Dinàmica de la Litosfera: Tectònica de Plaques i Cicle de Wilson
La Litosfera Terrestre: Estructura i Composició
La capa externa de la Terra formada per l'escorça i la part més exterior del mantell s'anomena **litosfera**. Aquesta capa rígida i sòlida sura sobre l'astenosfera.
Està fragmentada en diverses parts anomenades *plaques litosfèriques*. Existeixen dos tipus de litosfera:
- Litosfera oceànica: És la més prima i la més densa. Forma el fons dels oceans.
- Litosfera continental: És més gruixuda i lleugera.
La Teoria de la Deriva Continental (Wegener, 1912)
Alfred Wegener va enunciar el 1912 la teoria de la deriva continental. Aquesta teoria exposa que els continents, originalment units, es desplaçaven lentament. Segons Wegener, fa milions d'anys existia un sol continent anomenat **Pangea**, envoltat d'un únic oceà anomenat **Panthalassa**.
Plaques Litosfèriques Principals i Subplaques
Plaques principals: Nord-americana, Euroasiàtica, Australiana, Africana, Sud-americana, Pacífica, Nazca.
Subplaques: Juan de Fuca, Aràbiga, Índica, Filipina, Scotia, Antàrtica, Cocos, Carib.
Proves que Sustenten la Deriva Continental
Per a sustentar la seva teoria, Wegener va recopilar diverses proves:
- Proves geogràfiques: La coincidència en la forma de les costes d'alguns continents indica que aquests havien estat units i que es van separar posteriorment.
- Proves paleontològiques: La presència de fòssils similars en diferents continents suggereix la idea que aquests devien d'estar units en el passat.
- Proves geològiques: Existeixen antigues formacions geològiques similars actualment separades pel mar. Això dóna a entendre que aquestes regions van estar unides en èpoques anteriors.
- Proves biològiques: Alguns organismes, en evolucionar després de separar-se els continents, han originat espècies diferents, com els marsupials australians i sud-americans.
La Teoria de la Tectònica de Plaques
La teoria de la tectònica de plaques es basa en diverses evidències:
- L'edat de les roques del fons oceànic: Les roques situades a les zones centrals són més recents que les roques situades a les zones properes als continents, evidenciant l'expansió del fons dels oceans a partir d'un eix central.
- El paleomagnetisme de les roques del fons oceànic: Les roques magmàtiques adquireixen la polaritat del camp magnètic mentre es formen. El fons dels oceans mostra bandes simètriques de polaritat normal i invertida que s'alternen a banda i banda de les dorsals.
- La distribució de volcans i terratrèmols: Aquests fenòmens estan alineats i es concentren en determinades zones que coincideixen amb els límits proposats per a les plaques tectòniques.
- L'anàlisi de la paleoclimatologia: L'existència d'un clima glacial en zones actualment càlides suggereix que va existir un únic continent prop del pol sud, que es va fracturar.
- L'estudi de les estructures submarines: L'exploració dels oceans ha permès cartografiar les dorsals oceàniques, llargues serralades submarines que recorren els principals oceans.
L'Energia que Mou les Plaques Litosfèriques
La Terra és un planeta geològicament actiu gràcies a la calor que manté en el seu interior. La transmissió de calor es produeix mitjançant:
- Sistema de corrents de convecció: El mantell actua com un fluid, on els materials més calents ascendeixen cap a la superfície. L'astenosfera arrossegaria la litosfera.
- Plomes tèrmiques: Ascens de materials fosos des del mateix nucli terrestre en forma de plomes tèrmiques.
La força de la gravetat també deu estar implicada en el procés.
La Dinàmica de la Litosfera: Tipus de Vores
Existeixen tres tipus de vores o contactes entre plaques:
- Els límits o vores divergents: Plaques que se separen i el buit generat s'omple amb materials fosos que provenen del mantell.
- Els límits o vores convergents: Plaques que xoquen l'una contra l'altra.
- Els límits o vores conservatius: Ni es crea ni es destrueix litosfera. S'originen les falles transformants.
Límits Divergents: Creació de Litosfera
Els límits divergents apareixen en el moment en què un continent es fractura. Aquest procés pot evolucionar fins a generar una dorsal oceànica:
- Vulcanisme incipient: Flux de calor important des de zones profundes (Plomes tèrmiques o punts calents). Aquestes pressionen la litosfera, de manera que poden provocar fractures.
- Formació d'un rift: Les fractures es manifesten en forma de múltiples falles normals. La calor acumulada estova la litosfera, donant lloc a magmes que tendeixen a ascendir, en alguns casos, fins a la superfície.
- Mar lineal: L'expansió de la litosfera provoca que aquestes grans depressions puguin quedar envaïdes per l'oceà. Es genera un mar lineal, com el **Mar Roig**.
- Dorsal oceànica: La litosfera continental queda separada en dos blocs, i genera una dorsal oceànica.
Límits Convergents: Destrucció de Litosfera
En els límits convergents es produeix la col·lisió de dues plaques.
Quan una de les dues plaques és oceànica, es produeix un procés de destrucció de litosfera a les zones de **subducció**. El pla de contacte entre les dues plaques, que té una inclinació d'uns 45º, s'anomena **Pla de Benioff**.
Tipus de Subducció
- Zona de subducció de tipus andí: És la zona de contacte entre una placa amb litosfera continental i una altra amb litosfera oceànica. Aquest tipus de contacte té lloc entre la placa de Nazca i la Sud-americana, i origina la serralada dels Andes.
- Zona de subducció de tipus arc d'illes: A les zones de contacte entre dues plaques amb litosfera oceànica, es genera un arc d'illes, i mostren un intens vulcanisme.
Zona d'Obducció
Quan les dues plaques que col·lisionen estan formades per litosfera continental, es forma una zona d'obducció. En aquestes zones, els materials plegats provoquen un augment del gruix de la litosfera i s'hi produeixen terratrèmols sovint.
Límits Conservatius
Les **falles transformants** són el tret característic d'aquests límits, generant moviments sísmics a les regions afectades.
Processos Geològics en els Límits entre Plaques
Els Plecs
Són deformacions dels estrats que es produeixen quan els materials estan sotmesos a una compressió. Els plecs són propis dels límits convergents.
- Anticlinals: El material del nucli és més antic.
- Sinclinals: El material del nucli és més modern.
Les Falles i els Encavalcaments
Les falles són fractures del terreny. Es classifiquen segons el moviment dels blocs:
- Falles normals: Causades per distensió del terreny.
- Falles inverses: Causades per compressió.
- Falles transformants: Els blocs es desplacen lateralment.
Els encavalcaments evolucionen a partir de falles inverses. Quan el bloc superior avança distàncies importants sobre l'inferior, es forma un **mantell de corriment**. Llavors, el bloc inferior s'anomena *autòcton*, i el superior rep el nom d'*al·lòcton*.
El Magmatisme i el Metamorfisme
El **magmatisme** es produeix a causa de la fusió de les roques. Es pot manifestar en forma de **vulcanisme** (a la superfície) o en forma de **plutonisme** (a l'interior).
El **metamorfisme** consisteix en la transformació d'algunes roques a causa dels elevats valors de pressió i temperatura existents en aquestes regions.
El Cicle de Wilson
La litosfera està subjecta a un cicle dinàmic de formació i destrucció continu anomenat **Cicle de Wilson**:
- Formació d'un rift intracontinental a causa de la fragmentació d'una placa continental.
- Separació de les plaques continentals. Aparició d'una dorsal que genera litosfera oceànica (expansió oceànica).
- Subducció de la litosfera oceànica sota la litosfera continental. Formació de serralades costaneres.
- Tancament de la conca oceànica. Formació de serralades per col·lisió de les plaques continentals.
Les Formacions del Relleu de la Litosfera
- La plataforma continental: Es troba a les zones de transició entre la litosfera continental i l'oceànica, dins d'una mateixa placa.
- Les dorsals oceàniques: Són serralades submarines que es poden elevar més de 2000 m sobre el fons. Es troben a les vores divergents.
- Les fosses abissals: Són les zones més profundes dels oceans. Poden arribar als 11 km de profunditat i es troben a les zones de subducció.
- El talús continental: És la zona que constitueix el límit entre la litosfera continental i l'oceànica. Té un pendent elevat.
- Les serralades: Es formen per processos de subducció de tipus andí, o bé a causa d'una col·lisió continental.