© Mario Izquierdo
Esta teoría es aceptada a partir de los años 60 y se debe a varios autores:
La extensión del fondo marino fue enunciado por Hess, al igual que el concepto de astenosfera (nivel plástico que permite el movimiento en la horizontal de la corteza), y litosfera (unidad mecánica rígida, lo suficiente, como desplazarse sin romperse).
Las unidades, se dividen en placas litosféricas y endosféricas que varían a lo largo del tiempo. Existen grandes placas:
microplacas:
y cuatro zonas complejas:
Se distinguen las siguientes áreas:
Las dorsales oceánicas son elevaciones topográficas en el océano, con una altura que oscila entre 2 Km. a 5 Km. y una anchura de 1000 Km. a 4000 Km., llegando a formar cordilleras de 60000 Km. de longitud.
La situación de los continentes con respecto a las dorsales es simétrica en el Atlántico, en el Antártico y hasta cierto punto en el Indico, mientras en el Pacífico es asimétrico.
En algunos puntos, la dorsal emerge dando lugar a islas, como es el caso de Islandia o las Islas Azores en el Atlántico.
En el centro de la dorsal aparece el valle de rift, que es una zona de decenas de kilómetros de ancho y centenares de kilómetros de largo. En él existen fallas que indican tensión entre placas, así como gran actividad volcánica.
La dorsales, son zonas, sísmicamente hablando, activas. Los sismos son de foco somero, a una profundidad de 10 Km. a 12 Km. y son consecuencia de de las fuerzas de tensión. Suelen ser de pequeña intensidad y se originan en el eje de la dorsal o a pocos kilómetros de este. Las fracturas que se producen cortan perpendicularmente al eje de la dorsal, y reciben el nombre de fallas transformantes.
Las fallas transformantes poseen una actividad sísmica y cortan al eje de la dorsal. Los sismos son someros y se producen por el deslizamiento horizontal de los bordes de las fallas.
Comprende desde la dorsal oceánica hasta el borde continental más próximo. Tiene una profundidad media de 2600 m. y en su parte superior se encuentra una capa sedimentaria que aumenta a medida que nos aproximamos al borde continental, siendo también estos sedimentos más antiguos cuanto más próximos se hallan del borde continental.
La edad de la corteza oceánica, como es lógico, es más joven cuanto más próxima se encuentra a la dorsal y más antiguos a medida que nos acercamos al borde continental. Esto se debe a que en la dorsal se genera corteza y ésta va desplazando los sedimentos hacia el border continental.
Los sedimentos y la capa situada debajo de ésta, no tiene una edad superior a los 250 millones de años.
Son zonas estrechas y profundas, localizándose al lado de un margen continental, o bien alrededor de arco-islas (cadena de islas de forma curva en zonas con actividad sísmica y volcánica. Están situadas en los márgenes de placa destructivos, a menudo, están flanqueadas por una profunda fosa localizada en el lado convexo, el cual es normalmente el lado oceánico).
Su profundidad es variable. La más profunda es la de Java, después está la de las Islas Sandwich del Sur y en medio la de Creta.
Presentan un perfil asimétrico y en ella existe gran actividad sísmica y grandes anomalías magnéticas, así como gravitacionales. También hay vulcanismo y están rellenas de sedimentos.
Partiendo de todos los estudios sobre dorsales, cuencas oceánicas y fosas, Hess y Dietz, elaboraron una hipótesis que suponía que en la zona central de las dorsales se producía un ascenso del manto peridotítico y este era el origen de los basaltos en las dorsales.
Como consecuencia de este proceso, el fondo oceánico se desplaza en ambas direcciones a partir del eje de la dorsal, para permitir la acomodación de la nueva corteza oceánica.
En función de esta hipótesis, la corteza oceánica y el manto situado debajo de ella son trasladados pasivamente lejos de la dorsal, siendo en las fosas oceánicas, el lugar donde este conjunto es reabsorbido y vuelve de nuevo al manto a favor de los planos de subducción.
La hipótesis de la expansión del fondo oceánico, no fue totalmente aceptado hasta que Mathews y Vine no estudiaron las anomalías magnéticas oceánicas. Pensaron que si la hipótesis de la expansión oceánica era cierta, esto quedaría reflejado en la polaridad de las rocas del fondo oceánico. Así, cuando la polaridad de la Tierra fuera normal, los minerales que componen la roca se orientarían positivamente, pero cuando se produjera magma basáltico -otra erupción- y el polo magnético se invirtiera, los minerales de estas nuevas rocas se orientarían negativamente.
El resultado de este estudio fue que los basaltos situados a ambos lados del eje de la dorsal estaban magnetizados alternativamente en direcciones opuestas. Esta interpretación no fue aceptada totalmente al principio, pero pasados tres años, un grupo de expertos basándose en datos sísmicos, paleomagnéticos y radiométricos, lograron convencer a un gran número de científicos.
De los estudios de Mathews y Vine, se ha podido deducir que el fondo oceánico, se expande y además, se ha podido calcular la velocidad del desplazamiento lateral del zócalo oceánico, así como establecer una escala temporal de los cambios de polaridad del campo magnético terrestre, determinando simplemente la edad de las rocas del fondo oceánico magnetizadas normal e inversamente, es decir, establecer una escala cronoestratigráfica.
La velocidad media de desplazamiento, vendrá determinada por la relación que existe entre la distancia que separa determinada lava de la cresta de la dorsal y la edad de dicha lava. Asimismo, se han encontrado pruebas de que estas velocidades han variado a lo largo del tiempo y que incluso no han sido uniformes en toda la dorsal, ni en ambos lados de la misma.
Las consecuencias más visibles del aumento de la velocidad de expansión del fondo oceánico, son la falta de paralelismo de las anomalías magnéticas oceánicas, ya que, junto con el aumento de la velocidad, se produce un ligero cambio de dirección en el proceso, y la existencia de discontinuidades bruscas en el espesor del nivel de la corteza oceánica, puesto que los fondos oceánicos generados en época de extensión lenta recogerán más sedimentos.
A partir de estas hipótesis, surgió la teoría de la Tectónica de Placas. Las placas litosféricas están compuestas por corteza oceánica, estando la dimensión de la placa en función de que esté compuesta de corteza continental (menos gruesa) u oceánica (más gruesa).
El contorno de las placas o su delimitación se deduce, porque en sus límites se producen terremotos o sismos.
El sismo, es una consecuencia del movimiento o ruptura de las placas y en función de la profundidad a la que se encuentre del foco sísmico, se distinguen tres tipos:
y en función de su localización, tenemos que:
A partir de los datos anteriores, relativos a los sismos, se pueden diferenciar los límites de las placas, siendo estas de tres tipos:
Lugares donde se produce subducción:
Bajo la corteza continental: margen continental activo.
Bajo corteza oceánica: Arco islas.
Explicación de la forma en arco que tienen las arco-islas:
a) Debido a la intersección de dos superficies esféricas inextensibles que generan un círculo de menor radio. Sería algo análogo al aplastamiento de una pelota de ping-pong.
b) Al existir una pequeña dorsal, por el empuje que se produce a ambos lados de la misma. En un lado, donde está el margen continental, los materiales no se pliegan pero adquiere el contorno en forma de arco. Al otro lado, compuesto por materiales menos duros, se va arqueando adquiriendo la forma de la dorsal en forma de arco. Sobre todo, en la parte central de la dorsal.
Se sabe que es debido a la rotación en torno a un eje y sobre un superficie esférica, de placas rígidas.
Teniendo en cuenta la geometría de Euler, cualquier desplazamiento de una placa, puede considerarse como una rotación alrededor de un eje que pasa por el centro de la esfera y que corta en dos puntos opuestos (polos de rotación). Cualquier punto de una placa en rotación describe un círculo que corresponde a una línea de latitud alrededor de los polos de rotación. Conocido el polo de rotación de una placa con respecto a otra superficie fija, puede establecerse el límite que las separa. Así, los límites pasivos coinciden con las líneas de latitud correspondientes al eje de rotación, mientras que las líneas constructivas (dorsales) y destructivos (zona de Benioff) serán oblicuas (normales) a ellas, las fallas transformantes serán paralelas a las líneas de latitud. Esto explica la localización de las dorsales y el movimiento de las placas, pudiendo así reconstruir la posición inicial de las placas.
La velocidad de desplazamiento de una placa será proporcional a la distancia al eje de rotación, por lo tanto, variando desde 0° en el polo de rotación, hasta un valor máximo en un ángulo de 90° del polo de rotación, es decir, en el Ecuador. Como consecuencia de esto, la velocidad al lo largo de un límite constructivo será constante, sino tanto más pequeña cuanto mayor sea la latitud, es decir, cuanto menor sea la distancia a los polos de rotación.
Como ejemplo de lo que se acaba de exponer, se podría citar la dorsal medio-atlántica, que presenta, como ya se ha indicado, el límite de separación entre las placas americana, euroasiática y africana. En este caso, la velocidad de desplazamiento varía desde 1 cm/flanco-año cerca del polo de rotación, hasta el doble a 90° del polo de rotación.
Los mecanismos que originan el desplazamiento de las placas están suficientemente conocidos. La existencia de un flujo térmico elevado en las dorsales, y anormalmente bajo en las fosas oceánicas, sugiere que alguna forma de convección térmica debe existir en el interior de la Tierra y que esta puede ser la causa de los desplazamientos superficiales de la litosfera. De acuerdo con esta idea, las dorsales oceánicas, representarían las zonas donde tienen lugar el ascenso térmico, y las fosas oceánicas, el lugar donde tiene lugar el descenso del material ya enfriado. La convección térmica, liberaría anualmente una energía de 1028ergios, suficiente para explicar los fenómenos sísmicos y térmicos que se producen en la Tierra.
El transporte convectivo de materia, puede llevar a plantear dos hipótesis:
a) Hipótesis de la placa pasiva.
b) Hipótesis de la placa activa.
a) Hipótesis de la placa pasiva. En esta hipótesis, las placas viajarían sobre las células de convección, unas que abarcarían todo el manto, otras sólo el manto superior, y otras sólo la astenosfera.
- Células convectivas profundas que afectan a todo el manto. Se puede objetar que el manto no es fluido, por tanto, es imposible establecer células de convección.
- Células someras situadas en la astenosfera o advección. Al estar capa en estado de fusión, el proceso sería factible mediante deformación granular, y en general por mecanismos físicos similares a los que permiten el flujo en los glaciares templados.
La principal objeción es de carácter geométrico, ya que se ha demostrado que las células convectivas con una relación longitud-profundidad del orden de 25 a 100 (el necesario como para cubrir placas como la Pacífica) se rompen en otras menores. En general, los físicos rechazan la idea de un ascenso convectivo en telones y además partido por fallas transformantes; por otro lado, la convección no explica el aumento de la velocidad lineal, que según se ha visto, se produce al aumentar la latitud rotacional de las capas.
b) Hipótesis de la placa activa. La principal característica, es que la litosfera, de alguna forma agente del movimiento, forma la parte superior del ciclo de materia, es decir, la astenosfera fluiría hacia arriba en una zona determinada, y la litosfera gravitaría lateralmente. Dentro de esta hipótesis hay dos tendencias:
El empuje. En este caso, las plumas convectivas suministran la fuerza matriz por arrastre viscoso de la litosfera, al mismo tiempo que obligan a las placas a separarse por inyección forzada de material magmática en los diques de la dorsal.
Arrastre. En el arrastre, la densificación del frente subducido de la placa, tira del resto de la ella.
Como se observa, una y otra teoría no son excluyentes, sin embargo, existen una serie de objeciones:
El mecanismo de arrastre, solo sería eficiente una vez que la subducción está en marcha, pero no como agente inicial. Si, por el contrario, las plumas son el agente motriz, todos los puntos calientes actuales deberían haberse originado hace cerca de 200 m.a. (época de comienzo del actual episodio de deriva continental), lo cual indica un régimen térmico un tanto extravagante para la Tierra. Finalmente, para cualquiera de las dos posibilidades, cabe preguntarse si el flujo en sentido opuesto de la astenosfera bajo la litosfera, no debería provocar sismicidad intraplaca dispersa, sobre todo, teniendo en cuenta que la fricción de ambas capas sí provoca sismicidad en las zonas de Benioff.
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