Geologia de la Terra: Cicle de Roques i Tectònica de Plaques
Geologia: Temps, Cicle de Roques i Estructura
James Hutton i el Temps Geològic
James Hutton va observar els laminats de sediments i el relleu, i no li va semblar que fossin estàtics. Ell va intuir processos contraposats i cíclics: el desgast de les muntanyes, l'acumulació de sediments i els plegaments de sediments que formen elevacions.
El Cicle de les Roques
El cicle de les roques és el conjunt de processos que modifiquen les roques, les transformen en sediments i les tornen a convertir en roques.
Processos a la Superfície Terrestre
A la superfície terrestre hi té lloc la meteorització de les roques i la seva transformació en sediments.
Processos a l'Interior de l'Escorça
A l'interior de la superfície, els materials són sotmesos a pressions i temperatures altes, i els sediments es transformen en roques.
Factors a l'Interior de l'Escorça
- Pressió: deguda al pes de les roques.
- Temperatura: augmenta aproximadament 30ºC per cada quilòmetre de profunditat.
Processos Geològics Interns
- Diagènesi: compactació i cimentació dels sediments, transformant-los en roques sedimentàries.
- Metamorfisme: canvis en la textura i composició de les roques deguts a pressió i temperatura altes, formant roques metamòrfiques.
- Magmatisme: fusió de les roques i formació de magmes a causa de pressió i temperatura molt altes, donant lloc a roques ígnies.
Processos a la Superfície Terrestre (Detall)
- Meteorització: formació de detritus i clasts solts.
- Erosió i Transport: desplaçament de sediments amb una maduresa textural.
- Sedimentació: formació d'estrats i enfonsament cap a l'interior de l'escorça.
Gradient Geotèrmic i Origen de la Calor Interna
El gradient geotèrmic és de 3ºC per cada 100 metres de profunditat. La seva causa principal és la calor interna de la Terra, residual de fa uns 4.000 milions d'anys.
L'origen d'aquesta calor es deu a:
- Impactes dels meteorits: l'energia cinètica es va transformar en energia tèrmica.
- Desintegració d'elements radioactius: els xocs de partícules generen energia tèrmica.
- Decantació d'elements més densos: durant la formació de les capes, els elements més densos es van desplaçar cap al nucli.
La formació de les capes de la Terra es va produir fa uns 4.500 milions d'anys. Quan la Terra es va fondre, els materials es van ordenar per densitats (el ferro cap al nucli, els materials rocosos cap al mantell, etc.). Els gasos van formar l'atmosfera.
Composició i Estructura de la Terra
L'Escorça Terrestre
L'escorça és la capa rocosa, prima i sòlida més externa de la Terra.
- Escorça continental: té un gruix de 30-70 km, forma les masses continentals i està composta principalment de granit.
- Escorça oceànica: té un gruix d'uns 10 km, forma els fons oceànics i està composta de basalt i gabre.
El Mantell Terrestre
El mantell és la capa rocosa situada sota l'escorça.
- Mantell superior: comprèn des de la base de l'escorça fins als 670 km de profunditat.
- Mantell inferior: s'estén des dels 670 km fins a la superfície del nucli.
El Nucli Terrestre
El nucli té una composició metàl·lica.
- Nucli extern: s'estén des dels 2.900 km fins als 5.150 km de profunditat i es troba en estat líquid.
- Nucli intern: és una esfera d'uns 1.220 km de radi i està en estat sòlid.
Evolució de les Teories Tectòniques
Del Fixisme al Mobilisme: La Teoria de Wegener
El 1912, Alfred Wegener va començar a desenvolupar les seves idees sobre el moviment dels continents. El 1926, va publicar en un congrés una obra on va explicar la seva Teoria de la Deriva Continental.
L'Astenosfera: Una Capa Plàstica
L'astenosfera és la capa que comença després de la litosfera. És una zona on les roques no són sòlides, sinó plàstiques.
Proves de la Deriva Continental de Wegener
- L'encaix dels perfils dels continents (Pangea).
- Les empremtes de l'erosió del gel (glaciacions antigues).
- L'aparició de fòssils idèntics en diferents continents.
La Teoria de la Deriva Continental (Detall)
Segons Wegener (1912), els continents llisquen sobre el fons oceànic (que ell considerava immòbil). La força que impulsava aquest moviment podia ser la rotació de la Terra, provocant "arrugues" a causa del desplaçament dels continents.
L'Expansió dels Fons Oceànics (Harry Hess, 1962)
El 1962, Harry Hess va proposar la teoria de l'expansió dels fons oceànics. Aquesta teoria postula que a les dorsals oceàniques es crea nova escorça oceànica, fent que la superfície de l'oceà augmenti i provoqui la separació dels continents. La velocitat de separació dels continents és de l'ordre de mil·límetres per any.
La Teoria de la Tectònica de Plaques (1968)
Formulada el 1968, la Teoria de la Tectònica de Plaques estableix que:
- Les plaques litosfèriques llisquen sobre el mantell.
- La força que impulsa aquest moviment són els corrents de convecció del mantell sublitosfèric i les tensions entre les plaques litosfèriques.
Proves del Bandat Magnètic (Vine & Matthews, 1963)
El 1963, Vine i Matthews van descobrir el bandat magnètic del fons oceànic. Aquest bandat es deu a les inversions del camp magnètic terrestre que, en sortir de la dorsal, es disposen en bandes simètriques a banda i banda de la dorsal.
Altres Proves de la Tectònica de Plaques
- Pla de Benioff: zona on es registren moviments sísmics a la costa. La profunditat dels sismes augmenta a mesura que s'allunyen de la costa.
- Cinturó de Foc del Pacífic: zona de gran activitat sísmica i volcànica que envolta l'oceà Pacífic, evidència de límits de plaques.