Placas Tect

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Placas Tectónicas

• GEOL 3025 Cap. 2
• Prof. Lizzette Rodríguez

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(No Transcript)
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Deriva Continental (Continental drift)

• Alfred Wegener
• 1915 Propone la hipótesis de la deriva
  continental
• Publicó El origen de los continentes y los
  océanos
• Hipótesis de la Deriva Continental
• El supercontinente Pangea comenzó a separarse
  alrededor de 200 ma atrás.
• Los continentes entonces derivaron a sus
  posiciones actuales.

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Pangea 200 ma
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(No Transcript)
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Evidencia de apoyo a la hipotesis

• Encaje de los continentes
• Wegener usó el encaje de las costas de Sudamérica
  y Africa.
• El encaje usando los bordes de las plataformas
  continentales es mucho mejor.

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Cont. Evidencia de apoyo a la hipotesis

• Evidencias paleontológicas
• Existencia de fósiles idénticos en masas de
  tierra separadas.
• Ejemplos
• Mesosaurus (reptil acuatico, rocas del Pérmico -
  225 ma, en el este de Sudamérica y el sur de
  Africa)
• Glossopteris (planta de semillas grandes dispersa
  entre Africa, Australia, India y Sudamérica
  hace300 ma)
• organismos actuales como los marsupiales
  australianos (tienen un vínculo fósil con otros
  en otros continentes, pero luego de la
  fragmentación se desarrollaron de forma distinta)

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Mesosaurus
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Cont. Evidencia de apoyo a la hipotesis

• Tipos de rocas y semejanzas estructurales
• Tipos y edades de las rocas parean a ambos lados
  del Atlántico (montañas de edad y estructura
  comparable)

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Cont. Evidencias

• Evidencias paleoclimáticas
• Evidencia de una glaciación Paleozoica (300 ma)
  cercana al ecuador
• Fósiles de los principales campos de carbón en el
  este de EU indican la existencia pasada de
  pantanos tropicales en estas regiones

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Rechazo de la hipótesis

• Por que? No explicaba un mecanismo capaz de
  mover los continentes a través del planeta
• Wegener propuso que la fuerza de las mareas era
  suficiente para mover los continentes
• Fue probado que las fuerzas mareales necesarias
  para esto habrían frenado la rotación de la
  Tierra en pocos años.
• Wegener también sugirió que los continentes más
  grandes y pesados se abrieron paso por la corteza
  oceánica.

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Deriva Continental y Paleomagnetismo

• Luego de la muerte de Wegener, vuelve el interés
  en su hipotesis, con estudios del magnetismo de
  las rocas.
• El campo magnético y el paleomagnetismo
• El magnetismo antiguo es preservado en las rocas
  en el momento de su formación
• Minerales magnetizados en las rocas (con Fe y Mg)
• Muestran la dirección a los polos magnéticos
• Proveen una forma de determinar su latitud de
  origen

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El campo magnetico de la Tierra consiste de
líneas de fuerza parecidas a las que produciría
un iman colocado en su centro.
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El campo magnético hace que una brújula se alinie
con las líneas de fuerza magnética. El ángulo de
inclinación disminuye desde 90 en los polos
magnéticos hasta 0 en el ecuador magnetico.
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Inclinación magnética y latitud correspondiente
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Cont. Deriva Cont. y Paleomagnetismo

• Deriva polar aparente (polar wandering)
• Movimiento aparente de los polos magnéticos que
  se encontró en rocas magnetizadas (con minerales
  ricos en Fe) indica que los continentes se han
  movido.
• Indica que Europa estaba mucho más cercana al
  ecuador cuando existían pantanos productores de
  carbón (Paleozoico tardío).

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• Las curvas de Norteamérica y Europa tienen
  caminos similares, pero están separadas por 24?
  de longitud.
• Las diferencias entre los recorridos se pueden
  reconciliar si los continentes se colocan uno al
  lado del otro.

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Comienzo de una revolución científica

• 1950s y 1960s avances tecnológicos permitieron
  el mapeo extensivo del suelo oceánico.
• 1960s Harry Hess propone la hipótesis de la
  expansión del fondo oceánico
• Propuso que las dorsales oceánicas estaban sobre
• zonas de ascenso convectivo en el manto.
• Las fuerzas tensionales
• fracturan la corteza y
• proporcionan vías de intrusión
• magmática para generar nuevos
• fragmentos de corteza oceánica.

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Expansión del fondo oceánico y renovación del
suelo oceánico en las fosas submarinas
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Inversiones geomagneticas

• Campo magnético de la Tierra periódicamente
  cambia de polaridad polo magnético N se
  convierte en el S magnético y viceversa
• Las fechas en que la polaridad cambiaba se
  determinaron usando flujos/coladas de lava.
• Polaridad normal - las rocas muestran el mismo
  magnetismo que el del campo magnético actual
• Polaridad invertida - las rocas muestran
  magnetismo opuesto al actual

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Paleomagnetismo conservado en coladas de lava de
varias edades
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Escala temporal del campo magnético de la Tierra
en el pasado reciente
Divisiones principales se llaman crones y duran
1 my.
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Cont. Inversiones geomagneticas

• Se graban en la corteza oceánica
• Vine y Matthews 1963 - demostraron que las
  bandas de alta y baja intensidad magnética en la
  corteza oceánica apoyaban el concepto de Hess de
  expansión del suelo oceánico.

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Inversiones paleomagnéticas grabadas en la
corteza oceánica
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El paleomagnetismo fue la evidencia más
convincente para apoyar los conceptos de la
deriva continental (Wegener) y la expansión del
fondo oceánico (Hess).
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Tectónica de placas

• Teoría compuesta por una gran variedad de ideas
  que explican el movimiento observado de la capa
  externa de la Tierra (litosfera) por medio de
  diferentes procesos.
• Placas principales de la Tierra
• Litosfera capa fuerte y rígida, está rota en
  fragmentos placas
• Litosfera consiste del manto superior y la
  corteza, y está sobre una región más dúctil del
  manto llamada la astenosfera - roca poco
  resistente permite el movimiento de la capa
  rígida de la Tierra.

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Cont. Placas principales de la Tierra

• 7 placas principales Norteamérica, Sudamérica,
  Pacífico, Africa, Euroasia, Australia y Antártica
• Placas están en movimiento y continuamente
  cambiando de forma y tamaño
• Placa del Pacífico mas grande
• Placas se mueven en relación con las demás a una
  velocidad muy lenta pero continua 5 cm (2) por
  año. Los movimientos generan terremotos, crean
  volcanes y deforman grandes masas de roca.

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Placas de la Tierra
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Placas de la Tierra
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Frecuencia sísmica y de volcanismo
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Bordes de placa

• Las interacciones entre placas individuales
  ocurren a lo largo de sus bordes
• Tipos de bordes de placa
• Divergentes o constructivos 2 placas se separan,
  produce ascenso de material desde el manto para
  crear nuevo suelo oceánico
• Convergentes o destructivos 2 placas se juntan
  (1)descenso de litosfera oceánica debajo de otra
  placa (finalmente es reabsorbida en el manto),
  (2) colisión de 2 bloques continentales para
  crear un sistema montañoso.
• De falla transformante o pasivos 2 placas se
  desplazan lateralmente sin que se produzca o
  destruya litosfera

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Cont. Bordes de placa

• Cada placa está rodeada por una combinación de
  los 3 tipos de bordes
• Superficie total de la Tierra no cambia, pero el
  área de las placas individuales puede disminuir o
  crecer dependiendo de desequilibrios entre la
  velocidad de crecimiento de bordes divergentes y
  la velocidad de destrucción en bordes
  convergentes
• Bordes de placa no son fijos (se mueven).
• Pueden crearse nuevos bordes debido a cambios en
  las fuerzas que actúan sobre las placas rígidas.

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Bordesdivergentes

• También llamados centros de expansión.
• Mayoría están situados a lo largo de crestas de
  las dorsales oceánicas.
• Dorsales oceánicas y expansión del suelo oceánico
• A lo largo de bordes divergentes, el fondo
  oceánico se eleva, formando una dorsal oceánica.
  Representan 20 de la superficie de la Tierra.
• Cresta de la dorsal suele ser 2-3 km más alta que
  las cuencas oceánicas adyacentes, y tiene
  anchuras entre 1000-4000 km.
• A lo largo del eje de algunos segmentos existe
  una profunda estructura fallada denominada valle
  de rift

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Bordes de placa divergentes
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Cont. Bordes divergentes

• Velocidades típicas de expansión del fondo
  oceánico 5 cm/año (crecimiento de uñas) --
  suficientemente rápido para haber generado todas
  las cuencas oceánicas en los últimos 200 ma.
• Elevación de las dorsales la corteza recién
  creada está caliente y ocupa más volumen, lo cual
  la hace menos densa que las rocas mas frías.

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Cont. Bordes divergentes

• Velocidades de expansion producen diferencias
  topograficas entre los sistemas de dorsales
• Velocidades lentas (1-5 cm/año) valle de rift
  prominente a lo largo de la cresta de la dorsal
  que usualmente es 30-50 km de grosor, 1500-3000 m
  de profundidad, y topograficamente aspero
• Velocidades intermedias (5-9 cm/año) valles de
  rift son someros (lt200 m de profundidad) y
  topográficamente suaves
• Velocidades gt9 cm/año no se forma un valle de
  rift y son alturas topográficas estrechas y
  llenas de fallas

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Cont. Bordes divergentes

• Rift continental
• Depresiones alargadas formadas cuando empieza la
  fragmentación de un continente. Ej. rift de
  Africa oriental.
• Si se mantienen las fuerzas tensionales
• valle del rift se alargará y aumentará de
  profundidad
• eventualmente separará en 2 la placa -
  convirtiéndose el valle en un mar lineal estrecho
  con desembocadura al océano
• No todos los valles de rift se desarrollan en
  centros de expansión

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Rifting continental
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Rift de Africa Oriental
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Bordes convergentes

• Porciones más antiguas de la litosfera oceánica
  descienden al manto.
• Llamadas zonas de subducción ocurre porque la
  densidad de la placa descendente es mayor que la
  de la astenosfera subyacente.
• Fosa submarina - expresión superficial producida
  por la placa descendente miles de km de
  longitud, 8-12 km de profundidad y 50-100 km de
  ancho.
• Angulo promedio de subducción 45. Donde el
  ángulo es menor (placa más joven y menos densa) -
  mayor interacción entre placas -- grandes
  terremotos.

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I. Convergencia oceánica-continental

• Placa oceánica más densa se hundirá en el manto.
• A lo largo de la placa descendente la fusión
  parcial de la roca del manto genera magma.
• Fusión parcial proceso que ocurre cuando el
  manto es lo suficientemente caliente como para
  que la introducción de agua (en la placa oceánica
  que desciende) conduzca a la fusion.
• Resulta en un arco volcánico continental Ejs.
• Andes
• Cordillera Cascade de WA, OR y CA

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(No Transcript)
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II. Convergencia oceánica-oceánica

• 2 placas oceánicas - una desciende bajo la otra
• A menudo se forman volcanes en el suelo oceánico
• Cuando la subducción se mantiene, acabará por
  construir cadenas de estructuras volcánicas que
  emergen como islas -- arco de islas volcánicas
• Aleutianas, Islas Marianas, Tonga
• Mayoría en el Pacífico occidental (ángulos de
  descenso altos 90)
• 2 arcos de islas volcánicas en el Atlántico
  Antillas Menores en el Mar Caribe (placa
  Norteamerica bajo Caribe) e Islas Sandwich del
  Sur en el Atlántico Sur

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A menudo adyacentes a fosas submarinas profundas
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III. Convergencia continental-continental

• Subducción continua puede unir 2 continentes
• Litosfera continental es menos densa y es boyante
  (flota) -- nunca va a ser subducida
• Colisión produce montañas
• Himalayas, Alpes y Apalaches
• Himalayas - colisión de la India y Asia ---
  corteza continental se abombó, fracturó, acortó y
  engrosó para formar la cordillera montañosa.

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(No Transcript)
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Colisión en curso entre India y Asiacomenzó
hace 45 ma y continua hoy
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Bordes de falla transformantes

• Placas se desplazan una al lado de la otra sin
  producir ni destruir litosfera.
• Fallas transformantes
• La mayoría unen 2 segmentos de una dorsal
  oceánica a lo largo de roturas lineales en la
  corteza oceánica - zonas de fractura, que se
  encuentran cada 100 km.
• Proveen el medio para que la corteza oceánica
  creada en las crestas de las dorsales se pueda
  transportar a las fosas submarinas, donde se
  destruye.
• Algunas (ej. falla de San Andrés) rompen a través
  de la corteza continental.

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Fallas transformantes
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AnimacionFallas Transformantes
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Fallas transformante Mendocino y San Andrés
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AnimacionBordes de placa yexpansion del suelo
oceanico
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Comprobación del modelode la tectónica de placas

• Alguna de la evidencia más convincente que
  confirma la expansión del suelo oceánico ha
  venido de sondeos del sedimento en el suelo
  oceánico.
• Edad de los sedimentos más profundos
• Más jovenes están cerca de las dorsales
• Corteza oceánica (lt180 ma) vs. continental (gt4000
  ma)
• Grosor de sedimentos verifica la expansión
• Casi no hay sedimentos en la cresta de la dorsal,
  pero se ponen más gruesos al alejarnos de ella

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Cont. Comprobación del modelode la tectónica de
placas

• Puntos calientes y plumas del manto
• Causados por plumas ascendentes de material del
  manto a medida que el magma entra en ambientes
  de menor P en la litosfera, ocurre fusión.
• Punto caliente (hot spot) - manifestación
  superficial
• Se pueden formar volcanes sobre ellos. Ej. cadena
  de islas Hawaii-Emperador - edad de los volcanes
  aumenta a medida que nos alejamos de Hawaii.
• Plumas del manto
• Estructuras de larga vida
• Algunas se originan a gran profundidad, ej. borde
  del manto con el núcleo

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Islas de Hawaii
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Medición del movimiento de las placas

• Como determinamos la velocidad de movimiento de
  placas tectonicas?
• (1) Paleomagnetismo
• El paleomagnetismo almacenado en las rocas del
  fondo oceánico proporciona un método de medición
  de las velocidades del movimientos de las placas.
• Se usa para establecer la dirección y razón de
  expansión del suelo oceánico.

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Cont. Medición del movimiento de las placas

• (2) Medicion de velocidades de las placas desde
  el espacio
• Se ha establecido la localizacion exacta de 2
  estaciones de observación en lados opuestos de un
  borde de placa para medir movimientos relativos
• Ej. Hawaii se mueve al NW a 8.3 cm/año
• 2 métodos que se usan
• Very Long Baseline Interferometry (VLBI) -
  radiotelescopios
• Global Positioning System (GPS)

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Movimiento de las placas
Paleomagnetismo s en negro
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Qué impulsa el movimiento de las placas?

• No hay un mecanismo impulsador que pueda explicar
  todo sobre tectónica de placas
• Investigadores creen que el flujo convectivo en
  el manto rocoso es la fuerza impulsadora que
  provoca el movimiento de placas
• La convección del manto y la tectónica de placas
  forman parte del mismo sistema.
• El movimiento lento de las placas y el manto son
  dirigidos por la distribución desigual de calor
  en el interior de la Tierra.

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Cont. Qué impulsa movimiento de placas?

• Mecanismos que generan fuerzas que contribuyen al
  movimiento de placas
• Fuerza de arrastre de la placa (slab-pull)
  corteza oceánica fría y densa desciende a la
  astenosfera y tira de la placa a remolque.
  Por que? Capas antiguas de la litosfera son más
  densas que la astenosfera y se hunden como
  roca.
• Fuerza de empuje de la dorsal (ridge-push)
  Posición elevada de dorsal oceánica causa que
  litosfera oceánica se deslice por gravedad
  hacia abajo por sus lados.
• Fuerza de succión de la placa (slab suction)
  Causada por el arrastre de una placa en
  subducción en el manto adyacente. La circulación
  inducida en el manto empuja ambas placas hacia la
  fosa.

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Fuerzas que actúan sobre las placas
Arrastre de la placa
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Cont. Qué impulsa movimiento de placas?

• Modelos de convección placas-manto
• Deben ser consistentes con las propiedades
  físicas y químicas del manto
• Modelos
• (1) Estratificación a 660 km 2 zonas de
  convección sobre-provee rocas a dorsal
  (delgada), bajo-fuente de las plumas del manto
  (gruesa). Litosfera que subduce mezcla las capas
  superior e inferior del manto.

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Cont. Qué impulsa movimiento de placas?

• Cont. Modelos de convección placas-manto
• (2) Convección de todo el manto placas de
  litosfera oceánica fría descienden al manto
  inferior, agitando todo el manto, mientras que
  las plumas calientes que se originan en el borde
  manto-núcleo transportan calor a la superficie.
• (3) Modelo de capa profunda 2 capas de
  convección en el manto sin que haya mezcla
  sustancial. Parte del material de la capa
  inferior puede ascender como una pluma del manto.

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Modelos propuestos para la convección del manto