3.2. Tectònica de Plaques

La superfície de la Terra té característiques curioses que des de sempre han intentat explicar els geòlegs. Algunes d’elles són:

  • Zones més elevades de l’escorça corresponen generalment a zones de major gruixa
  • Dos tipus diferents d’escorça situats a diferents nivells: Escorça continental i escorça oceànica
  • Escorça continental amb roques revoltes, de vegades molt antigues
  • Escorça oceànica estratificada roques recents
  • Concordança d’alguns vores continentals
  • Grans elevacions muntanyoses en llargues serralades
  • Fòssils marins en altes muntanyes
  • Llargues fosses oceàniques
  • Serralades volcàniques submarines
  • Terratrèmols en llocs ja profunditats determinades
Amb l’afany d’explicar tots aquests fenòmens surgeixen les primeres idees sobre la dinàmica terrestre.

ANTECEDENTS HISTÒRICS

La tectònica de plaques té el seu origen en dues teories que van precedir: la teoria de la deriva continental i la teoria de l’expansió del fons oceànic.

La primera va ser proposada per Alfred Wegener a principis del segle XX i pretenia explicar l’intrigant fet que els contorns dels continents s’acoblen entre si com un trencaclosques i que aquests tenen històries geològiques comunes. Això suggereix que els continents van estar units en el passat formant un supercontinent anomenat Pangea (en idioma grec significa “totes les terres”) que es va fragmentar durant el període Pèrmic, originant els continents actuals. Aquesta teoria va ser rebuda amb escepticisme i eventualment rebutjada perquè el mecanisme de fragmentació (deriva polar) no podia generar les forces necessàries per desplaçar les masses continentals. -Les plaques es mouen i causen terratrèmols-.

La teoria d’expansió del fons oceànic va ser proposada cap a la meitat del segle XX i està sustentada en observacions geològiques i geofísiques que indiquen que les serralades meso-oceàniques funcionen com a centres on es genera nou pis oceànic conforme els continents s’allunyen entre si. Això va ser proposat per John Tuzo Wilson.

La teoria de la tectònica de plaques va ser forjada principalment entre els anys 50 i 60 i se li considera la gran teoria unificadora de les Ciències de la Terra, ja que explica una gran quantitat d’observacions geològiques i geofísiques d’una manera coherent i elegant. A diferència d’altres branques de les ciències, la seva concepció no se li atribueix a una sola persona com és el cas d’Isaac Newton o Charles Darwin.Va ser producte de la col · laboració internacional i de l’esforç de talentosos geòlegs (Tuzo Wilson, Walter Pitman), geofísics (Harry Hammond Hess, Allan V. Cox) i sismòlegs (Linn Sykes, Hiroo Kanamori, Maurice Ewing), que a poc a poc van ser aportant informació sobre l’estructura dels continents, les conques oceàniques i l’interior de la Terra.

DESENVOLUPAMENT DE LA TEORIA

La teoria de la TECTÒNICA DE PLAQUES (del grec τεκτονικός, tekton, “el que construeix”) explica la manera com està estructurada la litosfera (la porció externa més freda i rígida de la Terra). La teoria dóna una explicació a les plaques tectòniques que formen la superfície de la Terra i als desplaçaments que s’observen entre elles en el seu moviment sobre el mantell terrestre fluid, les seves direccions i interaccions. També explica la formació de les cadenes muntanyoses (orogénesis). Així mateix, dóna una explicació satisfactòria de per què els terratrèmols i els volcans es concentren en regions concretes del planeta (com el cinturó de foc del Pacífic) o de per què les grans fosses submarines estan al costat de illes i continents i no en el centre de l’oceà.

Les plaques tectòniques es desplacen unes respecte a altres amb velocitats de 2,5 cm/año1 el que és, aproximadament, la velocitat amb què creixen les ungles de les mans. Atès que es desplacen sobre la superfície finita de la Terra, les plaques interaccionen unes amb les altres al llarg de les seves fronteres o límits provocant intenses deformacions a l’escorça i litosfera de la Terra, el que ha donat lloc a la formació de grans cadenes muntanyoses (els Andes, Alps, Himalaia) i grans sistemes de falles associades amb aquestes (per exemple, el sistema de falles de Sant Andreu). El contacte per fricció entre les vores de les plaques és responsable de la major part dels terratrèmols. Altres fenòmens associats són la creació de volcans (especialment notoris en el cinturó de foc de l’oceà Pacífic) i les fosses oceàniques.

Les plaques tectòniques es componen de dos tipus diferents de litosfera: l’escorça continental, més gruixuda, i l’escorça oceànica, la qual és relativament prima. La part superior de la litosfera se li coneix com Escorça terrestre, novament de dos tipus (continental i oceànica). Això significa que una placa litosfèrica pot ser una placa continental, una oceànica, o bé de tots dos, si fos així se li denomina placa mixta.

Un dels principals punts de la teoria proposa que la quantitat de superfície de les plaques (tant continental com oceànica) que desapareixen en el mantell al llarg de les vores convergents de subducció està més o menys en equilibri amb l’escorça oceànica nova que es està formant al llarg de les vores divergents (dorsals oceàniques) durant el procés conegut com a expansió del fons oceànic. També se sol parlar d’aquest procés com el principi de la “cinta transportadora”. En aquest sentit, el total de la superfície en el globus es manté constant, seguint l’analogia de la cinta transportadora, i l’escorça la cinta que es desplaça gràcies a les fortes corrents convectives de la astenósfera, que fan de les rodes que transporten aquesta cinta, enfonsant l’escorça en les zones de convergència, i generant nou pis oceànic en les dorsals.

La teoria també explica de forma bastant satisfactòria la forma com les immenses masses que componen les plaques tectòniques es poden “desplaçar”, cosa que quedava sense explicar quan Alfred Wegener va proposar la teoria de la Deriva Continental, encara que existeixen diversos models que coexisteixen: Les plaques tectòniques es poden desplaçar perquè la litosfera té una menor densitat que la astenósfera, que és la capa que es troba immediatament inferior a l’escorça. Les variacions de densitat laterals resulten en els corrents de convecció del mantell, esmentades anteriorment. Es creu que les plaques són impulsades per una combinació del moviment que es genera en el fons oceànic fora de la dorsal (a causa de variacions en la topografia i densitat de l’escorça, que resulten en diferències en les forces gravitacionals, arrossegament, succió vertical, i zones de subducció. Una explicació diferent consisteix en les diferents forces que es generen amb la rotació del globus terrestre i les forces de marea del Sol i de la Lluna. La importància relativa de cada un d’aquests factors queda molt poc clara, i és encara objecte de debat.

Principals plaques tectòniques.

Hi ha, en total, 15 plaques més grans:

Placa Africana

Placa Antàrtica

Placa Aràbiga

Placa de Cocos

Placa del Carib

Placa Euroasiàtica

Placa Filipina

Placa Índia

Placa australiana

Placa Juan de Fuca

Placa Nord-americana

Placa del Pacífic

Placa Sud-americana

Placa de Nazca

Placa Escocesa (Scotia)

Aquestes, amb un altre grup més nombrós de plaques menors es mouen unes contra altres

Origen de les plaques tectòniques

Es pensa que el seu origen es deu a corrents de convecció a l’interior del mantell terrestre, a la capa coneguda com astenosfera, les quals fragmenten a la litosfera. Els corrents de convecció són patrons circulatoris que es presenten en fluids que s’escalfen a la base. En escalfar la part inferior del fluid es dilata. Aquest canvi de densitat produeix una força de flotació que fa que el fluid calent ascendeixi. En aconseguir la superfície es refreda, descendeix i es torna a escalfar, establint-se un moviment circular acte-organitzat. En el cas de la Terra se sap, a partir d’estudis de reajustament glacial, que l’astenosfera es comporta com un fluid en escales de temps de milers d’anys i es considera que la font de calor és el nucli terrestre. S’estima que aquest té una temperatura de 4500 º C. D’aquesta manera, els corrents de convecció a l’interior del planeta contribueixen a alliberar la calor original emmagatzemat al seu interior, que va ser adquirit durant la formació de la Terra.

Així, en zones on dues plaques es mouen en direccions oposades (com és el cas de la placa Africana i d’Amèrica del Nord, que se separen al llarg de la serralada de l’Atlàntic) els corrents de convecció formen nou pis oceànic, calent i flotant, formant les serralades meso-oceàniques o centres de dispersió.Conforme s’allunyen dels centres de dispersió les plaques es refreden, tornant-se més denses i enfonsant-se en el mantell al llarg de zones de subducció, on el material litosfèric és fos i reciclat.

Una analogia sovint emprada per descriure el moviment de les plaques és que aquestes “floten” sobre la astenósfera com el gel sobre l’aigua. No obstant això, aquesta analogia és parcialment vàlida ja que les plaques tendeixen a enfonsar-se en el mantell com es va descriure anteriorment.

Tipus d’escorça.

Les plaques tectòniques poden estar formades per escorça continental, escorça oceànica, o per les dues alhora.

L’escorça oceànica cobreix aproximadament el 75% de la superfície planetària. És més prima que la continental i es reconeixen en ella tres nivells. El nivell més inferior, anomenat nivell III, limita amb el mantell a la discontinuïtat de Mohorovicic; està format per gabros, roques plutòniques bàsiques. Sobre els gabros se situa el nivell II de basalts, roques volcàniques de la mateixa composició que els gabros, bàsics com ells, es distingeix una zona inferior de major espessor constituïda per dics, mentre que la més superficial es basa en basalts encoixinats, formats per una solidificació ràpida de lava en contacte amb l’aigua de l’oceà. Sobre els basalts s’assenta el nivell I, format pels sediments, pelàgics al mig del oceà i terrígens en les proximitats dels continents, que es van dipositant paulatinament sobre l’escorça magmática una vegada consolidades. Els minerals més abundants d’aquesta capa són els piroxens i els feldspats i els elements són el silici, l’oxigen, el ferro i el magnesi.

L’escorça continental és de naturalesa menys homogènia, ja que està formada per roques amb diversos orígens. Hi predominen les roques ígnies intermèdies-àcides (com el granit per exemple) acompanyades de grans masses de roques metamòrfiques formades per metamorfisme regional en els orògens i extensament recobertes, excepte en els escuts, per sedimentàries molt variades. En general, conté més silici i cations més lleugers i, per tant, és menys densa que l’escorça oceànica. Té també un gruix major i en la història geològica s’observa un augment en la seva proporció respecte del total d’escorça terrestre, ja que, per la seva menor densitat, és difícil que els seus materials siguin submergits en el mantell. Els minerals més abundants d’aquesta capa són els quars, els feldspats i les miques, i els elements químics més abundants són l’oxigen (46,6%), el silici (27,7%), l’alumini (8,1%) , el ferro (5,0%), el calci (3,6%), el sodi (2,8%), el potassi (2,6%) i el magnesi (2,1%).

Anuncis

One thought on “3.2. Tectònica de Plaques

Deixa un comentari

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

Esteu comentant fent servir el compte WordPress.com. Log Out / Canvia )

Twitter picture

Esteu comentant fent servir el compte Twitter. Log Out / Canvia )

Facebook photo

Esteu comentant fent servir el compte Facebook. Log Out / Canvia )

Google+ photo

Esteu comentant fent servir el compte Google+. Log Out / Canvia )

Connecting to %s