2.2: Visión general

Necesitamos una comprensión básica de la tectónica de placas para apreciar cómo han evolucionado las cuencas oceánicas a lo largo del tiempo geológico y cómo evolucionarán en el futuro. Sospecho que muchos, si no todos ustedes, son expertos en tectónica de placas, y el programa M. Ed. de Penn State tiene un curso dedicado a la Tierra Sólida (Tierra 520), por lo que no cubriremos las cosas de manera exhaustiva/integral. En cambio, elegiremos algunas actividades representativas que resaltarán las conexiones que necesitamos para Oceanografía y te ayudarán a ver qué antecedentes adicionales te serían útiles.

Un breve trasfondo sobre la Tectónica de Placas y la Deriva Continental

La noción de que las placas se mueven ha existido desde al menos principios de 1900. Alfred Wegener, un meteorólogo alemán, propuso la teoría de la deriva continental. Utilizó una variedad de observaciones para argumentar que los continentes se habían movido y roto, incluyendo las formas de las líneas costeras, los datos paleontológicos y botánicos y los datos geológicos. Pero le faltaba una teoría creíble para el movimiento. Los físicos de su época descartaron la noción de que los continentes podían moverse porque pensaban que el interior de la Tierra era sólido y rígido. Sin embargo, diversas personas trabajaron en la teoría y propusieron modificaciones. Uno de ellos fue Alex Du Toit, un geólogo sudamericano que recopiló observaciones geológicas de ambos lados del Atlántico sur y las publicó en la década de 1930. Una serie de descubrimientos en la década de 1950 y principios de 1960, incluida la datación por edad de rocas y firmas magnéticas en rocas, llevaron primero a la teoría del 'mar piso extendido' y luego a la teoría de la tectónica de placas. Un capitán naval, Harry Hess, propuso que el fondo marino se extendiera sobre la base de los perfiles batimétricos que realizó en el pacífico. Sus datos mostraron que la profundidad del océano aumentó sistemática y simétricamente a partir de una larga cresta axial. Los datos de Hess se combinaron con otras observaciones clave (incluyendo bandas magnéticas, flujo de calor, sismicidad a lo largo de los límites de las placas) e ideas (convección de manto) para formar la teoría de la tectónica de placas.

Los principios de la teoría:

1. Las placas son rígidas
2. La Tierra es una esfera perfecta (y los puntos en ella se pueden especificar con un vector de radio)
3. Las placas se mueven tangenciales al vector de radio.
4. El material se crea y destruye en crestas extendidas y zonas de subducción, pero no en los límites de transformación.
5. Transformar fallas de pequeños círculos en polos de rotación.

Tres temas importantes para la tectónica de placas

Número #1: Estructura Interna de la Tierra

Croquis de la Estructura Interna de la Tierra mostrando las principales características.

Crédito: Geografía Física

La estructura interna de la Tierra se compone de tres capas llamadas corteza, manto y núcleo. La corteza son las capas más externas compuestas por rocas sólidas en su mayoría silicio y aluminio. El manto es la capa debajo de la corteza y compuesta principalmente por silicio y magnesio. El manto tiene dos capas llamadas manto superior y manto inferior, llamadas colectivamente litosfera. Las placas oceánica y continental están en el manto. El núcleo es la capa más interna de la Tierra y está hecho de hierro sólido y níquel. El núcleo externo es una capa líquida debajo del manto y el núcleo interno es el centro de la Tierra.

¡Echa un vistazo a esto!

Algunos datos interesantes:

• El contraste de densidad entre la Litosfera (aproximadamente 2.5 a 3 gm/cc) y la Atmósfera por encima de ella (aproximadamente 0) no es tan grande como el que existe entre el Núcleo Exterior (aproximadamente 11 gm/cc) y la base del Manto (aproximadamente 6 gm/cc).
• Buen lugar para aprender más sobre la Estructura de la Tierra. (el enlace es externo)
• Mejor lugar para aprender más sobre la Estructura de la Tierra.
• ¡Mira lo delgada que es la Corteza! Desafío: Encuentra un mejor análogo de la Tierra que un Béisbol de Grandes Ligas (ver Actividad 1)

  

Problema #2: Límites de placa

Hay tres tipos de límites de placa:

1. Divergente,
2. Convergente, y
3. Transformar.

En el lenguaje de la geología estructural: Los límites divergentes corresponden a fallas normales, los límites convergentes corresponden a fallas de empuje (o reversas) y los límites de transformación corresponden a fallas de deslizamiento de impacto.

Sección transversal del artista que ilustra los principales tipos de límites de placa.

Crédito: Sección transversal de José F. Vigil de This Dynamic Planet, un mapa mural producido conjuntamente por el Servicio Geológico de los Estados Unidos (el enlace es externo), la Institución Smithsonian y el Laboratorio de Investigación Naval de Estados Unidos.

¿Quieres saber más?

Si quieres más información sobre Faulting, consulta la página sobre “Faults” del curso de la Prof. Eliza Richardson, EARTH 520: Plate Tectonics and People.

Número #3: ¡La Tierra es una esfera oblata, lo que significa que es elíptica!

¡Bien! Lo principal es que es más o menos esférico (¡NO plano!). El radio promedio de la Tierra es de 6,371 km y el radio es casi 22 km más grande en el ecuador que en los polos (¡es un elipsoide, en lugar de una esfera perfecta!). Las placas litosféricas se mueven sobre la superficie exterior de una esfera, por lo que es conveniente describir el movimiento de la placa en términos de una rotación alrededor de un punto en la superficie de la Tierra (o un vector de rotación que hipotéticamente se extiende desde el centro de la Tierra hasta el punto de la superficie). Este punto se llama el polo de rotación, o simplemente el polo de rotación.
Comencemos con una fórmula útil para el radio:

La Tierra no es una esfera perfecta: su elipticidad se puede escribir: f =( Re−Rp) ref=re−rpre

donde R _e es el radio ecuatorial=6378.14 km, y R _p es el radio polar=6356.75 km. En primer orden, la variación en el radio con latitud, λ, puede escribirse: R (λ) =Re (1−f sin2λ) R (λ) =Re (1−f sin2λ)

¿Quieres saber más?

Lea sobre los cambios en la forma de la Tierra debido a eventos climáticos en el siguiente artículo de la NASA: "Algunos cambios en la forma de la Tierra se deben a cambios en el clima (el enlace es externo).”

Símbolos de vista de mapa para contornos de placa

¿Quieres saber más?

¿Quieres más antecedentes o necesitas más ayuda con los límites de las placas y los nombres de las placas? Echa un vistazo a Este sitio de aprendizaje de PBS (el enlace es externo)

¡Prueba esto!

¿Se puede identificar el tipo de fallas que ocurren en cada límite de placa en el siguiente mapa? ¿Qué tipo de fallas se representa entre las placas de Nazca y Sudamérica?

Basado en un mapa elaborado por el Servicio Geológico de Estados Unidos.

Crédito: (el enlace es externo) Universidad de Wisconsin