En 1912, Wegener formuló la teoría de la deriva continental, de acuerdo con la flotación de granito en basalto. Inicialmente, los continentes formaron un enorme bloque de granito (Pangea). Este continente inicial se habría fracturado, causando una deriva de las piezas. Además, los continentes actuales todavía se mueven unos con respecto a otros (a veces, un metro por año).
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¿Qué es Deriva Continental?
La deriva de los continentes es una teoría propuesta a principios de siglo por el físico-meteorólogo Alfred Wegener, para tratar de explicar, entre otras cosas, la similitud en el curso de las costas a ambos lados del Atlántico, una observación que había intrigado a otros antes que a él. Wegener fue un científico de su siglo, que posee una amplia gama de conocimientos en geología, geofísica, astronomía y meteorología.
Poseía, además, el coraje, la fiebre del saber, la independencia, el rigor intelectual, la lógica y una buena dosis de intuición. Armado con todo este bagaje, pudo formular una hipótesis sobre el movimiento de los continentes. Había observado la complementariedad de las líneas costeras entre América del Sur y África.
Concibió la idea de que África y América hubieran sido uno, el mismo bloque, que se habría dividido en dos partes, que luego se habrían separado una de la otra. Esta es la teoría de la deriva continental. Wegener presentó “pruebas” para apoyar su teoría. Sería más exacto decir que trajo hechos de observación que podrían explicarse por una deriva continental.
El Paralelismo de las Costas Atlánticas
De hecho, existe un cierto paralelismo de las líneas costeras entre las Américas por un lado y Europa-África por el otro. Esto sugiere que estos dos conjuntos eran dos piezas del mismo bloque. Esto llevó a Wegener a pensar que en el pasado distante todas las masas terrestres estaban unidas en un megacontinente, Pangea. Hoy, gracias a nuestro conocimiento de la tectónica de placas, utilizamos una reconstrucción más precisa de esta Pangea.
La Distribución de Ciertos Fósiles
A ambos lados del Atlántico, se pueden encontrar fósiles de plantas terrestres y animales que datan de 240 a 260 Ma en los continentes actuales. ¿Cómo podrían los organismos terrestres sin la capacidad de cruzar un océano tan grande colonizar áreas continentales tan separadas? La respuesta de Wegener es simple: en el pasado, todos estos continentes eran uno, Pangea, con rangos constantes.
Los Vestigios de Antiguas Glaciaciones
En algunas partes de los continentes actuales, hay marcas glaciares que datan de 250 millones de años, lo que indica que estas porciones de continentes han sido cubiertas por una capa de hielo. Es más que improbable que haya habido glaciación en los continentes de la zona tropical (África del sur, India).
Además, es anómalo que el flujo de hielo, cuya dirección está indicada por las flechas, es hacia el interior de un continente (desde los puntos bajos hasta los puntos altos, el caso de América del Sur, África, India y Australia). Esta distribución actual de áreas glaciares no es por lo tanto consistente.
El Wegener Landmass Consensus da una idea de la distribución de los depósitos glaciares que se remontan a 250 Ma, así como las direcciones del flujo de hielo en varios continentes. La distribución en Pangea muestra que el Polo Sur estaba cubierto con una capa de hielo y que el flujo de hielo estaba en la periferia de la capa, como debería ser. (Ver Articulo: Placas Tectónicas)
La Correspondencia de las Estructuras Geológicas
Esto no es todo lo que encaja en las piezas de un rompecabezas, pero es necesario obtener una imagen coherente. En el caso del rompecabezas del continente, no solo existe una concordancia entre las costas, sino que también existe una concordancia entre las estructuras geológicas dentro de los continentes, un fuerte argumento a favor de la existencia de la megacontinente Pangea. La correspondencia de las estructuras geológicas entre África y América del Sur apoya el argumento de Wegener.
Alrededor de estos escudos, las cadenas montañosas más recientes tienen edades comprendidas entre 450 y 650 Ma. Las características indican el “grano” tectónico de estas cadenas. Notable en las regiones de São Luis y Salvador en Brasil, la presencia de pequeños trozos de escudos.
El acercamiento de los dos continentes (mapa abajo) muestra que, de hecho, las dos pequeñas piezas de las zonas de São Luis y Salvador están unidas respectivamente a los escudos de África Occidental y Angola, y que también hay cierta continuidad en el grano tectónico de las cadenas más recientes que vienen a moldear en los escudos. La imagen del puzzle es coherente.
La correspondencia de las estructuras geológicas entre América del Norte y Europa también confirma la idea de Wegener. Las tres cadenas montañosas, Appalachia (este de América del Norte), Mauritanides (noreste de África) y Caledonides (Islas Británicas, Escandinavia), ahora separadas por el Océano Atlántico, forman solo una sola cadena continúa si los continentes se unen a la manera de Wegener. Los geólogos saben desde hace mucho tiempo que, efectivamente, estas tres cadenas tienen estructuras geológicas idénticas y que se formaron al mismo tiempo entre 470 y 350 Ma. (Ver Articulo: Las Montañas)
El geofísico Wegener era consciente de que la corteza continental era más gruesa en las cordilleras que en las llanuras, y que esta situación correspondía al principio de la isostasia de que existe un equilibrio entre los diversos compartimentos de la corteza debido a las diferencias en la densidad. Él concibió la idea de que los continentes “flotaban” en un medio mal definido y que podían derivar el uno del otro.
¿Le hubieran convencido los argumentos de Wegener de que un día un gran bloque continental se fragmentó y que sus partes se derivaron entre sí? Los contemporáneos de Wegener no estaban convencidos de esta propuesta revolucionaria de la deriva continental
La oposición estaba animada. De hecho, Wegener ha demostrado de manera convincente que, un día, los continentes actuales formaron un solo megacontinente, pero no demostró que se habían desviado lentamente desde los últimos 250 Ma. También podría invocar algunos escenarios de catastrofistas para explicar los hallazgos de Wegener.
El principal problema fue que no ofrecía ningún mecanismo para explicar la deriva. Mostró que la distribución actual de ciertos fósiles, vestigios de antiguas glaciaciones o ciertas estructuras geológicas suscitaban preguntas importantes para encontrar explicaciones.
Pero estos hallazgos no son suficientes para mostrar que los continentes se han desplazado. Cabe señalar que, a la inversa, si los continentes se han desplazado, es necesario que haya una correspondencia entre las estructuras geológicas y la distribución de los fósiles.
Debe señalarse que la hipótesis de Wegener era una hipótesis generadora de ciencia, porque las preguntas planteadas son suficientemente serias y se basan en hechos reales para ser abordadas. Pero tuvimos que esperar más de cuarenta años para que reaparecieran las ideas de Wegener y buscar el mecanismo de deriva que le faltaba. Entre otros, Wegener había perdido datos fundamentales sobre la estructura interna de la Tierra. (Ver Articulo: Glaciar)
Teoría
Hace 100 años, el mundo científico descubrió un poderoso tema de debate: ¿pueden moverse los continentes? Alfred Wegener , un meteorólogo alemán, acababa de presentar a la Sociedad Alemana de Geología un artículo titulado Die Verschiebung der Kontinente, es decir, el movimiento de los continentes.
Tres años más tarde, en 1915, presenta una versión más elaborada, Die Entstehung der Kontinente und Ozeane , Origin of Continents and Oceans. Aceptada hoy como evidencia, esta idea que llevará el nombre de deriva continental se ha convertido en la teoría de la tectónica de placas. Pero no siempre ha sido así.
A pesar de las extrañas formas entrelazadas de las costas de Europa y África con los del Nuevo Mundo que se encuentran al final del siglo XVI, tomará cerca de 200 años para que el enfoque creacionista ( considerar la Tierra como inmutable) se abandona en favor de un concepto dinámico.
Demasiadas Similitudes entre Continentes
Los descubrimientos científicos de la segunda mitad del Siglo XIX indican correlaciones sorprendentes entre continentes. Rocas e incluso conjuntos geológicos idénticos se encuentran en América y Europa. La cadena de los Apalaches, en América del Norte, parece de la misma naturaleza que los restos de la cadena herciniana que son, en Europa, los Vosgos y el Macizo Central, por ejemplo.
Del mismo modo, observamos la simetría entre los depósitos de carbón del Carbonífero en Europa y América. A escala global, los geólogos adoptan la noción de isostasia: los continentes más ligeros flotan literalmente en el manto, una región más profunda y más densa.
Por su parte, los paleontólogos descubren los mismos fósiles de reptiles (Mesosaurus , Lystrosaurus y Cynognathus), así como bosques de helechos (Glossopteris en África, América del Sur, Antártida, Australia e India). Finalmente, los tillitas, estos depósitos glaciales, están presentes en la mayoría de los continentes del sur, así como en la India. Testifican que estos continentes han sufrido durante mucho tiempo el mismo clima frío al final del Paleozoico (o era primaria) y estaban cubiertos con grandes capas de hielo
Los Continentes se Reunieron en Pangea
Además, el origen de las fuerzas tectónicas que dan origen a las cadenas montañosas como los Alpes sigue siendo desconocido. En ese momento, las cuencas oceánicas se explicaban clásicamente por la teoría geosinclinal, estas depresiones que bordean los continentes, que están cargadas de sedimentos y pueden, según se dice, arrugarse en las cordilleras. En cuanto a las enigmáticas migraciones de fauna y flora entre continentes, fueron explicadas por puentes intercontinentales ahora desaparecidos.
Alfred Wegener pone en movimiento los continentes y argumenta que todos formaron un solo supercontinente llamado Pangea al final de la era primaria. El mecanismo que Alfred Wegener imagina para mover los continentes será la falla de esta teoría revolucionaria. Sin embargo, en su primera publicación de 1912, Wegener propone la atrevida suposición de que los fondos oceánicos se crean a lo largo de las fracturas en las crestas oceánicas
Desafortunadamente, no continuará con esta idea de vanguardia en la publicación de 1915, en la que involucra los movimientos orbitales de la Tierra, incluida la fuerza centrífuga y Precesión de los equinoccios. Este mecanismo no será favorecido por muchos geólogos que rechazarán completamente el concepto de deriva continental durante décadas.
Tectónica de Placas
Esta sección presenta cómo se desarrollaron los conceptos de la teoría de la tectónica de placas y, especialmente, en qué consiste esta teoría, que en la actualidad ofrece un modelo unificador que explica los principales fenómenos geológicos que afectan a nuestro planeta. Para comprender completamente el desarrollo de las ideas que llevaron a la formulación de la teoría de la tectónica de placas, es esencial tener algunas nociones básicas sobre el magnetismo terrestre.
Un punto de vocabulario primero. La tectónica es que parte de la geología que estudia la naturaleza y provoca la deformación de los conjuntos de rocas, específicamente en este caso, deformaciones, litosfera terrestre a gran escala. Una placa es un volumen rígido, delgado con respecto a su superficie.
Los tectónica de placas es una teoría científica mundial unificada, proponiendo que la deformación de la litosfera están conectados a las fuerzas internas de la tierra y que estas distorsiones como resultado el corte de la litosfera en una serie de placas rígidas que se mueven entre sí por deslizamiento en la astenosfera.
Estos movimientos definen tres tipos de límites entre placas:
- Límites divergentes, donde las placas se alejan unas de otras y donde se produce una nueva corteza oceánica; aquí, entre las placas A y B, y D y E
- Límites convergentes, donde chocan las placas, una consecuencia de la divergencia; aquí, entre las placas B y C, y D y C
- Transformando fronteras cuando las placas se deslizan lateralmente unas contra otras a lo largo de fallas; este tipo de límite hace posible acomodar las diferencias en las velocidades en el desplazamiento de las placas entre sí, como aquí entre A y E, y entre B y D, o incluso las reversas de la dirección del movimiento, como aquí entre placas B y E.
Límites Divergentes
Sabemos que hay un flujo de calor que va desde el centro de la tierra, una corriente causada por la desintegración radiactiva de ciertos elementos químicos en el manto y genera células de convección en el manto de plástico (astenosfera). Debido a esta convección, hay una concentración de calor en un área donde el material calentado se expande, lo que explica la elevación correspondiente a la cresta oceánica.
La concentración de calor conduce a una fusión parcial del manto que produce magma. La convección produce, en la parte rígida de la envoltura de la tierra (litosfera), fuerzas de tensión que hacen que dos placas divergan; Es el motor de la cinta transportadora, causando la litosfera oceánica en ambos lados de la cresta.
La expansión del lecho marino crea en la zona dorsal, las tensiones que resultan en colapso de fallas y fracturas abiertas, que constituyen la mitad de la espalda, una grieta se llama una dorsal oceánica . El magma producido por la fusión parcial del manto se introduce en las fallas y fracturas de la fisura.
Parte de este cristalizó magma en la litosfera, mientras que otro es expulsado en el lecho marino en forma de lavado y la forma de volcanes submarinos. Es este magma cristalizado el que forma la nueva corteza oceánica a medida que se distribuyen los fondos.
Es así que la nueva litosfera oceánica se crea perpetuamente en el nivel de los límites divergentes, es decir, en las crestas oceánicas del medio. Son estos procesos los que explican cómo se formó un océano como el Atlántico, … una pregunta que Wegener aprecia.
La acumulación de calor debajo de una placa continental provoca una dilatación del material que conduce a un abultamiento de la litosfera. Sigue las fuerzas de tensión que fracturan la litosfera e inician el movimiento de divergencia impulsado por la acción combinada de la convección del manto y la gravedad.
El magma se infiltrará en las grietas, que en algunos lugares causarán volcanismo continental; La lava formará volcanes o fluirá a lo largo de las grietas. Un ejemplo de esta primera etapa precursora de la formación del océano es el Valle del Río Grande en los Estados Unidos.
La tensión continua produce estiramiento de la litosfera; luego habrá un colapso pronunciado, que produce un valle llamado una grieta continental. Habrá volcanes y flujos de lava a lo largo de las fracturas. La Gran Grieta africana en África oriental es un buen ejemplo.
Con la continuación del tramo, las grietas se hunden bajo el nivel del mar y las aguas marinas invaden el valle. Dos piezas de litosfera continental se separan y se alejan progresivamente una de otra. El volcanismo subacuático forma un primer suelo oceánico basáltico (corteza oceánica) a ambos lados de una cresta embrionaria; Es el escenario marino lineal, como por ejemplo el mar rojo
La expansión del mar lineal mediante la propagación del océano conduce a la formación de un tipo de océano Atlántico , con su dorsal bien individualizadas, sus llanuras abisales y las plataformas continentales igual al margen de la corteza continental. Las cordilleras oceánicas son áreas importantes de disipación del calor interno de la Tierra. (Ver Articulo: Volcanes)
Fronteras Convergentes
Hoy en día, los físicos y los astrofísicos están de acuerdo en que la tierra no se está expandiendo, como lo propone Carey. Si la superficie de la Tierra es un espacio finito, el hecho de que las placas crezcan a límites divergentes implica que será necesario destruir la litosfera en cualquier otro lugar para mantener constante la superficie de la Tierra.
Esta destrucción se realiza en los bordes convergentes que, como su nombre indica, marcan el contacto entre dos placas litosféricas que convergen entre sí. La destrucción de la placa se produce por la depresión en la astenosfera de una placa debajo de la otra placa y por la digestión de la porción de placa presionada en la astenosfera. Resultados (terremotos, volcanes, cordilleras, deformaciones.
Un primer tipo de colisión resulta de la convergencia entre dos placas oceánicas. En este tipo de colisión, una de las dos placas (la más densa, generalmente la más antigua) se hunde debajo de la otra para formar una zona de subducción (literalmente: conducir por debajo).
El material menos denso (d ~ 3.2) está incrustado en el material más denso (d ~ 3.3), el material menos caliente en el material más cálido. La astenosfera “digiere” la placa litosférica poco a poco. Existe un fenómeno de fusión parcial de la placa hundida. El magma resultante (líquido), menos denso que el ambiente circundante, sube a la superficie.
Gran parte de este magma permanece atrapado en la litosfera, pero algunos son expulsados a la superficie, produciendo volcanes en forma de una serie de islas volcánicas (arco de islas volcánicas) en el fondo del océano. Buenos ejemplos de esta situación se pueden encontrar en el Pacífico, con las grandes Marianas, Tonga, Kuriles y Aleutianas, cada una con su arco de isla volcánica, así como el hoyo de Puerto Rico que dio origen al arco del Caribe que bordea el Mar Caribe Atlántico .
Un segundo tipo de colisión es el resultado de la convergencia entre una placa oceánica y una placa continental. En este tipo de colisión, la placa oceánica más densa se hunde debajo de la placa continental.
Los basaltos de la placa del océano y los sedimentos del fondo del océano se hunden en un material cada vez más denso. Con una profundidad superior a 100 km, la placa está parcialmente fundida. Como en el caso anterior, la mayor parte del magma permanecerá atrapado en la litosfera (aquí continental); El magma que logró llegar a la superficie formará una cadena de volcanes en los continentes (arco volcánico continental).
Buenos ejemplos de esto se encuentran en el margen oriental del Pacífico, al igual que los volcanes de la cascada (gama de la cascada) en los EE.UU. resultado de subducción en la boca de Juan de Fuca (incluyendo el Monte Santa Helena) Las de las cordilleras de los andes.En América del Sur se conectó a la fosa de Perú-Chile. En una fase avanzada de la colisión, el material sedimentario encontrado en el fondo del océano y transportado por la máquina para correr se concentra en la zona de subducción para formar un prisma de acreción.
Un tercer tipo de colisión implica la convergencia de dos placas continentales. El espacio oceánico se cierra cuando dos placas continentales se aproximan, el material sedimentario del fondo oceánico, más abundante cerca de los continentes, y el del prisma acrecentador se concentran cada vez más
El prisma crece cuando las dos placas chocan, el mecanismo coincide: el motor del desplazamiento (convección en el manto superior y la gravedad) no es lo suficientemente fuerte como para empujar a una de las dos placas en la astenosfera debido a que es demasiado débil Densidad de la litosfera continental en comparación con la de la astenosfera.
Todo el material sedimentario se comprime y se levanta para formar una cadena montañosa donde las rocas están arrugadas y con fallas. Los colgajos de la corteza oceánica pueden incluso ser una coincidencia en las fallas. Es la soldadura entre dos placas continentales para formar una sola.
Todas las grandes cadenas montañosas plegadas se han formado por este mecanismo. Un buen ejemplo reciente de esta situación es la soldadura de la India en el continente asiático, hace apenas unos millones de años, con la formación de los Himalayas
Transformando Fronteras
Los límites de transformación son grandes fracturas que afectan todo el espesor de la litosfera; el término “transformar fallas” se usa más a menudo. Están más a menudo, pero no exclusivamente, en la litosfera oceánica. Estas fallas permiten acomodar las diferencias en las velocidades de movimiento o incluso los movimientos opuestos entre las placas, o hacer un puente entre los límites divergentes y convergentes (estas fallas transforman el movimiento entre divergencia y convergencia, de ahí su nombre de fallas. transformante).
La famosa falla de San Andrés en California es un buen ejemplo de esta situación: asegura el relevo del movimiento entre el límite divergente de la cordillera del Pacífico oriental, el límite convergente de las placas de Juan de Fuca-Norteamérica y el límite divergente. Desde la cresta de juan de fuca.
Afecta tanto a la litosfera oceánica como a la litosfera continental. Es el límite entre tres placas: placa de Juan de Fuca, placa de América del Norte y placa del Pacífico. ¡También tiene la desventaja de cruzar la ciudad de San Francisco! A la tasa actual de viaje (~ 5,5 cm / año), la ciudad de Los Ángeles estará a la derecha de San Francisco en 10 Ma.
¿A qué velocidad son estos movimientos de divergencia y convergencia?
Las tasas de divergencia y convergencia no son las mismas en todas partes. La divergencia varía de 1.8 a 4.1 cm / año en el Atlántico y de 7.7 a más de 18 cm / año en el Pacífico. La convergencia es de 3.7 a 5.5 cm / año en el Pacífico. Tenga en cuenta la tasa de desplazamiento lateral relativa a lo largo de la falla de California San Andres (~ 5,5 cm / año).
Pangea y Deriva Continental
La tierra es un sistema donde todas las partes, todos los elementos, forman una gran máquina impulsada por la termodinámica. El motor es la acción combinada de la gravedad de la Tierra y las grandes células convectivas en el manto que resulta del flujo de calor que va desde el centro hacia el exterior de la Tierra, un flujo de calor relacionado con la descomposición de Elementos radiactivos contenidos en los minerales que constituyen el manto.
Estas células concentran el calor en su parte ascendente, lo que provoca un derretimiento parcial y una expansión del material bastante superiores. Es esta expansión la que produce una dorsal, medio-oceánica lineal. El flujo de la astenosfera bajo la litosfera rígida causa esta última; esto resulta en tensiones en el nivel dorsal, causando divergencia y magmatismo asociado. por lo tanto, hay una continua formación de nueva litosfera oceánica en la dorsal y la ampliación progresiva del océano.
A cambio, dado que la Tierra no se está expandiendo, debemos destruir la litosfera, que se realiza mediante la deposición de la litosfera oceánica en las zonas de subducción que corresponden a zanjas oceánicas profundas de hasta 11 km (Fosa de las Marianas).
Los dorsales se diseccionan mediante las llamadas fallas de transformación para acomodar las diferencias en las tasas de divergencia. que se realiza mediante la deposición de la litosfera oceánica en las zonas de subducción que corresponden a las trincheras oceánicas profundas de hasta 11 km (Fosa de las Marianas). Los dorsales se diseccionan mediante las llamadas fallas de transformación para acomodar las diferencias en las tasas de divergencia.
