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Geología. Tectónica de placas.
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CAPTULO No. 1 TECTNICA GLOBAL
INGENIERA CIVIL TECTNICA GLOBAL [email protected]
TECTNICA GLOBAL
Deriva continental: evidencias
Teoras precursoras
Tectnica de placas
Movimientos y lmites de placas
CAPTULO No. 1
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TEORAS PRECURSORAS
A) DERIVA CONTINENTAL
B) GEOSINCLINAL
C) ISOSTACIA
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A) TEORA DE LA DERIVA CONTINENTAL
ALFRED WEGENER, (meteorlogo y astrnomo alemn) public en 1915 el libro
titulado: El Origen de los Continentes y los Ocanos. l sugiri que en el pasado geolgico existi un slo gran continente llamado PANGEA (que significa Toda la Tierra), Adems, plante la hiptesis de que hace 200 millones de aos ste gran continente comenz a fragmentarse en continentes ms pequeos, que derivaron (se
movieron) a sus posiciones actuales.
Alfred Wegener apoy su hiptesis en las siguientes evidencias:
a) Evidencias morfolgicas o de ajuste de la posicin actual de los continentes.
b) Evidencias paleontolgicas
c) Evidencias paleo climticas
d) Evidencias litolgicas
e) Evidencias de la continuidad de los cinturones orognicos
Una de las principales objeciones a esta hiptesis fue su incapacidad para
proporcionar un mecanismo aceptable para el movimiento de los continentes, por lo
que fue rechazada en la convencin de la American Association of Petroleum
Geologists (AAPG) en 1926.
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a) Evidencias morfolgicas o de ajuste de los continentes.
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a) Evidencias morfolgicas o de ajuste de los continentes.
EL AJUSTE ENTRE SUDAMRICA Y FRICA
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b) Evidencias paleontolgicas.
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c) Evidencias
paleo climticas
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d) Evidencias
litolgicas
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e) Evidencias de
la continuidad
de los
cinturones
orognicos
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C) TEORA DE LA ISOSTACIA
ISOSTACIA: ES LA CONDICIN IDEAL DE
EQUILIBRIO POR FLOTACIN
ENTRE LOS SEGMENTOS DE LA
CORTEZA TERRESTRE.
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Mrgenes divergentes
Mrgenes convergentes
Mrgenes de las fallas transformes
TECTNICA
DE
PLACAS
Paleomagnetismo terrestre
Expansin del fondo ocenico
Tectnica de Placas
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ECOSONDA O ECO-RADAR
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A principios de la dcada de 1950 se volvi a considerar la hiptesis de la deriva continental, al recibir un nuevo impulso con los estudios sobre el paleomagnetismo.
Algunas rocas, como las areniscas rojas y los basaltos, adquieren un ligero magnetismo durante su formacin, debido sobre todo a la presencia de xidos frricos. La polarizacin de ese magnetismo conserva un registro fsil del campo magntico terrestre en el lugar y tiempo de formacin de dichas rocas.
De esas investigaciones, se dedujo que las posiciones de los polos magnticos cambian con respecto a los continentes en el transcurso del tiempo (inversiones en la polaridad) y se pudo delinear las trayectorias del movimiento polar, con las posiciones de los polos magnticos a travs de cientos de millones de aos.
Dado que existen evidencias de que la direccin del eje magntico coincide aproximadamente con el eje de rotacin, los datos pueden interpretarse en trminos de los movimientos relativos de los continentes.
EL PALEOMAGNETISMO El descubrimiento de franjas alternas de magnetismo de intensidad alta y baja, que son paralelas a las dorsales, dieron un apoyo a la hiptesis de expansin del fondo ocenico.
La generacin de nuevo fondo ocenico en las dorsales implica que el fondo antiguo se consuma en las fosas marinas. De este modo el fondo ocenico se regenera cada 200 o 300 m.a.
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Estudio del
paleomagnetismo
terrestre
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Mapa paleo-magntico de la Tierra (desde hace 200 m.a)
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Expansin del fondo ocenico
H.H. Hess (1962) formul la hiptesis siguiente:
Las mayores estructuras son expresiones directas de un proceso de conveccin dentro del manto
Se denomina conveccin al proceso mediante el cual la
energa trmica se transmite con transporte de material.
El ejemplo ms sencillo para ilustrar la conveccin es
mediante un recipiente lleno de agua sobre una fuente de
calor: el agua en contacto con el fondo caliente se dilata, se
vuelve ms ligera y tiende a subir a la superficie. El agua de
la superficie se enfra, vuelve a ser ms pesada y tiende a
bajar: As se establece una circulacin de conveccin.
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Corrientes de conveccin
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Introduccin.
Se ha dicho que el descubrimiento de esta teora caus una revolucin en las Ciencias
de la Tierra, similar a la del sistema heliocntrico de Coprnico en la Astronoma, en el
Siglo XVI, a la teora de la evolucin de Darwin en la Biologa, en el Siglo XIX y a la
teora de la relatividad de Einstein en la Fsica, en el Siglo XX.
En 1968, el paleomagnetismo, la expansin del fondo ocenico, y la deriva
continental, se unieron en una teora mucho ms completa, conocida como
Tectnica de placas.
Segn la tectnica de placas, la litosfera est fragmentada en diversas placas
rgidas y mviles que se desplazan sobre la astensfera a velocidades de varios
centmetros por ao.
Estas placas estn limitadas por dorsales (zonas de acrecin) en donde se forma
litosfera nueva de manera continua, por zonas de subduccin en donde las placas se
hunden en el manto y por fallas transformantes en donde, en principio, no hay
creacin ni destruccin de materia.
La desaparicin en el manto de una cantidad de litosfera en las zonas de
subduccin, es equivalente a la generada en las dorsales, lo que provoca la
renovacin de los fondos ocenicos.
Tectnica de Placas
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Las Placas Tectnicas
La superficie de la Tierra est constituida por placas relativamente delgadas (a
la escala terrestre) que se asemejan a cscaras o costras de rocas rgidas en
movimiento lento y continuo del orden de unos cuantos centmetros por ao.
Se reconocen 7
placas principales
Norteamericana
Sudamericana
Pacfico
Africana
Euroasitica
Indo-Australiana
Antrtida
7 placas de
tamao intermedio
Caribe
Nazca
Filipina
Arabia
Cocos
Scotia
Somal
Se han identificado una
docena de placas pequeas
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Las Placas Tectnicas
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Mrgenes de las placas
Como resultado de la expansin constante del fondo ocenico, los
continentes se mueven en conjunto con el fondo ocenico y la
superficie de la tierra se incrementa.
Cmo se compensa este incremento de los fondos ocenicos?
La respuesta se encuentra en el comportamiento de las mrgenes.
Mrgenes Divergentes
Mrgenes Convergentes
Mrgenes en Fallas Transformes
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Los bordes de placa divergentes aparecen donde las
placas se separan, provocando el ascenso de material
desde el manto para crear nuevo fondo ocenico.
La mayora de los bordes divergentes se localizan a lo
largo del eje del sistema de dorsales ocenicas y est
asociada con la expansin del fondo ocenico, que se
produce a velocidades que van de los 2 a los 20 cm/ao.
Dentro de un continente es posible la formacin de nuevos
bordes divergentes, como por ejemplo los valles de rift de
frica Oriental, donde se pueden fragmentar las masas de
tierra y desarrollar una nueva cuenca ocenica.
Mrgenes Divergentes
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Mrgenes
Divergentes
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Los bordes de placa convergentes aparecen donde las placas se juntan, provocando la subduccin (consumo) de la litosfera ocenica en el manto a lo largo de una fosa submarina.
La convergencia entre un bloque ocenico y uno continental provoca la subduccin de la placa ocenica y la formacin de un
arco volcnico continental, como el de los Andes.
La convergencia entre dos placas ocenicas produce una cadena en forma de arco de islas volcnicas denominada arco insular, como el de las Aleutianas y las Marianas.
Cuando dos placas que transportan corteza continental convergen, las dos placas tienen demasiada capacidad de
flotacin como para subducir. El resultado es una colisin que provoca la formacin de una cadena montaosa como la de los
Himalaya.
Mrgenes Convergentes
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Mrgenes
Convergentes
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Caractersticas de las Mrgenes Convergentes
Se presentan en los sitios donde chocan dos placas que se
mueven en direcciones opuestas y estn, por tanto, sujetas a
compresin.
En las mrgenes convergentes se presentan los siguientes
procesos geolgicos:
Actividad gnea
Metamorfismo
Deformacin cortical
Generacin de montaas
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Mrgenes de fallas transformes
Son las fallas que se localizan entre las placas, y cuyo movimiento es
paralelo a la direccin del movimiento de las placas; por consecuencia no
implica convergencia ni divergencia, no se forman nuevas rocas, no hay
generacin ni destruccin de placas y el vulcanismo es escaso. Pero si
una poderosa actividad ssmica derivada de la friccin entre placas.
La mayora de las fallas transformantes unen a dos segmentos de dorsal
ocenica.
Otras, conectan centros de expansin a zonas de subduccin, y facilitan as
el transporte de la corteza ocenica creada en la cresta de una dorsal a su lugar
de destruccin a una fosa ocenica, como la Falla Mendocino, que conecta la
dorsal de Juan de Fuca con la zona de subduccin La Cascada, del NW de
Estados Unidos.
Otras, como la Falla de San Andrs, que conecta un centro de expansin
localizado en el Golfo de California, con la zona La Cascada y la Falla
Mendocino y que en el futuro provocar la separacin y desplazamiento al NW
de la Pennsula de Baja California y parte de California del Continente
Americano.
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Mrgenes de fallas transformes
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FALLA DE SAN ANDRES
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Mrgenes de las placas
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Hot spots puntos calientes (magmatismo en el seno de las placas tectnicas)
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DISTRIBUCIN MUNDIAL
DE LOS HOTSPOTS
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Comprobacin de la teora
La teora de la tectnica de placas se ve apoyada por:
La distribucin global de los terremotos y su estrecha relacin con los bordes de placa,
La edad y grosor de los sedimentos de los fondos de las cuencas submarinas, que aumentan a medida que se alejan de las dorsales, y
La existencia de cadenas de islas que se formaron sobre puntos calientes y proporcionan un marco de referencia para trazar la direccin del movimiento de las placas.
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VIAJE TECTNICO A TRAVEZ DE LA SUPERFICIE DEL PLANETA TIERRA
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Direcciones y velocidades del movimiento de las
Placas tectnicas
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Mecanismo impulsor Se han propuesto varios modelos para explicar el mecanismo impulsor de
las placas:
La hiptesis de las corrientes de conveccin implica varias celdas de conveccin dentro del manto, que transportan las placas supra yacentes como paquetes en una banda transportadora.
La hiptesis del arrastre de las placas propone que, cuando el material denso y fro subduce, arrastra con l la litosfera que se encuentra debajo.
Puede producirse un empuje de las placas cuando la accin de la gravedad coloca a las placas elevadas sobre la cresta de una dorsal en expansin.
Otro modelo sugiere que plumas calientes de roca dentro del manto, relativamente estrechas, contribuyen al movimiento de las placas.
Ninguno de estos mecanismos puede explicar por s solo todas las facetas principales del movimiento de las placas.
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Mecanismo
impulsor
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Slo ha existido una Pangea?
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(Berln, 1880 - Groenlandia, 1930) Geofsico y meteorlogo alemn. Aunque
doctorado en astronoma, se interes muy pronto por la geofsica y por las
entonces incipientes ciencias de la meteorologa y la climatologa. Pionero en el
uso de globos aerostticos para el estudio de las corrientes de aire, a lo largo de
su vida realiz hasta tres expediciones de observacin meteorolgica a
Groenlandia, en la ltima de las cuales encontr la muerte.
Su nombre quedar asociado para siempre a la teora de la deriva continental, que
le ocasion no pocos disgustos en vida. En 1911 se interes por el descubrimiento
de restos fsiles de vegetales de idnticas caractersticas morfolgicas hallados
en lugares opuestos del Atlntico. La paleontologa ortodoxa explicaba tales
fenmenos recurriendo a hipotticos puentes de tierra firme que en su da unieron
las diferentes masas continentales.
Las similitudes entre los perfiles opuestos de los continentes de Amrica del Sur y
frica le sugirieron la posibilidad de que la igualdad de la evidencia fsil se
debiera a que ambos hubieran estado unidos en algn momento del pasado
geolgico terrestre. En 1915 expuso los principios de su teora en la obra El origen
de los continentes y los ocanos, que ampli y reedit en 1920, 1922 y 1929.
Segn Wegener, hace unos 300 millones de aos los actuales continentes habran
estado unidos en una sola gran masa de tierra firme que denomin Pangea, la
cual, tras resquebrajarse por razones desconocidas, habra originado otros
nuevos contingentes terrestres sujetos a un movimiento de deformacin y deriva
que todava perdura.
La teora fue recibida de manera uniformemente hostil, y en ocasiones, incluso
violenta, en buena parte por la inexistencia de una explicacin convincente sobre
el mecanismo de la deriva continental en s. A partir de 1950, no obstante, las ideas
de Wegener ganaron rpida aceptacin gracias al desarrollo de las modernas
tcnicas de exploracin geolgica, en particular del fondo ocenico. Reformulada
a partir de recientes descubrimientos, la teora de la deriva continental se
encuentra hoy totalmente consolidada.
Alfred Wegener