ESTRUCTURA I DINÀMICA TERRESTRE

TECTÒNICA DE PLAQUESUNITAT 1

CONTINGUTS• Origen del sistema solar i de la Terra• Estudi de l´estructura interna de la Terra.• Ones sísmiques..• Model geoquímic ,model geodinàmic.• Isostàsia .Gradient geotèrmic• Teories orogèniques; la deriva continental.• Estudi del fons oceànic.• Tectònica de plaques. • Postulats de la tectònica de plaques.

testeando geologia

Origen del sistema solar

És molt difícil precissar l'origen del nostre Sistema Solar. Els científics creuen que pot

situar-se fa uns 4.600 milions d'anys, quan un inmens núvol de gas i pols es va contreure a

causa de la força de la gravetat i va començar a girar a gran velocitat, probablement, degut a

l'explosió d'una supernova propera.

video origen sistema solar

Al centre es va acumular la major part de la matèria. La pressió era tan elevada que els àtoms van començar a partir-se, alliberant energia i formant una estrella. Al mateix temps s'anaven definint alguns remolins que, en fer-se grans, augmentaven la seva gravetat i recollien més materials a cada volta.

També hi havia moltes colissions. Milions d'objectes s'apropaven i s'unien o bé xocaven amb violència i es partien en bocins. Les trobades constructives van predominar i, en només 100 milions d'anys, va adquirir un aspecte semblant a l'actual. Després cada cos va continuar la seva pròpia evolució.

Origen de la Terra i Lluna

video origen terra

Aproximadament fa uns 5000 m.a., a partir de l'explosió d'una supernova, un d'aquests núvols de gas va començar a col·lapsar-se, donant lloc al Sol juntament amb generacions d'estrelles, i a partir de concentracions de gran quantitat de partícules sòlides i gasoses repartides per l'univers començaren a formar-se els protoplanetes (els nostres planetes en formació) entre ells, la Terra, al voltant del nostre Sol, poc a poc durant uns 400-450 m.a. Ací comença el primer període històric, l'eó Hàdic.

https://www.youtube.com/watch?v=_Loq6OnPWWU

Origen del planeta Terra Aproximadament va començar fa uns 5000M.a. Video National Geographic

https://www.youtube.com/watch?v=II9yItIargs

ESTRUCTURA INTERNA DE LA TERRA

Composició i estructura de l´interior de la terra

L'interior de la Terra, amb un radi mitjà de 6.370 quilòmetres, no es pot estudiar d'una forma directa. Els pous i sondejos que s'han fet fins ara, no han assolit més que una dotzena de quilòmetres, cosa que ens demostra l'escàs coneixement directe que tenim de l'interior del nostre planeta. Una altra font de coneixements geològics directes són els materials volcànics que provenen, com a molt, d'unes desenes de quilòmetres de profunditat

Mètodes sísmics

Consisteix en estudiar el comportament de les ones sísmiques originades als terratrèmols i que viatgen per l'interior del planeta. Posteriorment aquestes ones poden ser detectades i registrades per uns aparells anomenats sismògrafs.El comportament de les ones sísmiques varia segons la natura dels materials que travessen, la qual cosa possibilita saber coses sobre aquests materials

TIPUS D´ONES:Ones internes P I S

Travessen l'interior de la Terra. En tornar a la superfície poden ser registrades pels sismògrafs. D'aquesta manera fan una espècie de radiografia a l'interior de la Terra i permeten averiguar coses sobre el seu interior.

* Les ones P o ones primàries són les primeres en ser registrades pels sismògrafs. S'anomenen longitudinals, ja que les partícules vibren en la mateixa direcció en que es propaga la vibració, això fa que aquestes ones puguen travessar zones sòlides i fluïdes de la Terra.

* Les ones S o secundàries es registren en segon lloc, ja que la seua velocitat de propagació és menor que la de les ones P. S'anomenen transversals, ja que les partícules vibren perpendicularment a ladirecció en que es propaga la vibració. Aquesta propietat fa que aquestes ones solament puguen propagar-se a través de zones sòlides.Si aquestes ones arriben a una zona fluïda (líquida) es detenen i ja no avancen.

ONES SÍSMIQUES:● SUPERFICIALS : ONES LOVE I RAYLEIGH● INTERIORS : ONES PRIMÀRIES ONES SECUNDÀRIES

Discontinuïtats sísmiques

• A partir del mètode sismològic, es pot dividir l'interior del planeta en tres grans capes concèntriques: Escorça, mantell i nucli, separades entre si per superfícies de discontinuïtat sísmiques. Principals discontinuïtats sísmiques de la Terra:

• Mohorovicic   (o   Moho), situada entre els 10 i 60 Km; separa l'escorça del mantell.

• Gutenberg , a 2.900 Km; separa el mantell del nucli. • Wiechert-Lehman , a 4900-5.100 Km; separa el nucli

exterior de l'interior.

DISCONTINUÏTATS SÍSMIQUES

CAPES INTERNES DE LA TERRA

ESCORÇA L'escorça és la capa més superficial de l'interior de la Terra.

- Limita amb l'atmosfera i la hidrosfera per la part superior, i amb el mantell per la inferior per mitjà de la discontinuïtat de Mohorovicic (Moho). - Té un gruix variable: sota els oceans se situa entre 3-10 Km mentre que als continents se situa generalment entre 30-40 Km que poden arribar fins a 70 sota les grans serralades. És sòlida, de densitat i rigidesa creixent. - Ocupa menys del 2% del volum total de la Terra.- La seua estructura no pot estudiar-se en conjunt ja que varia substancialment de les zones oceàniques a les continentals, i dins d'aquestes de zones de serralades a planures. Podem distingir, doncs, una escorça continental i una escorça oceànica

MANTELLA partir de la discontinuïtat de Moho, les ones sísmiques augmenten la seua velocitat fins arribar a uns 2900 Km, on es troba la discontinuïtat de Gutenberg. Allí hi haurà la desaparició de les ones S, mentre que les ones P disminueixen momentàniament la seua velocitat. Aquestes dues discontinuïtats marquen, doncs, els límits del mantell.* Aquesta capa es pot dividir en dues parts (superior, inferior) en funció del comportament de les ones sísmiques a una profunditat d'uns 670 Km (discontinuïtat de Repetti). * A més, al mantell superior s'hi ha trobat una zona, entre els 60 i 250 Km de profunditat, on les ones sofreixen una disminució en la seua velocitat de propagació (6% menor). Aquesta capa de baixa velocitat del mantell rep el nom d'astenosfera i té un comportament plàstic i elàstic. Se suposa que hi tenen lloc moviments convectius a gran escala de materials dúctils, densos i en estat (semi)sòlid, responsables de l'activitat tectònica del planeta. * El mantell és la capa més gran de la Terra. N'ocupa un 82% del seu volum.

NUCLILímits. El nucli s'estén dels 2.900 Km de profunditat fins al centre de la Terra (6.370 Km).* Representa el 16% del volum terrestre.* Estructura del nucli. Distingim entre nucli extern i nucli intern. Els dos terços més exteriors del nucli sembla que es troben en estat líquid (a partir del comportament ones S) mentre que la part interna és sòlida. Aquesta és la causa de l'aparició del camp magnètic terrestre. A uns 5100 Km es troba la discontinuïtat de Wiechert on augmenta ràpidament la velocitat de les ones P. S'interpreta com la zona que separa el nucli extern fluid de l'intern sòlidComposició. El nucli és de natura metàl·lica, constituït per un aliatge de Fe i Ni (4%), tot i que se suposa l'existència de sulfurs en la zona més superficial. 

MODEL DINÀMIC I MODEL ESTÀTIC La classificació en funció de les propietats físiques

(Model Dinàmic) permet identificar cinc capes: la litosfera, l’astenosfera, la mesosfera, el nucli extern i el nucli intern. Mentre que atenent a la composició química

(Model Estàtic) es distingeixen tres zones principals: l’escorça, el mantell i el nucli.

videoINTERIOR DE LA TIERRA DISCOVERY CHANNEL

COMPOSICIÓ I ESTRUCTURA INTERIOR TERRESTRE

MODEL ESTÀTIC

MODEL DINÀMIC Litosfera abarca la capa més superficial de la Terra, de natura rígida, i fragmentada en una sèrie de peces que s'anomenen plaques litosfèriques, i que comprendria tota l'escorça i els primers quilòmetres del mantell fins a una profunditat que oscil·laria entre els 100 Km, sota les zones oceàniques i 300 Km, sota les àrees continentals

* Per sota la litosfera ens trobarien amb l'astenosfera, de comportament viscós i on es trobarien els corrents de convecció de materials. Aquesta zona s'identifica amb la zona de baixa velocitat de les ones sísmiques. No es coneix el límit inferior de l'astenosfera; 400-700 Km ?

* La resta del mantell constituiria la mesosfera. Es tracta de la unitat més voluminosa i homogènia. La seua característica dinàmica més relevant és l'existència d'un intens sistema convectiu que arrencaria de la zona en contacte amb el nucli o endosfera. En aquest sistema convectiu es trobaria el motor de tots els processos litosfèrics i , per tant, de la tectònica de plaques

* El nucli seria l'endosfera.

MODEL DINÀMIC

MOTOR INTERN DE LA TERRA

GRADIENT GEOTÈRMICCORRENTS DE CONVECCIÓ

GRADIENT GEOTÈRMICEl gradient geotèrmic és la variació

de la temperatura amb la profunditat

La temperatura, que podem mesurar als primers quilòmetres de l'escorça, augmenta amb la profunditat seguint una progressió mitjana de

3 ºC cada 100 metres de fondària. La relació entre la variació de temperatura i la fondària rep el nom de gradient geotèrmic.

Corrents de conveccióSón moviments de materials generats per diferències de

densitat , provocades al seu torn per diferències de temperatura .El material fluids de les zones baixes es calfa,

tendeix a ascendir, mentre que les zones més fredes situades a més altura descendeixen , ocupen l´espai lliure i es calfen al seu

torn , i el procés es repeteix.

MOVIMENTS DE LA LITOSFERA

HORITZONTALS

VERTICALS

ISOSTÀSIACondició d'equilibri gravitatori que existeix entre l'escorça i el mantell terrestre.

Deriva continental ALFRED WEGENER

Cap a 1912 Alfred Wegener (1880-1930) publicava el llibre "L’origen dels continents i oceans” on desenvolupava la teoria de la deriva continental, en què suggeria que fa aproximadament 200 milions d'anys hi havia una única massa continental anomenada Pangea (pan= tot, gea= terra) la qual començà a dividir-se en fragments que se n'anaren allunyant els uns dels altres fins arribar a la posició actual.

Cap a 1912 Alfred Wegener (1880-1930) publicava el llibre "L’origen dels continents i oceans” on desenvolupava la teoria de la deriva continental, en què suggeria que fa aproximadament 200 milions d'anys hi havia una única massa continental anomenada Pangea (pan= tot, gea= terra) la qual començà a dividir-se en fragments que se n'anaren allunyant els uns dels altres fins arribar a la posició actual.

1912 Alfred Wegener (1880-1930) publicava el llibre "L’origen dels continents i oceans” on desenvolupava la teoria de la deriva continental, en què suggeria que fa aproximadament 200 milions d'anys hi havia una única massa continental anomenada Pangea (pan= tot, gea= terra) la qual començà a dividir-se en fragments que se n'anaren allunyant els uns dels altres fins arribar a la posició actual.

• •   •   •   •   • •

•

Fa uns 180 m.a. sorgí una gran esquerda (ara sabem que era una dorsal) que trencà Pangea en dues masses continentals: a l’hemisferi nord, Laurasia que comprenia les terres dels actuals continents d’Amèrica del Nord, Groenlàndia i Euràsia; a l’hemisferi sud, Gondwana, formada per Àfrica, Amèrica del Sud , l'Antàrtida , Austràlia i l'Índia. Entre els dos aparegué el mar de Tetis.. Aquestes dues masses continuarien fragmentant-se i allunyant-se les unes de les altres fins a la seua posició actual. Després de 60 m.a. de deriva, aparegueren noves esquerdes que separarien Amèrica del Nord d'Euràsia amb l'aparició de l'Atlàntic Nord. També Gondwana es fragmentà: per una banda, el fragment Austràlia-Antàrtida se separava d'Àfrica-Amèrica del Sud, obrint-se l'oceà Índic. Al mateix temps, el que ara és l'Índia es desplaçava cap al nord

Proves de la deriva continentalBiològiques i paleontològiquesBasades en la distribució actual de determinats grups d’organismes vius com el cas de marsupials a Austràlia i en menor grau a Amèrica del Sud i en la distribució coincident de restes fòssils en continents que actualment posseeixen faunes i flores molt diferenciades i on els oceans representen barreres infranquejables en la dispersió desl organismes terrestres. La presència d’aquests fòssils s’interpreta com a éssers anteriors al moment de la separació dels continents i que després van evolucionar de diferent forma en cada continent (rèptil Mesosaurus, flora de Glossopteris, etc). La presència d'aquests grups residuals o de fòssils idèntics en continents separats per oceans, és difícil d'explicar sense considerar que els continents van trobar-se units al passat (Com podrien travessar els oceans, si els continents hagueren romàs immòbils?)  

MESOSAURUS. GLOSSOPTERIS

PROVES PALEONTOLÒGIQUES

GeogràfiquesQuan observem un mapamundi ens adonem que alguns continents com Àfrica i Amèrica del Sud tenen formes complementàries que encaixen com les peces d’un trencaclosques. Si unim els continents actuals, no pas pel nivell de la costa, sinó a nivell de les plataformes continentals -200 m de profunditat- (recordeu que aquest és el límit entre l’escorça continental i l’escorça oceànica) en resulta un acoblament gairebé perfecte

GeològiquesHi ha coincidències entre formacions geològiques de la mateixa edat en diferents continents quan unim els seus marges, cosa que ens permet d'establir una continuïtat entre determinades estructures geològiques com conques sedimentàries o roques anteriors a l'era primària. L'exemple clàssic ve donat per la continuïtat als dipòsits de til·lites provinents de les glaciacions del Carbonifer als continents que formaven Gondwana.

Aquesta teoria de la deriva continental no va imposar una nova visió de la Terra. En temps de Wegener, la comunitat científica creia fermament que continents i oceans eren estructures estàtiques. Per tant, les seues propotes no van ser acceptades. La teoria de Wegener presentava un punt feble: quins tipus de forces podien ser suficientment fortes per moure les inmenses masses continentals una distància tan gran ? Pel que fa al motor de la deriva dels continents, Wegener suposà que les capes més superficials de l'escorça continental -allò que es denominava SIAL- es trobaven "surant" sobre les capes subjacents de SIMA, molt més denses i que formen part dels fons oceànics. El moviment de rotació de la Terra seria el responsable del moviment de "fugida dels pols" i desplaçament vers l'oest. Així, aquesta deriva seria la responsable del plegament de la costa occidental d'Amèrica com a conseqüència de la fricció. D'altra banda, quan col·lisionaven dos continents, els sediments existents entre ells també es plegarien formant noves serralades (Pirineus, Alps etc). El problema era que això era impossible segons argumentaven correctament el geofísics de l’època. Les teories de Wegener foren majoritàriament refusades i van oblidar-se fins que als anys 60 van tornar a posar-se d'actualitat.

CAL ADVERTIR QUE AQUESTA EXPLICACIÓ DE LA DERIVA CONTINENTAL ÉS FALSA, TOT I SI HA HAGUT MOVIMENT DELS CONTINENTS I LES PROVES APORTADES PER WEGENER SON VÀLIDES. L'EXPLICACIÓ VINDRIA ANYS DESPRES AMB LA TEORIA DE L'EXPANSIÓ DEL FONS OCEÀNIC i LA TEORIA DE LA TECTÒNICA DE PLAQUES

Tectònica de plaquesVIDEOdinàmica terrestre:Himalaia, Andes

La tectònica de plaquesÉs la teoria que explica l'estructura i dinàmica de la superfície de la Terra. Estableix que la litosfera, la porció superior més freda i rígida de la Terra, està fragmentada en una sèrie de plaques que es desplacen sobre el mantell terrestre. Aquesta teoria també descriu el moviment de les plaques, les seves direccions i interaccions. La litosfera terrestre està dividida en 8 grans plaques i diverses microplaques. A les vores de les plaques es concentra activitat sísmica, volcànica i tectònica.

Placa tectònica o litosfèrica Es una de les parts mòbils que formen la capa més

superficial de laTerra (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 litosfèriques suren damunt d'una capa anomenada astenosfera que s'estén fins una profunditat de

250 km

PRINCIPALS PLAQUES TECTÒNIQUES -Africana, placa tectònica mixta que cobreix

l'Àfrica.- Antàrtica, placa tectònica mixta que cobreix l'Antàrtida

PLAQUES TECTÒNIQUES.- Placa Australiana, placa tectònica mixta que cobreix Austràlia, formava un continu amb la placa índica fa 50-55 milions d'anys- Placa Eurasiàtica, placa tectònica mixta que cobreix Euràsia.- Placa Nord-americana, placa tectònica mixta que cobreix l'Amèrica del Nord i la Sibèria nord-oriental.-Placa Pacífica, placa tectònica oceànica que cobreix el Pacífic.- Placa Sud-americana, placa tectònicamixta que cobreix l'Amèrica del Sud-MICROPLAQUES: Placa de Nazca,Placa de Cocos,Placa Arrábiga,Placa de Filipines,Placa de Juan de Fuca,Placa de Scotia

Els marges de les plaques litosfèriques són àrees molt especials que

presenten unes característiques determinades:

Són les zones més actives del nostre planeta (vegeu la distribució de

terratrèmols i volcans en la il·lustració).

Vores constructives DORSALS OCEÀNIQUES

Alguns d'aquests marges estroben a les dorsals oceàniques,com ara la centreatlàntica (en lail·lustració), o la de l'oceà Índic,on hi ha una gran activitatvolcànica. Al llarg de les fallestransformants (que tallenperiòdicament les dorsals), esgeneren molts terratrèmols

COL.LISIÓ CONTINENTAL

En cadenes muntanyosesrecents, com ara l'Himàlaiales serralades Bètiques o elsPirineus, que es van originarper la col·lisió de plaques litosfèriques, hi ha una activitat sísmica important

VORES DESTRUCTIVES.FOSSES OCEÀNIQUES

. Als marges de l'oceà Pacífic hi hauna gran activitat geològica a lesfosses oceàniques profundes, alsarxipèlags d'illes volcàniques ambforma d'arc (vegeu la il·lustració) i ales serralades marginals (com ara elsAndes). Tota aquesta regió marginal delPacífic rep el nom de Cinturó de Foc,perquè hi ha molts volcans actius.

Cicle de les roquesEl conjunt de processos naturals que provoquen que les

roques d'un tipus es transformen en roques d'un altre tipus. En el següent esquema es pot observar els noms de tots

aquests tipus de processos.

origen rocas sedimentarias

Roques magmàtiquesRoques sedimentàries

Roques metamòrfiquesSi prenem tota la Terra, les roques més abundants són les magmàtiques. Això

no obstant, a la superfície les més abundants són les roques sedimentàries, que formen una fina capa que cobreix les roques

metamòrfiques i magmàtiques més profundes.

VIDEO10 característiques de la Terra De la tierra

Conceptes bàsics

La diagènesi es produeix per compactació (deguda al pes que els sediments superiors exerceixen sobre els inferiors) i per cimentació (precipitació d'una substància que uneix les partícules). Si les partícules tenen la mateixa grandària que la sorra, les roques s'anomenen gresos, si són més gruixudes, conglomerats, i si són com una pols impalpable, argiles.

Metamorfisme és la resposta que donen les roques profundes als canvis de pressió i temperatura, així com a les variacions químiques del seu context.

Metamorfisme de dislocació (Dinamometamorfisme).- Es l'efecte produit sobre roques relativament superficials de l' escorça  com a conseqüència d'haver estat sotmeses durant llargs períodes de temps a una pressió constant i dirigida exemples pissarres   esquists i  micacites

Metamorfisme de contacte:   Aquest tipus de metamorfisme és excepcional, es caracteritza per presentar solament calor, sense efectes significatius de pressió exemples  intrusions ígnies, contacte amb laves..

Magmatisme procés geològic mitjançant el qual els magmes es generen, es desplacen i es refreden , i originen les roques magmàtiques o ígnies ( més del 65% de les roques terrestres són d´origen magmàtic)

Enllaç amb pàgina geologia . Estudi de les roques.

Tipos de rocas