TEMA 4

LA DINÀMICA DE LA TERRA

11..-- LLaa lliittoossffeerraa tteerrrreessttrree 2.- La tectònica de plaques

2.1.- Introducció 2.2.- Proves i evidències

3.- La deriva continental 3.1.- Introducció 3.2.- Proves i evidències

4.- La isostàsia 4.1.- Introducció 4.2.- Proves i evidències

55..-- EEllss mmoovviimmeennttss ddee lleess ppllaaqquueess tteeccttòònniiqquueess 55..11..-- IInnttrroodduucccciióó

55..22..-- AAlllluunnyyaammeenntt ddee ppllaaqquueess 55..33..-- AAccoossttaammeenntt ddee ppllaaqquueess 55..44..-- LLlliissccaammeenntt ddee ppllaaqquueess

5.5.- Els punts calents

1.- La litosfera terrestre

La litosfera terrestre és la capa més externa de laTerra, la qual està formada per l’escorça i la part més exterior del mantell.

L’Astenosfera és una franja que es comporta com un líquid on s’hi produeixen els corrents de convecció. Són corrents de roques foses (semblants però més espessos que la lava) molt lents però molt potents. Aquests corrents de convecció són la força que causen el moviment de l’escorça (la part sòlida de la litosfera). L’escorça no és una capa uniforme i està molt fragmentada. Està formada per dos tipus de components: l’escorça oceànica i l'escorça continental.

Escorça oceànica:

- És la més prima i la més densa tendeix a enfonsar-se dins de l'astenosfera. - A sobre hi sol tenir els oceans però no sempre.

Escorça continental:

- És la més gruixuda i la més lleugera tendeix a aixecar-se. - Sol coincidir amb els continents.

El nucli està format per dues parts molt ben diferenciades.

Nucli extern: es comporta com si es trobés en estat líquid. La seva rotació és similar a la resta de capes de la Terra.

Nucli intern: es troba en estat sòlid. Té una mida similar el de la Lluna. La rotació del nucli intern té un moviment de rotació molt peculiar. - El moviment de rotació no es troba sincronitzada amb la resta del planeta i en direcció a l'EST!!! - La velocitat de rotació no és constant: durant un temps el nucli rota més ràpid i en altres temps més lentament. Aquesta rotació diferencial entre el nucli intern i la resta de les capes de la Terra és el responsable que hi hagi un camp magnètic. La rotació diferent del nucli intern provoca un sobreescalfament de la zona de transició entre els dos nuclis i, per tant, que al nucli extern es formin corrents de convecció. Aquest moviment de partícules de ferro és qui genera el camp magnètic. I justament aquest camp magnètic és el que fa que el nucli intern giri en direcció est mentre que la resta de la Terra ho fa en direcció oest. Característiques de camp magnètic: - té una funció protectora d'alguns dels rajos, anomenat vent solar, més destructius que arriben a la Terra del Sol. Aquest vent solar deforma enormement el camp magnètic (veure imatge). Quant aquest vent solar es "cola" entre les línies del camp magnètic arriben al pols i en entrar a l'atmosfera la crema formant les aurores boreals i australs. Aquesta capacitat de protecció és tant important que, en el cas que desaparegués, no passarien gaires anys en desaparèixer la major part del organismes vius, l'atmosfera i, fins i tot, l'aigua tan dels rius com del mar. Hi ha qui creu que això és justament una de les causes principals que a Mart no hi hagi gairebé atmosfera ni aigua líquida. - el camp magnètic s'inverteix cada cert temps; és a dir, actualment el pol nord és al nord i el sud és al sud, però se sap que no sempre ha estat així (mireu la imatge de sota). Aquesta inversió no és, aparentment perillosa, i ha passat moltíssimes vegades al llarg de la història de la Terra i no sembla que les espècies s'extingeixin més en aquests períodes. El procés d'inversió és relativament ràpid. El nord es va inclinant i debilitant, cau a zero quan es marca l'equador i, després, remunta en intensitat dirigint-se cap el sud. El camp magnètic

2.- La tectònica de plaques

2.1.- Introducció

És la teoria que estableix que l’escorça de la Terra està formada per 8 plaques litosfèriques més importants, però n’hi d’altres de més petites: Les grans són la placa Pacífica, Nord-americana, Sud-americana, Nazca, Africana, Eurosasiàtica Indoaustraliana, Antàrtica.

Gràcies a aquesta teoria sabem... - que les plaques tenen dos tipus de moviments: verticals i horitzontals; ambdós molt lents i pocs visibles al llarg d’una vida humana. - perquè es formen fenòmens com la formació de serralades, el vulcanisme (volcans i fenòmens associats) i els moviments sísmics o terratrèmols. - que el “motor” que genera i mou aquestes plaques són els corrents de convecció. Els corrents de convecció:

- Tenen lloc al mantell. - Són roques en estat semi sòlid que es comporten con un líquid extremadament dens. - Es desplacen molt lentament però tenen una força immensa; suficient per arrossegar continents sencers.

2.2- Proves i evidències

Algunes de les proves que posen en evidència la tectònica de plaques són:

El paleomagnetisme de les roques dels fons oceànic i la seva edat:

- les roques del fons marí són magmàtiques provenen de les erupcions volcàniques que hi ha en els fons marins.

- el pol nord i sud magnètic canvia cada cert temps i això queda reflectit en la polaritat de les les partícules de ferro que hi ha en les roques volcàniques que se solidifiquen durant aquell període de temps.

- la millor explicació d’aquest fenomen és que les roques s’han anat formant en el mig d’aquestes bandes, que justament és una serralada amb molt volcans.

Amb els mètodes de datació absoluta és possible saber l’edat en què es varen formar les roques. Si s’analitzen les roques del fons oceànic es veu molt clar que les roques més allunyades de la dorsal (serralada del mig de l’oceà atlàntic, per exemple) són les més antigues (tenen uns 200 MA) i les més pròximes a la dorsal són les més modernes.

D’aquí es dedueix que fa uns 200 MA es va començar a formar escorça oceànica entre els que actualment són les plaques euroasiàtica i la placa d’Amèrica del Nord (la separació de la del sud va ser posterior).

La distribució dels volcans i terratrèmols: La majoria de terratrèmols i volcans coincideixen en un determinat tipus de zones de contacte

entre les plaques.

Les estructures submarines: L’estudi per mitja de sondes i submarins ha permès cartografiar amb bastant exactitud la base dels

oceans. Aquest fet a permès fotografiar la dorsal oceànica i els volcans que hi ha; els quals són responsables de la formació de la mateixa. Les enormes falles que es poden veure a les dorsals són producte de l’expansió dels fons oceànic de manera discontínua i a diferents ritmes. La tensió acumulada d’aquest creixement desigual produeix fractures; és a dir, falles.

3.- La deriva continental

3.1.- Introducció Aquesta teoria ...

- va ser promulgada per Alfred Wegener al 1912, però no va ser tinguda en compte fins molts anys després. La raó és que no es conegui cap fenomen que la pogués explicar ja que no es coneixia l’estructura interna de la Terra i els processos que s’hi produïen. - assegura que els continents no es troben estàtics sinó que es mouen molt lentament des d’una situació en la qual estaven tots junts, la PANGEA (fa uns 300 MA) fins a la situació actual.

Cal tenir clar que els conceptes de la teoria de les plaques tectòniques i el de la deriva continental són diferents però tenen una explicació molt relacionada.

Les proves que la deriva continental és un fenomen que realment està succeint són molt nombroses però difícils d’explicar. Les més importants són:

3.2.- Proves i evidències

Proves geogràfiques: La coincidència de les vores dels continents és bastant palesa a simple vista. Per exemple: les

costes d’Amèrica amb Europa i Àfrica, Molts petits mars, com el mar Roig, a la Península Aràbiga, etc.

Proves paleontològiques (fòssils): La presència dels mateixos fòssils a un costat i altra del continents africà i d’Amèrica del Sud fan

evidents aquest origen únic. A més, aquests rèptils no eren marins no podien anar d’un continent a un altre.

Proves biològiques: Alguns organismes han evolucionat de forma diferents o similar segons els continents havien estat

units o separats abans o després. Per exemple, els mamífers marsupials (cangurs i altres) que varen aparèixer fa uns 100 MA es troben tant a continents tant allunyats com Austràlia i Amèrica del Sud, ja que en aquella època aquests dos continents estaven encara units.

Proves geològiques: Existeixen roques o estructures geològiques que són idèntiques en uns continents i en d’altres que

actualment estan molt allunyats. És el cas de certs tipus de roques o serralades. Per exemple, és el cas de les serralades d’Europa (Gran Bretanya, Península Escandinava, Amèrica del Nord (Apalatxes).

Proves paleoclimàtiques: Hi ha indicis que en continents tan allunyats actualment com l’Índia, Austràlia, l’Antàrtica i Amèrica

del Sud varen sofrir una gran glaciació que els va cobrir gairebé completament de gel. Això implica que devien trobar-se més o menys junts i molt pròxims a un dels pols.

Els grans dipòsits de carbó que hi ha a territoris tan distants com Amèrica del Nord i Europa, signifiquen que aquestes terres tenien un clima tropical amb grans zones pantanoses que varen ser la base per a la formació d’aquest carbó. Si totes aquestes zones tenien un clima tropical devien estar situades en una zona similar, prop de l’equador, oi?

4.- La isostàsia

4.1.- Introducció

És la teoria que afirma que les plaques (continentals i oceàniques) es troben en equilibri surant sobre l’astenosfera.

El fet que es trobin surant fa que quan s’acumula pes a sobre d’una placa aquesta s’enfonsa i

quan perd pes, s’eleva. Aquest fenomen es pot veure en els continents on s’ha acumulat molt de gel durant l’última glaciació i, actualment, com que estem en una interglaciació n’han perdut molt. Aquest fet fa que zones com la Península Escandinava i Grenlàndia s’estiguin elevant diversos centímetres a l’any. A l’Antàrtica també està passant però com que la pèrdua de gel és molt menor, el fenomen no es nota tant.

4.2.- Proves i evidències Hi moltes proves que ho evidencien. Vídeo sobre el descobriment de Celsius sobre l’elevació de la península escandinava. http://www.youtube.com/watch?v=cxsKXnIxmGQ

La presència de platges a molta distància i molts metres d’altitud respecte el mar a regions com la península escandinava.

La troballa de restes fòssils d’animals estrictament marins, com ara balenes, en caves que actualment ja no estan a nivell del mar.

5.- Moviments de les plaques tectòniques

5.1.- Introducció La tectònica de plaques prediu que hi ha una sèrie de plaques que es mouen entre elles i que existeixen tres maneres d’interactuar les plaques entre elles.Així, s’assegura que hi ha ...

- plaques que se separen i que, per tant, generen vores o límits divergents i on es crea litosfera. - plaques que s’acosten i que, per tant, generen vores o límits convergents i on destruiex

litosfera. - plaques que es mouen paral·lelament i que, per tant, generen vores o límits conservatius i on

no es destreix ni es genera litosfera.

5.2.- Allunyament de plaques - En el límit d’aquestes plaques es produeix creació de litosfera.

- Actualment, hi ha dos indrets clàssics on se separen plaques però que es troben en dos estadis diferents del mateix procés.

- El procés complet s’anomena cicle de Wilson:

1) Un continent, a causa del tipus de corrent de convecció que pateix a sota comença a fracturar-se. En separar-se, l’escorça comença...

- a fracturar-se; és a dir, a formar grans falles. - a enfonsar-se de manera que aquest sòl

s’acosta a la zona del matell líquid. - formar grans valls que poden tenir milers de quilòmetres de llargada. S’anomenen rifts continentals, com per exemple el que hi ha a l’est d’Àfrica. - formar volcans molt actius i de grans

proporcions. Exemple: la Vall del Rift. 2) Quan el nivell d’aquestes valls es troba per sota el del mar, aquest últim entra i cobreix els rifts, donant lloc a un mar. Exemple: el mar Roig. 3) Si segueix aquesta dinàmica, es forma una dorsal oceànica com la que hi ha actualment entre les amèriques i les plaques d’Euroàsia i Àfrica. Aquesta dorsal separa els dos blocs de terra de manera més o menys constant i progressivament. Si dura molts milions d’anys, un bloc pot arribar a trobar-se molt lluny de l’altre. Aquesta dorsal es forma per les contínues erupcions volcàniques dels volcans que es formen en la seva zona d’entremig. L’acumulació d’aquest magma espitja la resta de l’escorça oceànica i alllunyant els continents units a ella. Actualment existeixen tres grnas dorsals: una a l’Atlàntic, una al Pacífic i una l’Índic, però totes estan unides entre sí com formant la serrelada més gran de la Terra.

El resultat de tot això és que els volcans més actius de la Terra no són els que hi ha als continents, sinó els que es produeixen en les dorsals oceàniques i que, òbviament, passen desapercebudes completament. També per això, una de les zones de la Terra més actives i visibles d’activitat volcànica és Islàndia, ja que és la una petita part de la dorsal oceànica de l’Atlàntic que ha emergit.

5.3.- Acostament de plaques - En el límit d’aquestes plaques es produeix destrucció de litosfera. Això és necessari

perquè si només es creés litosfera a les dorsals, la Terra aniria creixent de radi constantment. - En les zones on hi ha xoc de plaques, una de les dues es destrueix. - La zona on es produeix la destrucció de plaques és a les zones de subducció. Aquestes zones

es formen pel doblegament de les zones on les plaques topen a causa que una s’enfonsa, l’oceànica sota la continental. - A mesura que la placa que s’enfonsa es va fonent a causa de l’augment de temperatura que sofreix. - El resultat és que entre l’enfonsament de la placa i el fregament intens entre les dues plaques hi ha ... - grans quantitats de terratrèmols, com és el cas dels que es produeixen a les regions dels Andes o a la zona de les illes del Japó. - erupcions volcàniques a causa de la fusió de la placa que s’enfonsa i la pujada del magma que s’escola per les falles i esquerdes produïdes. És el cas de la gran quantitat de volcans que existeixen als Andes i a les illes del Japó. - i formació de serralades a la placa continental a causa de l’erupció dels volcans i dels plecs dels estrats. - Hi ha tres tipus de plaques que s’acosten:

A) oceànica - continental: Com que les plaques oceàniques són més denses que les continentals, en xocar ...

- la placa oceànica s’enfonsa i acaba fonent-se a mesura que entra a l’Astenosfera. Aquest fet

provoca la formació de fosses abissals, que en aquests casos no són especialment profundes. - la placa continental pateix fractures múltiples, plegament, elevacions del terreny. Les

conseqüències més habituals són la formació de volcans, terratrèmols i serralades. Exemple: És el cas de la zona del Andes (d’Amèrica del sud) i de les muntanyes Rocalloses

(d’Amèrica del Nord) i la placa del Pacífic. En aquest cas es produeix l’enfonsament de la placa del Pacífic sota les plaques sud i nordamericana, i la conseqüent formació de les serrelades del Andes i les Rocalloses.

Cal recordar que el Andes és la segona serralada més alta del món i una de les zones més actives en terratrèmols i volcans.

B) oceànica - oceànica:

- És el cas de les illes del Japó i similars. En aquest cas, la placa del Pacífic s’enfonsa sota la placa també oceànica que hi ha sota les illes del Japó. El resultat és l’enfosament d’una de les dues plaques, la del pacífic i la formació de volcans i muntanyes a l’altra, és a dir, la formació d eles illes del Japó. - Aquesta zona de xoc sol tenir forma d’arc. Mireu altres zones d ela Terra on també hi ha arcs com el de les illes del japó.

C) continental - continental: - És el cas del la serralada de l’Himàlaia. Es produeix perquè una vegada la placa oceànica s’ha enfonsat completament, només queden els dos continents que, inexorablement toparan. El resultat és cap dels dos s’enfonsa sinó que s’eleven. Un d’aquests casos es va formar quan l’Índia va arribar a xocar contra la placa Auroasiàtica.

5.4.- Lliscament de plaques - En el límit d’aquestes plaques no es destrueix ni es crea litosfera. Símplement, una placa llisca lateralment respecte una altra. - Hi ha dos exemples clars d’aquest tipus de moviments entre plaques. Una són les falles de tansformació de les dorsals oceàniques i un altra és la falla de San Andreas, als EEUU. a) Les falles de transformació:

- es produeix una moviment lateral entre dues paques o dues regions d’una mateixa placa acuasa que una de les dues es mou més ràpidament que la dels seus laterals. b) La falla de San Andreas: - es troba l’oest del EEUU i constitueix el límit entre la placa del pacífic i un part de la plca nord-americana. És una falla de gairebé 1000 km de laarg. Cada any, el bloc del Pacífic avança, de mijana, uns 5 centímetres cada any. - es una falla transformant que té la particularitat que es troba emergida i, a més, en una zona molt poblada.

- es va formar milions d’anys i des dels últims 150 MA s’ha mogut més de 500 km. - cada any s’hi produeixen uns 300 terratrèmols de poca intensitat. - cada cert temps hi ha hi ha algun terratrèmol fort com el que es va produir l’any 1906 amb una magnitud de 8,6 graus en l’escala de Richter. És un dels terratrèmols més intensos detectats en tot el món. Falla de San Andreas.

5.4.- Els punts calents

Els punts calents, són zones de la superfície terrestre que es troben justament a sobre de grans columnes de material rocós calent que ascendeixen des de la base del mantell cap a la superfície. La conseqüència és la presència d’un vulcanisme intens, anomenat punt calent, a causa que els arriba un flux de magma calent procedent de l’interior de la Terra. Dos exemples, les illes Hawaii i les illes Açores. El funcionament és el següent: Els punts calents es mantenen constants en posició i en activitat durant milions d’anys, però si la placa litosfèrica que hi ha a l’escorça es mou, el que s’observa és que es van formant volcans en la vertical de la ploma calenta i es van apagant a mesura que aquell punt s’allunya d’ella. Anem a veure el cas de les illes Hawaii.

Recorregut de les illes Hawaii