Mòdul IITeoria de la tectònica global

Autor: Gabriel Nicolau BestardMargalida Llompart Martorell

Juny 2007

Materials de Formació

Teoria de la tectònica global

autors: Gabriel Nicolau Bestard, Margalida Llompart Martorell

Servei de Formació Permanent del ProfessoratDirecció General d’Innovació i Formació del ProfessoratConselleria d’Educació i Cultura

Juny de 2007

obra de Gabriel Nicolau Bestard i Margalida Llompart Martorell està subjecta a una llicència de Reconeixement-No comercial-

Compartir amb la mateixa llicència 3.0 Espanya de Creative Commons

2

CONVENCIONS

Els símbols utilitzats en aquest text són:

Activitats d'introduccióActivitats completament guiades amb exposició gradual de continguts, que permetin assegurar els continguts mínims de la programació del mòdul de formació.

Activitats de consolidació i reforç: Aquestes activitats presenten una dificultat un poc superior ja que no són tan guiades i permetran un millor domini dels temes estudiats.

Activitats de lliurament obligatLes activitats que vénen marcades per aquesta icona s'hauran d'enviar obligatòriament a la tutoria per tal de poder superar el curs de formació.

Activitats opcionalsActivitats d'ampliació de coneixements que permeti aprofundir en la temàtica tractada. No són obligatòries i no s’han de fer si es veu que hi haurà dificultat per seguir el ritme aconsellat per al curs.

Recomanacions o comentarisRecomanacions o comentaris que permetran una millor realització de les activitats encomanades.

AjudaPer algunes activitats, si la seva resolució presenta problemes, es podrà consultar l'ajuda que donarà pistes per facilitar la seva realització.

Recursos addicionalsPer poder ampliar els coneixements, es posa a la disposició dels alumnes una documentació complementària de consulta o d'ampliació.

3

1.INTRODUCCIÓ..................................................................................................................................................5

2.DINÀMICA GENERAL DE L'ESCORÇA TERRESTRE.............................................................................5

CICLES GEOLÒGICS: INTERN I EXTERN..........................................................................................................................5Cicle geològic Extern.....................................................................................................................................5Cicle geològic Intern......................................................................................................................................6

CICLES GEOLÒGICS MENORS.......................................................................................................................................6ACTIVITATS.............................................................................................................................................................8

3.MOVIMENTS DE FORMACIONS CORTICALS.........................................................................................9

EL FONS OCEÀNIC.....................................................................................................................................................9LES ROQUES DE LA SERRALADA OCEÀNICA..................................................................................................................10LES CAPES DE LA TERRA.........................................................................................................................................11FORCES SOBRE LES PLAQUES....................................................................................................................................13

4

1. INTRODUCCIÓL'escorça terrestre està contínuament canviant físicament, químicament i estructuralment. La Terra té un moviment propi i, per això, parlam de geodinàmica. En general aquests moviments són molt lents mesurant-se en CRON (106 anys). La majoria d'aquests processos s'escapen de la visualització directa excepte erupcions volcàniques, terratrèmols,... Per això, exceptuant aquests casos, l'escorça terrestre pareix estable i immutable. Per poder apreciar l'evolució en el temps és necessari recórrer a l'estudi comparatiu dels testimonis del passat impresos a la roca de l'escorça. Aplicar aquest concepte, creure que el que ha passat en el passat és el que passarà, és el principi d'Actualisme.

CICLE GEOLÒGIC: És un conjunt de fenòmens que afecta al mantell i a l'escorça terrestre. El cicle geològic comparat amb qualsevol altre cicle té una gran duració, el fet més senzill es mesura en milions d'anys. Constantment es formen noves superfícies mitjançant pressions procedents de l'interior de la terra a través de les encletxes del fons marí. Aquestes pressions del fons marí empenyen els continents en forma d'expansió.

2. DINÀMICA GENERAL DE L'ESCORÇA TERRESTRE.Els fenòmens que afecten al mantell i a l'escorça es consideren etapes d'una successió de processos encadenats en el temps i que en conjunt s'anomenen cicle geològic.

Es distingeixen tres etapes:1. Gliptogènesi: Destrucció del relleu per l'acció dels agents externs.2. Litogènesi: Producció de noves roques a partir dels materials destruïts a la

gliptogènesi i materials incorporats des del mantell.3. Orogènesi: formació de nous relleus a partir de materials rocosos formats la

litogènesi.

Per poder estudiar millor els efectes que es produeixen en els processos de modelat del relleu, el cicle geològic es pot dividir en:

● Cicle geològic intern● Cicle geològic extern

Cicles geològics: Intern i extern.Cicle geològic Extern.

El cicle geològic extern es caracteritza pel fet que els seus efectes són externs i sobre la superfície de la terra. En la fase intermèdia (litogènesi) on s'uneixen la hidrosfera, litosfera i superfície terrestre, tota l'energia prové del Sol i afecta a:

i. Mutació del relleu (meteorització, erosió i transport).ii. Depositació sedimentària dels materials transportats.iii. Formació de roques sedimentàries, on hi influeix la gravetat que impulsa els

materials de les zones més baixes de la superfície terrestre. El conjunt de tots aquests materials tendeixen a anivellar el terreny. La seva actuació és

5

contínua en el temps i en l'espai. Cicle geològic Intern.

El cicle geològic intern té el seu origen en l'interior de l'escorça i el mantell. Dóna lloc a l'aparició de nous relleus i roques. Les conseqüències són: moviments orogènics (originen serralades), moviments epirogènics (elevacions i enfonsaments de les zones corticals), moviments epirofòrics (moviments horitzontals en grans zones corticals), moviments sísmics (vibracions brusques de l'escorça i el mantell). Moviments convectius (que donen lloc a roques endògenes distingint entre roques metamòrfiques i magmàtiques).

La font d'energia d'aquests moviments és l'energia del planeta procedent del calor residual, desintegració de materials, compressió, reajustaments fisicoquímics dels materials interiors i gravetat terrestre.

La gravetat terrestre crea pressions que donen lloc a canvis de densitat i volum. Actuen de mode continu en el temps i discontinu en l'espai.

Cicles geològics menorsCicles Menors. Aquest cicles es desenvoluparan per separat per una major comprensió.

✔ Hidrològic: El cicle hidrològic o de l'aigua és el procés de la circulació de l'aigua entre els diferents compartiments de la hidrosfera. Es tracta d'un cicle biogeoquímic en el que hi ha una mínima intervenció de reaccions químiques, i l'aigua només es trasllada d'uns llocs a altres o canvia d'estat físic.La major part de la massa d'aigua es troba en forma líquida, sobre tot en els oceans i en la mar, i molt manco en aigües subterrànies i aigües superficials (com rius o llacs). El segon estat més important és l'aigua en estat sòlid (el que solem anomenar gel), la podem trobar, majoritàriament, als casquets polars. La fracció menys important és la que es troba present en l'atmosfera en forma de vapor d'aigua o en estat líquid, com els núvols. Aquesta petita fracció present a l'atmosfera és molt important per a l'intercanvi entre compartiments i per a la circulació horitzontal de l'aigua, de manera que s'assegura el subministrament permanent a les regions de la superfície continental allunyades dels dipòsits principals

✔ Petrològic: Aquest cicle descriu les transformacions successives que poden sofrir les roques i el minerals.

6

✔ Tectònic o cicle geosinclinal orògen. Aquest cicle intenta explicar l'origen i la causa de les estructures tectòniques. És l'esquema clàssic emprat per explicar l'origen de les serralades i l'actuació dels orígens interns. Modificat totalment per la teoria de la tectònica de plaques i, encara que aquesta explica la tectònica global i la teoria del geosinclinal, segueix sent vàlida ja que recull els fets fonamentals que s'observen en la història evolutiva d'una escorça muntanyosa.

• Geosinclinal: està formada per l'adossament de roques formades al menys en 10 cicles orogènics consecutius. Els orògens més coneguts són els més recents: Orògens Caledonià, Hercinià, Alpí. Aquesta teoria fou postulada per Hall l'any 1859.

✔ Geoquímic: Aquest cicle descriu la transformació química que sofreixen els diferents materials.Anomenam cicle geoquímic al moviment de quantitats massives de carboni, nitrogen, oxigen, hidrogen, calç, sodi, sulfur, fòsfor, i altres elements de l'ambient (atmosfera i sistemes aquàtics) mitjançant una sèrie de processos de producció i descomposició. Ja que a la Terra no es poden separar agents vivents d'agents interns, l'acció dels éssers vius també intervé en aquests processos.

7

Roca Sedimentària

MAGMA: Roca Ígneao metamòrfica

Roca metamòrfica

Fusió

+pressió+temperatura

MeteoritzacióErosió Sedimentació

Activitats

Activitat d'introducció 1Els cicles que s'han estat explicant a l'apartat anterior, la majoria, són visibles a escala de les Balears. Indica llocs on es puguin observar els cicles menors.

En aquesta activitat es tracta de pensar en la transformació que sofreix el relleu a petita escala, és a dir, al nostre voltant.

• Fes una petita excursió, un cap de setmana, per exemple, tenint presents aquests canvis que sofreix el relleu a gran escala i intenta veure el mateix a petita escala.

Per exemple, El fet que una persona davalli per unes rossegueres està provocant una erosió, un transport, i una rotura de les roques que davallen amb ell i d'altres.

Activitat de reforç 1Si hi ha qualque concepte que no hagi quedat clar podeu visitar l'enciclopèdia lliure http://ca.wikipedia.org

Aquesta és una pàgina d'una enciclopèdia que es va generant amb contribucions totalment desinteressades, però el contingut sol ser bastant fiable.

8

3. MOVIMENTS DE FORMACIONS CORTICALS.Fins el 1914 els geòlegs acceptaven moviments en vertical. Alfred Wegener va publicar un treball publicat com “l'origen dels continents i oceans”. En ell postulava desplaçaments horitzontals de les masses continentals sobre la capa SiMa1 que constitueix la base dels continents i del fons oceànic.

Wegener es va fixar que les voreres dels continents2 coincideixen com si foren les peces d'un trencaclosques i en posar-los en contacte hi ha coincidències en estructures geològiques i biològiques fins a una època determinada. Wegener defensava que els continents havien estat junts fins a dita època, donà el nom de Pàngea a aquest continent.

Encara que avui en dia aquesta teoria és acceptada per la majoria de geòlegs i per quasi la totalitat de la població mundial, Wegener es va trobar amb molts problemes perquè els seus contemporanis l'acceptassin.

El problema que més forçava a no acceptar aquesta teoria era:

● Com era possible que hi hagi un desplaçament horitzontal d'una massa rígida sobre una altre massa rígida.

Després de la segona guerra mundial, devers els anys 50, es va aconseguir elaborar un mapa topogràfic de l'oceà.

El fons oceànicEn el fons oceànic es distingeixen quatre zones.

a) Plataforma continental. Té aproximadament 200 m de profunditat i una extensió variable. Està delimitat per una pendent gran anomenada Talús (3700 m de profunditat on s'hi produeix una gran sedimentació).

b) Planura abissal. És una planura de grans dimensions i està esquitxada d'elevacions conovolcàniques extingides (guyot).

c) Elevació d'una gran serralada també anomenada dorsal. Aquesta no és

1 Capa de Silicats Magnèsics (SiMa)2 En geologia els continents no es consideren fins a la costa a nivell de la mar, sinó que es considera també la plataforma continental.

9

Il·lustració : Continent Pàngea segons Wegener

contínua ja que està desplaçada per falles transversals a la direcció de la serralada. Al centre longitudinal de la serralada hi trobam una depressió en forma de falla anomenada Rift, a través de la qual hi ha una sortida continuada de materials provinents del mantell. A la il·lustració 2 podem veure un esquema d'on es troba el rift.

d) En l'altre costat es troben unes elevacions anomenades arc-illes, formant una conca on hi ha grans sedimentacions i fenòmens volcànics i sísmics.

Les roques de la serralada oceànica.La gran part de les roques que ens trobam a la serralada oceànica són de tipus magmàtic. Les roques del centre estan envoltades per altres més antigues, i com més ens allunyam del centre més antigues són. Els materials més moderns els trobam al centre de la serralada, mentre que els més antics els trobam prop de la planura abissal.

D'aquesta manera podem concloure que les roques de la dreta i de l'esquerra del rift es van formant dos a dos al mateix temps.

10

Il·lustració : Esquema d'una serralada del fons oceànic

Il·lustració : Esquema dels elements del fons oceànic.

Una altra de les conclusions que podem treure és que els oceans s'estan expandint. A més tenim la sortida contínua de materials, provinents del mantell, a través del rift.

Es podria pensar, després d'aquesta darrera afirmació, que el volum de la terra hauria d'augmentar, però aquest fet no ocorre, ja que existeixen les anomenades zones de subducció. En aquestes zones una de les plaques remunta sobre l'altra i així s'aconsegueix mantenir el volum constant. A la Il·lustració 3 podem veure les fletxes de la direcció del material.

Les capes de la Terra.La Terra no és homogènia. Està dividida en capes. Segons els mètodes d'estudi que s'empren podem distingir dos tipus de divisió:

● Model químic: el qual dóna una divisió de la terra segons els materials que es troben. Amb aquest model podem distingir 3 capes:➢ Escorça➢ Mantell: que a la vegada està separat en mantell superior i inferior.➢ Nucli: que també està dividit en dues capes, el nucli superior i el nucli

inferior.● Model dinàmic: aquest model dóna la divisió segons l'estat dels materials

(sòlid o líquid). Amb aquest model distingim les següents capes➢ Litosfera ➢ Astenosfera➢ Mesosfera➢ Endosfera que està dividida en dues capes: la superior i la inferior.

11

Una pregunta que ens ha quedat a l'aire ha estat si les plaques que es mouen ho fan realment sobre una capa rígida. Si revisam l'apartat anterior podem veure que surten a la superfície materials en estat líquid, ho podem veure també quan un volcà es posa en erupció. Tot aquest material es troba a l'astenosfera. Aquesta és una de les capes de la terra, segons la classificació geodinàmica.

A l'astenosfera es produeixen unes corrents de subducció on els materials més freds passen a sota els materials més calents que a mode de corró seran el motor de les plaques.

12

Il·lustració : http://es.geocities.com/cienciesterra/tema5/CTMA05_01.html

Forces sobre les plaques.Existeixen dos tipus de forces principals que actuen sobre les plaques.

1. Horizontals i. de xoc: és el cas que dues plaques xoquen una

contra l'altre en la mateixa direccióii. de xoc en diferent direcció

iii. Distensió: les plaques es separen

2. Verticals3. De torsió

La part de la geologia que estudia les deformacions de materials terrestres i estuctures resultants d'aquestes deformacions produïdes per les forces internes que actuen s'anomena tectònica.

Les deformacions estan classificades en:1. Moviments epirofòrics: Donen lloc a la deriva dels continents per moviments

horitzontals.2. Moviments epirogènics: Són elevacions o valls de l'escorça.3. Moviments orogènics: Donen lloc a les serralades pel plegament dels

materials que sofreixen forces horitzontals de compressió.

Amb aquests elements podem distingir diferents estructures. La primera d'elles són els plegs on es distingeixen l'anticlinal i el sinclinal. Si es poguessin veure aquestes

13

Il·lustració : http://es.geocities.com/cienciesterra/tema5/CTMA05_01.html

estructures com si s'hagués fet un tall a l'escorça podríem distingir un anticlinal i un sinclinal mirant si els estrats estan formant una paràbola còncava o convexa.

A un pleg hi podem distingir les següents parts: Els flancs, la xarnera, l'eix axial, pla axial,cresta, angle de capbussament (“buzamiento”). Per veure exactament on es troben mireu la següent figura.

14

Il·lustració : Esquema d'un anticlinal i un sinclinal

Activitats de lliurament obligat 1Recerca per internet.Cerca notícies, articles, pàgines webs,..., relacionats amb aquest mòdul i fes una llista donant una breu explicació del seu contingut. Cerca webs que ens donin referències a revistes electròniques o en paper relacionades amb matemàtiques, com per exemple la revista SUMA, les publicacions de SBM-Xeix,... Fes una llista amb elles on hi figuri la pàgina on ho has trobat i l'entitat a la qual pertany.Envia aquest document a la tutoria en format openoffice o word. Utilitza l'eina d'enviament d'activitats de Moodle.

15

Il·lustració : En aquesta fotografia podem veure els estrats formant un flanc d'un pleg (Platja de Cavalleria. Menorca)