Tema 1: Tectónica global - ByG 4ºESO
Seminario de CCNN - Claret Rabadán
Unidad 1. Tectónica global (Bloque 2, Criterio 6)
1. Introducción
Todos los estudios en geología se basan en los Principios fundamentales, que son:
Las capas de arriba son más jóvenes que las de abajo si
no hay algún acontecimiento que las altere.
Superposición de
estratos
Un acontecimiento es posterior a las rocas que afecta y
anterior a las rocas que no afecta.
Superposición de
acontecimientos
Los fósiles de capas sedimentarias inferiores son más
antiguos que los fósiles de capas superiores.
Superposición
faunística
Los estratos se depositan de forma horizontal, a no ser
que algún proceso los altere.
Horizontalidad
Las capas se depositan hasta que encuentran algún
obstáculo
Continuidad lateral
Y los principios GENERALES son:
Los procesos que actúan ahora sobre la superficie
terrestre son los mismos que han actuado en tiempos
pasados.
Actualismo
Los procesos geológicos son muy lentos y actúan durante
un periodo dilatado de tiempo.
Uniformismo
Estos principios nos servirán para todo el bloque de geología, que incluye este tema (Tectónica global) y
el siguiente (Deformaciones de la corteza)
En esta unidad conoceremos la tectónica de placas, que consiste en una teoría global que explica cómo
es la estructura de la litosfera y cómo se mueve. Para ello, estudiaremos cómo nació esta teoría, cuáles
son sus puntos principales y qué consecuencias tiene sobre el relieve.
2. La deriva continental de Alfred Wegener
Hasta que en la década de 1960 se aceptó la teoría de la tectónica de placas, existieron numerosas
controversias entre una mayoría de científicos que defendía la inmovilidad de los continentes (fijistas) y
quienes propugnaban que estos se habían desplazado grandes distancias a lo largo del tiempo
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(movilistas).
La suposición de que gigantescas masas, como los continentes, pudieran haberse desplazado miles de
kilómetros parecía, en principio, descabellada, pero había indicios que apuntaban en esa dirección. El
más sugestivo de ellos era el parecido entre las costas atlánticas de África y Sudamérica.
El meteorólogo alemán Alfred Wegener fue el primero en reunir pruebas para explicar que los
continentes se mueven. En 1912 presentó una revolucionaria teoría movilista: la deriva continental.
Según esta teoría, hace unos 200 millones de años todos los continentes estuvieron unidos en uno solo,
al que denominó Pangea, que significa “toda la tierra”.
Figura 1. Alfred Wegener y su hipótesis de la deriva continental.
Wegener reunió gran cantidad de indicios indirectos que demostraban que los continentes se habían
desplazado:
▪ Pruebas geográficas. Wegener comprobó que los continentes encajaban bastante bien, casi como
las piezas de un puzle. Además, el encaje entre las costas mejoraba cuando se unían por las
plataformas continentales.
▪ Pruebas geológicas. Wegener constató la continuidad de numerosas estructuras geológicas a uno
y otro lado de la línea de unión.
▪ Pruebas paleontológicas. Se basan en la presencia, en continentes actualmente alejados, de
fósiles de organismos terrestres, como reptiles o plantas, que en ningún caso hubieran podido
atravesar los océanos que hoy los separan.
▪ Pruebas paleoclimáticas. Rocas como el carbón y sedimentos como los depositados por los
glaciares (morrenas) nos informan sobre el clima del pasado. Cuando Wegener reunió los
continentes en Pangea, comprobó cómo las tierras situadas en torno al polo Sur poseían
morrenas de la misma edad, mientras que en la zona ecuatorial existían grandes yacimientos de
carbón.
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Figura 2. Pruebas de la deriva continental de Wegener.
Sin embargo, aunque consiguió pruebas que apoyaban la existencia de Pangea en el pasado, no halló
ninguna fuerza convincente que explicara el movimiento de los continentes, por lo que su hipótesis fue
rechazada.
Tuvo que pasar medio siglo desde la publicación de la hipótesis de la deriva continental para que la idea
del desplazamiento de los continentes fuera finalmente aceptada. Para ello fue preciso mejorar
notablemente nuestro conocimiento sobre el interior terrestre, así como el estudio de los fondos
oceánicos y de la distribución de terremotos y volcanes.
3. Estructura y composición de la Tierra
Hay diferentes métodos para estudiar cómo es el interior terrestre. Los principales son:
o Sondeos y minas. Son un método poco eficaz porque no se ha podido profundizar más allá de los
13 km, una distancia insignificante comparada con el radio terrestre, de 6731 km.
o Estudio de las rocas. Si bien no podemos acceder al interior terrestre, hay fenómenos naturales
que sacan a la superficie rocas que se han formado en él. Entre ellos cabe citar la erosión¸ que
desmantela las rocas de la superficie y pone al descubierto otras originadas a mayor
profundidad; y las erupciones volcánicas que, a menudo, arrastran fragmentos del interior
terrestre donde se generó el magma.
o Meteoritos y asteroides. Se trata de fragmentos primigenios del sistema solar que no llegaron a
reunirse en un planeta. Nos informa de cómo serían los materiales que se unieron para formar la
Tierra.
o Métodos sísmicos. Son los métodos más importantes y se basan en el análisis de las ondas
sísmicas producidas en los terremotos o en explosiones controladas. Las vibraciones viajan a
través del interior de la Tierra y su estudio, por medio de sismógrafos, proporciona información
sobre las capas que han atravesado. Existen dos tipos de ondas sísmicas internas, las P y las S
que viajan por el interior terrestre.
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Figura 3. Ondas P y S y las discontinuidades sísmicas.
Tabla 1. Características de las ondas P y S.
El estudio de las ondas sísmicas descubrió un planeta dividido en capas concéntricas, de manera
semejante a las capas de una cebolla. Dichas capas pueden clasificarse atendiendo a 2 criterios: su
composición (modelo geoquímico) y su estado físico (modelo geodinámico).
• Capas composicionales. Se diferencian por su composición y están separadas por discontinuidades
sísmicas.
La corteza y el manto, separadas por la discontinuidad de Mohorovicic o moho, están
compuestas por rocas: las de la corteza son menos densas y más ricas en silicio y aluminio que las
del manto, donde abunda el hierro y el magnesio.
El núcleo, en cambio, es metálico y formado casi por completo por hierro. Está separado del
manto por la gran discontinuidad de Gutenberg.
Estas tres capas se disponen en orden creciente de densidad.
• Capas dinámicas. La litosfera es la capa rígida superficial y engloba toda la corteza y una porción
del manto superior, también rígido.
Esta capa descansa sobre el resto del manto, la astenosfera y la mesosfera que, a diferencia de
ella tienen un comportamiento más plástico y dúctil. Es decir, aunque están en estado sólido
pueden fluir muy lentamente, como los líquidos (especialmente la astenosfera).
El núcleo o endosfera se encuentra fundido en su mayor parte (núcleo externo), no así en el
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centro (núcleo interno).
Figura 4. Modelos de estructura interna de la Tierra.
4. El estudio de los fondos oceánicos
A comienzos de la década de 1960 se empezó a utilizar el SONAR para estudiar el relieve de los fondos
oceánicos. Este aparato utiliza ultrasonidos y recoge su eco: a partir del retardo con que el eco llega, se
calcula la distancia a la que se encuentra un objeto.
Figura 5. Relieve del fondo oceánico.
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El estudio del relieve del fondo oceánico cambió nuestra concepción de la dinámica del planeta. Los
mapas reflejaron una geografía bastante variada, en contraposición con las planas llanuras cubiertas de
sedimentos que se esperaba encontrar. Entre dichos relieves destacan 2: las dorsales y las fosas
oceánicas.
▪ Dorsal medio-oceánica. Es una enorme cordillera, de más de 60000 km de longitud y hasta 2000
km de anchura, que suele recorrer la zona central de los océanos.
A menudo, presenta un surco central o rift y está atravesada por numerosas fracturas
perpendiculares a este eje, las fallas transformantes, que le dan un aspecto parecido a una
columna vertebral. Las dorsales raramente llegan a emerger (aunque tenemos algún ejemplo,
como sucede en Islandia).
▪ Fosas. Son estrechas y profundas trincheras que suelen encontrarse adosadas a los bordes
continentales o junto a arcos de islas volcánicas, especialmente en el Pacífico. La más profunda,
el abismo Challenger, en la fosa de las Marianas, alcanza los 11 km.
▪ Otros relieves.
o Llanura abisal. Tiene una profundidad media de 4 km.
o Arcos de islas. Son archipiélagos surgidos junto a las fosas. Constituyen una de las áreas
volcánicas más activas del planeta: Japón, Aleutianas, Marianas, Filipinas…
o Islas submarinas y guyots. Son antiguos relieves volcánicos ya sumergidos o bien que no
han llegado a emerger; los guyots presentan la cumbre aplanada.
o Archipiélagos de tipo Hawái. Son archipiélagos alineados de islas volcánicas asociados a
puntos calientes o hot spots.
Figura 6. Principales relieves oceánicos.
Según los fijistas, los océanos eran enormes cuencas receptoras de sedimentos y esperaban que dichos
sedimentos alcanzaran kilómetros de espesor. Sin embargo, encontraron amplias áreas donde estos no
existían o tenían espesores muy reducidos.
Durante la década de 1960 se emprendieron diversas campañas oceanográficas, como el Deep Sea
Drilling Project o Proyecto de Perforación del Océano Profundo. En ellas se usaron buques
oceanográficos dotados, entre otros medios, de torres de perforación para obtener muestras del fondo
oceánico. Estas campañas permitieron obtener 2 importantes datos acerca de los fondos marinos
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profundos:
- Son de origen volcánico. Están constituidos por lavas submarinas y rocas magmáticas solidificadas
a poca profundidad bajo el fondo marino. Sobre dichas lavas se han acumulado sedimentos
marinos.
- Son muy jóvenes (no existen fondos marinos de más de 180-200 m. a., muy poco tiempo en
comparación con los 4500 m. a. de edad de la Tierra). Además, la distribución de edades es muy
característica: las lavas del rift (justo donde la dorsal) son muy recientes y la antigüedad de los
fondos va aumentando al alejarnos de la dorsal.
5. El nacimiento de la tectónica de placas.
La Guerra Fría también contribuyó, sin buscarlo, a consolidar la teoría de la tectónica de placas. La
necesidad de conocer las pruebas nucleares del enemigo llevó a instalar una amplia red de sismógrafos
por todo el globo. Estos instrumentos detectan cualquier vibración del terreno, incluidas las producidas
por las explosiones atómicas, que se distinguían de los terremotos naturales estudiando las ondas
sísmicas.
Los mapas resultantes de los sismógrafos mostraban una disposición sorprendente: los terremotos se
distribuían en estrechas bandas, denominadas cinturones sísmicos, donde también se concentraban los
volcanes. De alguna forma, la liberación de energía interna en forma de magmas y sacudidas sísmicas era
mayor en determinadas zonas, y el resto de la superficie quedaba en relativa calma.
Estos acontecimientos mostraban una clara coincidencia con determinados relieves, pues la actividad
interna de la Tierra se concentraba en las fosas, los ejes de las dorsales oceánicas y las cordilleras
jóvenes. De esta coincidencia podía deducirse que la actividad sísmica y volcánica está relacionada con
la formación de dichos relieves.
Figura 7. Distribución mundial de los terremotos y volcanes más importantes.
Los cinturones sísmicos mostraban que la litosfera se encontraba fragmentada, de manera semejante a
las piezas de un gigantesco rompecabezas.
Una placa litosférica es cada uno de los fragmentos en que se encuentra dividida la litosfera, separados
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por cinturones sísmicos y volcánicos.
Las placas pueden clasificarse atendiendo a 2 criterios:
- Según su tamaño, se distingue entre las 8 grandes placas y una serie de pequeños fragmentos
litosféricos o microplacas.
- Según el tipo de litosfera, encontramos placas oceánicas, continentales o mixtas, es decir, según
estén compuestas por litosfera oceánica, continental o por ambas, respectivamente.
Las placas, como se descubrió posteriormente, no están inmóviles ni son invariables. Pueden crecer,
reducirse, fragmentarse y reunirse entre sí. El estudio de su dinámica constituye la tectónica de placas.
Figura 8. Mapa de las placas litosféricas.
Las campañas de perforación del fondo oceánico mostraron, además de su naturaleza volcánica, una
curiosa distribución según su edad. Los fondos oceánicos son más jóvenes cerca de la dorsal y su edad
aumenta a medida que nos alejamos de ella. Al mismo tiempo, los fondos están cubiertos por espesores
de sedimentos marinos progresivamente mayores.
Gracias al uso de submarinos de profundidad pudo observarse la presencia de emisiones de gases y
aguas a elevadas temperaturas en el surco de la dorsal, lo que confirmó el origen volcánico de estas
cordilleras submarinas.
De todo ello se deduce que el fondo oceánico se forma continuamente en las dorsales a partir de
magmas que ascienden del manto y salen por el eje de la dorsal o rift. Conforme ambas placas se
separan, el hueco que dejan es ocupado por magmas progresivamente más recientes, y los fondos
anteriores van quedando separados en bandas simétricas a ambos lados, cada vez más alejados de la
dorsal donde se formaron. La velocidad a la que esto ocurre es muy lenta en comparación con la vida
humana: del orden de varios centímetros al año.
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Figura 9. Distribución de edades en el Atlántico y formación del fondo oceánico durante la separación de África y Norteamérica.
Si el fondo oceánico se forma continuamente en las dorsales y la Tierra no se hincha cabe deducir que,
al mismo tiempo, se destruye y desaparece en otros lugares. Y es por ese motivo que no se encuentran
fondos muy antiguos (recuerda que la edad máxima está en torno a los 180 o 200 m. a.).
Los lugares donde se hunden los fondos oceánicos se llaman zonas de subducción. La subducción es el
proceso por el que la litosfera oceánica se introduce en el manto. Existen 2 situaciones de subducción
distintas. Cada una da lugar a relieves diferentes:
- Subducción bajo litosfera continental. La fosa se halla junto al borde del continente y, como
resultado de la compresión y del vulcanismo, se levanta una cordillera de borde continental o de
tipo andino. Es el caso del borde oeste de Sudamérica.
- Subducción bajo litosfera oceánica. Da lugar a un arco de islas sobre la placa cabalgante. Dicho
arco apunta hacia la placa que subduce. Es el caso de muchos arcos de islas del Pacífico (Kuriles,
Japón, Marianas) y de algunas del Atlántico.
Figura 10. Subducción bajo litosfera continental.
El plano de Benioff es una zona sísmica de borde de placa que se extiende a uno de los lados de una
fosa oceánica. La inclinación de este plano suele ser mayor de 45°.
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5. La tectónica de placas, una teoría global
La tectónica de placas es la teoría que nos explica la distribución de masas continentales y la formación y
destrucción de océanos, que se resume de la siguiente manera:
● La litosfera se encuentra dividida en grandes bloques llamados placas, que cubren la superficie
terrestre y encajan entre sí como las piezas de un rompecabezas.
● La mayor parte de la actividad geológica interna (terremotos y volcanes) se concentra en los
límites entre las placas. En el interior de las placas, la actividad es más escasa.
● Los fondos oceánicos se generan continuamente en las dorsales, a partir de magmas procedentes
del manto, y se destruyen, por subducción, en las fosas.
● Las placas, con su movimiento, arrastran los continentes e interaccionan entre sí: donde 2 placas
se separan, se generan nuevos océanos; donde se acercan y colisionan, se levantan cordilleras.
Esta teoría explica una gran cantidad de fenómenos geológicos que aparentemente no tenían relación
entre sí, de ahí que también se llame tectónica global:
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★
★
★
★
La distribución de la actividad sísmica y volcánica.
La distribución actual y pasada de continentes y océanos.
La formación de las cordilleras.
La génesis y destrucción de los fondos oceánicos.
La distribución de yacimientos minerales y de combustibles fósiles.
El calor interno de la Tierra es el responsable de que el manto (a excepción del manto litosférico rígido),
aunque sólido, se comporte como un material dúctil o plástico. Situado sobre un núcleo que calienta su
base, se generan corrientes de convección en su interior que, con la colaboración de las propias placas
debido a la gravedad y a su peso, permiten el desplazamiento de estas.
Figura 11. Esquema del movimiento de las placas.
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6. El ciclo de Wilson
El geólogo canadiense John Tuzo Wilson (1909-1993) fue el primero en proponer la existencia, a lo largo
de la historia de la Tierra, de procesos cíclicos de ruptura y reunificación de supercontinentes. En su
honor, a dicho proceso cíclico se le denomina ciclo de Wilson. Sus fases son las siguientes:
1. Formación de un domo térmico y etapa de rift (Valle del Rift africano). El calor acumulado debajo
del continente provoca la dilatación de los materiales y un abombamiento. Aparecen grandes
fracturas que adelgazan la corteza, provocando la formación de un surco o rift continental.
2. Etapa de mar estrecho (Mar Rojo). La separación se completa y comienza a generarse entre
ambos fragmentos nueva litosfera oceánica y una pequeña dorsal. Aparece un pequeño océano,
recto, alargado y de costas simétricas, que deja justo en medio la dorsal.
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3. Etapa de expansión oceánica (Atlántico). La separación prosigue y la extensión del nuevo fondo
oceánico aumenta considerablemente. Aparecen las fallas transformantes, que son roturas
perpendiculares al eje de la dorsal. La dorsal sigue estando en el centro del océano y este sigue
siendo alargado, pero empieza a perder linealidad.
4. Etapa de arco-isla (Pacífico). El océano comienza a cerrarse por la aparición de zonas de
subducción en sus bordes. Cuando la subducción sucede bajo placa continental, se forman en la
placa que queda por encima (la que no subduce) una hilera de islas volcánicas que llamamos
arco-isla, debido a la fusión y ascenso de los materiales de la placa que subduce.
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5. Etapa de cordillera litoral (Andes). Puede aparecer a la vez que la etapa anterior (o no aparecer
una de las dos etapas). Cuando la subducción se produce en un borde continental, se forma una
cordillera volcánica debido a todo el material que se está fundiendo de la placa oceánica (que
subduce).
6. Etapa de colisión continental y sutura (Himalaya). Como el océano se va cerrando a medida que
avanza la subducción y las placas pueden contener parte continental, los continentes se acercan
y acaban chocando. Debido a la distinta densidad de la corteza oceánica y la corteza continental,
esta última nunca subduce (la corteza continental pesa muy poco en comparación con la
oceánica), por lo que el choque forma una gran cordillera que se llama CORDILLERA DE SUTURA,
donde el espesor de la corteza puede llegar a 80 km.
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7. Los límites de placas y el relieve.
Los límites se clasifican en constructivos o divergentes, destructivos o convergentes y pasivos o
conservativos, según el tipo de movimiento relativo entre las placas que delimitan y de si se crea,
destruye o conserva la litosfera oceánica.
▪ Bordes constructivos o divergentes. Son aquellos donde dos placas se separan, haciendo que se
cree entre ellas nueva litosfera oceánica. Un ejemplo es la dorsal centro-atlántica, que es un
borde constructivo tanto de la placa euroasiática como de la norteamericana.
▪ Bordes destructivos o convergentes. En estos bordes, dos placas se acercan y colisionan. Se
destruye litosfera oceánica por subducción en el manto, a la vez que se forman arcos-isla o
nuevas cordilleras. Dos ejemplos son la fosa de las marianas y la cordillera de los Andes,
respectivamente.
▪ Bordes pasivos o conservativos. Son fracturas, conocidas como fallas transformantes, en las que
dos placas se rozan lateralmente. En estas zonas no se crea ni se destruye litosfera oceánica. Son
ejemplos la falla de San Andrés, en California, y todas las fracturas que separan los segmentos del
rift de una dorsal.
Figura 12. Límites de placa y relieves.
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Tipo de límite
Movimiento
existente
Fondos oceánicos
Relieves que se
originan
Constructivo o
divergente
Separación y
alejamiento
Se crea nueva
litosfera oceánica
Dorsales y rifts
continentales
Destructivo o
convergente
Acercamiento y
choque
Se destruye
litosfera oceánica
Fosas, arcos de
islas y cordilleras
Pasivo o
conservativo
Deslizamiento lateral
No se crea ni se
destruye litosfera
Fallas
transformantes
Tabla 2. Diferencias entre los 3 límites de placa.
8. El origen de las Islas Canarias
El 17% del vulcanismo mundial tiene lugar en el interior de las placas, es el denominado vulcanismo
intraplaca. El porcentaje es pequeño si se considera que se reparte entre la mayoría de la superficie
terrestre. De él, la mayor parte se produce en los llamados puntos calientes. Un punto caliente es la
manifestación en la superficie de un penacho térmico que empieza en el núcleo, que calienta la base del
manto inferior y envía una gran cantidad de material hacia la superficie.
A medida que ascienden las columnas de rocas calientes, pero aún sólidas, van accediendo a lugares con
menor presión. Al llegar a la base de la litosfera la presión se ha reducido lo suficiente como para que
comience su fusión. Allí, el magma originado actúa como un soplete. Si consigue perforar la litosfera
habrá un punto caliente. Este es el origen de las Islas Canarias y de otros archipiélagos como Cabo Verde
o Galápagos.
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