CIÈNCIES NATURALS: octubre 2012

EL PROBLEMA DE L'ORIGEN DE LES SERRALADES: ALGUNES INTERPRETACIONS HISTÒRIQUES

Ací teniu una direcció on hi ha activitats interactives sobre plaques tectòniques o litosfèriques:
http://udisatenex.educarex.es/atemon/placas_tectonicas/index.html

Des de sempre l'home ha intentat explicar el que passa al seu voltant, i en el cas de la formació de serralades també ha desenvolupat varies teories.

TEORIES FIXISTES
- Interpretacions literals de la Bíblia.
- Contraccionisme: Aquesta teoria va ser vàlida fins 1960, i es basava en la idea que la Terra estava originalment en estat fluid i s'havia consolidat una capa superficial rígida anomenada ESCORÇA. L'interior anava refredant-se més lentament i aniria contraent-se donant lloc a unes arrugues que serien les serralades. La posició dels continents i oceans era rígida i fixa, és a dir, no es movien.
- Geosinclinal: els sinclinals s'omplien de sediments marins, després patien transformacions diverses i emergien plegant el que tenien dalt formant serralades.

DERIVA CONTINENTAL

La primera teoria mobilista aparegué amb Alfred Wegener (1912) i s'anomena deriva continental. Aquesta teoria proposa que els continents s'havien desplaçat des d'una posició original diferent a l'actual on estaven tots junts formant un continent molt gran anomentat Pangea. Cal tindre en compte que només es movien els continents.
Les proves d'aquesta teoria eren:
- alguns continents encaixen com si foren peces de puzzle.
- es troben fòssils idèntics en continents separats actualment.
- es troba la mateixa composició de les roques en zones que hui en dia pertanyen a continents separats.

MODEL GEOQUÍMIC I DINÀMIC

La Terra la dividim en capes per poder facilitar el seu estudi, i aio és el que pretenen dos models: el dinàmic i el geoquímic.

MODEL GEOQUÍMIC: Dividix la Terra en tres capes segons la composició química de les roques. Tenim tres capes: escorça, mantell i nucli.

MODEL GEOQUÍMIC
	COMPOSICIÓ	ESTAT FÍSIC
ESCORÇA	CONTINENTAL És heterogènia i està formada per roques sedimentàries, metamòrfiques i magmàtiques diverses.	SÒLID-RÍGID
ESCORÇA	OCEÀNICA És homogènia i bàsicament està formada per roques magmàtiques basàltiques.	SÒLID-RÍGID
MANTELL	Està format per roques peridotites.	- SÒLID-RÍGID en el mantell superior. - PLÀSTIC-DÚCTIL en el mantell inferior - De vegades, capes parcialment en estat fos.
NUCLI	Té una composició metàl·lica on trobem ferro i quantitats menors de níquel, sofre i carboni.	El nucli extern és fluid i el nucli intern és sòlid

MODEL DINÀMIC: Dividix la Terra sogons la rigidesa i comportament davant les deformacions dels materials. Tenim quatre capes: litosfera, astenosfera, mesosfera i endosfera.

MODEL DINÀMIC
	ESTAT FÍSIC
LITOSFERA	Dura, rígida i fàcilment es trenca. La litosfera està fragmentada en trossos anomenats PLAQUES LITOSFÈRIQUES.
ASTENOSFERA	Plàstica amb poca rigidesa i fàcilment deformable sota pressions.
MESOSFERA	Sòlid (comprén la resta del mantell superior i tot l’inferior)
ENDOSFERA	El nucli extern és fluid i plàstic, i el nucli intern és sòlid.

PLAQUES LITOSFÈRIQUES

Les plaques litosfèriques poden ser de dos tipus:
- Oceàniques: Només contenen escorça oceànica que és més prima i més densa que la continental.
- Mixtes: Formades per escorça oceànica i continental.

Al llarg de tot el planeta es distribuïxen les plaques litosfèriques, i aquestes es mouen unes respecte d'altres.

Ací teniu la distribució de les plaques litosfèriques o tectòniques i el moviment que tenen les unes respecte les altres.

MOVIMENTS DE PLAQUES

Tenim tres moviments que condicionen tres tipus de límits entre plaques:

- Límits convergents.

- Límits divergents.

- Límits neutres o passius.

Quin és el motor que fa moure les plaques?

Si ens fixem en el dibuix, es veuen un corrents que tenen lloc en l'astenosfera, que està davall de la litosfera. Aquest corrents són els que provoquen els diferents tipus de moviments.

MOTORS DE LES PLAQUES

CORRENTS DE CONVECCIÓ
Té alguns punts obscurs:
- No apareix astenosfera baix masses continentals antigues.
- Algunes plaques, com la Pacífica, necessitarien unes cèl·lules de convecció tan llargues que no resultarien físicament estables.
- La radiografia del mantell feta amb tècniques sísmiques modernes ha permés detectar l'existència de corrents irregulars i no s'observa el senzill model de corrents.

CONJUNT DEL MANTELL
Es comporta com un material dúctil o plàstic, a excepció dels primers quilòmetres que formen part de la litosfera. El mantell superior es refredaria per l'entrada de litosfera freda en les zones de subducció, generant corrents descendents, al mateix temps que es produïrien corrents ascendents en el mantell inferior més càlid.
Per una altra banda, el propi moviment de les plaques tindria un paper essencial. Una vegada iniciada la subducció, el pes de la massa enfonsada arrossegaria darrere d'ell la resta de la placa. Així mateix, al ser la dorsal una zona elevada, la litosfera generada tendiria a relliscar per efecte de la força de la gravetat.
En tot cas, la calor interna seria la responsable de la dinàmica interna de la Terra.

LÍMITS CONVERGENTS

Aquests límits apareixen quan col·lisionen dues plaques, provocant volcans i terratrèmols i fent que apareguen les grans serralades. Aquests límits també reben el nom de límits destructius perquè en el procés es destruïx litosfera. En les fosses oceàniques es destruïx l'escorça oceànica. La litosfera subduïx, s'enfonsa en l'astenosfera amb la càrrega dels seus sediments. Per aixço no trobem fons oceànics de més de 200 Ma.
- La fossa presenta un relleu peculiar degut a l'empenyiment de la placa oceànica en introduir-se en el mantell.
- Es produïxen terratrèmols com a conseqüència de la fricció entre la placa que subduïx i la que queda damunt, i en ocasions , per la ruptura de la primera en doblegar-se. Els hipocentres descriuen un pla inclinat que corresponen a la placa que subduïx en el seu recorregut cap el mantell.
- Les ones sísmiques generades indiquen esforços de compressió.
- Part de la litosfera es fon en subduir. Açò és degut a la calor generada per la fricció i a la presencia de sediments saturats d'aigua que reduïxen el punt de fusió de les roques. Part d'aquests magmes acaben per eixir a l'exterior i originen un vulcanisme explossiu, ja que es tracta de magmes àcids, rics en gasos.
- la litosfera oceànica que subduïx es destruïx, en canvi, la litosfera que es troba damunt es veu engrossida degut als sediments que raspa en el seu front i als materials magmàtis que pugen. D'aquesta manera es crea litosfera continental.
La major part de les fosses oceàniqus es troben en el Pacífic. mentre que les d'Àsia i Oceania es troben un poc allunyades de les masses continentals, les fosses que voregen la costa oest d'Amèrica estan pegades al continent. En les primeres, la subducció té lloc baix la litosfera oceànica, per la qual cosa el magma que ascendix del fons genera arcs insulars; en les segones, la subducció es produïx baix la litosfera continental i es creen serralades de vorera continental, també anomenades orògens de tipus andí.
En la gènesi d'aquestes serralades intervene vàrios processos, tots ells provocats per la subducció:
a) L'empenyiment de les plaques plega i alça els sediments acumulats entre elles.
b) La fusió crea relleus de tipus volcànic.
c) Els relleus elevats de la placa que subduïx, com illes volcàniques, planures, guiots, com són grans, pareix poc probable que puguen subduir i s'incrusten en la vorera continental.
Es creu que un mosaic de terrenys com aquests que es veiren arrossegats passivament, foren l'origen de les montanyes Rocalloses en la vorera continental de Nord-Amèrica.

Segons per la part que col·lidixen les plaques podem tindre:

- CONVERGÈNCIA OCEÀ-OCEÀ

La placa de l'esquerre s'enfosa davall la dreta en un procés anomenat subducció. Quan s'enfonsa la placa esquerra, obliga a la de la dreta a plegar-se alçant els sediments del fons oceànic. També provoca que augmente la temperatura per la fricció de les dues plaques i apareguen els volcans formant un arc insular característic. El pla per on s'enfonsa la placa que patix subducció s'anomena el pla de Benioff i la línia on col·lisionen les dues plaques tenim una fossa oceànica.

- CONVERGÈNCIA OCEÀ-CONTINENT

La placa de l'esquerre s'enfonsa davall de la dreta per subducció, i com ara tenim el continent més a prop, el que es plega és la vora del continent formant serralades on apareixen volcans pel mateix motiu anterior. Açò passa en els Andes, on la placa de l'esquerre seria la placa de Nazca que s'enfonsa davall la placa dreta o Sud-Americana provocant l'alçament i plegament de la serralada. La línia on col·lisionen les dues plaques també té una fossa.

- CONVERGÈNCIA CONTINENT-CONTINENT

Ací tenim el cas quan dos masses continentals que col·lisionen perquè l'oceà que els separava ha desaparegut. La placa de l'esquerra era en un principi una placa mixta enfonsant-se la part oceàncica davall la placa dreta. Com aquest moviment continuava, en el moment de xocar els dos continents, la placa de la dreta començà a patir una obducció o encavallament damunt de la placa esquerre fent que la serralada resultant continuara creixent.
- La litosfera continental és més grossa i lleugera que l'oceànica i pot enfonsar-se parcialment però no patix subducció.
- En xocar, la subducció rd frena i la velocitat disminuïx.
- Les dos masses continentals se solden.
- Es formen orògens de col·lisió o de tipus alpí, i es troben en l'interior del continent. (Himàlaia, Alps, Caucàs, Pirineus)

LÍMITS DIVERGENTS

Aquests límits apareixen quan dues plaques se separen, provocant volcans i terratrèmols. Amb aques tipus de límits es formen els oceans. També s'anomenen límits constructius perquè es crea nova litosfera.
Les característiques de les dorsals oceàniques:
- Al llarg de tota la dorsal existix una cambra magmàtica ( a pocs km de profunditat ) alimentada de l'astenosfera.
- Tenen activitat sísmica molt superficial. Açò indica que els materials en profunditat són plàstics no rígids.
- Hi ha un magmatisme important de caràcter bàsic (laves fluïdes al llarg del rift)
- Absència quasi total de sediments en l'eix de la dorsal, posant de manifest que es tracta de relleus joves.
- L'espessor dels sediments augmenta en allunyar-nos de la dorsal.
La datació dels materials del fons oceànic confirma que la formació és més recent si la comparem amb l'escorça continental. L'antiguitat augmenta en allunyar-nos de la dorsal, malgrat que notingam fons més antics de 200 Ma.

Ací podem veure una seqüència en tres imatges d'una separació de plaques:
En el primer dibuix es veu una estructura anomenda Rift continental que és la línia de fractura on se separen les dues plaques. Aquesta fractura està provocada per un augment de la temperatura i la pressió davall de la litosfera, fent que aquesta es fracutra i puga eixir la lava creant nova litosfera.
En el segon dibuix es continua el procés i la separació és més gran. La litosfera continental s'aprima i es fractura. Ací ja tenim dues plaques perfectament delimitades i al mig es va formant un oceà.
En el tercer dibuix ja tenim un oceà més adult, ja que l'aigua de la mar ocupa la depressió provocada per la separació, on es veu que la línia de fractura s'anomena dorsal oceànica i s'observen dues plaques mixtes: una part continental i pl'altra part oceànica. El fons de l'oceà estarà format per roca magmàtica i damunt estaran els sediments que s'hauran depositat al llarg del temps.

LÍMITS NEUTRES

Ací les plaques ni col·lidixen ni se separen, només tenen un moviment lateral entre elles i tindrem terratrèmols. També s'anomenen límits passius perquè ni es crea ni es destruïx litosfera.

Ací es veu la seqüència pas a pas de com es formaria un límit neutre. Les plaques es desplacen paral·lelament i no hi ha augment ni disminució de litosfera. Aquest tipus de moviment es combina també amb el moviment divergent, donant un aspecte fracturat de les dorsals oceàniques.