tema 5 geosfera, dinÁmica interna2010

TEMA 5. LA GEOSFERA. CTMA. IES LLERENA..25/11/2010

UNIDAD 5.- LA GEOSFERA: DINÁMICA INTERNA..

Temporalización: 4 sesiones.

CONTENIDOS MÍNIMOS.

1) Tectónica de placas:i) Placas litosféricas: concepto y tipos.ii) Límites de placas: orogénesis, vulcanismo y sismicidad.iii) Causa del movimiento de las placas.iv) Ciclo de Wilson.

2) Relación de la Tectónica de Placas con los procesos geológicos:a) Magmatismo:

i) Conceptoii) Zonas magmáticas: dorsales, zonas de subducción y zonas intraplaca.iii) Principales rocas magmáticas.

b) Metamorfismo:i) !Concepto y tipos de metamorfismo (térmico y regional)ii) Principales rocas metamórficas.

c) Sismicidad: Relación con los bordes de placa.

1INTRODUCCIÓNA) LAS CAPAS DE LA TIERRA.

ESTRUCTURA GEOQUÍMICA DE LA TIERRA.Se establecen tres unidades fundamentales: corteza, manto y núcleo. ¿Cómo se estructuró en capas la geosfera?· La CORTEZA, (2% en volumen) la capa sólida más superficial, separada del manto por la discontinuidad de Mohorovicic, es diferente según se considere a nivel de los continentes o de los fondos oceánicos, hecho que pone en evidencia un origen diverso.

Corteza continental: Forma parte de los continentes:o Tiene un espesor medio de 30 km y máximo de 70 km bajo las cordilleras. o La densidad media de la capa es de 2,7 g/cc.o Y está formada por materiales de edades que oscilan entre los 4.000 m.a. y la

actualidad.

Corteza oceánica: Formando el fondo de los océanos,o con espesores medios de 12km.,

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o La densidad oscila desde los 2,9 a 3g/cc.o y la edad de sus materiales va desde los 180 m.a. a la actualidad.

La teoría de la Tectónica de Placas explica el origen de la corteza oceánica en las dorsales y su rápido crecimiento y reciclado por fenómenos de subducción en las fosas.

· El MANTO, Es la zona comprendida entre las discontinuidades de Mohorovicic y Gutemberg.

Representa el 82 % en volumen del planeta. En el se distinguen dos partes:

el MANTO SUPERIOR (670 km hasta la discontinuidad de Repetti) parece ser muy heterogéneo,

Y el MANTO INFERIOR, ( hasta 2.900km de profundidad discontinuidad de Gutemberg), más homogéneo y denso.

· El NÚCLEO. Es la esfera central del planeta. Se sitúa por debajo de la discontinuidad de Gutemberg. Constituye el 16 % del volumen terrestre, y su densidad es la mayor de toda la geosfera. Se considera formado por hierro prácticamente puro aleado con un pequeño porcentaje de níquel.

En él distinguimos dos partes: NÚCLEO EXTERNO, líquido hasta los 5100 km de profundidad ( discontinuidad de Lehman) y NÚCLEO INTERNO, sólido. Parece ser que es la esfera interna sólida rodeada de una capa fluida externa es responsable de la creación del campo magnético terrestre.

ESTRUCTURA DINÁMICA DE LA TIERRA.

Está basada en el estado físico y de comportamiento mecánico de los materiales. Está integrado por las siguientes capas:

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· LITOSFERA, de naturaleza sólida y rígida incluye la corteza y la parte superficial del manto superior hasta la astenosfera. No es una capa continua sino que está dividida en fragmentos o placas de diferente tamaño que se mueven unas con respecto a otras y cuyo espesor puede variar desde los 10 km en algunas áreas oceánicas hasta los 300 km en algunas áreas continentales.

· Bajo ella, el MANTO SUPERIOR SUBLITOSFÉRICO, parcialmente fundido y de naturaleza plástica. Parece que la fusión parcial sólo afecta a zonas puntuales. Esta capa permitiría el desplazamiento horizontal de las placas litosféricas. Aunque las rocas se mantiene en estado sólido, están próximas a la fusión y pueden darse movimiento circulares de los materiales debidos a diferencia de temperatura y densidad, denominados corriente de convección.

· A continuación la MESOSFERA, incluye al resto del manto situado bajo la astenosfera. Es sólida, permite sin embargo, la existencia de corrientes de convección, que tardan en completarse varios cientos de millones de años. El tránsito entre el manto y el núcleo es una zona extraordinariamente dinámica de 200 a 400 km de espesor (CAPA D). Esta capa se conoce como “los posos del manto. De esta capa se desprenden columnas de material incandescente que llegan hasta la superficie siendo el origen de los puntos calientes ( como Hawai)

La ENDOSFERA está constituida por: un núcleo externo, situado debajo del manto y llega hasta los 5150 km. Es fluido . y un núcleo interno sólido. Los movimientos del núcleo interno en el seno del núcleo

externo se consideran la causa del origen y de las variaciones del campo magnético terrestre.

B) TECTÓNICA DE PLACAS.

B.1. PLACAS LITOSFÉRICAS. CONCEPTO Y TIPOS.

LA Litosfera está fragmentada en trozos denominados PLACAS LITOSFÉRICAS. Las placas litosféricas se clasifican según su composición en placas continentales (si están formadas exclusivamente por litosfera continental, placas oceánicas (si están formadas sólo por litosfera oceánica) y placas mixtas , si están formadas por ambas. Hay siete grandes placas principales además de otras secundarias de menor tamaño. Algunas de las placas son exclusivamente oceánicas, como la de Nazca, en el fondo del océano Pacífico. Otras, la mayoría, incluyen corteza continental que sobresale del nivel del mar formando un continente.

Las placas litosféricas sufren movimientos horizontales entre sí producidos por las corrientes de convección del manto. En toda placa se diferencian dos grandes zonas:

- Las zonas intraplacas, que son geológicamente estables y donde no son frecuentes volcanes ni terremotos.

- Los bordes o límites de placas (geológicamente inestables), que poseen una intensa actividad

- geológica que se manifiesta por deformaciones de rocas, formación de orógenos, volcanes, terremotos y procesos de magmatismo y metamorfismo. Así los volcanes y terremotos se localizan en los bordes de placas en tres grandes zonas:

o Cinturón circumpacífico ( coincidiendo con la zona de subducción del Pacífico).

o Dorsales oceánicas.

o Cinturón Mediterráneo.

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La teoría de la tectónica de placas explica estas interacciones entre las placas y los fenómenos geológicos asociados a ellos.

Las placas litosféricas se mueven entre sí:

- Acercándose (bordes convergentes),

- Alejándose (bordes divergentes)

- o sufriendo un desplazamiento lateral (bordes pasivos).

B.2. LÍMITES DE PLACAS.Distinguimos tres tipos de bordes:a) BORDES DIVERGENTES: Son los situados entre dos placas que se separan (ejm: Placa Sudamericana y Africana). Coinciden con

dos tipos de estructuras geológicas: Las dorsales oceánicas y los valles de rift intracontinentales.

En ellos se crea litosfera oceánica, por ello también se denominan bordes constructivos.

Las dorsales oceánicas son cadenas montañosas submarinas con una longitud de 64.000 km y una

altura de 2.000 m. La mayoría tienen un eje central que es una depresión conocida como rift oceánico,

Los bordes de esta zona son una serie de fallas escalonadas. Estudios sísmicos revelan que las zonas de

fracturas son debidas a fuerzas de distensión, es decir, están sometidas a estiramiento.

Las fracturas provocan una disminución de la presión sobre las rocas calientes del manto sublitosférico

que causa su fusión. La salida de este magma produce volcanes y su coladas fabrican litosfera oceánica.

La ausencia de sedimentos sobre el fondo de las fosas de las dorsales demuestra que sus rocas son

muy recientes, ya que no ha habido tiempo de que se deposite nada en ellos. El espesor y la edad de

los sedimentos y de las rocas del fondo oceánico aumenta al separarnos de la dorsal, esto

demuestra que la litosfera oceánica se crea en las dorsales.

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Los valles de rift intracontinentales son grandes depresiones alargadas dentro de la corteza contiental, con bordes levantados y una gran actividad volcánica en sus fondos formados por lavas volcánicas y ocupados por lagos. Ejm: el Rift Valley.

b) BORDES CONVERGENTES O DESTRUCTIVOS.Forman el límite entre dos placas que se aproximan, esta colisión obliga a una de ellas ( la que presenta una mayor densidad o menor flotabilidad en el manto ) a doblar su borde frontal hacia abajo y a introducirse bajo la otra. Se produce el fenómeno de SUBDUCCIÓN. En estos procesos se destruye litosfera oceánica y pro ello los límites se denominan también DESTRUCTIVOS.En estos procesos se producen roces, empujes y liberación de energía que se traduce en la formación de relieves, actividad sísmicas y vulcanismo:

- La formación de relieves ( cordilleras y arcos islas) es consecuencia del levantamiento y deformación de la placa que queda en la superficie, al ser empujada por la que subduce.

- La actividad sísmica se produce por la liberación de tensiones durante el rozamiento de las placas. De hecho, en las zonas de subducción los hipocentros coinciden con el plano de Benioff, superficie inclinada de rozamiento entre las dos placas.

- El magmatismo es debido al aumento de calor por el rozamiento entre las dos placas que funde algunas rocas, dando lugar a magmas, que si salen a la superficie dan lugar a volcanes.

Los bordes destructivos se dan en tres situaciones: CHOQUE DE UNA PLACA OCEÁNICA CON OTRA OCEÁNICA. Ejm: Placa pacífica con

Filipina. En estos caso una de las dos placas subduce bajo la otra. Se producen grandes fosas oceánicas (ejm la fosa de las Filipinas, o la de las Marianas de 11 km de profundidad). La fosa es la zona donde se produce el hundimiento una de las placas litosféricas bajo la otra. Se forman también archipiélagos volcánicos( ARCOS ISLAS), separados del continente por un mar interior. En estas zonas son frecuentes los

terremotos situados en un plano de Benioff muy inclinado.

C

H OQ UE DE

UNA

PLACA OCEÁNICA Y UNA CONTINENTAL. Por ejemplo, La placa de Nazca con la Sudamericana.

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En estos casos es la placa oceánica (más densa y delgada) la que se hunde bajo la continental. Se

forman:

- FOSAS OCEÁNICAS en la zona de subducción (fosa de Chile),

- CORDILLERAS PERIOCEÁNICAS ( Andes) al acumularse y plegarse los sedimentos en el

borde continental,

- Una gran actividad térmica provocada por el rozamiento de las placas. Esto da lugar a la

formación de rocas plutónicas y metamórficas se producen VOLCANES (el calor provocado por el

rozamiento entre las placas y la presencia de agua en los sedimentos). Los magmas son

intermedios.

- y TERREMOTOS , causados por el

rozamiento entre las dos placas. Esta

actividad es muy intensa y provoca

terremotos superficiales, intermedios y

profundos alineados en el plano de Benioff

( estos últimos en un plano menos inclinado

que en el choque oceánica- oceánica). Los

seísmos más intensos y numerosos, y por

tanto más peligrosos son los superficiales.

CHOQUE DE UNA PLACA CONTINENTAL. Por ejemplo, el choque de la Placa Euroasiática

con la Indoeuropea.

En este caso ninguna de las dos placas se hunde debido

a su baja densidad y su naturaleza flotante sobre el

manto. En estos caso la litosfera continental se pliega, se

fractura y se acorta dando lugar a ORÓGENOS

INTRACONTINENTALES ( Himalaya, Alpes, Apalaches,

Urales..) y son frecuentes los terremotos que no están

ordenados en ningún plano y no se dan volcanes pues

la presión entre las dos placas no permite la subida a

superficie de la lava. Antes de la colisión continental las

masas de tierra están separadas por una cuenca oceánica

que desaparece, por ello es frecuente encontrar

sedimentos marinos en estas La ausencia de sedimentos

sobre el fondo de las fosas de las dorsales demuestra

que sus rocas son muy recientes, ya que no ha habido tiempo de que se deposite nada en ellos. El

espesor y la edad de los sedimentos y de las rocas del fondo oceánico aumenta al separarnos de la

dorsal, esto demuestra que la litosfera oceánica se crea en las dorsales.

c) BORDES PASIVOS O BORDES DE FALLAS TRANSFORMANTES.

Ej: La falla de San Andrés. En estos bordes ni se crea ni se destruye

litosfera, sino que una placa se

desliza lateralmente con respecto a

otra originando una FALLA

TRANSFORMANTES. Las fallas

transformantes se producen por

efectos de cizalla. Abundan en las

dorsales, a la que cortan su eje

central. Las fallas transformantes se caracterizan por una

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actividad símica de gran intensidad debida a la gran cantidad de energía que se libera en el

rozamiento.

ZONAS INTRAPLACAS.

Existen ciertas estructuras geológicas que se originan en el interior de las placas, ejm: archipiélagos

de islas oceánicas alineadas y ordenadas por edad como el de Hawai. Para ellas se propone la

explicación de un punto caliente situado bajo estas formaciones. Los puntos calientes tienen su

origen en una anomalía térmica en el límite núcleo-manto, que produce el ascenso de materiales

calientes, sólidos, pero plásticos a través del manto que al alcanzar la litosfera sale en forma de

magmas que originan islas volcánicas.

C) CAUSAS DEL MOVIMIENTO DE LAS PLACAS LITOSFÉRICAS.

La movilidad litosférica tiene su origen en: El calor interno de la Tierra fruto del calor residual de su proceso de formación, del liberado

cuando el hierro cristalizó para formar el núcleo interno sólido y del emitido desde la desinte-gración de elementos radioactivos (U, Th y K)del interior terrestre.

La gravedad terrestre.La dinámica del interior de la Geosfera ( cómo se mueven los materiales sen el interior de la Tierra) explica cómo se mueven las placas litosféricas. La tectónica de placas se explica hoy por dos causas:

Las corrientes de convección del manto sólido terrestre, que arrastran las placas litos-féricas .

El tirón gravitatorio (efecto toalla mojada) y la diferencia de altitud entre las dorsales y las zonas de subducción.

Las corrientes de convección se producen porque el calor interno de la Tierra no se distribuye de manera uniforme, sino que es mayor en el interior y disminuye hacia la superficie. Esto pro-voca movimientos de los materiales de forma parecida a como ocurre con un recipiente en el que se calienta agua. Las masas de rocas calientes y plásticas del manto profundo pueden as-cender hasta la superficie, mientras que las zonas frías de la litosfera se introducen en el manto.

a) Por tomografía sísmica demuestra que las ramas ascendentes de las corrientes de con-vección se corresponden con de ascenso de plumas o penachos térmicos con origen el la capa D´´ (límite núcleo –manto), donde el calor es más intenso y grandes masas rocosas se funden parcialmente y adquieren una cierta flotabilidad. Este material puede llegar a la base de la litosfera donde provocan un domo térmico en la superficie que luego evolucionará ha-cia una dorsal. Este material caliente se funde parcialmente cerca del manto superior y ge-nera bolsas locales de baja velocidad de las ondas símicas que se correspondería con lo que antes se denominaba astenosfera y que por lo tanto no sería una capa continua. La dis-minución de presión en esas zonas por el adelgazamiento de la litosfera y su agrietamiento

provocan también la fusión de los materiales que salen a través de las dorsales.

b) Las ramas descendentes de las corrientes de convección coinciden con las zonas de subducción ( que hoy se ha comprobado que ocupan todo el manto). La litosfera oceánica se en-fría a medida que se separa de la dorsal hasta que su densidad le permite hundirse en el manto superior. Al hundirse los minerales se transformen en otros más densos. Así el extremo hundido tira de la placa litosférica y la arrastra. Le ocurriría como a una toalla que tiene su extremo en el agua: a medida que se empapa pesa más y arrastra al resto de la toalla hacia abajo. La placa se hunde manto abajo hasta llegar a la base del manto donde se acumulan y esparcen a zonas más calientes pudiendo provocar el flujo ascendente de los penachos térmicos.

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c) Por último hay que tener en cuenta también el empuje de las placas: La litosfera oceánica se forma en una zona elevada de los fondos oceánicos: la dorsal y se hunde en las zonas de subducción. La di-ferencia de altura hace que la placa se desplace a favor de la gravedad. A su vez la incorporación de materiales procedentes del manto para formar nueva litosfera oceánica ejerce un efecto de empuje.

2. RELACIÓN DE LA TECTÓNICA DE PLACAS CON LOS PROCESOS GEOLÓGICOS.

A) ORÓGENESIS Y DEFORMACIÓN: PLIEGUES, FALLAS Y TIPOS DE ORÓGENOS.Las deformaciones de las rocas se producen por los esfuerzos a los que están sometidas, que

pueden ser de tres tipos: de compresión, de distensión y de cizalla.

Las rocas ante estos esfuerzos pueden responder de tres maneras:- Por deformación elástica, si una vez desaparece el esfuerzo, la roca retorna a su

posición. Este tipo de deformación no origina relieves permanentes, pero es una importante causa de terremotos.

- Por deformación plástica, si tras sufrir el esfuerzo, la roca queda deformada. Las deformaciones de este tipo forman los pliegues. La plasticidad de un material aumenta con la temperatura, el tiempo y el contenido en agua de las rocas.

- Por rotura, Se produce cuando aparece una fractura en la roca.. La rotura da lugar a la formación de fallas y diaclasas y suele estar asociada a terremotos.

El tipo de deformación dependen no sólo de la magnitud del esfuerzo, sino también de las condiciones : la temperatura, la presión, la presencia de agua y del esfuerzo.

a) PLIEGUES. Son deformaciones plásticas de las rocas producidas por compresión. Esto genera en las rocas una. serie de ondulaciones. Afectan principalmente a rocas sedimentarias y metamórficas. Se producen en los bordes convergentes. En un pliegue distinguimos las siguientes partes:

Charnela:

Flancos:

Plano axial:

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Núcleo:

Buzamiento:

B FRACTURAS. Se producen cuando el esfuerzo supera el límite de plasticidad de la roca. Dependiendo de la intensidad de la deformación puede que los bloques fracturados apenas se desplacen: DIACLASAS, o se produzca entre ellos un desplazamiento, FALLA.a.2. Falla. Pueden producirse por compresión, distensión o cizalladura. Los esfuerzos son tan grandes que se produce un desplazamiento entre los boques. En toda falla podemos distinguir las siguientes partes:

Techo:

Muro:

Se distinguen los siguientes tipos de fallas:

Normal o directa. Es aquella en el que el labio hundido es el

techo. Se produce por distensión. Se produce un alargamiento del terreno. Inversa. Es aquella en el que el labio hundido es el muro. Se produce por compresión. Da

lugar a un acortamiento del terreno. Transformante . Cuando el desplazamiento es horizontal. Se produce por esfuerzos de

cizalladura.

Se denomina cabalgamiento cuando una falla inversa tiene un plano muy poco inclinado y el labio levantado se desliza sobre el labio hundido. Se produce en zonas de gran deformación. Si el cabalgamiento supone decenas de km se denomina manto de corrimiento.

La relación de estas deformaciones con la tectónica es las siguientes:

Límite de placa

Zonas Tipo de esfuerzo

Tipos de deformación

Estructuras y procesos

Convergente

Zonas de subducciónColisión continental

Compresión Elástica, plástica y de rotura.

Terremotos Pliegues Diaclasas de

compresión Fallas inversas.

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IMPORTANTE


Cabalgamientos Mantos de

corrimiento.

Divergente Dorsales Rift continentales

Distensión Elástica y de rotura

Terremotos. Diaclasas de

distensión Fallas normales

PasivoFallas transformantes Cizalla

Elástica y de rotura

Terremotos Fallas

transformantes.

1. ¿Qué tipo de deformaciones se producirán en: la costa de Perú, Islandia, San Francisco? ¿A qué estructura darán lugar?

2. La rocas se deforman en superficie por rotura; en cambio, en profundidad, lo hacen de forma plástica. ¿De qué depende que se dé uno u otro tipo de deformación.

TIPOS DE ORÓGENOS.Orógeno es una cadena montañosa que se genera en zona de subducción y cuya formación va acompañada de sismicidad, magmatismo, metamorfismo e intensas deformaciones de las rocas. (No todas las montañas son orógenos : Kilimajaro, Teide tienen origen volcánico).Se distinguen tres tipos de erógenos según los bordes de placas implicados en su formación:

a) TIPO ANDINO. Ejem: los Andes. Se forman en la zona de subducción de una placa

oceánica bajo una continental. El fuerte acoplamiento entre las dos placas

dificulta que se hundan los sedimentos transportados por la placa oceánica y éstos se acumulan formando un prisma de acreción.

Las rocas se pliegan y fracturan. El calor generado por la fricción entre las placas

provoca la fusión de rocas que pueden dar lugar a volcanes o magma en el interior de la corteza.

b) TIPO ALPINO . Se localizan en las zonas de choque de choque de litosfera continental. Ejm: Los Alpes o el

Himalaya. El grosor y la baja densidad de la corteza continental hace que ninguna de las plazcas se hunda

y se produzca un cabalgamiento. Entre los dos continentes se reconoce una zona de sutura que contienen incrustaciones de la

litosfera oceánica que había antes de colisionasen los dos continentes. No se producen volcanes

c) ORÓGENO DE ARCO INSULAR. Se localizan en los márgenes donde la litosfera

oceánica subduce bajo otra oceánica. A este grupo pertenecen las islas Marianas, las Filipinas o Japón.

El débil acoplamiento entre las dos placas permite la subducción de los sedimentos oceánicos ( no se desarrolla el prisma de acreción).

La fosa es muy profunda y la actividad volcánica origina el arco isla.

Entre el arco isla y el continente queda una pequeña cuenca: la cuenca marginal o el mar interior.

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Desde el océano al continente se observa: fosa, prisma de acreción (poco o nada desarrollad), arco isla y cuenca marginal.

C) MAGMATISMO.1. CONCEPTO.El MAGMA es un fundido de minerales silicatados .En él se distingue gases disueltos y materiales sólidos ( fase sólida, correspondiente a minerales que aún no se han fundido o que se han enfriado).

El MAGMATISMO engloba desde la fusión de las rocas para formar el magma, su evolución y su

enfriamiento para formar rocas ÍGNEAS O MAGMÁTICAS. Es el principal proceso generador de rocas en la litosfera., trasporta materiales del manto hacia la superficie y es el responsable de la formación de yacimientos en las zonas más activas del planeta.

a) ORIGEN DEL MAGMA.El magma resulta de la fusión de rocas de la corteza superior y del manto. Las rocas se funden por los siguientes motivos:

Por aumento de temperatura. Por: la fricción de dos placas litosféricas, por la llegada de materiales calientes ( pluma del manto inferior) o por una concentración de minerales radiactivos.

Por disminución de la presión. El punto de fusión de un mineral aumenta con la presión. Una reducción de la presión en una zona del interior de la Tierra puede hacer que la temperatura a la que se encuentra la roca sea suficiente para fundirla en las nuevas condiciones. Así ocurre en los rift continentales y en las dorsales oceánicas al adelgazarse la corteza disminuye la presión y las rocas se funden (aún estando a la misma temperatura).

Por la incorporación de agua. La presencia de agua disminuye el punto de fusión de las rocas. Este proceso tiene especial incidencia en las zonas de subducción ( donde los sedimentos se hunden mezclados con agua).

B) TIPOS DE MAGMASe distinguen varios tipos de magma según su composición química :

Magmas Basálticos: También llamados básicos. Proceden de la fusión de las rocas del manto superior. Son magmas básicos, muy fluidos que suelen llegar a la superficie y formar volcanes.

o Se llaman basálticos toleíticos Cuando proceden del manto superficial ( como

ocurre en las dorsales o en los arcos insulares), llega rápidamente a zonas superficiales y no le da tiempo a diferenciarse. Este magma suele dar al enfriarse: basaltos (volcánicas) o gabros (plutónicas).

o Se llaman basálticos alcalinos, si proceden del manto profundo ( como ocurre en

los puntos calientes o en los rift continentales). Su ascenso es más lento y le da tiempo a diferenciarse y dar magmas con más sílice. Se forman rocas como traquitas, fonolitas o riolitas.

Magmas Graníticos: Se llaman también magmas ácidos. Resultan de la fusión de rocas de la corteza continental profunda y son ricos en cuarzo (sílice). Esto le hace ser magmas muy viscosos y que suelen consolidarse a gran profundidad formando rocas plutónicas del tipo de los granitos.

Magma Andesítico o intermedios. Tiene composición intermedia entre los dos

anteriores y forma las rocas llamadas andesitas: Es característicos de los bordes en los que chocan una placa oceánica y una continental.

B) ZONAS MAGMÁTICAS.

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a) MAGMATISMO EN LAS DORSALES.La separación de las placas en estas zonas abre fisuras y hace que disminuya la presión del manto superior, que está muy caliente pero es sólido, lo que causa la fusión de sus rocas. Esto

produce magmas basálticos toleíticos , que salen al exterior por numerosos volcanes submarinos y generan al enfriarse una nueva corteza oceánica (formada por basalto).Cuando se consolida en el interior el magma da lugar a una roca plutónica básica( gabro). Ambas rocas forman la corteza oceánica.

b) MAGMATISMO EN LAS ZONAS DE SUBUDUCCIÓN.Cuando la placa oceánica ( que lleva abundante cantidad de agua) se introduce en el manto de una de estas zonas, aumenta su temperatura y pierde su agua, que asciende y reduce el punto de fusión de las rocas del manto superior situado sobre la placa subducente. Si la placa subduce bajo otra placa oceánica, se producen magmas basálticos toleíticos. Si la placa subduce bajo un continente, el magma se contamina con rocas graníticas a medida que asciende y origina magmas andesíticos o graníticos.

c) c) MAGMATISMO DE ZONAS INTRAPLACASe origina por la actividad de puntos calientes en los que ascienden plumas de materiales supercalientes procedentes del manto profundo. Si estas plumas se sitúan bajo una placa oceánica, funden sus rocas y originan abundantes magmas basálticos alcalinos que forman islas volcánicas. Si se localizan bajo placas continentales , funden los basaltos de la corteza continental profundan quie ascienden y secontaminan con rocas más ácidas, dando magams derivados ricos en sílice.

3. PRINCIPALES ROCAS MAGMÁTICAS. TEXTURAS Y EMPLAZAMIENTOS.

Los magmas pueden enfriarse dentro de la corteza y pueden dar lugar a :– Rocas plútonicas .– - Rocas filonianas ( si rellenan grietas).O puede ascender y enfriarse rápidamente, en cuyo caso se denomina rocas volcánicas.

Las ROCAS PLÚTÓNICAS, son aquellas que se enfrían lentamente en el inteiror de la Tierrra y les da tiempo a cristalizar atodos su minerales. Estas rocas tienen textura granuda, es decir todos los minerales forman cristales más o menos del mismo tamaño. Estas rocas e encuentran asociadas a los orógenos. Estas rocas se encuentran en plutones que pueden ser de tener grandes demensiones ( batolitos) o pueden ser más pequeñas stock.

Entre las rocas plutónicas más importantes están: El granito. Es la roca plutónica más abundante. Está formado por cuarzo, feldespato

potásico y una plagioclasa. Es de color gris claro. La sienita. Es una roca de color rosado, con feldespato potáisco en abundancia y poco

cuarzo.

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La diorita. Es una roca de color gris. Puesto que tiene aproximadamente la misma canteidad de granos claros que oscuro tiene un aspecto de sal y pimienta.

Gabro. Es una roca oscura de textura granuda formada por plagiclasas y piroxenos. Peridotita. Es una roca de color muy oscuro, muy poco frecuente en la corteza y

frecuente en el manto. Está formado por piroxenos y olivino.

Las ROCAS FILONIANAS se solifican en el interior de la corteza en gritas finas. Su enfriamiento no es tan lento como el de las rocas plutónicas, ni tan rápido como las volcánicas. Las texturas que pueden presentar las rocas filonianas pueden tener Textura aplítica. Textura de crstales muy finos y más o menos del mismo tamaño. Textura porfídica. Formada por cristales grandes incluidos en una matriz amorfa. Textura pegmatítica. Formada por crsitales muy grandes ( más de 5 mm)Las rocas filonianas las encontramos en diques ( discordantes con los estratos) o sill o lacoilitos si son concordantes ).

4. VULCANISMO Y ROCAS VOLCÁNICAS.El vulcanismo es el conjunto de procesos producidos por la emisión de magma procedente del interior de

la Tierra. Esta salida se hace a través de grietas ( volcanes fisurales) o de forma puntual (volcanes de

cono).

La consolidación de estos magmas es muy rápida y brusca, lo que dificulta la formación de cristales de

minerales en las rocas.

Los productos volcánicos son muy variados:

Gases: Los magmas contienen cantidades variables de gases disueltos que se mantienen en la roca

fundida por la presión, cuando la presión disminuye (al llegar cerca de superficie) estos escapan.

Los principales gases son : vapor de agua, CO2, CO, H2S, SO2, HCl… Los volcanes son una

fuente natural de contaminación de aire y los productos azufrados pueden llegar a causar daños

importantes.

Lavas: Es la fracción líquida del magma arrojado por un volcán, sus características varían en

función de su composición, viscosidad y temperatura:

o Lavas cordadas o pahoehoe. Son lavas pobres en sílice y por tanto basálticas y muy

fluidas. Fluyen como torrentes a una velocidad de 30 Km/h. Cuando se solidifican forman

una corteza arrugada por el movimiento de la lava de debajo de la superficie. Tienen

aspecto de hebras trenzadas. Características de los volcanes hawainos.

o Lavas en bloque o aa. Son lavas ricas en sílice, félsicas y por tanto muy viscosas. Las

coladas son gruesas y avanzan a 5-50m /h. Los gases al salir fragmentan su superficie y

producen una masa de bloques y cascotes que avanzan.

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o Lavas almohadilladas. Son típicas de erupciones submarinas, puesto que la lava en

contacto con el agua se enfría rápidamente, pero la lava se mueve hacia delante y rompe la

superficie endurecida formándose estructuras parecidas a almohadones.

Materiales piroclásticos: Constituidos por los fragmentes sólidos arrojados por un volcán. Se

clasifican según su tamaño en:

o Cenizas. menor de 2mm de diámetro. Se producen a partir de magmas muy viscosos

cargados de gases durante una erupción explosiva, cuando este magma asciende los gases

se expanden en la chimenea produciendo una espuma de magma que luego se pulveriza.

Esta ceniza puede alcanzar grandes alturas en la atmósfera.

o Lapilli, son fragmentos del tamaño de un guisante (0,3-3 cm de diámetro), producidos

cuando se funden las cenizas.

o Bombas, entre 3-30 cm de diámetro.

Otros productos volcánicos que tienen mucha importancia en los riesgos volcánicos:

Flujos piroclásticos o nubes ardientes. Son mezclas de gases y piroclastos a altas temperaturas

que se desplazan a gran velocidad por la ladera de un volcán.

Lahares o flujos de lodo. Son coladas de barro con gran capacidad de arrastre y erosión. Se

deben al deshielo provocado por la erupción, el agua desalojada de los cráteres o las lluvias

provocadas por el vapor de agua expulsado por el volcán.

Tipos de volcanes.

La erupción volcánica depende de la viscosidad del magma y la cantidad de gases disueltos ( lo que viene

determinado por el origen y la composición del magma). Se distinguen así diferentes tipos de volcanes

atendiendo a tipo de erupción y cono volcánico:

*Volcanes fisurales: son grietas que emiten

magmas basálticos muy fluidos. Se localizan en

las dorsales.

*Los volcanes centrales emiten lava a través de

un punto:

Hawaino, con cono aplanado y poca altura

(volcán en escudo), de lava muy fluida y

pocos gases. Los magmas son básicos y

ultrabásico. Se corresponden con volcanes

de puntos calientes. Erupciones con escasa

peligrosidad para las personas. Eh: Mauna

Loa.

Estromboliano Cono simétrico. Lava poco

viscosas y explosividad con cenizas. Ejm:

Stomboli.

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Vulcaniano: Cono asimétrico. Lava viscosa. Gran abundancia de piroclastos. Explosiones

violentas y caídas de piroclastos. Ejm: Vulcano.

Peleano. Cono muy asimétrico. Lavas muy viscosas que solidifican y taponan el cráter formando

un domo o pitón que termina por reventar y dar lugar a avalanchas ardientes. Ejm: Mont Pelé.

Localización de los volcanes.

La formación de volcanes está asociada a bordes de placas litosféricas y en menor mediad a procesos

intraplaca:

a) Vulcanismo asociado a bordes de placa.

o Es característico de vulcanismo ácido o intermedio sobre litosfera continental de

bordes convergentes (placa oceánica-continental) ejm: Andes. También se produce en

la bordes convergentes de placa oceánica-oceánica , ejm Japón. Ambos se produce por

la llegada de materiales ricos en agua que baja el punto de fusión de las rocas.

o El vulcanismo básico se localiza en las zonas de las dorsales o en los rift continentales

al bajar la presión en la zona.

b) Vulcanismo intraplaca.

Se produce en los llamados puntos calientes ( Hawai o I. Cabo Verde) cuyo origen está en la capa D”

del manto donde debido al calor del núcleo asciende corrientes (plumas térmicas) que acaban por

romper la litosfera. En algunos casos los volcanes intraplacas se asocian a fracturas en la litosfera que

disminuyen la presión Ejm: Canarias, Azores, se sitúan en una falla que se continúa desde la dorsal.

Principales rocas volcánicas.

Las rocas volcánicas se originan a partir del magma que ha alcanzado la superficie terrestre. Como el

enfriamiento es muy rápido, los minerales cristalizan mal y las texturas de estas rocas son:

o Hipocristalinas. Con cristales diminutos dentro de una matriz vítrea ( sin cristalizar)

( Ejm, basalto).

o Vítrea. La roca se presenta como una masa amorfa con aspecto de vidrio ( ejm

Obsidiana)

o Vacuolar: Es propia de las rocas volcánicas, se caracteriza por la presencia de

numerosos huecos (vacuolas) formados por la expansión de los gases que contenía el

magma ( ejm Piedra pómez).

Las rocas principales rocas volcánicas son:

Basalto. Es la roca volcánica más abundante, se extiende por todos los fondos oceánicos. Su

composición mineralógica es similar a la del gabro. Su color es oscuro, casi negro. Tiene una textura

hipocristalina, donde en una matriz amorfa aparecen pequeños cristales.

Andesita. Es una roca de color gris,con composición similar a la diorita. Es abundante en los Andes.

Riolita. Es una roca de color claro, de composición similar al granito.

Obsidiana. Es el nombre genérico de las rocas volcánicas de textura vítrea con pocas oquedades o sin

ella, de color negro, brillante, fracturas concoidea y aspecto de vidrio. Su composición es muy

variable.

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Pumita. Es el nombre que reciben las rocas volcánicas con textura vacuolar y color claro. Su baja

densidad (puede flotar en el agua) es debido a las oquedades producidas por los gases. Su

composición es similar a la riolita.

Tobas volcánicas. Son aquellas que se forman a partir de material piroclástico expulsado por el

volcán.

D) METAMORFISMO.

CONCEPTO.

Se denomina metamorfismo al conjunto de procesos que sufren las rocas sedimentarias y magmáticas

cuando se ven sometidas a condiciones de presión y temperatura distintas de las de su formación y que

hacen que sufran transformaciones de textura, de minerales e incluso químicas, siempre que estos

cambios se produzcan en estado sólido. Las rocas así producidas se denominan rocas metamórficas.

Otra definición: Son los procesos por los que una roca en el interior de la litosfera y siempre en estado

sólido se transforma en otro tipo de roca.

Los factores que causan el metamorfismo son los siguientes:

o La presión. El aumento de presión puede producirse por el peso de los materiales que

están sobre la roca o por las presiones entre placas litosféricas.

En cualquier caso la presión va a hacer que los minerales se compriman y se formen

estructuras cristalinas más compactas y orientadas en una determinada dirección.

La temperatura. El aumento de temperatura puede producirse:

o Debido a una intrusión magmática, las rocas que están alrededor sufren un aumento de

temperatura.

o La presencia de materiales radiactivos que se desintegran.

Su incremento rompe los enlaces entre los componentes de los minerales y favorece las

reacciones químicas.

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Los fluidos circulantes. Es el agua cargada de iones que circula por los espacios de la roca. Estos

fluidos aportan sustancias químicas que pueden reaccionar con los minerales de la roca original.

El metamorfismo produce los siguientes cambios en las rocas (PROCESOS METAMORFICOS):

Aumento de la cohesión entre granos se debe a la presión.

Brechitización. Los minerales son triturados y adquieren la textura cataclástica. Se produce en

zonas superficiales de la corteza en zona de fallas.

Orientación de los minerales. La presión hace que los minerales se orienten y crezcan en una

dirección preferente, perpendicular a la dirección en la que se producen los esfuerzos. Se originan

así estructuras foliadas.

Crecimiento de los cristales.

Formación de nuevos minerales. Las condiciones del metamorfismo hacen que los minerales se

vuelvan inestables, es decir susceptibles de experimentar reacciones que cambian su composición

química. Esto puede producirse por

o Recristalización:

Debido a la presión los cristales pequeños se disuelven y cristalizan en otros de

mayor tamaño, como pasa en la formación de mármol a partir de la caliza.

o Reajustes mineralógicos: Reaccionan los minerales y se forman otros nuevos estables en

las condiciones de presión y temperatura.

TIPOS DE METAMORFISMO

Se pueden distinguir varios tipos de metamorfismo dependiendo de la presión y temperatura que lo

produzca:

a) Metamorfismo de presión o dinamometamorfismo.

Se origina en zonas de fallas (en el plano de falla) con movimiento entre bloques.

En estas zonas la presión es muy elevada., pero no así la temperatura.

Se produce la trituración de la roca y formación de nuevos minerales. Si la roca queda triturada

se denomina milonita, si los fragmentos son más gruesos se denomina brecha de falla.

b) Metamorfismo térmico o de contacto:

Se produce por un aumento de temperatura sin que la presión alcance grandes valores.

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Se produce por efecto de una masa de magma sobre la roca que la rodea, produciendo una

aureola metamórfica.

Las rocas no suelen estar deformadas y los cristales crecen sin una orientación determinada.

c) Metamorfismo regional o termodinámico:

Se produce como consecuencia de un aumento simultáneo de la presión y de la temperatura.

Es el más frecuente y afecta a amplias zonas de la corteza continental.

Se origina en las zonas de subducción y está asociado a la formación de orógenos.

LUGARES DONDE SE DA EL METAMORFISMO:

En general el metamorfismo puede afectar a cualquier roca de la litosfera sometida a esfuerzos

tectónicos, cercanas a bolsas de magma o enterradas bajo espesas capas de sedimentos. Todas ellas son

zonas geológicamente muy activa. Hay una relación entre el metamorfismo y la tectónica de placas

( ambientes metamórficos):

a) Metamorfismo en zonas de subducción:

Se produce uno de alta presión, cerca de la fosa, en el prisma de acreción de la placa que no

subduce, debido las presiones dirigidas.

Y otro de alta temperatura debido a los magmas generados en el plano de Benioff por la fusión

de la placa que subduce.

b) Metamorfimso por colisión continental.

c) Metamorfismo en bordes constructivos ( dorsal y Rift). Se produce un metamorfismo térmico

por la fusión de rocas en esta zona.

d) Metamorfismo en las fallas transformantes. Corresponde a un tipo dinámico, con la presencia

de milonitas.

e) Metamorfismo en las zonas intraplacas. Se produce por la presencia de material fluido

ascendente.

f) Metamorfismo en cuencas sedimentarías. En las cuencas sedimentarias que bordean los

continentes se produce un metamorfismo regional debido al acumulo de sedimentos que somete a

las rocas que se hunden a grandes presiones y temperaturas.

TIPOS DE ROCAS METAMÓRFICAS.

a) Rocas metamórficas con estructura foliada. Las rocas que presentan foliación se originan en

procesos metamórficos en los que la presión es el factor dominante. Cuanto mayor sea la

intensidad del metamorfismo ,las estructuras foliadas son más visibles. Así distinguimos las

siguientes estructuras o texturas:

Pizarrosidad. Se produce a intensidades metamórficas, se forman cristales finos.

Esquistoisdad, se caracteriza porque la foliación es ondulada y los cristales son visibles a

simple vista.

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Gnéísica o bandeada. Se producen en metamorfismos muy intensos, los cristales son muy

grandes y se distribuyen en bandas claras y oscuras.

Entre las rocas con foliación más características están:

Pizarra: Es una roca de grano muy fino no observable a simple vista. Presenta una

foliación en láminas planas. Se produce por metamorfismo regional de grado bajo a partir

de las arcillas. Es una roca que marca la transición entre rocas sedimentarias y

metamórficas.

Esquisto. Es una roca de grano grueso observable a simple vista. Presenta foliación

ondulada. Se produce por metamorfismo regional de grado medio.

Gneis. Es una roca de grano grueso en la que los minerales se ordenan alternativamente en

bandas claras y oscuras. No se divide en láminas con la facilidad de las anteriores. Se

produce a partir de las arcillas y el granito por metamorfismo regional de grado medio y

alto.

b) Rocas metamórficas con estructura no foliada.

Las rocas sin foliación se originan en procesos metamórficos de contacto. Sus minerales forman

cristales grandes, regulares y sin orientación. Sus estructuras se confunden con las de las rocas

magmáticas. Entre ellas:

Cuarcita. Está formada por cristales de cuarzo de tamaño grande. Se forma a partir de

areniscas por metamorfismo regional de grado medio y de contacto. Es una roca dura y muy

coherente. Su color oscila entre el blanco y el gris.

Mármol Es una roca formada por gruesos cristales de cuarcita. Se forma a partir de calizas y

dolomías por metamorfismo regional y de contacto. El color blanco puede presentar

bandeados debido a las impurezas.

.

E) SISMICIDAD.

Un terremoto se origina por la liberación brusca de energía acumulada en

una roca que sufre una deformación elástica, cuando esta vuelve a su

punto original. La roca acumula energía durante los esfuerzos que libera

después en forma de vibración cuando el esfuerzo cesa. El “salto hacia

atrás” de la roca se denomina rebote elástico. El terremoto va precedido

de terremotos pequeños ( simos precursores). Los ajustes posteriores del

terreno tras un terremoto provocan pequeños terremotos

denominados réplicas.

La mayor parte de los terremotos se producen en los límites

de placas litosféricas debidos a esfuerzos de distensión,

compresión y cizalladura . Otra causa de terremotos puede ser

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la presión generada en las rocas por el ascenso de magma, las erupciones volcánicas o el derrumbamiento

de cavernas.

El punto del interior de la litosfera en el que se produce el terremoto se denomina foco o hipocentro y el

punto de la superficie situado en su vertical y en el que se manifiesta por primera vez el terremoto se

denomina epicentro.

Cuando ocurre en terremoto a partir del hipocentro se producen vibraciones que se desplazan por el

interior de la Tierra y por su superficie en forma de ondas sísmicas, que pueden ser de tres tipos:

a) Ondas primarias o P, longitudinales o de compresión, hacen vibrar las partículas en

el mismo sentido en el que se desplaza la onda. Son las de mayor velocidad. Se

trasmiten por líquidos y sólidos.

b) Ondas secundarias, S, transversales, hacen vibra los materiales en sentido transversal

al desplazamiento de la onda y no atraviesan materiales líquidos.

c) Ondas superficiales o L. Son las más lentas, se desplazan por la superficie desde el

epicentro. Son las causantes de los daños de los terremotos.

Existe una relación estrecha entre los epicentros de los terremotos y los bordes de placa. Los principales

terremotos se encuentran:

Cinturón circumpacífico.

Bordea la costa del Pacífico y se corresponden con

zonas de sububducción. En esta zona los terremotos

son más numerosos. Se distinguen terremotos

superficiales (menos de 70 km de profundidad),

medios (entre 70 y 300 km) y profundos ( más de

700 km de profundidad). Los hipocentros son más

profundos cuanto más nos alejamos de la fosa con

dirección al continente y sus hipocentros están

orientados en el plano de Benioff.

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Cinturón mediterráneo Himalaya. Situado en una zona de choque

continental, por fuerzas de compresión

Zona de dorsales oceánicas. Los terremotos se producen por esfuerzos de

distensión, Los terremotos en estas zonas son más escaso y superficiales (20 km). También se

distinguen terremotos en zonas de Rift continentales, también por esfuerzos de distensión y de

hipocentros de unos 50 km .

Fallas transformantes, producidos por esfuerzos de cizalladura y con focos

localizados hasta 80 m de profundidad ( someros).

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tema 5 geosfera, dinÁmica interna2010

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