14 Tectónica de placas

(1)

150 Unidade 14 Tectónica de placas

14 Tectónica de placas

EN PORTADA: Un mapa que encantaría a Wegener

Hai un século que o meteorólogo alemán Alfred Wegener publicou a súa teoría da deriva continental. Nela, en contra do que defendían os seus contemporáneos, Wegener sostiña que os continentes estiveron unidos formando un supercontinente que se dividiu e cuxos fragmentos comezaron unha “viaxe” que aínda continúa.

Wegener pretendeu medir o valor deses desprazamentos continentais. Estaba convencido de que só así a súa teoría sería aceptada. Desafortunadamente, unha medición destas características non estaba ao alcance da tecnoloxía da súa época, pero si o está para o desenvolvemento tecnolóxico actual.

Este mapa da NASA rexistra os desprazamentos de diversas zonas da superficie terrestre (puntos vermellos). As frechas indican a súa dirección, sentido e velocidade: canto máis longa é a frecha, máis centímetros percorre ese punto cada ano. Son medicións, non conxecturas nin hipóteses, e os datos foron recollidos durante máis de dúas décadas.

Para iso utilizáronse tres tipos de tecnoloxías:

• O GPS (Global Positioning System), que utiliza un conxunto de satélites que xiran arredor da Terra a uns 20 000 m de altitude.

• A interferometría, que utiliza telescopios que recollen sinais de radio emitidas por quásares (corpos celestes emisores dunha enorme enerxía e situados no límite do universo observable).

• O sistema SLR (Satellite Laser Ranging) que, como indica o seu nome, utiliza tamén satélites, así como raios láser.

Os datos proporcionados por estas tecnoloxías permitiron detallar os desprazamentos recollidos no mapa..

1. De acordo co mapa, móvense soamente os continentes ou tamén o fan os fondos oceánicos? Móvense os continentes e os fondos oceánicos.

2. Onde se producen os maiores movementos?

Os maiores movementos prodúcense no océano Pacífico e en Australia.

3. Na páxina anterior ilústranse as idades dos fondos do océano Atlántico. Onde se sitúan as zonas máis modernas?

As zonas máis modernas sitúanse no centro do océano, en posicións aproximadamente equidistantes dos continentes a ambos os lados do Atlántico.

(2)

Tectónica de placas Unidade 14 151 4. INTERPRETAR. Como explicar esta distribución?

Atopáronse fósiles de Mesosaurus só a ambos os lados do Atlántico Sur. Porén, un réptil de auga doce coma este non parece capaz de atravesar todo o océano Atlántico. E se o fixese, afirmaba Wegener, como pode explicarse que a súa distribución se limite ás zonas que, de acordo co encaixe dos continentes, deberon de estar unidas?

De acordo coas teorías evolucionistas, sería posible explicar a distribución de Mesosaurus se os continentes permanecesen na súa posición actual? Por que?

A interpretación de Wegener é correcta: a distribución de Mesosaurus resulta moito máis coherente se África e Suramérica estiveron unidas cando vivían estes organismos.

Non resultaría explicable. Estes continentes están demasiado separados como para que existise continuidade na súa fauna, e as especies terrestres deberían ser necesariamente diferentes.

5. Que se entende por plataforma continental? Está xustificado unila aos continentes para comprobar o seu encaixe?

A plataforma continental é a franxa somerxida que rodea os continentes. A súa pendente é moi suave, a súa extensión horizontal, moi variable, e chega a unha profundidade de entre 180 m e 200 m. A partir de aí comeza o talude, que chega ata os fondos oceánicos profundos.

Si, está xustificado unila aos continentes xeográficos, xa que estes están formadas por codia continental e, por tanto, desde a perspectiva xeolóxica, son continentes, se ben as elevacións e descensos do nivel do mar, así como os reaxustes isostáticos, poden facer que nuns momentos estean emerxidas e noutros, non.

6. Na primeira metade do século XX explicábase a presenza das mesmas especies fósiles en continentes afastados recorrendo á existencia de “pontes intercontinentais” que, posteriormente, se afundirían. Para Wegener, a isostase facía imposible esa explicación. Cal é a túa valoración de ambas as posicións? Como sostiña Wegener, a isostasia impide que os continentes se afundan. A erosión podería rebaixar a súa altura, incluso poderían quedar lixeiramente somerxidos (como a plataforma continental), pero nunca ata alcanzar a profundidade media dos océanos.

7. Observa a ilustración da dereita.

Como explicarías que as cordilleiras a un e outro lado do Atlántico Norte teñan as mesmas idades e tipos de rochas?

Son unha evidencia máis de que ambos os continentes estiveron unidos.

8. RELACIONAR. Unha distribución desigual, pero non anárquica No océano Atlántico fixéronse as sondaxes que mostra a imaxe. a) Onde hai máis sedimentos?

Hai algunha relación entre a idade da codia oceánica e a potencia dos sedimentos? b) Como explicas que a potencia

dos sedimentos se

incremente a medida que nos afastamos da dorsal?

(3)

a) Hai máis sedimentos nas zonas máis afastadas da dorsal oceánica. Si, canto maior é a idade da codia oceánica maior é o grosor dos sedimentos.

b) Ao afastarnos da dorsal, a idade dos fondos oceánicos é maior e, en consecuencia, sobre eles estivéronse depositando materiais durante máis tempo. Iso non implica, necesariamente, que o grosor deba ser sempre maior, pero, indubidablemente, a igualdade doutros factores o incremento de idade debe supoñer un incremento da potencia dos sedimentos.

9. Se, como pensaba Wegener, os continentes se desprazasen sobre os fondos oceánicos, habería fondos oceánicos de máis de 180 Ma? Por que?

Si. De ser certa a hipótese de Wegener de que os fondos oceánicos eran unha especie de tapete permanente sobre o que se desprazaban os continentes, a idade dos fondos oceánicos debería ser similar á idade da Terra.

10. ARGUMENTAR. Por que as dorsais son máis altas?

A imaxe mostra un corte transversal da dorsal atlántica, que se eleva uns 3000 m sobre as chairas abisais.

a) Segundo a teoría da isostase, as elevacións explícanse pola presenza de materiais menos densos ou de maior grosor. É máis grosa a codia na dorsal?

b) O fluxo térmico é maior nas dorsais e, por tanto, tamén o é a temperatura á que se encontran os basaltos na dorsal. Este feito pode ter algún efecto na densidade?

c) A medida que se afasta da dorsal, a temperatura da codia diminúe. Pode isto xustificar que se reduza a altura do fondo oceánico? Por que?

a) Non, non só non é máis grosa a codia na dorsal, senón que o seu grosor é menor que a media da codia oceánica.

b) Si, sen dúbida, e precisamente é esa maior temperatura a que incrementa o volume, reduce a densidade e xera o abombamento que mostran as dorsais.

c) Si, o arrefriamento da codia oceánica ao afastarse da dorsal é a causa de que se reduza a súa altura (subsidencia térmica), xa que se incrementa a súa densidade.

11. A elevación das dorsais con respecto ás chairas abisais, contradí ou confirma a isostase?

Confírmaa, xa que aínda que tanto na dorsal como nas chairas abisais a codia é de basalto, na dorsal ese basalto está quente e, en consecuencia, dilatado, de maneira que a súa densidade será menor, o que, de acordo coa isostasia, fará que estea elevado.

12. A que ritmo se estendeu o fondo oceánico se a 25 km da dorsal ten 1 Ma?

Estenderíase a un ritmo medio de 2,5 cm/ano a cada lado da dorsal. Por tanto, ese océano estendeuse 5 cm/ano.

(4)

Tectónica de placas Unidade 14 153 Na mañá do 18 de abril de 1906, un terremoto de

magnitude 7,8, con epicentro ao sur da cidade de San Francisco (Estados Unidos) causou 3000 vítimas mortais e destruíu numerosos edificios. Non era a primeira vez que ocorría e, con toda probabilidade, non será a última.

a) A fotografía mostra unha fisura lineal que a atravesa de abaixo arriba; é a falla de Santo André. Nestas fallas hai un desprazamento lateral dun bloque con respecto ao outro. Cal deles cres que se desprazou cara á parte baixa da imaxe? b) As fallas transformantes poden ser

dextrorsas ou sinistrorsas. Se te sitúas nun bloque, mirando ao bloque oposto, e este se desprazou cara á túa dereita, a falla será dextrorsa; en caso contrario será sinistrorsa. De que tipo é a falla de Santo André?

a) O da dereita da imaxe. b) É dextrorsa.

14. Na páxina anterior represéntase unha zona de subdución con converxencia continental-oceánica. Que debería ocorrer para que no futuro esa zona fose de converxencia continental-continental?

Debería ocorrer que a placa subducente tivese unha parte continental tras a oceánica que se observa na imaxe. Nese caso, unha vez consumido o tramo oceánico, produciríase a colisión continental.

15. Explica por que nas marxes transformantes e nas diverxentes os focos sísmicos non son profundos mentres que nos converxentes si poden selo.

Nas marxes converxentes, os sismos poden ser tan profundos como a profundidade que alcance a placa subducente mantendo suficiente rixidez (660 km). Nas dorsais, a litosfera é moi delgada e, máis abaixo, os materiais son suficientemente dúctiles para que non xeren terremotos.

En canto ás fallas transformantes, a profundidade dos sismos pode ser igual á da litosfera, non maior.

16. Cita unha placa que só teña litosfera oceánica.

Entre as sete grandes placas, só a placa Pacífica, pero tamén están constituídas só por litosfera oceánica as de Nazca, Cocos e Filipinas.

17. Fai un corte esquemático desde a placa de Nazca ata o extremo leste da placa Africana no océano Índico, e marca nel todos os límites de placa.

18. Cando se dividiu Panxea, a India e Australia eran dúas placas diferentes. Agora están unidas o suficiente para que sexan consideradas unha soa, aínda que hai autores que continúan diferenciándoas. Por que podemos saber que eran placas diferentes?

S

(5)

Porque os seus movementos foron independentes. O seu punto de arranque en Panxea era moi próximo, pero o desprazamento de Australia foi máis ao leste que o da India, e o desta, máis ao norte que o de Australia.

19. ANALIZAR. Un TAC da zona de subdución

A imaxe corresponde a unha tomografía sísmica do interior terrestre baixo o Xapón. As cores azuis marcan zonas anormalmente frías e as vermellas, anormalmente quentes para a zona en que se atopan. Os puntos brancos son focos sísmicos.

a) A que corresponde a franxa azul inclinada? b) Por que hai zonas avermelladas por encima dela? a) Corresponde a unha placa subducente (a placa Pacífica).

b) Porque a fricción entre esta placa subducente e a placa superior eleva a temperatura. Esa elevación da temperatura e a presenza de auga na placa que se despraza favorecen a fusión dos materiais e xeran actividade magmática. Por iso hai vulcanismo na zona.

20. Se as dorsais oceánicas adoitan ser submarinas, e Islandia está situada na dorsal atlántica, como pode explicarse que Islandia estea emerxida?

Aínda que se trate de parte da dorsal atlántica, Islandia está emerxida porque é un punto quente, e neles a actividade volcánica é tal que os materiais acumulados ás veces chegan a ter miles de metros de espesor e, en consecuencia, poden superar o nivel do mar.

21. As dorsais que se estenden a maior velocidade atópanse en fondos oceánicos que terminan en zonas de subdución. Pode ser este feito un dato a prol da influencia do tirón subdutivo no movemento das placas? Por que?

Si, este feito interprétase como un dato a prol de que o tirón subductivo inflúe no movemento dos fondos oceánicos. É razoable que así sexa, xa que o tirón subdutivo axuda a que no outro extremo da placa, a dorsal, se produza diverxencia entre as placas litosféricas implicadas.

(6)

Tectónica de placas Unidade 14 155

Síntese

22. Completa neste mapa conceptual os termos que faltan (•••) e os fragmentos que debes desenvolver (+). Podes realizar a actividade no teu caderno.

TEORÍA DA DERIVA CONTINENTAL

está dividida en A TEORÍA DA TECTÓNICA DE PLACAS

que se desprazan sobre

O MANTO SUBLITOSFÉRICO

A ENERXÍA TÉRMICA DO INTERIOR TERRESTRE E Á

GRAVIDADE cuxos bordos son

PLACAS LITOSFÉRICAS

explica que

CONVERXENTES OU ZONAS DE SUBDUCIÓN

LITOSFERA

OCEÁNICA VOLCÁNICA SÍSMICA CORDILLEIRAS

A LITOSFERA CORDILLEIRA E FOSA OCEÁNICA ten un precedente na ALFRED WEGENER segundo a cal OS CONTINENTES estiveron unidos formando PANXEA que se dividiu en que se desprazan sobre FONDOS OCEÁNICOS DIVERXENTES OU DORSAIS OCEÁNICAS DORSAL OCEÁNICA CODIA OCEÁNICA VOLCÁNICA CONSERVATIVOS OU FALLAS TRANSFORMANTES SÍSMICA DESPRAZAMENTO LATERAL DAS PLACAS RELEVO CARACTERÍSTICO DA CODIA OCEÁNICA proposta por FRAGMENTOS Nos que se

destrúe actividade Onde hai cuxo relevo

característico inclúe nos que se orixinan as

Hai actividade cuxou relevo característico é a nos que se

constrúe Non hai un Hai un actividade Hai

(7)

Aplicación e relación

23. A ilustración recolle o relevo dunha zona do océano Pacífico na que existe unha sismicidade importante. Os puntos coloreados representan os focos sísmicos e as profundidades ás que se localizaron.

a) A coloración diferencia a codia do manto, pero non distingue entre o manto litosférico e o sublitosférico. Que tipos de codia aparecen na figura?

b) Que límite de placa hai? Que características che permitiron identificalo?

c) Cantas placas litosféricas observas? d) Fai un esquema que represente a

litosfera neste límite de placa.

a) Só hai codia oceánica (a pesar de que haxa dous puntos nos que emerxe, son volcáns).

b) Hai unha zona de subdución. Este límite detéctase grazas á existencia dunha fosa oceánica e á distribución dos focos sísmicos ao longo dun plano inclinado baixo a fosa.

c) Hai dúas placas limitadas pola zona de subdución descrita. A existencia dun só límite de placa é o que permite saber que só hai dúas placas.

d)

24. A táboa recolle unhas medicións feitas no fondo oceánico:

Distancia ao eixe da dorsal (km) 50 1250 2300 3100

Idade da litosfera (Ma) 2 50 90 120

Grosor da litosfera (km) 15 60 85 100

Densidade da litosfera (g/cm3) 3,1 3,2 3,3 3,4 Densidade do manto sublitosférico (g/cm3) 3,3 3,3 3,3 3,3

a) Cantos centímetros de litosfera se xeraron ao ano, por termo medio, neste fondo oceánico? b) Como explicas o incremento de grosor da litosfera a medida que se afasta da dorsal? c) A partir de que idade podería subducir esta litosfera?

a) Por termo medio, xeráronse 2,5 cm/ano a cada lado da dorsal. Por tanto, a extensión deste fondo oceánico foi de 5 cm/ano.

b) Ao afastarse da dorsal, a litosfera arrefría e engrósase.

c) Os datos mostran que aos 90 Ma as densidades desa litosfera e do manto sublitosférico se igualaron e que aos 120 Ma esta litosfera é máis densa que o manto situado debaixo dela, de maneira que a partir dese momento a subdución se fai posible, aínda que aquí non ocorreu aínda.

(8)

Tectónica de placas Unidade 14 157 25. A imaxe mostra a dorsal oceánica nunha

zona do Pacífico. O eixe da dorsal aparece en tons ocres.

a) Que tipos de límites de placa se observan na figura?

b) Cantas placas aparecen?

c) Fai un esquema cos distintos tipos de límites de placa.

a) Obsérvase unha dorsal dividida por fallas transformantes. Hai, por tanto, dous tipos de límites presentes.

b) Aparecen dúas placas. c)

26. A imaxe corresponde a unha tomografía sísmica do manto sublitosférico. Recorda que as cores non indican valores absolutos de temperatura, senón relativos, en comparación cos doutras zonas da mesma profundidade. As cores vermellas indican temperaturas máis altas (anomalías térmicas positivas) e as azuis, máis baixas (anomalías térmicas negativas). “Destapouse” a placa Suramericana para que se sitúen mellor as zonas con anomalías térmicas. a) Onde se localizan as anomalías térmicas, en límites de placa ou en zonas do interior (intraplaca)?

b) En que tipo de límite se localizan as anomalías térmicas positivas? Explica este feito.

c) En que tipo de límite se localizan as anomalías térmicas negativas? Explica este feito.

d) Se se “destapase” a placa Eurasiática, en que zonas consideras probable que se concentren as anomalías térmicas positivas?, e as negativas?

a) As anomalías térmicas nesta tomografía sitúanse nos límites de placa.

b) Na dorsal Atlántica. É o esperado, xa que nestas zonas sae material magmático para formar codia oceánica. c) Na zona de subdución da placa Suramericana. Tamén aquí é o esperado, porque aí a codia continental é moi

grosa (por iso formaron unha elevación como os Andes) e a placa subducente tamén está fría. Porén, en profundidades maiores, debería haber zonas con anomalías positivas, así como en lugares moi concretos dentro desa franxa azul, fría, que mostra a tomografía.

d) Sería de esperar unha distribución similar: habería anomalías positivas na dorsal Atlántica (especialmente en Islandia) e negativas, nas zonas de subducción, especialmente baixo o Himalaia, dado o grosor que ten alí a litosfera.

(9)

Biblioteca global

27. Estoupará Yellowstone?

A maioría dos puntos quentes atópanse nos océanos. Non é estraño que sexa así, xa que a litosfera oceánica é máis delgada ca a continental e resulta máis fácil que os penachos térmicos a perforen.

Un dos puntos quentes continentais é Yellowstone (Estados Unidos). Nel hai géyseres, augas termais e numerosas evidencias de grandes erupcións volcánicas. Hai 640 000 anos ocorreu alí unha erupción tan explosiva que cubriu de cinzas boa parte do país. Os xeólogos están convencidos de que volverá producirse unha erupción así.

a) Busca información sobre Yellowstone. Fai unha ficha que sintetice os datos xeolóxicos máis importantes, respondendo en todo caso as seguintes cuestións:

- Como se formou a gran caldeira de Yellowstone? - Cal foi a erupción máis importante ocorrida alí?

- Con que frecuencia se produciron as grandes erupcións de Yellowstone?

b) smCelmedixital.com OBSERVA Este documental narra como se descubriron esas erupcións, así como o risco de que se repitan.

a) Un obxectivo esencial desta actividade é contribuír a que os estudantes aprendan a buscar información, a seleccionala e sintetizala, evitando que se limiten ao corta e pega. Unha referencia básica inicial sobre Yellowstone atópase na Wikipedia: www.e-sm.net/svbg1bachrd14_01.

Tamén en: www.e-sm.net/svbg1bachrd14_02.

- A gran caldeira de Yellowstone formouse por colapso ou afundimento do edificio volcánico xerado tras a última grande erupción.

- A erupción máis importante foi a ocorrida hai 2,1 Ma, moito maior que a última de hai 640 000 anos. - As grandes erupcións de Yellowstone producíronse aproximadamente cada 600 000 anos, se ben non hai

unha secuencia fixa.

A CIENCIA E OS SEUS MÉTODOS

Argumentar, algo máis que opinar

É a extensión oceánica a causa da subdución?

28. En que lugar da argumentación incluirías as refutacións? Podes mellorar a argumentación con algún dato máis?

Onde mellor encaixan as refutacións é no apartado "Xustificacións".

A argumentación pódese mellorar así: “Existen, porén, máis datos a prol de que é a maior densidade da placa litosférica a causa da subdución, por exemplo, que a litosfera que subduce é sempre vella e fría, e iso pouco ten que ver con que as dorsais estean empuxando. Por outra banda, se, como se supón, a capa D'' está formada por fragmentos de vellas placas, isto significa que a súa viaxe ata o fondo do manto está determinado pola súa densidade.

29. Constrúe unha argumentación defendendo que “os continentes non se moven sobre os fondos oceánicos, como pensaba Wegener”.

1. A miña idea de partida é que os continentes non se moven sobre os fondos oceánicos.

2. Os datos en que se basea a miña idea son: que a codia oceánica é máis nova que a continental; que as idades da codia oceánica son moi variables e en moitos lugares está acabada de formar; que a codia continental é máis profunda que a oceánica; que debaixo da codia continental non hai codia oceánica; e que non só se moven os continentes, senón tamén os fondos oceánicos.

3. Estes datos apoian a miña idea porque se a codia oceánica fose o "taboleiro" sobre o que se despraza a codia continental, a idade daquela non podería ser inferior á desta e os fondos oceánicos deberían ter a mesma idade en todos os lugares.

Se a codia continental se desprazase sobre a oceánica, a zona máis profunda da codia continental debería coincidir coa parte superior da oceánica, de maneira que ese desprazamento se fixese posible; porén, a codia continental é máis profunda.

(10)

Tectónica de placas Unidade 14 159 Se a codia continental se desprazase sobre a oceánica, baixo a codia continental debería haber codia oceánica.

Ademais, desaparecería a causa dos desprazamentos ou teriamos que recorrer, como Wegener, a dúas causas manifestamente insuficientes.

4. En consecuencia, os continentes non se moven sobre os fondos oceánicos.

Experiencias que cambiaron o mundo

Unha revolución nas ciencias da Terra

30. Como valoras a influencia de factores sociais, non estritamente científicos, no rexeitamento ás propostas de Wegener?

Resposta aberta. Preténdese que os estudantes saiban que non sempre as teorías científicas se valoran en función exclusivamente da súa solidez científica, senón que poden intervir outros factores. O caso de Wegener parece claro, e existe un amplo consenso entre os historiadores da ciencia acerca de que a xuventude de Wegener, a súa formación allea á xeoloxía e a súa nacionalidade alemá foron factores que en nada axudaron á aceptación da súa teoría.

31. O principal precedente da tectónica de placas foi a deriva continental. Que teñen en común e cales son as súas principais diferenzas?

Os principais elementos comúns son:

- Ambas sosteñen que os continentes actuais estiveron noutro tempo unidos formando o supercontinente Panxea, que posteriormente se fragmentou.

- Os continentes móvense. As principais diferenzas son:

- Non só se desprazan os continentes, tamén o fan os fondos oceánicos.

- Os fondos oceánicos non son estruturas permanentes sobre as que se desprazan os continentes. - As causas dos desprazamentos hai que buscalas na enerxía térmica do interior terrestre e na gravidade.

32. Uns anos antes de publicar o seu libro, Wegener deu unha conferencia na que presentou as ideas básicas da súa teoría. Sabes cando tivo lugar?