5.7: Teoría de la Tectónica de Placas

Cuando surgió el concepto de propagación del fondo marino, los científicos reconocieron que era el mecanismo para explicar cómo los continentes podían moverse alrededor de la superficie de la Tierra. Al igual que los científicos anteriores a nosotros, ahora fusionaremos las ideas de la deriva continental y la difusión del fondo marino en la teoría de la tectónica de placas.

Mira este video sobre la deriva continental y el mecanismo de propagación del fondo marino crean tectónica de placas.

PLACAS TECTÓNICAS DE LA TIERRA

El fondo marino y los continentes se mueven por la superficie de la Tierra, pero ¿qué es lo que realmente se mueve? ¿Qué porción de la Tierra compone las “placas” en la tectónica de placas? Esta pregunta también fue respondida por la tecnología desarrollada durante tiempos de guerra —en este caso, la Guerra Fría—. Las placas están conformadas por la litosfera.

Durante la década de 1950 y principios de la década de 1960, los científicos establecieron redes de sismógrafos para ver si las naciones enemigas estaban probando bombas atómicas. Estos sismógrafos también registraron todos los sismos alrededor del planeta. Los registros sísmicos podrían ser utilizados para localizar el epicentro de un sismo, el punto en la superficie de la Tierra directamente sobre el lugar donde ocurre el sismo.

Figura 1. Los sismos perfilan las placas.

Los epicentros sísmicos describen las placas. Las crestas, trincheras y grandes fallas del océano marcan los bordes de las placas, y aquí es donde ocurren los sismos (figura 1).

La litosfera se divide en una docena de placas mayores y varias menores (figura 2). Los bordes de las placas se pueden dibujar conectando los puntos que marcan los epicentros de los terremotos. Una sola placa puede estar hecha de toda la litosfera oceánica o de toda la litosfera continental, pero casi todas las placas están hechas de una combinación de ambas.

Figura 2. Las placas litosféricas y sus nombres. Las flechas muestran si las placas se están separando, moviéndose juntas o deslizándose unas junto a otras.

El movimiento de las placas sobre la superficie de la Tierra se denomina tectónica de placas. Las placas se mueven a una velocidad de unos centímetros al año, aproximadamente a la misma velocidad que crecen las uñas.

CÓMO SE MUEVEN LAS PLACAS

Si la dispersión del fondo marino impulsa las placas, ¿qué impulsa la propagación del fondo marino? Imagínese dos celdas de convección lado a lado en el manto, similar a la ilustración de la figura 3.

Figura 3. La convección del manto impulsa la tectónica de placas. El material caliente se eleva en las crestas oceánicas y se hunde en trincheras de aguas profundas, lo que mantiene las placas moviéndose a lo largo de la superficie

1. El manto caliente de las dos celdas adyacentes se eleva en el eje de la cresta, creando nueva corteza oceánica.
2. La extremidad superior de la celda de convección se aleja horizontalmente de la cresta de la cresta, al igual que el nuevo fondo marino.
3. Las extremidades externas de las celdas de convección se hunden en el manto más profundo, arrastrando también la corteza oceánica. Esto se lleva a cabo en las trincheras de aguas profundas.
4. El material se hunde hasta el núcleo y se mueve horizontalmente.
5. El material se calienta y llega a la zona donde vuelve a subir.

Echa un vistazo a esta animación de convección de manto y mira este video:

LÍMITES DE PLACA

Los límites de las placas son los bordes donde dos placas se encuentran. La mayoría de las actividades geológicas, incluyendo volcanes, terremotos y construcción de montañas, tienen lugar en los límites de las placas. ¿Cómo pueden moverse dos placas una respecto a la otra?

• Límites de placa divergentes: las dos placas se alejan entre sí.
• Límites convergentes de las placas: las dos placas se mueven una hacia la otra.
• Transformar los límites de las placas: las dos placas se deslizan entre sí.

El tipo de límite de placa y el tipo de corteza que se encuentra a cada lado del límite determina qué tipo de actividad geológica se encontrará allí.

Límites de placa divergentes

Las placas se separan en las crestas oceánicas donde se forman nuevos fondos marinos. Entre las dos placas se encuentra un valle del rift. Los flujos de lava en la superficie se enfrían rápidamente para convertirse en basalto, pero más profundo en la corteza, el magma se enfría más lentamente para formar gabro. Por lo que todo el sistema de crestas está formado por roca ígnea que es extrusiva o intrusiva. Los sismos son comunes en las crestas oceánicas, ya que el movimiento del magma y la corteza oceánica provoca sacudidas de la corteza. La gran mayoría de las crestas oceánicas se encuentran en las profundidades del mar (figura 4).

Figura 4. a) Islandia es el único lugar donde se encuentra la cresta en tierra: la cresta del Atlántico Medio separa las placas de América del Norte y Eurasia; b) El valle del Rift en la Cordillera del Atlántico Medio en Islandia.

Echa un vistazo a estas animaciones:

• Límite de placa divergente en la cresta del océano medio
• Límite de placa divergente

¿Pueden ocurrir límites de placa divergentes dentro de un continente? ¿Cuál es el resultado? Al desgarro incontinental (figura 5), el magma se eleva por debajo del continente, lo que hace que se vuelva más delgado, se rompa y finalmente se divida. Nueva corteza oceánica estalla en el vacío, creando un océano entre continentes.

Figura 5. Las placas árabes, indias y africanas se están desgarrando, formando el Gran Valle del Rift en África. El Mar Muerto llena la grieta de agua de mar.

Límites de placa convergentes

Cuando dos placas convergen, el resultado depende del tipo de litosfera de la que estén hechas las placas. No importa qué, aplastar dos enormes losas de litosfera juntas resulta en generación de magma y terremotos.

Figura 6. La subducción de una placa oceánica debajo de una placa continental provoca terremotos y forma una línea de volcanes conocida como arco continental.

Oceano-Continente

Cuando la corteza oceánica converge con la corteza continental, la placa oceánica más densa se hunde debajo de la placa continental. Este proceso, llamado subducción, ocurre en las trincheras oceánicas (figura 6). Toda la región es conocida como zona de subducción. Las zonas de subducción tienen muchos sismos intensos y erupciones volcánicas. La placa de subducción provoca la fusión en el manto. El magma se eleva y entra en erupción, creando volcanes. Estas montañas volcánicas costeras se encuentran en una línea por encima de la placa subductora (figura 7). Los volcanes son conocidos como arco continental.

Figura 7. a) En la trinchera que bordea el margen occidental de Sudamérica, la placa de Nazca se está subduciendo debajo de la placa sudamericana, dando como resultado la Cordillera de los Andes (tierras altas marrones y rojas); b) La convergencia ha empujado hacia arriba la piedra caliza en la Cordillera de los Andes donde los volcanes son comunes.

El movimiento de la corteza y el magma provoca sismos. Mira este mapa de epicentros sísmicos en zonas de subducción. Esta animación muestra la relación entre la subducción de la litosfera y la creación de un arco volcánico.

Los volcanes del noreste de California —Pico Lassen, Monte Shasta y volcán Medicine Lake— junto con el resto de las Montañas Cascadas del noroeste del Pacífico son el resultado de la subducción de la placa Juan de Fuca debajo de la placa norteamericana (figura 8). La placa Juan de Fuca es creada por el fondo marino que se extiende justo en la costa en la cordillera Juan de Fuca.

Figura 8. Las montañas Cascade del noroeste del Pacífico son un arco continental.

Si el magma en un arco continental es félsico, puede ser demasiado viscoso (grueso) para elevarse a través de la corteza. El magma se enfriará lentamente para formar granito o granodiorita. Estos grandes cuerpos de rocas ígneas intrusivas se denominan batolitos, que algún día pueden elevarse para formar una cordillera (figura 9).

Figura 9. El batolito de Sierra Nevada se enfrió bajo un arco volcánico hace aproximadamente 200 millones de años. La roca está bien expuesta aquí en Mount Whitney. Es probable que hoy se formen batolitos similares debajo de los Andes y Cascadas.

Oceano-Océano

Cuando dos placas oceánicas convergen, la placa más antigua y densa se subconducirá al manto. Una zanja oceánica marca la ubicación donde la placa es empujada hacia abajo en el manto. La línea de volcanes que crece en la placa oceánica superior es un arco insular. ¿Cree que los sismos son comunes en estas regiones (figura 10)?

Figura 10. a) La subducción de una placa oceánica debajo de una placa oceánica da como resultado un arco volcánico insular, una zanja oceánica y muchos sismos. (b) Japón es un arco isleño en forma de arco compuesto por volcanes frente al continente asiático, como se ve en esta imagen de satélite.

Echa un vistazo a esta animación de un límite de placa de continente oceánico.

Continente-Continente

Las placas continentales son demasiado boyantes para subducirlas. ¿Qué pasa con el material continental cuando choca? Dado que no tiene a dónde ir sino subir, esto crea algunas de las cadenas montañosas más grandes del mundo (figura 11). El magma no puede penetrar esta gruesa corteza por lo que no hay volcanes, aunque el magma se queda en la corteza. Las rocas metamórficas son comunes debido al estrés que experimenta la corteza continental. Con enormes losas de corteza rompiendo entre sí, las colisiones continente-continente provocan numerosos y grandes terremotos.

Figura 11. a) En la convergencia continente-continente, las placas empujan hacia arriba para crear una alta cordillera. (b) Las montañas más altas del mundo, los Himalayas, son el resultado de la colisión de la Placa India con la Placa Euroasiática, vista en esta foto desde la Estación Espacial Internacional.

Echa un vistazo a esta breve animación de la Placa India colisionando con la Placa Euroasiática.

Mira esta animación del ascenso del Himalaya.

Los Montes Apalaches son los restos de una gran cordillera que se creó cuando América del Norte embistió a Eurasia hace unos 250 millones de años.

Transformar límites de placa

Los límites de las placas de transformación se ven como fallas de transformación, donde dos placas se mueven una junto a la otra en direcciones opuestas. Transformar fallas en continentes traen sismos masivos (figura 12).

Figura 12. En la Falla de San Andrés en California, la Placa del Pacífico se desliza hacia el noreste con relación a la placa de América del Norte, que se mueve hacia el suroeste. En el extremo norte de la imagen, el límite de transformación se convierte en una zona de subducción.

California es muy activo geológicamente. ¿Cuáles son los tres límites principales de las placas dentro o cerca de California (figura 13)?

1. Un límite de placa de transformación entre las placas del Pacífico y América del Norte crea la falla de San Andrés, la falla de transformación más notoria del mundo.
2. Justo en alta mar, un límite de placa divergente, la cresta Juan de Fuca, crea la placa Juan de Fuca.
3. Un límite de placa convergente entre la placa oceánica Juan de Fuca y la placa continental norteamericana crea los volcanes Cascades.

Figura 13. Este mapa muestra los tres límites principales de las placas en o cerca de California.

Una breve revisión de los tres tipos de límites de placa y las estructuras que allí se encuentran es el tema de este video sin palabras.

LA SUPERFICIE CAMBIANTE DE LA TIERRA

Los geólogos saben que Wegener tenía razón porque los movimientos de los continentes explican tanto sobre la geología que vemos. La mayor parte de la actividad geológica que vemos hoy en día en el planeta se debe a las interacciones de las placas móviles.

Figura 14. Cordilleras de América del Norte.

En el mapa de Norteamérica (figura 14), ¿dónde se encuentran las cadenas montañosas? Utilizando lo que has aprendido sobre la tectónica de placas, intenta responder las siguientes preguntas:

1. ¿Cuál es el origen geológico de la Cordillera Cascades? Las Cascadas son una cadena de volcanes en el noroeste del Pacífico. No están etiquetadas en el diagrama sino que se encuentran entre la Sierra Nevada y la Cordillera Costera.
2. ¿Cuál es el origen geológico de Sierra Nevada? (Pista: Estas montañas están hechas de intrusiones graníticas).
3. ¿Cuál es el origen geológico de los Montes Apalaches a lo largo del este de Estados Unidos?

Recuerde que Wegener utilizó la similitud de las montañas en los lados oeste y este del Atlántico como evidencia de su hipótesis de deriva continental. Las montañas de los Apalaches se formaron en un límite de placa convergente cuando Pangea se unió (figura 15).

Figura 15. Hace unos 200 millones de años, las Montañas Apalaches del este de América del Norte probablemente alguna vez fueron tan altas como el Himalaya, pero han sido resistidas y erosionadas significativamente desde la ruptura de Pangea.

Antes de que Pangea se uniera, los continentes estaban separados por un océano donde ahora se encuentra el Atlántico. El océano proto-atlántico se contrajo a medida que crecía el océano Pacífico. Actualmente, el Pacífico se está reduciendo a medida que el Atlántico va creciendo. Este ciclo del supercontinente es responsable de la mayoría de las características geológicas que vemos y muchas más que se han ido hace mucho tiempo (figura 16).

Figura 16. Los científicos piensan que la creación y desintegración de un supercontinente se lleva a cabo aproximadamente cada 500 millones de años. El supercontinente antes de Pangea era Rodinia. Un nuevo continente se formará a medida que desaparezca el océano Pacífico.

Esta animación muestra el movimiento de los continentes durante los últimos 600 millones de años comenzando con la ruptura de Rodinia.

RESUMEN DE LA LECCIÓN

• Las placas de la litosfera se mueven debido a las corrientes de convección en el manto. Un tipo de movimiento es producido por la dispersión del fondo marino.
• Los límites de las placas se pueden ubicar delineando los epicentros sísmicos.
• Las placas interactúan en tres tipos de límites de placa: divergentes, convergentes y transformadas.
• La mayor parte de la actividad geológica de la Tierra tiene lugar en los límites de las placas.
• En un límite divergente, la actividad volcánica produce una cresta oceánica media y pequeños sismos.
• En un límite convergente con al menos una placa oceánica, una trinchera oceánica, se desarrolla una cadena de volcanes y ocurren muchos sismos.
• En un límite convergente donde ambas placas son continentales, crecen cadenas montañosas y los sismos son comunes.
• En un límite de transformación, hay una falla de transformación y ocurren sismos masivos pero no hay volcanes.
• Los procesos que actúan durante largos períodos de tiempo crean las características geográficas de la Tierra.

PREGUNTAS DE REFLEXIÓN

• ¿Qué habilidad te ayuda a desarrollar este contenido?
• ¿Cuáles son los temas clave tratados en este contenido?
• ¿Cómo puede el contenido de esta sección ayudarte a demostrar el dominio de una habilidad específica?
• ¿Qué preguntas tienes sobre este contenido?

Colaboradores y Atribuciones

• Template:ContribCandelaGeo