6. L'origen i les principals plaques tectòniques

La teoria de tectònica de plaques agrupa de forma coherent tota una sèrie de processos geològics (orogènesi, activitat volcànica, deformació de les roques, erosió, terratrèmols, etc.) interrelacionats gràcies a aquesta teoria. Reuneix les idees sobre la deriva continental i els estudis sobre els fons oceànics, està edificada damunt d'una sèrie d'innombrables dades d'observació ordenades i interpretades amb l'aplicació de les lleis físiques i químiques, tot i que les causes originàries dels moviments de les plaques i diversos detalls d’aspectes importants dels processos no són encara ben coneguts.

Segons aquesta teoria la part més superficial de l'interior de la Terra és la litosfera (escorça + primers quilòmetres del mantell ), formada per una sèrie de fragments, les plaques litosfèriques, que es mouen lentament les unes respecte a les altres, es pensa que sota la litosfera hi ha una capa anomenada astenosfera.

El primer en proposar la teoria de tectònica de plaques va ser Tuzo Wilson, un geofísic canadenc que va publicar un article l’any 1965 a la revista Nature.

L'havia sorprès que la majoria dels processos del dinamisme intern terrestre estaven concentrats en tres tipus de característiques estructurals, posades de relleu pels terratrèmols i l'activitat volcànica: les serralades (inclosos els arcs insulars), les dorsals mesoceàniques i les grans falles de salt horitzontal (falles de transformació).

Hem trobat l'article de Nature, deixem el link aqui pels interessats: Tuzo Wilson, Nature, 1965.

Les principals plaques tectòniques

Una placa tectònica és una de les parts mòbils que formen la segona capa més superficial de la Terra (la litosfera). Aquestes plaques formen un mosaic en forma de trencaclosques i estan en moviment continu a causa dels corrents convectius del mantell superior.

Les plaques més grans són les següents:

- Africana, placa tectònica continental que cobreix l'Àfrica.

- Antàrtica, placa tectònica continental que cobreix l'Antàrtida.

- Australiana, placa tectònica continental que cobreix Austràlia, formava un continu amb la placa índica fa 50-55 milions d'anys.

- Eurasiàtica, placa tectònica continental que cobreix Euràsia.

- Nord-americana, placa tectònica continental que cobreix l'Amèrica del Nord i la Sibèria nord-oriental.

- Pacífica, placa tectònica oceànica que cobreix el Pacífic.

- Sud-americana, placa tectònica continental que cobreix l'Amèrica del Sud.

5. El motor que mou les plaques

• El mecanisme responsable dels moviments de les plaques encara no se sap de forma definitiva ja que la ciència no ha pogut arribar a la resposta totalment correcte. Però si han pogut extreure algunes conclusions com que el seu mecanisme funciona gràcies a una energia geotèrmica en l'interior del planeta i va ascendint cap a la superficie en forma de corrents de convecció.

• Els materials que estan a una profunditat molt gran i sotmesos a temperatures molt elevades, van pujant cap a la superfície on la temperatura és més baixa, així doncs es refreden augmentant la seva densitat i acaben descenen un altre cop a les zones amb més profunditat.

Els últims avanços en aquesta investigació són:

• La tomografía sísmica, que és la tècnica anàloga al scanner on diverses ones sísmiques passen per una mateixa zona i a causa de les diferències de temps entre ones podem fer la reconstrucció tridimensional de l'estat tèrmic. Aquesta tècnica d'estudi ens ha permès descobrir zones calentes i fredes del mantell que les podem interpretar com a corrents convectius.

• Els models experimentals del mantell ens indiquen que l'escalfament convectiu ha de ser escalfat a prop del nucli extern i refredat a la litosfera.

Tot i que ja tinguem molts punts resolts, encara ens en queden molts per aclarar ja que les noves tecnologies ens han fet obtenir unes dades molt més irregulars i complexes sobre els models convectius.

Aqui us deixo un video perque ho pogueu acabar d'entendre millor els corrents de convecció:

Simulació de les corrents de convecció

4. Les plaques Continental i Oceànica

La placa Continental inclou una part dels  continents i part dels fons oceànic.



La placa Oceànica només la podem trobar en la part dels fons oceànic.

• Aquestes plaques es mouen a diferents velocitats, en els seus desplaçaments es poden produir xocs així trencant el punt de resistència de la roca, tot això dona a lloc als terratrèmols.

3. El magnetisme, una eina per descriure el moviment de les plaques

El camp magnètic de la Terra varia en el curs de les eres geològiques, és el que es denomina variació secular. S'ha comprovat, gràcies a l'anàlisi dels estrats, en considerar que els àtoms de ferro continguts tendeixen a alinear-se amb el camp magnètic terrestre. La direcció del camp magnètic queda registrada en l'orientació dels dominis magnètics de les roques i, així, el lleuger magnetisme resultant es pot mesurar.

Mesurant el magnetisme de roques situades en estrats formats en períodes geològics distints, es van elaborar mapes del camp magnètic terrestre en diverses eres. Aquests mapes mostren que hi ha hagut èpoques en què el camp magnètic terrestre s'ha reduït a zero per a després invertir-se.

La reconstrucció de la posició dels continents es pot fer, per a cada període de la història de la Terra, a partir de les anomalies magnètiques d'expansió del sòl oceànic. Aquesta eina, desenvolupada a partir dels treballs de Vine i Mathews a la dècada del 1960 va ser una de les més importants per acabar de consolidar la teoria de la tectònica de plaques.

               

2. Confirmació de la teoria

La recollida de dades des de l'any 1955 fins al 1968 va redirigir el pensament dels científics cap a descobriments molt importants com ara: el descobriment e les  característiques morfològiques del fons oceànica; la utilització del magnetisme terrestre com a solució a l'enigma del moviment  de les roques a la superficie de la terra, i la distribució dels terratrèmols i volcans.

CARACTERÍSTIQUES MORFOLÒGIQUES DEL FONS DE L'OCEÀ

El fons de l'oceà es pot subdividir en tres grans unitats topogràfiques:

1. MARGES CONTINENTALS: Els marges continentals representen la frontera entre l'escorça continental i oceànica i estàn situats entre la línia de costa fins les zones més profundes de les conques oceàniques. Encara que aquests marges están coberts d'aigua, es troben situats damunt la litosfera, en una zona de transició entre la litosfera continental i la oceànica. I poden ser de dos tipus: passius o actius

    -Marges continentals passius tenen 3 parts:

La Plataforma Continental: què és la zona més propera a la costa, té una amplada que pot ser d'escassos quilòmetres o fins a 300 km. El seu pendent és suau i uniforme. Van acumulant-s'hi sediments que arriben fins a 10 Km de profunditat. Són zones riques en petroli i gas natural.
El Talús Continental: a continuació de la plataforma, és un terreny inclinat que separa l´escorça continental de l´oceànica. La inclinació del talús varia 5 a 25º i presenta una amplària d´uns 20 km.
El Peu del Talús: que suavitza l'inclinació de l'anterior i on es troben importants cúmuls de sediments.


Els marges continentals actius es caracteritzen per plataformes continentals més estretes, un pendent més acusat del talús continental i la inexistència del peu del talús. En aquests marges, el talús continental continua abruptamenten fosses oceàniques que poden tenir profunditats superiors als 10 km (com per exemple la fossa de les Mariannes profunditats de fins a 11022 metres). En algunes fosses s'hi dipositen sediments que formen el prisma d'acreció, que es una acumulació de sediments en forma de falca a la zona de contacte entre dues plaques convergents.

Els marges continentals actius mostren dues característiques importants:una alta activitat sísmica i una gran concentració de volcans, això es situa majoritàriament a l'oceà Pacífic.

                              

El procés de subducció es el procés per el qual la litosfera oceànica s'introdueix sota una altra litosfera (oceànica o continental). en aquest procés es destrueix litosfera oceànica, a l'inrevés del que passa a les dorsals, on es crea litosfera oceànica.A la costa americana de l'oceà Pacífic, la litosfera oceànica s'introdueix sota la litosfera continental formant arcs volcànics continentals. En canvi, a l'oest de l'oceà Pacífic, la litosfera oceànica s'introdueix sota una altra litosfera oceànica i dona lloc a arcs d'illes volcàniques com per exemple Japó. 

• Les conques oceàniques profundes:també anomenades planes abissals són zones del fons oceànic completament planes o amb un pendent molt suau. Són unes de les regions més planes i menys abruptes de la Terra, però també unes de les menys explorades. Les planes abissals cobreixen aproximadament un 40% del fons oceànic i arriben a profunditats d'uns 2200 i 5500 metres. Es troben sovint entre el peu de la plataforma continental i una dorsal oceànica. Les planes abissals són el resultat del cobriment d'una superfície, originalment rugosa, d'escorça oceànica, amb sediments fins, principalment argila i llims. Gran part d'aquests sediments prové de corrents turbits que flueixen al llarg de canyons submarins cap a aigües més profundes. La resta dels sediments està compost de pols que el vent ha portat a la mar, així com de les restes de petits animals i plantes marins (el plàncton) que s'enfonsen des de la part superior de l'oceà.

            

    Un mont submarí és una muntanya que s'eleva del fons de

    l'oceà però que no arriba a sobresortir del nivell del mar.       Estan formats per volcans extints, que emergeixen abruptament     i usualment es troben en el llit marí d'uns 1000 i 4000 m de profunditat.Els principals monts submarins, en grandària i     proliferació, es troben a l'oceà Pacífic, majoritàriament a       les costes de Hawaii, en el golf d'Alaska, la fossa xileno-peruana i el mar del Corall. En altres oceans, hi ha concentracions de monts submarins a les costes d'Escòcia, del centre de Brasil, a les illes Açores, a les illes Canàries i al sud de l'Atlàntic.

• Les dorsals oceàniques:són grans serralades submergides que arriben a superar els 3000 m d'altitud; normalment, presenten un solc central anomenat rift per on surt magma procedent de l'astenosfera i que es diposita als dos costat, creant més sòl oceànic. Els cims més elevats sobresurten de les aigües i formen illes. Les dorsals oceàniques del món estan connectades i formen un sol sistema de crestes que recorren tots els oceans de la Terra, fent de les dorsals oceàniques la serralada més llarga de la Terra. Les dorsals continuades formen de 65000 km de llargada i la totalitat de les dorsals formen un sistema de 80000 km. Una falla transformant o límit transformant és la vora del desplaçament lateral d'una placa tectònica respecte a una altra. La seva presència és notable gràcies a les discontinuïtats del terreny. Aquest tipus de falles connecten les dorsals oceàniques o simplement acomoden el desplaçament entre plaques continentals que es mouen en sentit horitzontal.

           

1. La deriva continental

Per explicar aquest fet ens remuntarem a l'any 1915, quan Alfred Wegener, metereòleg alemany, va proposar una teoria basada en la similitud entre les formes de les costes dels continents.

Wegener es va preguntar si mai podia haver existit un únic continent (al que va denominar Pangea)que posteriorment s'haguès fragmentat i format els actuals continents. És per aquesta inquietud que començà a recopilar proves o evidències que comfirmessin la seva nova teoria. 



L'ENCAIX DE CONTINENTS

Wegener va sospitar que els continents podrien haver estat units en èpoques passades en observar una gran coincidència entre les formes de la costa dels continents, especialment entre Sud-amèrica i Àfrica.

EVIDÈNCIES PALEONTOLÒGIQUES

Aquestes proves concerneixen als fòssils. Hi ha diversos exemples de fòssils d'organismes idèntics que s'han trobat en llocs que avui disten milers de quilòmetres, com l'Antàrtida, Sud-amèrica, Àfrica, Índia i Austràlia. Els estudis paleontològics indiquen que aquests organismes prehistòrics haurien estat capaços de creuar els oceans que avui separen aquests continents. Aquesta prova indica que els continents van estar reunits en alguna època passada.

SIMILITUDS ENTRE ELS TIPUS DE ROQUES I ESTRUCTURES

Si s'uneixen els continents en un de sol, es pot observar que els tipus de roques, la cronologia de les mateixes i les cadenes muntanyoses principals tindrien continuïtat física, és a dir, formarien una mena de cinturó gairebé continu.

DÀDES PALEOCLIMÀTIQUES

Aquest tipus de proves eren les més importants per Wegener. El científic alemany va descobrir que existien zones a la Terra els climes actuals no coincidien amb els que van tenir en el passat. Així, zones actualment càlides van estar cobertes de gel en el passat (Índia, Austràlia), mentre que en aquesta època el nord d'Amèrica i Europa eren boscos molt càlids.

Tot i haver obtingut evidències irrefutables hi havia una qüestió a la que Wegener no podia respondre. El mecanisme que feia que tot alló fos possible, és a dir, com s'havia trencat el gran supercontinent? i, com van arrivar a la posició actual els fragments que es van originar? 

El cintífic va proposar dues teories per respondre a aquestes preguntes. Per una banda, les forces exercides per la Lluna i el Sol a les capes més externes de la Terra. D'altra banda el fet que els continents més grans i més pesants influenciats per la rotació terrestre  s'obrien pas a través de l'escorça terrestre.

No va ser fins desprès de la segona Guerra Mundial quan es varen començar a fer avanços més significatius en la ciència.