La corteza terrestre

1. Sismología 1 Prof. D. Nicolás Grijalva y Ortiz Raymundo Eric Amaro Martínez Marco Antonio Bucio Martínez Omar Monge Díaz Raúl Ochoa Terán 7 de Septiembre de 2010 La Corteza Terrestre Benemérita Universidad Autónoma de Puebla Facultad de Ingeniería Colegio de Geofísica

2. LA CORTEZA TERRESTRE Corteza es la zona superior de la Tierra sólida que esta en contacto directo con la atmósfera y la hidrosfera. La corteza terrestre presenta dos variedades: corteza oceánica y corteza continental. 1.- Corteza Continental 2.- Océano 3.- Manto Superior 4.- Corteza Oceánica

3. . En la corteza oceánica se pueden distinguir diversas capas. Los sedimentos que forman la primera tienen un espesor situado entre 0 y 4 km. A continuación se localiza una franja de basaltos metamorfizados que presentan entre 1,5 y 2 km de grosor. La tercera capa de la corteza oceánica, formada por gabros metamorfizados, mide aproximadamente 5 km. Cabe mencionar una última parte queestá constituida por rocas ultra básicas cuyo espesor ronda el medio kilómetro.

4. LA CORTEZA CONTINENTAL Con un espesor medio de 35 km, la corteza continental incrementa notablemente este valor por debajo de grandes formaciones montañosas, pudiendo alcanzar hasta 60-70 km. Aparece dividida en dos zonas principales: superior e inferior.

5. MODELOS DE ESTUDIO Para el estudio de la corteza, se distinguen dos tipos de modelos que presentan diferentes capas, aunque coinciden en muchos puntos: el modelo estático y el modelo dinámico. Estos se han basado en el estudio de la propagación de ondas sísmicas a través de la corteza, aprovechando las lecturas producidas por los sismos naturales que ocurren todo el tiempo así como algunos provocados para la extracción de algún recurso ha permitido hacer posible determinar su grosor

6. MODELO ESTATICO La corteza es la capa externa de la Tierra. Se diferencian dos partes: la corteza continental, con materiales de composición y edad variada (pueden superar los 3.800 millones de años) y la corteza oceánica, más homogénea y formada por rocas relativamente jóvenes desde un punto de vista geológico. Por debajo de la corteza se encuentra el manto, mucho más uniforme, pero con dos sectores de composición ligeramente distinta: el manto superior, en el que destaca la presencia de olivino, y el superior, con materiales más densos, como los silicatos. Por último, la capa más interna es el núcleo, que se caracteriza por su elevada densidad debido a la presencia de aleaciones de hierro y níquel en sus materiales. El núcleo interno podría estar formado por hierro puro

7. MODELO DINAMICO La capa más externa es la litosfera, que comprende la corteza y parte del manto superior. Es una capa rígida. La litosfera descansa sobre la astenosfera, que equivale a la parte menos profunda del manto. Es una capa plástica, en la que la temperatura y la presión alcanzan valores que permiten que se fundan las rocas en algunos puntos. A continuación se encuentra la mesosfera, que equivale al resto del manto. En la zona de contacto con el núcleo se encuentra la región denominada zona D”, en la que se cree que podría haber materiales fundidos. La capa más interna es la endosfera, que comprende el núcleo interno y el núcleo externo. Los estudios de propagación de las ondas sísmicas han puesto de manifiesto que la parte externa de la endosfera (el núcleo externo) está compuesta por materiales fundidos, ya que en esa zona se interrumpe la transmisión de algunas de las ondas.

8. LAS FALLAS Fractura de origen tectónico en una masa rocosa, con desnivelación o desplazamiento relativo entre ambos bordes de la fractura. De este modo, se encuentran en contacto terrenos de edades o de facies diferentes. El plano a lo largo del cual ha tenido lugar el desplazamiento constituye el plano de falla; la parte visible de este plano es el frente de falla, que a veces muestra cierto pulimento debido al deslizamiento de un bloque contra el otro ( se denomina entonces espejo de falla ). El trazado de la falla sobre el terreno se denomina línea de falla

9. Ahora basándonos la teoría de le Tectónica de Placas. Dicha teoría es un modelo que, en función del tipo de borde que se forma entre cada placa y la adyacente, explica el movimiento de las placas litosféricas, la interacción entre éstas y los eventos geológicos que provocan. El sitio donde se dan estos bordes son denominados Fallas y pueden ser básicamente de tres tipos, según el tipo de movimiento que tiene lugar en ellas: Divergente, Convergente o Transformante.

10. FALLA DIVERGENTE Se presenta a lo largo de una dorsal meso oceánica, donde una placa se fractura, dando origen a dos placas nuevas que empiezan a separarse "empujándose" o alejándose una de la otra; cuando tiene lugar dentro de una placa continental da lugar a la formación de nuevos océanos. Un ejemplo de esta falla es la que se encuentra entre la placa Arábiga y la placa Africana o la que se observa en la dorsal del Océano Atlántico.

11. FALLA CONVERGENTE Se produce cuando se encuentran dos placas que se aproximan una hacia la otra. Según el tipo de corteza presente en cada lado de la falla se observan tres tipos de convergencia: C. Continental-C. Oceánica, C. Oceánica-C. Oceánica y C. Continental-C. Continental. En el primer tipo de convergencia, la corteza oceánica, por ser más densa que la continental se hunde por debajo de esta última, proceso conocido como "subducción", y se funde al llegar a la Astenósfera. Mientras que en la Corteza Continental se pliegan y levantan sedimentos, antes marinos, junto con parte de la corteza misma, produciéndose un proceso orogénico y dando lugar a una cordillera. Esta cordillera se caracteriza por exhibir una serie de volcanes o "Arco Volcánico", producto de el flujo de magma desde la corteza continental subyacente, que con el calor producido por la fricción, se funde ascendiendo hasta la superficie. Un ejemplo de esto es la cordillera Andina, levantada por la convergencia entre la placa de Nazca y la de Suramérica.

12. En la convergencia entre dos corteza oceánicas, una se desliza debajo de la otra y generalmente se produce una fosa oceánica (igual que en el caso anterior). En esta caso, la fricción de la subducción también provoca la aparición de magma, que al ascender hasta la superficie forma consecutivamente una serie de islas volcánicas, conocidas como "Arco de Islas". El Arco de Islas Japonés, es un ejemplo de este proceso. En el último caso, el choque entre dos corteza continentales, no ocurre el proceso de subducción. En este caso, las cortezas continentales se funden y elevan formando una cordillera montañosa, donde no se presenta el Arco Volcánico, como sucede en la cordillera de Los Himalayas.

13. FALLAS TRANSFORMANTES Estas fallas se producen cuando dos placas se desplazan una contra la otra en el plano horizontal, bien sea en el mismo sentido o en contrasentido una de la otra; en palabras de Uyeda (1980) "se presenta (...) donde el movimiento relativo de las placas es paralelo al borde". Pueden ser originadas bien por que en un posible sitio de convergencia la dirección del movimiento de las placas no sea una hacia la otra, o bien, por el desplazamiento de una sección de una dorsal, que al agregar nuevo material desplace en sentido contrario a las placas. La Falla de San Andrés es un ejemplo de este tipo de falla.

14. PLACAS TECTONICAS El término "placa tectónica" hace referencia a las estructuras por la cual está conformado nuestro planeta. En términos geológicos, una placa es una plancha rígida de roca sólida que conforma la superficie de la Tierra (litósfera), flotando sobre la roca ígnea y fundida que conforma el centro del planeta (astenósfera). La litósfera tiene un grosor que varía entre los 15 y los 200 Km., siendo más gruesa en los continentes que en el fondo marino. Así pues una placa es un fragmento rígido de litosfera, es decir la corteza oceánica, la corteza continental y la parte superior del manto. La litosfera está formada por un número reducido de placas más o menos grandes. Estos fragmentos son rígidos, pasivos, inactivos y se mueven sobre el manto. Sin embargo, en la zona de contacto entre placas se rompen generando terremotos, vulcanismo y deformaciones en la corteza continental (orogénesis).

15. Los límites de una placa son: La dorsal oceánica, la fosa oceánica y determinadas fallas transformantes. En una placa se pueden dar tres movimientos: de separación, a lo largo de las dorsales oceánicas, de aproximación a lo largo de las fosas, y de deslizamiento, a lo largo de las fallas transformantes. Hasta el momento se han detectado 15 placas: la del Pacífico, la Suramericana, la de Norteamérica, la Africana, la Australiana, la de Nazca, la de Cocos, la Juan de Fuca, la Filipina, la Euroasiática, la Antártica, la Arábiga, la Índica, la del Caribe y la Escocesa.

16. La teoría de la Tectónica de placas explicó finalmente que todos estos fenómenos (deriva continental, formación de cordilleras continentales y submarinas) son manifestaciones de procesos de liberación del calor del interior de la Tierra. Un avance significativo en el problema de la formación de los geosinclinales y sus orogenias ocurrió entre 1908 y 1912 cuando Alfred Wegener propuso que las masas continentales estaban en movimiento y que estas se habían fragmentado de un supercontinente que denominó Pangea . TECTONICA DE PLACAS

17. El movimiento de las masas continentales deformarían los sedimentos geosinclinales acumulados en sus bordes levantando nuevas cadenas montañosas. Wegener creía que los continentes se deslizaban sobre la superficie de la corteza bajo los océanos como un bloque de madera sobre una mesa y que esto se debía a fuerzas de marea producto de deriva de los polos . Sin embargo, pronto fue demostrado que estas fuerzas son del orden de una diez millonésima a una centésima de millonésima de la fuerza de gravedad, lo que hacia imposible que estas pudieran plegar y levantar las masas de las cordilleras montañosas .

18. Estos procesos fragmentan la litosfera en baldosas, hacen que se separen, deriven y deformen la superficie terrestre. Las placas se separan o divergen principalmente en las dorsales centro-oceánicas. Por otra parte, las zonas de contacto más relevantes se encuentran en los puntos en los que convergen las placas oceánicas con las continentales.

19. Hay cuatro procesos a los que debemos dicho calor: 1) El más importante es la desintegración de los elementos radiactivos que hay en el manto terrestre y que son fundamentalmente: potasio-40, uranio-238, uranio-235 y torio-40. 2) Los residuos del calor original que la Tierra adquirido durante su formación. 3) Calor debido al rozamiento por la gravedad que hace que los elementos pesados se desplacen hacia el centro y los ligeros hacía arriba, al hacerlo, rozan y la fricción produce calor. 4)Al enfriarse el núcleo aumenta de tamaño, algo similar a lo que ocurre con el agua al enfriarse, y al hacerlo desprende calor. [1]

20. LA TRANSLACION DE LOS CONTINENTES En su teoría de la deriva continental, Wegener invocaba como origen de las fuerzas que desplazan los continentes, principalmente aquellas que se derivan de la rotación de la Tierra y mareas, aunque también llegó a mencionar las corrientes de convección térmica en el interior del manto. En la tectónica de placas, como ya se ha mencionado, los continentes forman parte de las placas litosféricas, cuyo espesor es de unos 100 km y que forman realmente las unidades dinámicas.

21. Los diversos sistemas de fuerzas que se han propuesto para explicar el desplazamiento de las placas se pueden reducir a cuatro. Los dos primeros están formados por fuerzas que actúan en los márgenes y en ellas puede actuar el efecto de la gravedad. Las placas o bien son empujadas desde los centros de extensión o dorsales por la acción de cuña del nuevo material que surge del manto, o arrastradas desde las zonas de subducción por el peso de la capa buzante que ha adquirido una mayor densidad que la del medio que la rodea.

22. Wegener estudió el movimiento de las placas con su teoría de la deriva continental (separación de continentes y formación de nuevas zonas de continentes). Wegener con su teoría postuló que todos los continentes estaban unidos en la PANGEA, dicho supercontinente estaba rodeado por el mar de Tethys. Wegener afirmó que ese continente se dividiría en dos : LAURASIA (América del Norte, Europa y Asia) Y GONDWANA (África, Australia, Antártida, India, América del Sur y Madagascar). A partir de aquí sucede lo siguiente: 1.) Formación parcial del Atlántico Norte . Con la separación de Laurasia . Formación del océano Índico. Con la separación de Gondwana Australia, Antártida y la India. Se inicia la formación del Mar Mediterráneo.

23. 2.) Formación total del Atlántico Norte. América del Norte y Europa-Asia están completamente separadas. Inicia la formación del Atlántico Sur. Inicio de separación entre América del Sur y África. India migra muy rápidamente al hemisferio Norte. Inicio de separación de Antártida y Australia. 3.) Atlántico Sur totalmente formado. América del Sur y África totalmente separadas. India colisiona con Asia. África colisiona con Europa-Asia. Se forman las cadenas montañosas (Himalaya, Cordillera Bética, Alpes, Cáucaso y Pirineos).

24. Wegener realizó unas pruebas a favor de su teoría: Pruebas geográficas (observando el puzzle terrestre). Pruebas geológicas (observando la continuidad de los distintos relieves) Pruebas paleontológicas (observando los fósiles que sólo se encontraban en determinados continentes) Pruebas climáticas (estudio de los fósiles y las rocas). Se forman tillitas (rocas sedimentarias de glaciares) y se encuentran yacimientos de carbono.

25. LA SUBDUCCION La subducción de placas es un proceso de hundimiento de una placa litosférica bajo otra en un límite convergente, según la teoría de tectónica de placas. Generalmente, es la litosfera oceánica, de mayor peso específico, la que subduce bajo la litosfera continental, menos densa. Dado que la temperatura (hasta más de 1.000 grados Celsius) y la presión aumentan con la profundidad, a una profundidad de 100 kilómetros una parte de los materiales de la placa en subducción son liberados (en especial el agua.

26. La formación de algunos volcanes, montañas, islas y fosas oceánicas están relacionadas con los proceso de subducción, deriva continental y orogénesis. Las zonas de subducción constituyen una parte muy importante dentro de la dinámica de los materiales terrestres. Los materiales subducidos han cambiado posiblemente las propiedades del manto, y permitido que la convección se mantenga. Sismológicamente las zonas de subducción son caracterizadas por las zonas de Benioff.

27. ZONA DE BENIOFF En geología la zona de Benioff es una zona sísmica de borde de placa que se extiende junto a uno de los lados de una fosa oceánica. Cuando la litosfera oceánica subduce , lo hace por un plano inclinado, que corta a la superficie siguiendo un arco marcado por la presencia de una fosa oceánica. Donde la placa que subduce roza con la opuesta se producen terremotos de manera regular, cuyos focos quedan proyectados en el mapa en el lado interno o cóncavo del arco dibujado por la fosa, es decir, por la línea de subducción

28. El plano de fricción entre las dos placas que convergen se llama plano de Benioff, y es en él donde se concentran los focos o hipocentros de los terremotos. Que los hipocentros se presentan a mayor profundidad cuanto mayor es la distancia a la fosa fue observado ya por Benioff. Los terremotos que caracterizan a la zona son de tres tipos por su mecanismo: En la zona más próxima a la fosa, la signatura sísmica revela un origen distensivo, que se interpreta como efecto del encorvamiento de la litosfera cuando inicia la subducción. En la parte media y más extensa, los terremotos son de fricción, y se deben a la que se produce entre las dos placas en el plano de Benioff.

29. Los terremotos más profundos, de 300 km a 700 km de profundidad, y más alejados de la fosa se supone que son resultado de una contracción brusca de los materiales que subducen. Se atribuye a una transición de fase crítica, en la que los materiales se adaptan a la presión adoptando repentinamente estructuras cristalinas más compactas sin cambio de la composición química. La inclinación del plano de Benioff varía de unas zonas a otras, pero suele ser mayor de 45° (es decir, más cercana a la horizontal).

30. Conclusion Por que se mueven las placas tectonicas