Tema 5: Tectònica de Plaques

  1. La tectònica de plaques, una revolució en les Ciències de la Terra. Les seues manifestacions.

  2. El problema de l’origen de les serralades: algunes interpretacions històriques. El cicle de les roques.

  3. Distribució geogràfica de terratrémols i volcans. Wegener i la deriva continental. L’expansió del fons oceànic. Proves de la tectònica de plaques.

  4. Les plaques litosfèriques. Vores de placa. La formació de serralades: tipus i processos geològics associats.

  5. Valoració de les conseqüències de la dinàmica de l’interior terrestre en la superfície del planeta.

  • Composició i estructura de l’interior terrestre.

  • Mètodes d’estudi de la terra.

  • Teories orogèniques; la deriva continental.

  • Estudi del fons oceànic.

  • Distribució de terratrèmols i volcans.

  • Origen de les serralades
  • Tectònica de plaques.

  • Tipus de plaques i els seus límits. Vores constructius, destructius i passius.

  • El cicle de Wilson.

  • Proves i motor del moviment de plaques. La subducció.

1. La vida interior de la Terra

A més del modelat pels processos geològics externs, el nostre planeta presenta una important activitat pròpia capaç d’elevar serralades, fondre roques, obrir oceans, o desplaçar continents. Tots aquests processos tenen el seu origen en l’interior del planeta. Es calcula que cada any la Terra aboca a l’exterior uns 15 kilòmetres cúbics de magma que no prové d’un antic “magatzem intern”, sinó que s’està generant contínuament. Els terratrèmols, els plecs o les falles són una altres evidències de l’activitat interna de la Terra.

1.1. Origen de l’energia interna

origentierra1

Formació de la Terra

En el tema anterior vam veure que el Sol proporcionava l’energia necessària per als processos geològics externs. Però… també és el Sol el responsable dels processos geològics interns? La resposta és no. La temperatura augmenta uns 30oC per cada km, fins que arriba un moment en que l’augment no és tant gran. Aquest augment de temperatura amb la profunditat es coneix com gradient geotèrmic.

La calor interna de la Terra prové de dos fonts:

  • De la calor primordial des de que la Terra es va formar.
  • De la desintegració d’elements radioactius.

En un principi la Terra era una esfera de material fos la mida de la qual anava augmentant perquè s’anaven agregant nous fragments anomenats planetesimals. Els impactes d’aquests fragments augmentaven encara més la temperatura.

desintegración-alfa

Cada àtom desintegrat allibera una gran quantitat d’energia.

Els grans impactes dels planetesimals es van acabar fa uns 4000 milions d’anys. La Terra llavors es va començar a refredar, però molt poc a poc, ja que elements com l’urani desprenen energia al desintegrar-se.

activitat-23-fet

En el dibuix falta una capa. Quina?

Per tant, la Terra no s’ha refredat completament degut a la seva enorme massa i perquè l’escorça actua com un aïllant tèrmic. En el Sistema Solar, els planetes i satèl·lits més petits es van refredar abans que la Terra o Venus.  Es el cas de Mercuri, Mart i la Lluna, que es consideren “geològicament morts” perquè apenes tenen prou energia al seu interior per canviar la seva superficie. A mesura que la Terra s’anava refredant es van anar formant capes concèntriques. Aquestes són les principals capes que avui hi ha al nostre planeta:

  • Escorça
  • Mantell
  • Nucli extern
  • Nucli intern

 

2. Composició i estructura de l’interior terrestre

Una informació detallada sobre la composició i estructura de l’interior de la Terra no pot provenir de mètodes directes com ara mines i pous, encara que els volcans ens aporten informació molt valuosa.

  • La mina més profunda es troba a Sudàfrica i té 3,5 km de fondària (on els miners han de suportar temperatures ja molt elevades, d’uns 50ºC).
  • El pou més profund, perforat a la península de Kola en un projecte científic rus, arriba fins a 13 km de fondària.
  • El projecte Mohole de 1960, que començà a perforar l’escorça oceànica, intentava prendre mostres directament del mantell de la Terra, però les dificultats tècniques van fer que el projecte s’abandonés el 1967.

Aquests mètodes ens aporten informació només de la part més superficial d’aquest planeta de més de 6.000 km de radi. D’altres evidències provenen de mètodes indirectes, com ara els meteorits o la sismicitat.

2.1. Mètodes d’estudi

Els principals mètodes d’estudi de l’interior terrestre són:

  1. Mitjançant sondejos. Sondejar la Terra perforant-la no és gens fàcil ni barat. Amb la tecnologia actual només s’ha pogut perforar fins una profunditat de 12 km. El gradient geotèrmic és un obstacle molt important en els sondejos. Si el nostre planeta fos una poma, amb prou feines hauríem aconseguit perforar la seva fina pell.
  2. Obtenció de roques formades a molta profunditat que surten per la pròpia dinàmica terrestre. Es pensa que la peridotita és la roca que constitueix la major part del mantell terrestre.
  3. Anàlisi de les ones sísmiques. L’estudi de la propagació de les ones sísmiques aporta molta informació de com és el nostre planeta per dins.

Aquest últim mètodes és el més precís, i el que anem a veure en més detall.

2.1.1 Ones sísmiques

onesism

Tipus d’ones sísmiques

Existeixen tres tipus d’ones sísmiques que viatgen a diferents velocitats i fan vibrar les partícules del terreny de forma diferent.

  • Ones profundes: viatgen a través de l’interior terrestre.
    • Ones P: són ones longitudinals (la direcció de la vibració i del moviment coincideixen) que viatgen a través de sòlids i líquids. Són més ràpides que la resta i, per tant, les primeres en ser enregistrades (ones primàries).
    • Ones S: són ones transversals (la direcció de la vibració i la del moviment són perpendiculars) que no travessen els medis fluids. Són més lentes que les ones P i són les segones en ser enregistrades (ones secundàries).
  • Ones superficials: el seu moviment és restringit a la superfície del terra.
    • Ones L (ones Love): tenen una longitud d’ona llarga i mouen el terra de costat a costat en un pla horitzontal paral·lel a la superfície de la Terra. Els seus efectes són de sacsejada horitzontal i són les que produeixen més danys, sobre tot als fonaments de les edificacions. Són més lentes que les anteriors.
    • Ones R (Rayleigh): mouen el terra vertical i horitzontalment en el pla vertical en la direcció en què viatgen les ones.
sismograma_complet_400

Sismograma amb totes les ones.

2.1.2 Els sismògrafs i l’interior de la terra

Utilitzar les ones sísmiques i els sismògrafs per a investigar l’interior terrestre és com picar sobre un objecte per saber què hi ha a dins: les ones que produïm en picar faran un so diferent segons l’objecte estigui buit o ple d’un líquid o d’un sòlid. D’una manera similar, el patró de les ones sísmiques rebudes per un sismògraf depèn de quins materials han travessat a l’interior de la Terra i de les seves propietats.

La figura de la dreta mostra què succeeix quan les ones sísmiques arriben al límit entre dos materials diferents (és similar al que li succeeix a la llum quan passa de l’aire a l’aigua). Les ones són reflectides i refractades i la seva velocitat canvia:

 

243px-Ley_de_Snell_(es).svg.png

Lleis de reflexió i refracció

Part de l’ona és reflectida a la mateixa velocitat.

  • Part de l’ona és refractada a una velocitat diferent ja que viatja a un altre material, amb altres propietats, per exemple una altra densitat.
  • L’angle de refracció depèn de la velocitat: θ2 > θ1 si la velocitat al medi 2 és més gran que al medi 1.

 

Com qualsevol ona, les ones sísmiques segueixen la llei de Snell:

sin θ1/sin θ2 = v1/v2

, on ’θ1’ és l’angle d’incidència, ’θ2’ l’angle de refracció i v1 i v2 les velocitats de l’ona a cada medi.

379px-Earthquake_wave_shadow_zone.svg.png

Distribució d’ones P i S en l’esfera terrestre.

Si l’interior de la Terra fos homogeni, les ones sísmiques, en travessar-lo, es desplaçarien en una trajectòria recta i sempre a la mateixa velocitat.
Però la velocitat depèn de la densitat, la rigidesa i la compressibilitat dels materials que travessen les ones, de manera que, en general, la velocitat de les ones sísmiques augmenta amb la profunditat.

Per tant, les trajectòries de les ones sísmiques són corbes a l’interior de la Terra. A més, pateixen reflexions i refraccions que ens ofereixen informació sobre l’estructura interna de la Terra.
Una de les informacions més rellevants prové del fet que quan es produeix un terratrèmol hi ha una banda d’estacions sismològiques del món que no detecten les ones P: es diu que hi ha una “zona d’ombra” de les ones P. Això és degut al fet que les ones canvien la seva velocitat en arribar a un material amb unes propietats diferents (en aquest cas el nucli extern). A partir d’aquesta informació es pot calcular a quina distància de la superfície s’ha produït la refracció que les ha desviades i les característiques físiques del nou material que han trobat.

Patró distribució d'ones P i S en l'esfera terrestre.

Patró distribució d’ones P i S en l’esfera terrestre.

El patró d’ones rebut per un sismògraf és generalment més complex que el que mostra el sismograma de la figura de l’apartat “Detecció i mesura dels terratrèmols”. Això és degut a les reflexions, refraccions i canvis de velocitat que les ones P i S pateixen mentre viatgen a l’interior de la Terra. Si les ones són afectades d’aquesta manera, és perquè travessen una sèrie de límits que separen zones de diferents materials. La figura de l’inici d’aquest document mostra l’estructura interna de la Terra. La posició dels límits o discontinuïtats i el gruix i densitat de les diferents capes es poden deduir de la manera com les ones sísmiques s’han vist afectades:

  • A uns 30 km de profunditat, es produeix un increment brusc de la velocitat de les ones P i S. Aquest fet assenyala la primera discontinuïtat en les propietats dels materials: Mohorivicic o moho, que separa l’escorça del mantell.
  • A 2.900 km, les ones P disminueixen bruscament la seva velocitat i les ones S deixen de transmetre’s. Aquí es troba la discontinuïtat de Gutemberg, que separa el mantell del nucli extern. Com que les ones S no es transmeten en líquids, podem deduir que el nucli extern es troba en un estat fluid (probablement degut a la intensa calor).
  • A 5.100 km, les ones P presenten un altre increment de velocitat causat pel pas del nucli extern fluid al nucli intern sòlid a través de la discontinuïtat de Lehman.

2.1.3 Altres informacions de interior de la Terra

A més de les dades dels terratrèmols, els geòlegs disposen d’altres fonts que els informen de l’estructura i la composició de l’interior de la Terra:

Volcans. La lava que surt dels volcans prové de l’interior de la Terra, però generalment es produeix a l’escorça o a la capa més superior del mantell, de manera que no ens aporta informació sobre les capes més profundes. La distribució dels volcans mostra les àrees de la superfície terrestre a les quals s’està generant calor que ascendeix. Pots aprendre més coses dels volcans al tema 5.

Meteorits. Són partícules de pols o fragments rocallosos que cauen a la Terra procedents de l’espai, degut a l’atracció gravitatòria que el nostre planeta exerceix. La majoria es desintegren degut al fregament amb l’atmosfera, però alguns arriben a impactar contra la superfície terrestre. Tenen un gran interès per als geòlegs, ja que poden ser mostres de material planetari: un tipus de meteorit, rics en ferro i níquel, són particularment interessants, ja que podrien ser molt similars en composició al nucli terrestre.

Camp magnètic terrestre. El fet que el nostre planeta posseeixi un camp magnètic pot indicar que el nucli és ric en ferro. Es creu que l’existència d’aquest camp és deguda a corrents elèctrics generats al nucli extern líquid.

3.- Les capes internes

509px-Slice_earth.svg.png

Capes estàtiques de la Terra

Com a conseqüència del estudi sísmic els científics estableixen que el interior de la Terra és com es mostra en la imatge inferior:

  1. Escorça continental
  2. Escorça oceànica
  3. Mantell superior
  4. Mantell inferior
  5. Nucli extern
  6. Nucli intern

A : Discontinuïtat de Mohorovičić

B : Discontinuïtat de Gutenberg

C : Discontinuïtat de Lehmann

3.1 Capes estàtiques

Escorça: Capa de roca sòlida, molt prima en relació amb la resta. Té una densitat d’entre 2,7 i 3,2 g/cm3. El límit entre l’escorça i el mantell s’anomena discontinuïtat de Mohorovicic (Moho per abreujar).

Es poden distingir dues zones:

  • L’escorça ocèanica: és la que es troba al fons oceànics. És molt fina, de composició química uniforme (bàsicament basalts), més densa que la continental i molt més jove que aquesta.
  • L’escorça continental: és la que es troba als continents i a les plataformes continentals . Té una composició química variable i més grossa, menys densa i més antiga que la oceànica.

Mantell: Format per roques sòlides i fosques riques en silici i magnesi. Densitat d’entre 3,4 i 5,5 g/cm3. Parts del mantell són semiplàstiques i es mouen lentament degut a l’escalfor interna de la Terra.

Nucli extern: Compost de níquel i ferro, es pensa que es troba en estat líquid degut a les temperatures extremadament elevades. Densitat d’entre 10-12 g/cm3. És on es produeix el magnetisme terrestre.

Nucli intern: També format per ferro i níquel però en estat sòlid degut a l’elevada pressió (3 milions de vegades superior a la de la superfície terrestre. Densitat entre 12-18 g/cm3.

 

3.2 Capes dinàmiques

No obstant, les capes estàtiques no són la millor manera d’estudiar la Terra, és millor pensar en dividir-la en capes dinàmiques: litosfera, astenosfera i

3.2.1 Litosfera

La litosfera terrestre. La litosfera és la capa superficial sòlida del planeta. Està constituïda per l’escorça i per la part superficial sòlida del mantell, l’anomenat mantell residual. Segon el tipus d’escorça que contenen es distingeixen dos tipus de litosfera que són:

  • Litosfera oceànica. És la que està formada per escorça oceànica i mantell residual. Constitueix els fons dels oceans i té un espessor mitjà de 65 km però a les les grans serralades que hi ha en el fons dels oceans, les anomenades dorsals oceàniques, el seu espessor és de només 7 km.
  • Litosfera continental. És la que està formada per escorça continental i mantell residual. És la que constitueix els continents. Té un espessor mitjà d’uns 120 km.

La litosfera es troba surant sobre una capa pastosa anomenada astenosfera.

Capes dinàmiques de la Terra.

 3.2.2 Astenosfera

Tradicionalment aquesta capa s’ha definit com una capa pastosa (fluïda) del mantell que arriba fins els 250 km de profunditat i que es troba entre la litosfera i la resta del mantell, que són dues capes sòlides. En les últimes dècades s’ha descobert que en molts punts sota la litosfera no hi ha cap capa fluida. Per això, alguns autors consideren que l’astenosfera en realitat no existeix i que és tot el mantell el que presenta plasticitat i que tot ell és impulsat per la calor procedent del nucli i així provoca el moviment de les plaques tectòniques.


3.2.3 Mesosfera

La mesosfera, formada per silicats magnèsics rics en metalls i el nucli, amb ferro i níquel combinats amb sofre, són les capes més internes de la Terra.

La resta de les capes no canvien.

imagen1

Capes estàtiques i dinàmiques de la Terra.

Una vegada sabem quina estructura te la Terra anem a estudiar algunes coses que passen en ella.

 

4. Algunes teories orogèniques

Des de molt antic ens em preguntat per què hi ha muntanyes. Al llarg de la història hi van haver dos tipus de teories:

  • Fixistes: la Terra en prou feines havia canviat des del seu origen.
  • Mobilistes: la Terra ha sofert grans canvis des del seu origen.

4.1 Teories fixistes

Entre les teories fixistes destaquen dos: el contraccionisme i la teoria del sinclinal

4.1.1 Contraccionisme

Aquesta teoria va ser vàlida fins 1960, i es basava en la idea que la Terra estava originalment en estat fluid i s’havia consolidat una capa superficial rígida anomenada escorça.

L’interior anava refredant-se més lentament i aniria contraent-se donant lloc a unes arrugues que serien les serralades. La posició dels continents i oceans era rígida i fixa, és a dir, no es movien.

Contraccionisme

El contraccionisme explica la formació de serralades.

4.1.2 teoria del sinclinal

És de l’any 1859 i la va proposar Hall.

geosinclinal

Teoria del Sinclinal per formar serralades.

Un geosinclinal és una zona allargada i subsidente de l’escorça. Un geosinclinal es una zona estreta i allargada situada vora un continent o crató, també anomenat avantpais. Aquest continent s’erosiona i els materials es dipositen en les zones deprimides del geosinclinal. Es poden diferenciar les següents fases:

  1. Sedimentació de les fosses amb sediments del antepaís i dels llindars donant lloc a subsidencia, solen ser sediments marins.
  2. Compressió (30-50 milions d’anys), són impulsos curts, al comprimir-se es forma un arc insular.
  3. Elevació del terreny. Dura diverses desenes d’anys, quan cessa la compressió.
Més información: www.creixpi.com
 

4.2 Teories mobilistes

4.2.1  La deriva continental d’Alfred Wegener

deriva

Evolució de la posició dels continents

Alfred Wegener (1880-1930), meteoròleg i geòleg alemany va postular la hipòtesi de la deriva continental. Segons Alfred Wegener, els continents van estar units fa milions d’anys. Després, per alguna causa, fa 200 milions d’anys, el continent original o Pangea (Pangea: del grec pan, “tota”, y gea, “Terra”) es va fracturar i els trossos es van anar separant lentament.

Una prova d’això seria la coincidència entre els continents, que més o menys, encaixen entre si, com les peces d’un puzle. Alfred Wegener va recórrer el món per trobar proves de la seva “Teoria de la Deriva Continental”, i les va trobar.

En continents que avui en dia estan separats hi ha fòssils d’éssers que no podien haver creuat els oceans. Si ajuntem Àfrica i Sudamèrica, per les seves respectives costes atlàntiques, es comprova que molts trets geològics es continuen a un i altre costat de la línia divisòria, prova de que en el passat van estar units.

Però malgrat totes les proves, Wegener no sabia perquè es movien els continents.

 

Wegener es va basar en diferents dades per elaborar la seva teoria:

  • Dades geogràfiques, basades en l’encaix dels contorns actuals dels continents (per exemple Sud-amèrica i Àfrica). Aquest fet és encara més evident si ens fixem en les plataformes continentals. Exemple:Africa i Sud Amèrica
p_geografica

Els continents encaixen en les seves plataformes continentals.

  • Dades paleontològiques. Els fòssils indiquen que fa uns 350 milions d’anys la flora i la fauna d’Àfrica, Sud-Amèrica, l’Índia i Austràlia eren les mateixes i, per tant, aquests continents havien d’estar units. Exemple:marsupials a Australia,
paleo

Fossils iguals d’animals i plantes en zones molt llunyanes i seguint el mateix patró.

  • Dades geològiques. Hi ha zones d’Àfrica que tenen unes roques idèntiques a d’altres que hi ha a Sud-Amèrica. Si posem els dos continents junts veiem, a més, que les zones queden una al costat de l’altra… Exemple: diamants a Brasil i Sud Àfrica
diamantes

Distribució de mines de diamants.

  • Proves bioclimàtiques. Roques indicadores de climes iguals en zones de diferenta latitud en la actualitat. Exemple: diposits glacials de la mateixa época a Petagonia i la India, glaceres en Brasil, etc.
pruebaclimatica

Restes de glaceres en llocs que en l’actualitat són càlids.

4.2.2 La tectònica de plaques

Wegener pensava que els continents es movien a la deriva, com flotant sobre l’escorça oceànica. Una nova teoria va sorgir en la dècada de 1960: la Tectònica de Plaques o Tectònica Global. La litosfera és la que es desplaça sobre l’astenosfera. ‐ Tectònica: part de la Geologia que estudia els moviments que es produeixen en l’escorça terrestre. ‐ “de Plaques”: perquè la part més superficial (litosfera) de la Terra està dividida en plaques.

4.1.- Distribució de terratrèmols i volcans

Quan es va estudiar la distribució de volcans i terratrèmols, es va veure que coincidien i que la litosfera està dividida en “zones tranquil·les”, separades per bandes d’intensa activitat.

Vol_eq_plates

Volcans al voltant del món.

Map-of-major-earthquakes-in-the-world-4

Terratremols al voltant del món.

Cada un dels fragments en què es troba dividida la litosfera constitueix una placa litosfèrica. allunyades de la dorsal. Relleu del fons Fixa’t en la dorsal mig-oceànica: Té forma allargada. Al mig del seu cim hi ha una depressió o “vall” anomenat Rift.

Per aquestes “valls” flueix magma provinent del mantell, de forma contínua. Fossa oceànica: allargada depressió en la vora de continents o junt a arcs d’illes volcàniques.

Les plaques encaixen entre sí com les peces d’un gegantí trencaclosques. Què passava en els límits entre les plaques litosfèriques per explicar aquella intensa activitat interna?

Eren tots els límits de plaques iguals? La resposta havia de trobar-se en el fons dels oceans. En els anys 60 es va començar a descobrir com és el fons oceànic. Primer es va descobrir una enorme dorsal centre-oceànica a l’Atlàntic.

En investigar el fons oceànic es va descobrir coses sorprenents.

Dorsales-Globales-web

Visió de la Terra sense aigua.

A més a més d’observar les dorsals i les fosses oceàniques, es va veure que:

  • L’escorça oceànica és molt prima, més que no pas la continental.
  • Les roques del fons oceànic són molt joves i ho són més com més aprop d’una dorsal oceànica, tal i com es pot apreciar al mapa.
2008_age_of_oceans_n1024

Edat dels fons oceànics.

 

  • Les roques més velles que s’han trobat als fons oceànics tenen uns 200 milions d’anys. Això indica que aquest és el temps que transcorre entre la seva formació a les dorsals i la seva destrucció a les zones de subducció (tingues en compte que la Terra es va formar fa uns 4.500 milions d’anys).

4.3.- Postulats de la tectònica de plaques

Les conclusions de tots aquests estudis es poden resumir en els postulats de la tectònica de plaques, una teoria global que tracta la Terra en tota la seva extensió i que explica multitud de fenòmens.

1.- La litosfera està dividida en plaques que encaixen entre si com les peces d’un trencaclosques.

2.- Les vores o límits d’aquestes plaques presenten una gran activitat sísmica i volcànica.

3.- La litosfera oceànica es crea a les dorsals i es destrueix en les fosses.

4.- Les plaques es mouen i interaccionen entre sí.

5. Tipus de plaques i els seus límits

plaques_tectoniques_petit

Plaques tectòniques.

Hi ha 3 tipus de plaques:

  • Oceàniques: no porten cap continent. (Ex: Placa de Nazca, de Cocos i del Carib.)
  • Continentals: formades principalment per litosfera continental. (Ex: Placa d’Aràbia.)
  • Mixtes: formadas per litosfera oceànica i continental. (Ex: Placa Australiana)

Hi ha 3 tipus de límits de plaques:

  • Constructius: en ells es crea nova litosfera. Coincideixen amb les dorsals.
  • Destructius: en ells es destrueix litosfera. Coincideixen amb les fosses o zones de subducció i zones de colisió continental
  • Passius: en ells no es crea ni es destrueix litosfera. Les plaques es desplacen lateralment.

5.1.- Límits constructius (Divergents)

Dos objectes que divergeixen s’estan allunyant l’un de l’altre. Així, als límits divergents les plaques se separen. Però, és clar, no queda un forat al mig on veure l’interior de la Terra: el que passa és que allà on se separen puja material de l’astenosfera que, en refredar-se, forma noves roques que s’afegeixen als marges de les plaques.

Acabem de dir que puja material de l’astenosfera. El que passa és que als límits divergents tenim un moviment de convecció ascendent que es continua en moviments amb sentits oposats que contribueixen a separar les plaques. La velocitat d’aquest moviment no és molt gran, d’uns quants centímetres l’any.

Aquests límits se solen trobar sota els oceans, perquè en separar-se les plaques es formen zones baixes que s’omplen d’aigua. El més conegut és el que passa pel mig de l’oceà Atlàntic, que cada any és uns 2,5 cm més ample.

limit_divergent

Vora divergent.

Quines són les conseqüències?

  • Volcans i terratrèmols submarins.
  • Eixamplament (fins i tot naixement) dels oceans.
  • A la zona activa per on surt el material de l’astenosfera es forma una serralada que s’anomena dorsal oceànica.
divergente

Evolució de una vora divergent.

5.2. Límits destructius (Convergents)

Convergir ve a dir “anar allà mateix”. A un límit convergent dues plaques s’ajunten, xoquen. Les conseqüències d’aquest xoc són fàcils de deduir: les plaques poden “arrugar-se” i fins i tot “ficar-se” una sota l’altra. Que passi una cosa o una altra depèn del tipus de plaques que xoquen, però en ambdós casos es produeixen terratrèmols que poden ser molt intensos.

 

5.2.1 Xoc entre placa oceànica i placa continental


La placa oceànica és més densa que la continental i, per tant, tendirà a enfonsar-se cap a l’astenosfera. La zona on la placa oceànica “es fica” sota la placa continental es diu zona de subducció i aquí té lloc una intensa activitat:

  • Com a conseqüència del moviment d’avanç d’una placa sobre l’altra, es produeix un gran fregament que escalfa les roques fins que s’arriben a fondre. Les roques foses ascendiran i formaran volcans en superfície; la resta continuaran el seu camí avall fins retornar a l’astenosfera.
  • El moviment d’avanç no és suau i continu sinó que es produeix a batzegades de moviments sobtats que originen els terratrèmols, també freqüents a aquestes zones. Aquests terratrèmols poden anar acompanyats per un ascens de la zona de fins a uns quants metres.
convergent_ocea_continent_cat

Vora convergent: oceànica-continental.

Conseqüències? A més dels volcans i dels terratrèmols, s’hi formen serralades (plenes de volcans) a la placa continental i fosses oceàniques al límit entre les dues plaques. I una altra cosa: com que la placa oceànica va desapareixent sota la continental, l’oceà es va reduint…

 

5.2.2. Placa oceànica vs. placa oceànica

Aquest cas és molt semblant a l’anterior, només que, en comptes de formar-se una serralada, s’hi formen arcs d’illes volcàniques (si ho pensem bé tampoc no és gaire diferent, ja que una illa no és res més que el pic d’una muntanya submarina que sobresurt sobre el nivell del mar).

convergent_ocea_ocea_cat

Vora convergent: oceànica-oceànica.

5.2.3. Placa continental vs. placa continental

Quan una placa oceànica xoca amb una placa continental, ja hem vist que va desapareixent a poc a poc cap a l’astenosfera a la zona de subducció i que, com a conseqüència, l’oceà es va reduint.

convergent_continent_continent_cat

Vora convergent: continental-continental.

Què passarà quan la part oceànica de la placa s’hagi esgotat? Llavors entraran en contacte dos plaques continentals, i com que les dues són menys denses que l’astenosfera no tendiran a posar-se una sota l’altra. El que fan és “arrugar-se” cap amunt formant serralades que poden ser molt altes, com l’Himàlaia.

5.3. Límits passius (falles transformants)

Tenen lloc a zones on dues plaques ni s’ajunten ni se separen sinó que es mouen lateralment, lliscant entre elles. Aquests límits no estan associats a l’aparició de volcans, però sí a terratrèmols.

L’exemple més conegut és el de la falla de San Andreas, a Califòrnia, responsable dels terratrèmols que es produeixen a la ciutat de San Francisco. Aquesta falla té uns 1.300 km de longitud i es mou uns 5 cm per any de mitjana

 

transformant

Vores transformants

5.4 En resum

Tots aquestos procesos es poden veure resumits en aquesta imatge en la que hem juntat en una hipotètic zona de la Terra que podria existir en el futur o ha existit en el passat.

tall_plaques_cat

Interaccions entre plaques.

 

 

 

6.- Cicle de Wilson

L’apertura i el tancament d’un oceà constituïx un procés cíclic anomenat cicle de Wilson.
John Tuzo Wilson (1909-1993) va ser un geofísic canadenc defensor de la teoria de la tectònica de plaques.
La teoria proposta per Wilson ens diu que cada 400-500 milions d’anys, les masses continentals s’agrupen i formen un supercontinent. L’últim va ser Pangea que es va  partir fa 280 milions d’anys.

cyclewilson_tallat

Cicle de Wilson

El cicle de Wilson es veu l’actualitat en el planeta Terra, però evidentment només si mirem tot el planeta en conjunt.

ciclow2

Fases del Cicle de Wilson en l’actualitat

 

7. Proves i motor del moviment de les plaques

Hi ha moltes proves de que les plaques es mouen. Les mateixes que va aportar Wegener: els continents encaixen, fòssils, coincidències geològiques. Altres proves posteriors a Wegener són: medició amb satèl·lits, investigacions de terratrèmols i volcans, estudi dels fons marins…

7.1.- El motor de les plaques

Les plaques litosfèriques es desplacen a una velocitat d’uns pocs centímetres anuals, com a conseqüència dels corrents de convecció que afecten els materials de l’astenosfera. Els materials de la part més profunda de l’astenosfera pugen, ja que el material de la part inferior és més calent i, per tant, menys dens que el de la part superior.

En topar amb la litosfera, els materials flueixen horitzontalment, van perdent calor i augmenten la densitat. Quan ja són prou freds i densos, baixen i a la part inferior de l’astenosfera tornen a desplaçar-se horitzontalment. El contacte amb les zones més profundes fa que els material s’escalfin novament i tornin a pujar, tancant així el que s’anomena cel·la de convecció.Així doncs, l’astenosfera és en continu moviment seguint cel·les de convecció de mides diverses, que són el motor de moviment de les plaques litosfèriques.

No obstant, teories actuals afegeixen un altre factor al moviment d’aquestes. Pareix ser que les zones de subducció no són pasives sino que juguen un paper fonamental a l’hora de moure les plaques.

A mesura que es va afonant una placa, la força pes de la mateixa accelera el procés d’enfonsament i, per tant, la gravetat es converteix en el segon motor de la placa tectónica, facilitant així l’acción d’eixamplament del oceà que conté una dorsal oceànica..

correntsconveccio

Corrents de convecció i la gravetat com a motor de les plaques.

Exercicis

Bàsics

Online

 

Bibliografia:

Videografia

One Comment:

  1. molt bé, això m’agrada…(Sóc espanya, I am from Spain)

Deixa un comentari

L'adreça electrònica no es publicarà. Els camps necessaris estan marcats amb *