El suelo se mueve (tema1 ej.6)

Terremotos y volcanes. Fenomenos naturales que aterrorizan a cualquiera, que generan caos y destruyen vida. La impotencia que sentimos al no poder hacer nada contra la madre Naturaleza.

¿Quieres saber por qué se producen? A lo mejor tener esta información te ayuda a comprender un poco mejor el mundo. Así que vamos a adentrarnos en una materia muy interesante: la geología.

DERIVA CONTINENTAL

Nos remontamos a los siglos XIX y XX, aquí los científicos se enfrentaban defendiendo puntos de vista opuestos:

• Los fijistas: defendían la permanencia de los continentes en su localización actual.
• Los movilistas: quienes defendían que los continentes se habían desplazado grandes distancias a lo largo del tiempo.

En 1912, Wegener (meteorólogo) presentó una revolucionaria hipótesis movilista: la deriva continental. Según esta, hacía unos 200 millones de años todos los continentes habían estado unidos en uno solo, al que denominó Pangea. Los continentes, formados por una corteza más ligera, resbalan o se deslizaban sobre una capa continua y más densa que conformaba los fondos oceánicos y se prolongaba bajo ellos.

Pruebas de la deriva continental reunidas por Wegener que probaban la existencia de Pangea en el pasado:

• Pruebas paleontológicas. Continentes actualmente alejados presentan fósiles de organismos terrestres como reptiles o plantas que en ningún caso hubieran podido atravesar los océanos que hoy les separan.
• Pruebas geológicas. Encaje entre las costas de los continentes por sus plataformas y continuidad de determinado tipos de rocas a uno y a otro lado de la línea de unión.
• Pruebas paleoclimáticas. Rocas como el carbón y sedimentos como los depositados por glaciares nos informan sobre el clima del pasado. Por ejemplo: en los actuales continentes del hemisferio norte, que ocupaban una posición ecuatorial en el pasado (en Pangea), crecían entonces vastas selvas, como lo probaban sus grandes yacimientos de carbón.

Todas estas pruebas apoyan la existencia de Pangea en el pasado, pero Wegener no aportó ninguna fuerza convincente capaz de mover los continentes, por lo que su hipótesis de la deriva continental fue rechazada.

Hasta que más tarde, en la década de 1960, esta hipótesis quedó incluida en una teoría mucho más elaborada: la tectónica de placas.

ESTUDIO DEL PLANETA TIERRA

Para la completa comprensión de esta teoría es necesario saber cuáles son las capas dinámicas de la tierra. En orden de mayor a menor distancia hasta el centro de la Tierra son:

1. Litosfera: es la capa fría y rígida superficial y engloba toda la corteza más una porción del manto superior, también rígido. Esta capa resulta quebradiza ante las deformaciones, debido a esto, la litosfera no está constituida por una única pieza, sino que se encuentra fracturada en algo más de una docena de grandes trozos, llamados placas litosféricas, de diferentes tamaños que forman una especie de puzle gigantesco que recubre todo el planeta. El grosor de la litosfera es muy variable y puede llegar a alcanzar más de 200 km, aunque en los fondos oceánicos su espesor apenas alcanza unos pocos kilómetros.
2. Astenosfera: abarca parte del manto. Los materiales se encuentran parcialmente fundidos, de tal manera que esta capa es fluida, aunque se encuentra entre la litosfera y el resto del manto, que son dos capas sólidas. Llega hasta los 250 km de profundidad.
3. Mesosfera: esta capa la forma el resto del manto. Tiene un comportamiento plástico y dúctil sin dejar por ello de ser sólida.  Hasta los 2900 km.
4. Endosfera: o núcleo está fundido en su mayor parte (núcleo externo), salvo en el centro (núcleo interno). El centro de la tierra está a 6.731 km.

*Al leer esto último creo que nacen preguntas: ¿Cómo pueden estar en el centro de la Tierra los materiales sólidos con las altas temperaturas que se alcanzan? ¿Tiene sentido esto de que se alternen los estados de los materiales, primero sólido, luego fundido, luego sólido y así sucesivamente?

La explicación de esto es la relación entre presión y temperatura que se va alcanzando cuando más cerca estamos del centro. El punto de fusión de los materiales aumenta con la profundidad. Esto es debido al efecto de la presión, que hace posible, por ejemplo, que el hierro a presión atmosférica, se funda a 1550ºC y, sin embargo, se encuentre sólido en el centro de la Tierra a unos 6000ºC.*

Para la creación de la teoría: tectónica de placas contribuyó decisivamente el estudio de los fondos oceánicos y la distribución de terremotos y volcanes.

Es muy curioso saber que la Guerra Fría contribuyó enormemente a consolidar la teoría de tectónica de placas. Por un lado los submarinos atómicos cobraron una gran importancia como armas estratégicas. Su utilización despertó la necesidad de contar con mapas precisos de los fondos oceánicos, casi desconocidos, y condujo al descubrimiento de nuevos relieves. Por otro lado la necesidad de conocer las pruebas nucleares del enemigo llevó a instalar una amplia red de sismógrafos por todo el globo. Estos instrumentos detectan cualquier vibración del terreno, incluidas las producidas por las explosiones atómicas, que se distinguían de los terremotos naturales estudiando las ondas sísmicas.

Así que de manera indirecta muchos estudios se realizaron gracias a este conflicto.

En la definición de litosfera, he hablado de las placas litosféricas (cada uno de los fragmentos en que se encuentra dividida la litosfera) que parecían piezas de un gigantesco rompecabezas. En sus límites o bordes se concentra la actividad interna.

Esto último lo descubrieron con los mapas resultantes de los sismógrafos que mostraban una disposición sorprendente. Los terremotos se distribuían en estrechas bandas, denominadas cinturones sísmicos, donde también se concentraban los volcanes. Esto llevó a la conclusión de que de alguna forma, la liberación de energía interna en forma de magma y de sacudidas sísmicas se concentraban en determinadas zonas, dejando el resto de superficie terrestre en calma.

Los cinturones sísmicos mostraban una litosfera fragmentada definiendo así los bordes de estos fragmentos.

Las placas litosféricas son las siguientes:

Placas tectónicas grandes	Placas tectónicas pequeñas
1. Placa Euroasiática 2. Placa Africana 3. Placa Indoaustraliana 4. Placa Norteamericana 5. Placa Sudamericana 6. Placa Pacífica 7. Placa Antártica	1. Placa del Caribe 2. Placa de Nazca 3. Placa de Cocos 4. Placa de Juan de Fuca 5. Placa Filipina 6. Placa de Scotia 7. Placa Arábiga

En el fondo oceánico se encontraron relieves importantes:

• La dorsal medio-oceánica: es una enorme cordillera que suele recorrer la zona central de los océanos. Presenta un surco central o rift y está atravesada por numerosas fracturas, perpendicuales a este eje.
• Fosas: son estrechas y profundas trincheras que suelen encontrarse adosadas a los bordes continentales o juntos a arcos de islas volcánicas.

Y también se interesaron mucho por la composición del fondo oceánico, debido a que estos estudios proporcionaron dos importantes datos acerca de los fondos marinos:

• Estos están constituidos por rocas volcánicas, sobre las que se han acumulado sedimentos marinos.
• Son muy jóvenes. Las lavas del rift son muy recientes y su antigüedad aumenta al alejarnos de él.

*En geología, cuando hablamos de juventud, nos referimos a que no existen fondos marinos con más de 180 millones de años)*

Como conclusión sacamos una relación entre los dos puntos anteriores. En el rift existen lavas recientes sin sedimientos, debido a que no ha transcurrido suficiente tiempo para ello. Al alejarnos a un lado y a otro del rift, la edad es progresivamente mayor y, por ello, las lavas se encuentran cubiertas con mayores espesores de sedimentos marinos. En 1962 nace la teoría de Hess, sobre la expansión del fondo oceánico.

De toda esta información se deduce, pensando mucho, que el fondo oceánico se está formando continuamente en las dorsales, a partir de magmas que ascienden del manto y salen por el rift. La salida de nuevos magmas separa los materiales anteriores a uno y otro lado. Con el paso del tiempo, el fondo oceánico va expandiéndose y, los continentes, que en un principio estaban unidos, se alejan.

Siguiendo el razonamiento anterior, si la Tierra no se hinchaba por la excesiva creación de fondo oceánico, se debía a que al mismo tiempo, el fondo debía destruirse en otros lugares (por esto no se encontraban fondos oceánicos muy antiguos).

Los lugares donde debía de producirse esta destrucción era en las fosas. En ellas el fondo oceánico parece doblarse y hundirse en el manto. Este proceso se denomina subducción. Fueron dos geofísicos, Wadati y Benioff, los que comprobaron situando los hipocentros (región del interior terrestre donde se desencadena la vibración de un seismo) de terremotos en las cercanías de una fosa, que al alejarse de esta, los terremotos se hacen más profundos. Vistos de perfil, describen un plano inclinado que representa a la placa que se hunde, denominado en su honor "plano de Wadati-Benioff".

TECTÓNICA DE PLACAS

Todo lo anterior está englobado en la teoría: tectónica de placas o tectónica global.

A continuación un buen esquema, donde de manera resumida, vemos el proceso que nos lleva a esta gran teoría.

Ya hemos llegado a la tectónica de placas, pero ahora nos falta hablar de muchas cosas que esta teoría recoge y acepta. Cosas sobre el movimiento entre placas y la formación del relieve originado por este movimiento.

Como ya hemos dicho, los límites entre las placas son relevantes por tratarse de zonas geológicamente muy activas.

Podemos clasificar estas placas en tres tipos: 

• Bordes constructivos o divergentes. Son las zonas donde dos placas se separan provocando entre ellas la creación de una nueva litosfera oceánica. En estos bordes existe un vulcanismo suave. Las estructuras que se forman son rifts (valley) y dorsales. Ej:

Rift valley africano

Vista del rift valley africano desde el espacio

                  

• Bordes destructivos o convergentes. Se corresponden con las zonas donde dos continentes colisionan, así como con las zonas de subducción, donde el fondo oceánico se introduce en el manto. Se destruye litosfera. En estos bordes aparecen las cordilleras litorales, los arcos insulares y las fosas oceánicas. Hay tanto vulcanismo como terremotos. Ej:



Océano pacífico, a la derecha los Andes y a la izquierda Japón.



Foto de los Andes desde el espacio. Subducción de la placa de Nazca debajo de la Sudamericana.

• Bordes pasivos, Son fracturas, conocidas como fallas transformantes, en las que dos placas rozan lateralmente originando seísmos. En estas zonas no se crea ni se destruye litosfera oceácina y, por tanto, apenas existe vulcanismo. Ej:

Falla de S.Andrés (California). Placas norteamericana y del Pacífico.

Pero... ¿Qué mueve a estas gigantescas placas?

A esta cuestión no supo responder ni el mismísimo Wegener, pero ahora si tenemos una explicación.

En un primer momento, se creía que esto se debía a las corrientes de convección de la astenosfera, sobre la que flotaba la litosfera, eran las responsables del movimiento. De tal manera que en los lugares donde las corrientes calientes ascendían y se separaban, se formarían las dorsales; y donde las corrientes frías se hundían, se originarían las fosas.

Esta explicación es sencilla y fácil de entender, pero a parte de las corrientes de convección con el paso del tiempo hemos ido ampliando nuestros conocimientos y se ha llegado a estas conclusiones:

• La astenosfera ya no es el único lugar donde se desarrolla la convección, pues las corrientes detectadas abarcan el conjunto del manto.
• La litosfera tiene un papel importante en su propio desplazamiento a través de dos fuerzas, la de la gravedad (al ser una dorsal una zona elevada, la litosfera generada tendería a deslizarse a ambos lados por efecto de esta fuerza) y el peso de la placa (cuando se inicia la subducción, el peso de la placa que se está hundiendo arrastraría tras de sí al resto de la misma).

Como conclusión podemos decir que el calor interno de la Tierra es el motor de la tectónica de placas. Este calor es el responsable de que la mayor parte del manto, aunque sea sólido, se comporte como un material dúctil o plástico. De este modo, se pueden generar corrientes en su interior que, con la colaboración de las propias placas, provocan el desplazamiento de las mismas.

*Todavía puede haber alguna duda, como esta: ¿Por qué hay áreas de vulcanismo en el interior de placas?

La respuesta a esta pregunta es que existen puntos calientes. Son áreas de vulcanismo intenso alimentadas por una corriente ascendente de materiales calientes procedentes del manto profundo. A veces coinciden con límites de placas, como en Islandia, pero normalmente se sitúan en el interior de las placas, como en Hawái.*

CICLO DE WILSON

Wegener no se podía ni imaginar que antes de su Pangea había habido al menos una diferente al comienzo de la Era Primaria.

El geólogo canadiense Wilson fue el primero en proponer la existencia de procesos cíclicos de ruptura y reunificación de supercontinentes. En su honor, a dicho proceso cíclico se le denomina ciclo de Wilson.

1. Formación de un domo térmico. El calor acumulado debajo del continente provoca la dilatación de los materiales y un abombamiento.
2. Etapa de rift continental. Aparecen grandes fracturas que adelgazan la litosfera, provocando la formación de un surco o rift continental.
3. Etapa de mar estrecho. La separación se completa y comienza a generarse entre ambos fragmentos nueva litosfera oceánica y una pequeña dorsal.
4. Etapa de océano tipo Atlántico. La separación prosigue y la extensión del nuevo fondo oceánico aumenta considerablemente.
5. Etapa de océano tipo Pacífico. El océano comienza a cerrarse por la aparición de zonas de subducción de sus bordes.
6. Etapa de acercamiento. El cierre casi se ha completado: ambos continentes se acercan con sedimentos marinos en sus bordes.
7. Etapa de colisión continental. Los bordes de ambos continentes y los sedimentos atrapados en medio se deforman.
8. Etapa final. Las masas continentales se saturan y se forma la cordillera de colisión continental.

Y este es el ciclo de Wilson, así cuando todos los continentes estén unidos formando un súper continente la etapa 1 vuelve a aparecer y sus etapas sucesivas. Toda una cadena, que da un paso apreciable cada millón de años.

CURIOSIDADES

En termino medio, las placas tectónicas se desplazan unas respecto a otras con velocidades de 2,5 cm/año lo que es, aproximadamente, la velocidad con que crecen las uñas de las manos.

El límite entre la placa Euroasiatica (donde nosotros nos encontramos) y la placa africana es el que está mas cerca de nosotros. El movimiento de la placa africana es hacia el norte a unos 2,15 centímetros cada año, lo cual la llevará a unirse al extremo sur de España dentro de 650.000 años, separando el mar Mediterráneo del océano Atlántico.

Terremoto en Lorca:

Para entender el por qué de estos últimos temblores, debemos situar a Lorca y la Falla de Alhama, en su contexto geodinámico. El Sureste español (realmente toda la Península) se encuentra muy próximo al límite entre las placas Euroasiática y Africana, las cuales se acercan induciendo una velocidad de movimiento relativamente pequeño para esta falla. El movimiento de esta falla no es constante, sino que la energía se acumula hasta superar el límite de rozamiento, provocando una liberación súbita de ésta energía en forma de ondas, que se transmiten al terreno deformándolo a medida que se desplazan.

¿Por qué es tan dificil predecir un terremoto?

Los habitantes de las zonas con riesgo sísmico son conscientes de que la tierra puede temblar en cualquier momento. Pero, ¿cuándo podrán los científicos alertar de un terremoto inminente de la misma forma que un meteorólogo predice una tormenta con horas e incluso días de antelación?

De momento, los expertos son capaces de calcular con bastante precisión dónde se producirán las sacudidas a largo plazo -por ejemplo, se espera un fuerte terremoto en California en los próximos 30 años- pero no con la antelación necesaria para que la población y los servicios de emergencias se preparen. Y es que, a pesar de los avances en sismología, siguen siendo imprevisibles.

Proyectan construir un muro anti-tsunami:

Tokio, 22 de julio de 2011 (Télam).

La empresa de energía Chubu Electric presentó hoy un proyecto para construir en la convergencia de dos placas tectónicas un muro anti tsunami con la finalidad de proteger la cuestionada central nuclear de Hamaoka, en la prefectura japonesa de Shizuoka.

El proyecto costará alrededor de mil millones de euros, para poder reactivar con seguridad la planta de generación eléctrica que el premier Naoto Kan pidió cerrar tras la crisis de Fukushima.

El muro, de 18 metros de altura y 1,6 kilómetros de largo, tiene como finalidad soportar el impacto de olas anómalas superiores a las que devastaron la central de Fukushima.

Chubu, que provee electricidad a cinco prefecturas, estima terminar los trabajos para diciembre de 2012.

Alfred Wegener (Berlín, 1880 - Groenlandia, 1930):

"Zapatero a tus zapatos". Esta es la despectiva frase que le dedican a Wegener los más eminentes geólogos de su tiempo por atreverse a enunciar una hipótesis genial.

Muere en 1930 en la tercera expedición a Groenlandia, el lugar de sus sueños de juventud. Se le recuerda como explorador del Ártico y como pionero de una nueva ciencia: la Meteorología, pero se le ignora como geólogo.

Espero que os haya quedado muy claro toda esta parte de la geología, la tectónica global, y que os haya gustado.

Está explicado de manera amplia, pero porque me es imposible explicarlo mejor reduciéndolo.

Es sorprendente saber como se han formado accidentes geográficos tan bellos como la cordillera del Himalaya o cómo se ha formado Japón. 

Gracias a la geología sabemos que San Francisco sufre un gran riesgo sísmico porque está cercano a un límite de placas de tipo pasivo,  y por qué en Japón hay tantos tsunamis. Así en estos sitios por ejemplo, se construyen edificios especiales y sus habitantes están siempre alerta y preparados.

Es una de las ciencias más utiles y en las que debemos avanzar, para poder predecir estos fenómenos naturales imparables con un tiempo suficiente y reducir los daños y destrozos que suelen generar.

P.D. Si lo has leído me gustaría que me dejases un comentario con tu opinión, gracias.