APUNTES PARTE I – TEMA 2
CONCEPTOS GEOLÓGICOS BÁSICOS
SEGUNDO SEMESTRE 2014
Eleonora Muñoz M.
GEOLOGÍA CIV 323
UV
PARTE I – Tema 2
Conceptos Geológicos básicos
Origen del Universo (y su edad)
Origen del planeta tierra (y su edad)
Estructura Interna y composición de la tierra
Tiempo geológico
Definición de materiales, cristales, minerales y rocas
Deriva Continental y Tectónica de Placas (+
sismicidad)
DERIVA CONTINENTAL
Y TECTÓNICA DE PLACAS
PARTE I – Tema 2
Deriva Continental
Los primeros mapas elaborados posteriores al descubrimiento de
América (1492) hicieron pensar que existía una correspondencia al
juntar la costa occidental de África con la costa oriental de América del
Sur
En 1858 (Snider) planteó que los continentes en algún momento
estuvieron juntos y después se separaron
Wegener (1912) plantea la Teoría de Deriva Continental que
indica que los continentes se habrían movido sobre el manto superior
(movimiento relativo de los bloques de la corteza continental a escala
global). Esto implica que la separación en un lugar, genera convergencia
en otro
Pese a que Wegener aportó antecedentes científicos de diversas áreas
(geométricos, paleontológicos, litológicos, meteorológicos, etc) su
teoría no fue validad en la época, pues no explicaba
cómo se movían los continentes
PARTE I – Tema 2
La Deriva Continental
La idea de que los continentes, encajan como las piezas de un
rompecabezas, se originó con el desarrollo de mapas mundiales más
precisos.
Desde el siglo XVIII hubo personas que notaran esta concordancia.
Durante casi dos siglos el único indicio de que los continentes podían
tener movimiento fue la congruencia de sus contornos.
http://redescolar.ilce.edu.mx/educontinua/geografia/deriva%20continental/deriva.htm
En 1915 Alfred Wegener,
un meteorólogo y
astrónomo alemán que
había explorado
Groenlandia, publicó el
libro El origen de los
continentes y los
océanos, en el cual
proponía la “descabellada
“hipótesis de que la
corteza terrestre estaba
en movimiento.
http://ed-critica.claudator.com/libro/el-origen-de-los-continentes-y-oceanos-978849892018
PARTE I – Tema 2
http://pilargirona.blogia.com/2008/050302-alfred-wegener.php
"La idea del desplazamiento de los
continentes se me ocurrió desde 1910,
estudiando el mapa del mundo bajo la impresión
directa que me produjo la congruencia de los
contornos de los continentes que están a uno y
otro lado del Atlántico. Al principio no hice
mucho caso de esta idea por parecerme poco
probable. Pero en el otoño de 1911 cayó en mis
manos por casualidad un informe por medio del
cual me enteré de que había pruebas
paleontológicas de la existencia de un antiguo puente terrestre entre Brasil y África". (Alfred Wegener, El origen de los continentes y los océanos, 1915)
PARTE I – Tema 2
“Es como si fuéramos a recolocar los trozos rotos de un periódico juntando sus bordes y comprobando después si las líneas coinciden. Si lo hacen, no queda más que concluir que los trozos debían juntarse realmente de esta manera”
A. Wegener
http://labspace.open.ac.uk/mod/resource/view.php?id=357253
PARTE I – Tema 2
PRUEBAS DE LA DERIVA CONTINENTAL
Encaje de los continentes
http://definicion.de/pangea/
PARTE I – Tema 2
Evidencias paleontológicas
Tipos de rocas y semejanzas estructurales
Wegener encontró pruebas de rocas ígneas de 2200 millones de años en Brasil que se parecían mucho a rocas de edad semejante encontradas en África. Pruebas similares existen en forma de cinturones montañosos que terminan en la línea de costa, sólo para reaparecer en las masas continentales situadas al otro lado del océano.
http://www.7maravillasnaturales.com/acantilados-de-moher/
Evidencias paleoclimáticas
Wegener dedujo de depósitos glaciares antiguos que grandes masas de hielo cubrían extensas áreas del hemisferio sur, a fines del Paleozoico. En el sur de África y en Sudamérica se encontraron capas de sedimentos trasportados por los glaciares de la misma edad, así como en India y en Australia. Gran parte de las zonas que contienen pruebas de esta glaciación paleozoica tardía se encuentra en la actualidad cercana al Ecuador en un clima subtropical a tropical.
http://www.ipe.csic.es/erosion_hidrologia/area_1.htm
“Esta prueba es tan convincente que , por comparación, todos los demás criterios deben ocupar una posición secundaria”.
A. Wegener
http://leiremanrique.blogspot.com/2010/05/teoria-de-la-deriva-continental.html
Pangea explicaría las condiciones necesarias para generar extensiones enormes de hielo glacial sobre parte del hemisferio meridional
La propuesta de Wegener no fue muy discutida hasta 1924, cuando su libro fue traducido al inglés, francés, español y ruso. Desde ese momento hasta su muerte, en 1930, su hipótesis de la deriva tuvo muchas críticas. W. B. Scott, presidente de la Sociedad Filosófica Norteamericana de la época, describió la hipótesis de la deriva continental como un “completo disparate”.
PARTE I – Tema 2
Rechazo de la hipótesis de la Deriva Continental
Una de las principales objeciones a la hipótesis de Wegener fue la falta de un mecanismo capaz de mover
los continentes. Wegener sugirió dos mecanismos posibles para la deriva continental: • La fuerza gravitacional que la luna y el sol ejercen sobre la Tierra y que provocan las mareas Wegener argumentaba que las fuerzas mareales afectarían principalmente la capa más externa de la Tierra, que se deslizaría como fragmentos continentales separados sobre el interior. Sin embargo, el destacado físico Harold Jeffreys contestó correctamente con el argumento que las fuerzas mareales no tenían la magnitud necesaria para desplazar los continentes
PARTE I – Tema 2
• Los continentes más grandes y pesados se abrieron paso por la corteza oceánica de manera muy parecida a como los rompehielos atraviesan el hielo Sin embargo, no existían pruebas que sugirieran que el suelo oceánico era lo bastante débil como para permitir el paso de los continentes sin deformarse de manera apreciable en el proceso. En 1929, una fuerte oposición a la idea de Wegener procedía de todas las áreas de la comunidad científica. Wegener murió en 1930 en una expedición a Groenlandia, sin embargo su controversial idea no murió con él.
PARTE I – Tema 2
A mediados de la década de los ‘50, empezaron a surgir dos nuevas líneas de evidencia, que cuestionaban la comprensión científica del funcionamiento de la Tierra. Una línea procedía de las exploraciones del fondo oceánico y la otra línea de un campo relativamente nuevo, el paleomagnetismo.
http://www.iies.es/Papua-Nueva-Guinea-otorga-la-primera-concesion-del-mundo-para-realizar-mineria-comercial-en-el-fondo-marino_a1269.html
http://www.examiner.com/holistic-science-spirit-in-national/paleomagnetism-photo
PARTE I – Tema 2
PARTE I – Tema 2
P a l e o m a g n e t i s m o
Las rocas pueden ser a veces un registro de las
orientaciones del campo magnético terrestre en el pasado
PALEOMAGNETISMO ( “MAGNETISTO ANTIGUO”)
Algunas rocas (basaltos o rocas sedimentarias) contienen
pequeñas partículas de minerales compuestas por óxidos
de fierro o titanio que NO son magnéticos a elevadas T°
Cuando la T° desciende por debajo de un valor crítico
llamado “punto de curie” , entre 600 y 350°C se
magnetizan, es decir, tienden alinearse según la dirección
del campo magnético existente
Estudios del magnetismo remanente de numerosas
rocas de muchos lugares del mundo, han
demostrado que la polaridad del campo magnético
terrestre ha cambiado muchas veces durante la
historia de la tierra.
SE HAN PODIDO RECONOCER MOMENTOS DE POLARIDAD
NORMAL, EN QUE EL NORTE MAGNÉTICO SE ORIENTA COMO
HOY EN DÍA, SEGUIDAS POR PERÍODOS EN QUE EL POLO
MAGNÉTICO NORTE Y SUR HAN ESTADO INVERTIDOS- EPOCAS
DE POLARIDAD INVERSA.
INVERSIONES DE POLARIDAD
PARTE I – Tema 2
P a l e o m a g n e t i s m o
INVERSIONES DE POLARIDAD
PARTE I – Tema 2
P a l e o m a g n e t i s m o
PARTE I – Tema 2
DECLINACION
MAGNETICA ES EL
ANGULO ENTRE
AMBOS QUE SE
PUEDE MEDIR EN
CADA PUNTO DE LA
SUPERFICIE DE LA
TIERRA
EL ANGULO ENTRE
AMBOS ES VARIABLE
EN UN PROMEDIO
APROXIMADO DE
2.000 AÑOS, LA
DISCREPANCIA
ENTRE LOS
POLOS
MAGNÉTICO Y
GEOGRÁFICO
DESAPARECE.
PARTE I – Tema 2
Expansión del fondo oceánico
Después de la II Guerra Mundial, se inicia un periodo de exploración oceánica. Durante las dos décadas siguientes se llevaron a cabo grandes descubrimientos:
• El sistema global de dorsales oceánicas que se encuentra en todos los océanos, caracterizado por un intenso volcanismo y un elevado flujo térmico.
• Un valle de rift central que se extiende a lo largo de la dorsal mesoatlántica.
• La presencia de grandes montañas submarinas de cima plana, llamadas guyots.
• En los dragados del fondo oceánico no descubrieron corteza oceánica con una edad superior a 180 millones de años.
PARTE I – Tema 2
PARTE I – Tema 2
http://es.wikipedia.org
http://universitam.com/
PARTE I – Tema 2
A principios de los años ’60, Harry Hess, incorporó estos hechos recién descubiertos a una hipótesis que más tarde se denominaría expansión del fondo oceánico.
Hess proponía que las dorsales oceánicas estaban localizadas sobre zonas de ascenso convectivo en el manto y a medida que el
material asciende desde el manto, se expande lateralmente, el suelo oceánico es transportado
de alejándose de la cresta de la dorsal.
Expansión del fondo oceánico
http://cmc2tectonica.wikispaces.com/1+DESARROLLO+DE+LA+TEOR%C3%8DA+DE+LA+TECT%C3%93NICA+DE+PLACAS
En estos puntos, las fuerzas tensionales fracturan la corteza y proporcionan vías de intrusión magmática para generar nueva corteza oceánica. Entonces, a medida que el fondo oceánico se aleja de la cima de la dorsal, es sustituido por nueva corteza.
Hess propuso, además, que la rama descendente de una corriente de convección en el manto tiene lugar en los alrededores de las fosas submarinas. corteza oceánica es empujada de nuevo hacia el interior de la Tierra
Las pruebas concluyentes que apoyaron la hipótesis de Hess, procedieron de los estudios de Fered Vine y D. H. Matthews. Ellos conectaron la hipótesis de expansión del fondo oceánico y las inversiones magnéticas recién descubiertas.
Hess, propuso que la parte horizontal de la corriente de convección del manto trasportaba de una manera pasiva los continentes.
Hess propuso, además, que la rama descendente de una corriente de convección en el manto tiene lugar en los alrededores de las fosas submarinas. Según Hess éstas son sitios donde la corteza oceánica es empujada de nuevo hacia el interior de la Tierra. Como consecuencia, las porciones antiguas del fondo oceánico van consumiéndose de manera gradual a medida que desciende hacia el manto.
Expansión del fondo oceánico PARTE I – Tema 2
Hess, propuso que la parte horizontal de la corriente de convección del manto trasportaba de una manera pasiva los continentes.
PARTE I – Tema 2
La Tectónica de Placas es la teoría unificadora de las
Ciencias Geológicas.
Hay una enorme cantidad de evidencia geológica,
paleontológica y climática que apoyan esta teoría.
TECTÓNICA DE PLACAS
DERIVA CONTINENTAL
+
PALEOMAGNETISMO
+
EXPANSIÓN DE FONDOS OCEÁNICOS
Hacia la Tectónica de Placas
J. Tuzo Wilson en 1965, proporcionó la pieza que faltaba
para formular la teoría de la tectónica de placas.
Wilson sugirió que grandes fallas conectaban los cinturones móviles globales en una red continua que dividía la capa externa de la Tierra en varías placas rígidas. Además, describió los tres tipos de bordes de placa y cómo los bloques sólidos de la capa externa de la Tierra se movían unos respecto a otros. http://particle.physics.ucdavis.edu/bios/Wilson.html
PARTE I – Tema 2
En las dorsales oceánicas las placas se separaban, mientras que a lo largo de las fosas submarinas, las placas convergían. Además, a lo largo de grandes fallas, que denominó fallas transformantes, las placas se deslizan lateralmente una con respecto a la otra. Wilson había presentado lo que
luego se llamaría TEORÍA DE LA TECTÓNICA DE PLACAS.
Hacia la Tectónica de Placas PARTE I – Tema 2
PARTE I – Tema 2
Antecedentes Tectónica de Placas: Teoría de Deriva
Continental
PERMICO
225 Ma.
TRIÁSICO
200 Ma.
JURÁSICO
135 Ma.
CRETÁCICO
65 Ma.
HOY
PARTE I – Tema 2
Las masas continentales se hayan movido a lo
largo de la historia de la tierra
La idea fundamental de la teoría de tectónica de placas es la existencia en la superficie de la tierra de
placas delgadas rígidas que interactúan entre si
Las respuestas más aceptadas de por que se mueven las
placas se relacionan con que las placas son arrastradas por
corrientes de convección del manto y por que los borden
más fríos de cada placa, y por ende más densos, “empujan”
a las placas hacia el manto más caliente y ligero.
Teoría Tectónica de Placas (alrededor 1960)
PARTE I – Tema 2
Movimientos convectivos en el manto
PARTE I – Tema 2
Teoría Tectónica de Placas
Las placas tectónicas se desplazan unas respecto a otras con velocidades
entre 1 y 10 cm/año e interaccionan unas con otras a lo largo de sus fronteras o
límites provocando intensas deformaciones en la corteza, lo que ha dado lugar
a la formación de grandes cadenas montañosas y grandes sistemas de fallas.
Existen placas
principales y
secundarias. Las
principales son Pacífico,
Norteamericana,
Sudamericana, Africana,
Euroasiática, Indo
australiana y Antártica
Las secundarias
son: Arábiga, Caribe,
Nazca, Cocos, Filipinas,
Irán y Atlántico Sur.
http://geogeneral-unesr-bna.blogspot.com/
Volcanes (especialmente notorios en el cinturón de fuego
del Océano Pacífico)
Fosas oceánicas
Dorsales
PARTE I – Tema 2
Teoría Tectónica de Placas
El contacto por fricción entre
los bordes de las placas es
responsable de la mayor parte de
los terremotos.
PARTE I – Tema 2
Tectónica de Placas: Tipos de márgenes
Margen Divergente o margen de expansión (dorsales oceánicas)
Margen convergente (subducción) o Colisión
Márgenes Transformantes (movimiento lateral)
MARGEN DIVERGENTE MARGEN CONVERGENTE MARGEN TRANSFORMANTE
PARTE I – Tema 2
Margen convergente (subducción) o Colisión
Contacto Placas
oceánica -
continental
PARTE I – Tema 2
Tectónica de Placas y zonas sísmicamente activas
PARTE I – Tema 2
Tectónica de Placas
ZONAS SÍSMICAMENTE ACTIVAS RECIENTES
PLACAS TECTÓNICAS
Convergencia de placa de Nazca
bajo Sudamericana del orden de
8 cm/año
Convergencia en zona de Fosa
Chile Austral es de 2 cm/año
Al Oeste de Golfo de Penas,
existe un “punto triple” (contacto
de 3 placas).
Se forma la dorsal de Chile
(expansión 4 cm/año)
PARTE I – Tema 2
Margen Divergente o margen de expansión
A medida que dos placas se separan, se generan fracturas que son
ocupadas por material fundido proveniente de la astenósfera.
El material se enfría y generan bandas de suelo oceánico que se
adhiere al existente
CORTEZA OCEANICA CORTEZA OCEANICA
GENERACIÓN DE NUEVA
CORTEZA OCEANICA
MATERIAL FUNDIDO
PROVENIENTE DE
ASTENÓSFERA
•Se habla de
dorsal cuando
se genera
corteza oceánica
de gran altura.
•La zona de
ruptura por
donde sale
magma se
denomina rift
http://tectonicsplate.wikispaces.com/BORDES+DIVERGENTES
PARTE I – Tema 2
Margen Divergente o margen de expansión
El sistema de dorsales oceánicas interconectadas es la estructura topográfica más larga de la superficie de la Tierra, que supera los 70.000 km de largo. La cresta de la dorsal suele ser 2 a 3 km más alta que las cuencas oceánicas adyacentes y tiene un ancho de entre 1000 y 4000 km. A lo largo del eje de algunos segmentos de la dorsal existe una profunda estructura fallada denominada valle de rift.
http://rumboalasestrellas.mforos.com/1383764/6668346-vulcanismo/
PARTE I – Tema 2
Margen Divergente o margen de expansión
La razón principal de la posición elevada de la dorsal oceánica es que la corteza oceánica recién creada está caliente y ocupa mayor volumen, lo cual la hace menos densa que las rocas más frías. A medida que se forma nueva corteza, esta se separa de manera lenta, pero continua. Luego, empieza a enfriarse y contraerse, aumentando así su densidad. Esta contracción térmica explica las mayores profundidades oceánicas que hay lejos de la cresta de la dorsal.
http://www.bbc.co.uk/nature/blueplanet/infobursts/midocean_ridge_bg.shtml
PARTE I – Tema 2
Margen Divergente o margen de expansión
En algunos casos (Islandia) la dorsal oceánica (Atlántica) emerge
sobre el mar
En general, los márgenes divergentes se encuentran bajo el mar,
pero existen casos (África Oriental) en que están en el continente
PARTE I – Tema 2
Margen Divergente o margen de expansión
http://geogeneral-unesr-bna.blogspot.com/
¿Sólo bajo los océanos?
Sectores donde la litósfera es reabsorbida en el interior del manto.
Cuando dos placas convergen, una de ellas se dobla por debajo de
la otra y desciende bajo la misma
El ángulo de descenso varía entre 25° y 90° (inferido a partir de
la localización de focos sísmicos)
Según la naturaleza de las placas, el contacto puede ser:
Placas oceánica - oceánica
Placas oceánica - continental
Placas continental - continental
PARTE I – Tema 2
Margen convergente (subducción) o Colisión
http://cienciasdelatierra2011.blogspot.com/2011/06/tectonica-de-placas.html
http://www.geology.um.maine.edu/geodynamics/analogwebsite/UndergradProjects2005/MKF_ERS416_2005/HTML/Background.html
PARTE I – Tema 2
Margen convergente (subducción) o Colisión
En el caso de convergencia océano - océano, se pueden
generar arcos volcánicos que afloran del mar (arcos de islas). Ej.
Islas Marianas, Sumatra-Java)
Fuente: Wikipedia
CONVERGENCIA OCÉANO - OCÉANO
PARTE I – Tema 2
Margen convergente (subducción) o Colisión
En el caso de convergencia continente - continente, se genera lo
denominado colisión de placas, sufriendo ambas importante
deformación. Ej. Himalayas o los Alpes
CONVERGENCIA CONTINENTE - CONTINENTE
PARTE I – Tema 2
Cuando la placa en subducción también contiene litósfera continental, la subducción continuada acabará uniendo los dos bloques, teniendo como resultado la colisión entre ellos.
Margen convergente (subducción) o Colisión
PARTE I – Tema 2
Márgenes Transformantes (movimiento lateral)
En este tipo de contacto entre placas no se genera ni destruye material
litosférico, si no que se produce un movimiento lateral entre placas
La mayoría de las fallas transformante se ubican en cuencas
oceánicas, pero también existen en la tierra (falla de San Andrés,
contacto entre placas Norteamericana y Placa Pacífica)
SISMOS
PARTE I – Tema 2
Márgenes Transformantes (movimiento lateral)
Falla de San Andrés (dirección SE-NW) Golfo de California
PARTE I – Tema 2
Es donde las placas se desplazan una al lado de la otra sin producir ni destruir litósfera (bordes pasivos). Las fallas transformantes fueron identificadas por primera vez donde se desplazan los segmentos desalineados de una dorsal oceánica.
http://almez.pntic.mec.es/~jmac0005/ESO_Geo/TIERRA/Html/Relieve_c.htm
Márgenes Transformantes (movimiento lateral)
PARTE I – Tema 2
Aunque la mayoría de las fallas transformantes está localizada dentro de las cuencas oceánicas, unas pocas atraviesan la corteza continental. Dos ejemplos de ellas son la falla de San Andrés en California y la falla Alpina, en Nueva Zelanda.
http://www.blogsonora.com/2009/08/04/serie-de-sismos-causa-alarma-en-hermosillo/
http://www.shakeout.org/nzwestcoast/science.html
PARTE I – Tema 2
PARTE I – Tema 2
Contacto entre placas
PARTE I – Tema 2
El valle del rift del África oriental representa el estadio inicial de la ruptura de un continente.
El Rift Africano
Las fuerzas tensionales han estirado y adelgazado la corteza continental. Como resultado, la roca fundida asciende desde la astenósfera e inicia la actividad volcánica en la superficie.
La extensa actividad volcánica se observa en las montañas volcánicas como el Kilimanjaro y el Monte Kenia.
http://aprendemosgeografiaehistoria.blogspot.com/2009/11/las-placas-tectonicas-y-la-deriva.html
PARTE I – Tema 2
El valle del rift del África oriental representa el estadio inicial de la ruptura de un continente.
El Rift Africano
Si se mantienen las fuerzas tensionales, el valle del rift se alargará y aumentará de profundidad, alcanzando al final el borde de la placa, separándola en dos. Llegado ese punto, el valle se convertirá en un mar lineal estrecho con una desembocadura
al océano.
http://aprendemosgeografiaehistoria.blogspot.com/2009/11/las-placas-tectonicas-y-la-deriva.html
PARTE I – Tema 2
Mar
Rojo
PARTE I – Tema 2
Tectónica de Placas: PUNTOS TRIPLES
Puntos donde se ponen en
contacto 3 placas. Existen
puntos triples estables e
inestables, dependiendo
de la geometría de los
contactos y las
velocidades relativas de la
placas
En Chile existe un punto
triple (Taitao, sur de Chile,
Región de Aisén) donde se
ponen en contacto las
placas Antártica, Nazca y
Sudamericana)
Convergencia de placa de Nazca bajo
Sudamericana del orden de 8 cm/año
Convergencia en zona de Fosa Chile Austral es de
2 cm/año
Se forma la dorsal de Chile (expansión 4 cm/año).
Presencia falla Liquiñe-Ofqui
Scielo.cl (Ramos, et al)
TAREA TECTÓNICA DE PLACAS
ESTA TAREA NO SE ENTREGA, SIN EMBARGO, ES PARTE DE
LA MATERIA DEL CONTROL 1
TAREA TECTÓNICA DE PLACAS