluidos.

Diferencias entre litósfera oceánica y continental

Espesor elástico efectivo de la litósfera oceánica y continental

•La litósfera exhibe una resistencia mecanica finita que se mide con un parámetro llamado espesor elástico efectivo (effective elastic thickness = Te) o también rigidez flexural. En el caso de la Litósfera oceánica este parámetro se relaciona muy bien con la edad y por ende con la temperatura (alrededor de la isoterma 600°).

Espesor elástico efectivo de la litósfera oceánica y continental

•En el caso de la Litósfera continental la dependencia edad/temperatura de la rigidez flexural es mucho menos obvia. Esto se debe a que en los continentes Te depende también de la distribución de cargas, de la curvatura de la placa y del desacoplamiento entre corteza y manto y entre la misma corteza.

En detalle entonces la Litósfera continental es mucho mas compleja que la oceánica. Diferentes niveles de despegue pueden existir y pueden reducir la resistencia global de la Litósfera.