TEMA 2: La Tectónica de Placas - Apuntes Completos de 4º ESO

1. Estudio de la Tierra

  • Edad y Origen del Planeta:

    • El origen de la Tierra se sitúa hace 4560×1064560 \times 10^6 años (4560 millones de años), una cifra considerablemente mayor a la aparición de la especie humana, datada hace aproximadamente 60006000 años.
    • En sus etapas iniciales, la temperatura de la Tierra era extremadamente elevada, lo que provocó que los materiales primigenios se encontraran en estado fundido.
    • Esta fusión permitió una diferenciación por densidades:
    • Los componentes más volátiles se desplazaron hacia la superficie.
    • Los componentes más densos se hundieron hacia el centro.
    • Resultado de este proceso se formaron tres capas principales:
    1. Núcleo: La capa más profunda, formada mayoritariamente por Hierro (FeFe), el elemento más denso.
    2. Manto: Capa intermedia.
    3. Corteza: Capa más externa y ligera.

  • Métodos de Estudio Directos:

    • Se basan en la observación in situ y el análisis de materiales de la superficie terrestre.
    • Observación de rocas: Análisis de los materiales visibles en la superficie.
    • Minas y sondeos: Excavaciones y perforaciones que permiten extraer muestras de profundidades limitadas.
    • Experiencias de laboratorio: Simulación de condiciones terrestres para estudiar el comportamiento de los materiales.

  • Métodos de Estudio Indirectos:

    • Permiten deducir la composición y estructura a partir de propiedades físicas y químicas sin extraer muestras físicas directas del interior profundo.
    • Estudio de densidades: Se analizan anomalías gravimétricas. Las zonas con rocas de mayor densidad generan una mayor fuerza de gravedad.
    • Métodos magnéticos: Identificación de alteraciones en el campo magnético para localizar yacimientos metálicos.
    • Estudio de meteoritos: Se asume que tienen una composición similar a los componentes del sistema solar y a los materiales que forman las capas internas de la Tierra.
    • Método eléctrico: Medición de la conductividad eléctrica de las rocas. Una alta conductividad suele indicar la presencia de agua (como aguas subterráneas).
    • Método sísmico: Es el método principal para conocer el interior terrestre. Se basa en el estudio de las ondas sísmicas.

  • Ondas Sísmicas y Discontinuidades:

    • Las ondas sísmicas son vibraciones (ondas sonoras) emitidas tras un movimiento sísmico o terremoto que se transmiten por todo el interior del planeta.
    • Los cambios en la velocidad y la trayectoria de estas ondas indican variaciones en la composición y el estado físico (sólido o líquido) de los materiales.
    • Discontinuidades sísmicas: Son las zonas de la Tierra donde se producen estos cambios en la propagación.

  • Tipos de Ondas Sísmicas:

    • Ondas P (Longitudinales o Primarias): Son las más rápidas. Se transmiten tanto en medios sólidos como líquidos, aunque su velocidad disminuye al atravesar líquidos.
    • Ondas S (Transversales o Secundarias): Son más lentas que las P. Únicamente se transmiten a través de medios sólidos; desaparecen en medios líquidos.
    • Ondas superficiales o largas (Ondas R y Love): Se transmiten por la superficie terrestre. Son las que causan los daños del terremoto pero no aportan información sobre el interior profundo.

  • Discontinuidades Sísmicas Principales:

    • De primer orden (cambios bruscos):
    • Discontinuidad de Mohorovicic (Moho): Separa la corteza del manto. Ambas ondas (P y S) aumentan su velocidad.
    • Discontinuidad de Gutenberg: Separa el manto del núcleo. Se encuentra a una profundidad de 2900 km2900\,km. Las ondas P disminuyen su velocidad drásticamente y las ondas S desaparecen (lo que demuestra que el núcleo externo es líquido).
    • De segundo orden (cambios menos evidentes):
    • Discontinuidad de Repetti: Separa el manto superior del manto inferior (aproximadamente a 700 km700\,km).
    • Discontinuidad de Lehmann (o Wiechert-Lehmann): Separa el núcleo externo (líquido) del núcleo interno (sólido). Se sitúa a unos 5150 km5150\,km.

2. Modelos de la Tierra

  • Modelo Geoquímico (o Geoestático):

    • Se basa en la composición química y el tipo de rocas.
    • Corteza: Sólida. Se divide en oceánica (más fina) y continental (más gruesa).
    • Manto:
    • Manto superior: Sólido pero más ligero.
    • Manto inferior: Sólido y más denso.
    • Ambos presentan un comportamiento plástico o viscoso.
    • Núcleo:
    • Núcleo externo: Líquido y en movimiento.
    • Núcleo interno: Sólido.

  • Modelo Dinámico:

    • Se basa en el estado físico y el comportamiento mecánico ante vibraciones y movimientos.
    • Litosfera: Capa rígida y superficial que engloba la corteza y los primeros 100 km100\,km del manto superior.
    • Astenosfera y Mesosfera: Resto del manto superior y todo el manto inferior. Presentan comportamiento plástico o viscoso.
    • Endosfera: Corresponde a la totalidad del núcleo (tanto externo como interno).

3. Teorías sobre el origen del relieve

  • Historiografía de las teorías:

    • Teorías fijistas: Sostenían que los continentes siempre han ocupado su posición actual.
    • Teorías movilistas: Sostienen que los continentes se desplazan lateralmente.

  • 3.1 Teoría de la Deriva Continental (Alfred Wegener, 1912):

    • Primera teoría movilista. Propuso que hace 200×106200 \times 10^6 años existía un supercontinente llamado Pangea.
    • Pangea se fragmentó y los fragmentos se movieron hasta sus posiciones actuales.
    • Pruebas de Wegener:
    • Geográficas: Los perfiles de las plataformas continentales (como África y Sudamérica) encajan.
    • Geológicas/Tectónicas: Continuidad de cordilleras con la misma edad, tipo de roca y erosión en continentes hoy separados.
    • Paleontológicas: Presencia de fósiles idénticos en continentes remotos, como:
      • Lystrosaurus y Cynognathus (reptiles terrestres).
      • Mesosaurus (vividor de agua dulce).
      • Glossopteris (un helecho).
    • Críticas: No pudo explicar el mecanismo físico que movía los continentes; chocaba con creencias bíblicas de la época.

  • 3.2 Teoría de la Expansión de los Fondos Oceánicos (Harry Hess, 1962):

    • El magma asciende por las dorsales oceánicas, se enfría y genera nueva corteza oceánica, empujando la antigua hacia los lados.
    • Velocidad máxima de expansión estimada en 20 mm/an~o20\,mm/año.
    • Dorsales principales: Atlántica, Pacífica e Índica.
    • Pruebas: Los basaltos del fondo oceánico son más jóvenes cerca de la dorsal y más antiguos según nos alejamos de ella.
    • Mecanismo (Arthur Holmes, 1929): Corrientes de convección en el manto debidas a la diferencia de temperatura (ΔT≈3000∘C\Delta T \approx 3000^\circ C) entre el manto superior e inferior. El material caliente asciende y el frío desciende.

  • 3.3 Teoría de la Tectónica de Placas (1968):

    • Síntesis de la deriva continental, las corrientes de convección y la expansión de los fondos.
    • La litosfera está fragmentada en placas que flotan y se desplazan sobre el manto sublitosférico.
    • Explica el origen de cordilleras, volcanes, seísmos y permite predecir fenómenos geológicos.

4. Tipos de límites entre placas y su dinámica

  • Tipos de Litosfera:

    • Oceánica: Grosor de hasta 100 km100\,km. Compuesta principalmente por basalto. Es más delgada pero más densa; se desplaza de forma activa.
    • Continental: Grosor de hasta 300 km300\,km. Compuesta principalmente por granito. Es menos densa; su desplazamiento suele ser pasivo.

  • Principales Placas:

    • Mixtas (Grandes): Norteamericana, Sudamericana, Africana, Euroasiática, Pacífica, Antártica y Australiana.
    • Menores: Nazca, Cocos, Índica, Caribe, Filipinas y Arábiga.
    • Existen también microplacas.

  • Tipos de Movimientos y Bordes:

    • Divergente (Borde Constructivo):
    • Las placas se separan. El magma asciende, se solidifica y crea nueva litosfera.
    • Estructuras: Dorsales oceánicas (cordilleras submarinas de hasta 3000 m3000\,m de altura) y Rifts (depresión central de la fractura).
    • Procesos: Expansión oceánica, vulcanismo de fisura intenso y seísmos frecuentes pero poco intensos y superficiales.
    • Convergente (Borde Destructivo - Subducción):
    • Las placas se aproximan y chocan. Una placa (siempre la oceánica por ser más densa) se hunde bajo la otra y se funde en el manto.
    • Estructuras:
      • Fosas oceánicas: Grietas profundas donde se destruye litosfera.
      • Arcos Islas: Cadenas de islas volcánicas (ej. Japón, Filipinas, Antillas) por choque oceánica-oceánica.
      • Orógenos térmicos: Cordilleras volcánicas continentales (ej. Los Andes, por la subducción de la Placa de Nazca bajo la Sudamericana).
    • Procesos: Seísmos muy intensos y profundos, metamorfismo y magmatismo de alta temperatura.
    • Convergente (Borde de Colisión - Obducción):
    • Choque entre dos placas continentales. Como el granito es poco denso para subducir, los materiales se pliegan y fracturan.
    • Estructuras: Orógenos de colisión (Himalaya, Pirineos) y orógenos intraplaca.
    • Procesos: Seísmos fuertes, metamorfismo, intrusiones magmáticas internas (sin vulcanismo externo).
    • De Cizalla (Borde Transformante o Pasivo):
    • Movimiento paralelo en sentido contrario. No se crea ni destruye litosfera.
    • Estructura: Fallas transformantes (ej. Falla de San Andrés en California).
    • Procesos: Seísmos intensos.

  • Puntos Calientes (Hot Spots):

    • Columnas de magma que ascienden desde la base del manto y perforan la litosfera, formando islas volcánicas en el interior de las placas.
    • Ejemplos: Hawái, Azores, Yellowstone, Galápagos, Islas Canarias (Tenerife, Lanzarote, etc.).

  • El Ciclo de Wilson (Tuzo Wilson, 1965):

    • Describe la evolución cíclica de las placas en 6 fases:
    1. Formación de un rift continental.
    2. Formación de un océano estrecho (tipo Mar Rojo).
    3. Expansión y formación de un océano extenso (tipo Atlántico).
    4. Inicio de la subducción.
    5. Reducción del océano.
    6. Colisión continental y formación de cordilleras.

5. Tectónica: Fallas y Pliegues

  • Tipos de Deformaciones:

    • Elástica: Reversible (ondas sísmicas).
    • Plástica: Irreversible. Da lugar a Pliegues por esfuerzos compresivos.
    • Frágil: Irreversible. Rotura que genera Fallas y Diaclasas.

  • Estructura de un Pliegue:

    • Charnela: Zona de máxima curvatura.
    • Plano axial: Plano que divide el pliegue en dos mitades.
    • Flancos: Los lados del pliegue situados a cada lado del plano axial.
    • Núcleo: Parte más interna y comprimida.

  • Tipos de Pliegues:

    • Según disposición de capas:
    • Anticlinal: Forma de "A" (convexa). Materiales antiguos en el núcleo, recibiendo los nuevos arriba.
    • Sinclinal: Forma de "V" (cóncava). Materiales nuevos en el núcleo, rodeados por los antiguos.
    • Según posición del plano axial:
    • Recto: Vertical.
    • Tumbado: Inclinado.
    • Acostado: Casi horizontal.
    • En rodilla (monoclinal): Dos planos inclinados seguidos.

  • Diaclasas:

    • Fracturas en las que los bloques no se desplazan. Causas: Deshidratación (arcillas), gelifracción (hielo), enfriamiento de lava (disyunción columnar) o descompresión (rocas plutónicas que afloran).

  • Fallas:

    • Facturas con desplazamiento de bloques.
    • Elementos: Plano de falla, Labios (levantado y hundido) y Salto de falla (medida del desplazamiento).
    • Tipos:
    • Normales: El labio hundido se apoya sobre el plano de falla (esfuerzo distensivo).
    • Inversas: El labio levantado se apoya sobre el plano de falla (esfuerzo compresivo).
    • De desgarre/transformante: Movimiento puramente horizontal (esfuerzo de cizalla).