2. LA ENERGÍA INTERNA DE LA TIERRA
INTRODUCCIÓN.
En este trabajo voy a comenzar hablando de la estructura interna de la Tierra,
sus capas, su estructura dinámica, diferenciando lo que es la litosfera de la astenosfera
para, a continuación explicar la formación de los continentes, es decir, exponer
primero la Teoría de Wegener de la Deriva Continental y después la Tectónica de
Placas. Termino este trabajo hablando de los volcanes y sus tipos y de los terremotos.
ESTRUCTURA DE LA TIERRA SEGÚN LA COMPOSICIÓN
1. Corteza
Se trata de la capa más externa de la tierra. Está separada del manto por la
discontinuidad de Mohorovicic. Tiene un grosor medio de 30 km, aunque este
grosor es variable ya que es más delgada y más densa en los océanos y más gruesa
pero menos densa en los continentes. La corteza continental está formada por
silicatos de aluminio (granitos), fundamentalmente, abundando también las rocas
calizas. La corteza oceánica está formada por silicatos algo más densos como los
basaltos y es menos antigua que la corteza continental.
2. Manto
Se trata de la capa intermedia. Se extiende desde la discontinuidad de
Mohorovicic (30 km) hasta la de Gutenberg (2900 km). Está formada por el manto
superior, hasta los 700 km, y el manto inferior (hasta los 2900 km). Se compone de
rocas básicas más densas (3,5 g/cm3) que las de la corteza, formadas,
fundamentalmente, por silicatos de hierro y magnesio.
3. Núcleo
Se extiende desde la discontinuidad de Gutenberg (2900 km) al centro de la
tierra (6370 km). Está compuesto por hierro con pequeñas cantidades de otros
elementos químicos (níquel, carbono, etc.). En él se distinguen: el núcleo externo,
hasta los 5100 km, en estado líquido y el núcleo interno, sólido.
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3. LA ENERGÍA INTERNA DE LA TIERRA
ESTRUCTURA DINÁMICA: LITOSFERA Y ASTENOSFERA
1. La litosfera:
Está constituida por la corteza y parte del manto superior hasta unos 75 km de
profundidad, se caracteriza por ser rígida. Es más gruesa en los continentes:
litosfera continental (hasta 150 km de grosor) y más delgada bajo los océanos:
litosfera oceánica. Se caracteriza por estar fragmentada en grandes porciones
llamadas placas litosféricas que se desplazan unas respecto a otras chocando o
separándose con movimientos muy lentos, entre 3 cm/año y 12 cm/año. Estos
movimientos son los responsables de la formación de las grandes cadenas
montañosas, del vulcanismo, de los terremotos y de muchos otros fenómenos
geológicos.
2. La astenosfera:
Se encuentra bajo la litosfera. Es una capa plástica que comprende parte del
manto superior hasta unos 300 km de profundidad, aproximadamente. Al ser más
fluída se producen en ella corrientes llamadas corrientes de convección. Estas
corrientes son las responsables del movimiento de las placas.
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4. LA ENERGÍA INTERNA DE LA TIERRA
WEGENER Y LA DERIVA CONTINENTAL
1. Wegener, apuntes biográficos:
Alfred Wegener nació en Berlín, en 1880. Se graduó en astronomía y obtuvo su
doctorado en 1905. Desde entonces se interesó por la meteorología y fue un ardiente
adepto de la aerostática, el arte de navegar en globo. También se interesó por las
expediciones polares y en 1906 participó en la expedición danesa a Groenlandia,
donde pasó dos inviernos haciendo observaciones meteorológicas. Al regresar a
Alemania, en 1908, fue nombrado profesor de meteorología de la Universidad
de Marburgo.
En 1910, Wegener puso su atención en la idea de la deriva de los continentes, pues
estaba impresionado, como tantos otros, por la semejanza de las costas de los
continentes situados en ambos lados del Atlántico sur. Inicialmente le pareció
improbable la idea de los desplazamientos de los continentes. Ahora bien, los datos
paleontológicos y otras pruebas geológicas le llevaron a plantear en una conferencia
en 1912 en la Unión Geológica de Frankfurt la Hipótesis de la Deriva Continental.
Después viajó de nuevo a Groenlandia (1912-1913) y en seguida tuvo que pasar a la
vida militar activa, debido al inicio de la primera Guerra Mundial; fue herido dos veces
y se dio de baja en 1915. Utilizó su período de convalecencia para escribir su libro
Die Entstehung der Kontinente und Ozeane (“El Origen de los Continentes y Océanos),
hoy un clásico de la literatura geológica.
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5. LA ENERGÍA INTERNA DE LA TIERRA
2. El Pangea:
En su libro, Wegener propuso que inicialmente existía en la superficie de la Tierra
un supercontinente continuo, Pangea, el cual se habría partido durante la Era
Secundaria (hace 260 ma a 65 ma) y sus fragmentos empezaron a moverse y
dispersarse. Este proceso fue denominado deriva continental.
Wegener argumentó que estos bloques continentales, menos densos, podían
realizar movimientos verticales, isostasia, como si fuesen bloques de corcho flotando
en agua y también movimientos horizontales deslizantes, siempre y cuando se
ejerciera una fuerza suficientemente fuerte.
3. Las pruebas:
Para apoyar su hipótesis Wegener reunió una cantidad impresionante de datos que
extrajo de diversas ramas de las ciencias naturales, incluyendo la geofísica, la geología,
la paleontología y las ciencias biológicas. Wegener utilizó como demostración de la
deriva continental la coincidencia fisiográfica de las costas de los continentes que
cercan el Atlántico. Demostró que al yuxtaponer tales estructuras presentan
similitudes y se acoplan como si fueran las piezas de un rompecabezas. Este
acoplamiento no es sólo en la forma de las costas sino que, además, coinciden también
los tipos de rocas y otras estructuras a ambos lados del atlántico. Wegener demostró
también que lo mismo sucedía entre la India, Australia, Sudamérica y sur de África y
que esto sólo se explicaba si estas masas continentales habían estado unidas.
4. La deriva:
Para Wegener; al final del Carbonífero, o sea, hace aproximadamente 290 millones
de años, sólo existía un único continente, Pangea. Esa inmensa masa continental se
habría fragmentado posteriormente en distintas direcciones, de tal manera que en el
Eoceno ya se podrían distinguir con claridad dos continentes: el eurasiático, que se
comunicaba, a través de Escandinavia con Norteamérica, dando lugar a un
supercontinente septentrional llamado Laurasia, y, al sur, una serie de bloques
continentales (hoy separados) que constituía el supercontinente de Gondwana, el cual
comprendía a Sudamérica, Antártida, Australia y África.
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6. LA ENERGÍA INTERNA DE LA TIERRA
5. La formación de las montañas:
La deriva de Wegener, explicaba, además la formación de las cadenas montañosas.
En el frente de los continentes en movimiento se formaron gigantescas arrugas: las
cadenas de montañas; así, el contacto de América, que derivaba hacia el occidente,
generó la cordillera de los Andes y las Montañas Rocosas, al empujar los sedimentos
del fondo oceánico hacia arriba arrugándolos; Australia, que deriva hacia el Oriente,
indujo la formación de sus cadenas costeras orientales.
6. Los terremotos y los volcanes:
Esos arrugamientos también tienen importantes repercusiones internas que
generan las actividades volcánicas y magmáticas intensas de esas regiones.
7. El origen de algunas islas
Del lado opuesto los continentes en deriva abandonan, en su rastro, algunos
fragmentos de su margen posterior generando islas, grandes o pequeñas. América, por
ejemplo, en su deriva hacia el oeste, habría formado tras de sí el arco de las islas de las
Antillas. Más espectacular todavía habría sido la deriva de Asia hacia el noroeste, que
dejara como huella la guirnalda de las islas del Archipiélago de Sonda, el Japón,
las Kuriles y otras.
8. Las fuerzas que mueven los continentes
Finalmente, Wegener propuso un mecanismo para explicar la deriva. Argumentó
que las fuerzas gravitacionales y el “empuje” de las mareas eran las que causaban la
deriva de los continentes hacia el oeste, inducidas por la atracción gravitacional del Sol
y de la Luna. Pero Wegener presentó tales ideas sólo como tentativas de explicación,
pues afirmó que "la cuestión de cuáles fuerzas habrían podido causar esos
desplazamientos, pliegues y hendiduras, aún no puede responderse conclusivamente".
9. Llegan las críticas
Los principales críticos de Wegener eran los geofísicos y geólogos de los Estados
Unidos y de Europa. Los geofísicos lo criticaban porque los cálculos que habían llevado
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7. LA ENERGÍA INTERNA DE LA TIERRA
a cabo sobre los esfuerzos necesarios para desplazar una masa continental a través de
las rocas sólidas en los fondos oceánicos resultaban con valores inconcebiblemente
altos. Los geólogos no conocían bien las rocas del hemisferio sur y dudaban de las
correlaciones propuestas por el científico alemán. A pesar del apoyo de sus
colaboradores cercanos y de su reconocida capacidad como docente, Wegener no
consiguió una plaza definitiva en Alemania y se trasladó a Graz, en Austria, donde fue
más ampliamente reconocido.
10. Y, ahora, el reconocimiento:
En 1937, el geólogo sudafricano Alexander Du Toit publicó una lista de diez líneas
de evidencia a favor de la existencia de dos supercontinentes, Laurasia y Gondwana,
separados por un océano de nombre Tethys el cual dificultaría la migración de floras
entre los dos supercontinentes. Du Toit también propuso una reconstrucción de
Gondwana basada en el arreglo geométrico de las masas continentales y en
correlación geológica. Hoy en día el ensamble de los continentes se hace con
computadoras digitales capaces de almacenar y manipular enormes bases de datos
para evaluar posibles configuraciones geométricas. Sigue habiendo cierto desacuerdo
en cuanto a la posición de los distintos continentes actuales en Gondwana.
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8. LA ENERGÍA INTERNA DE LA TIERRA
LA TECTÓNICA DE PLACAS
1. Los datos empiezan a hacer la luz:
a) La glaciación de Gondwana hace 280 ma
La expansión de los casquetes polares durante las glaciaciones deja huellas en
el registro geológico como lo son depósitos de material acarreado por el hielo y
marcas de abrasión en rocas que estuvieron en contacto con las masas de hielo
durante su desplazamiento. Restos de una glaciación de hace 280 millones de
años se encuentran distribuidos por Sudamérica, África, India, Australia y
Antártida. En las reconstrucciones de Gondwana, las áreas afectadas por la
glaciación son contiguas a pesar de ocupar lo que hoy en día son distintos
continentes. Inclusive las direcciones de flujo del hielo, obtenidas a partir de las
marcas de abrasión, son continuas de África occidental a Brasil y Argentina así
como lo son de Antártida a India.
b) Rocas similares.
Las distribuciones de rocas cristalinas, rocas sedimentarias y yacimientos
minerales forman patrones que continúan ininterrumpidos en ambos
continentes cuando Sudamérica y África son restituidos cerrando el océano
Atlántico. Por ejemplo, las cadenas montañosas orientadas E-W que atraviesan
Sudáfrica continúan en Sudamérica, cerca de Buenos Aires, Argentina.
c) Los mismos seres vivos
Estudios de la distribución de plantas y animales fósiles también sugieren la
existencia de Pangea. Impresiones de hojas de un helecho, Glossopteris, están
ampliamente distribuidas en rocas de África, Sudamérica, India y Australia. La
distribución de fósiles de vertebrados terrestres también apoya esta
interpretación. La existencia de tetrapodos (animales de cuatro patas) en todos
los continentes durante el Triásico es una indicación de que había conexiones
terrestres entre las masas continentales, pues de otro modo no habrían podico
desplazarse de estar estos separados. En particular la distribución del reptil fósil
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9. LA ENERGÍA INTERNA DE LA TIERRA
Mesosaurus en África y Sudamérica, dadas sus características tan distintivas y la
ausencia de especies similares en otras regiones es un fuerte indicio de una
continuidad entre estos continentes. Hoy en día la idea de que los continentes
actuales estuvieron unidos formando Pangea hace 235 ma, y que empezaron a
disgregarse a partir del Jurásico, es aceptada con pocas reservas.
2. La tectónica de placas
Después de que los geofísicos habían sido los más asiduos críticos de la hipótesis
de deriva continental, es curioso que la evidencia más contundente que finalmente se
acumuló a favor de la hipótesis haya sido precisamente de índole geofísica. En los años
30 el geofísico japonés Wadati documentó el incremento en la profundidad de los
seísmos en función de la distancia tierra adentro hacia el continente. A así, por
ejemplo, los terremotos en China y en la costa oeste de Sudamérica son tanto más
profundos cuanto más nos internemos en el continente.
Al mismo tiempo el sismólogo Hugo Benioff documentaba la misma variación y
resaltaba el hecho de que las zonas de alta sismicidad no estaban distribuidas de
manera uniforme sobre el globo terráqueo, sino que éstas se alojaban en fajas más o
menos continuas asociadas a algunos de los márgenes de los continentes.
Después de la Segunda Guerra Mundial, y en gran medida por razones militares, se
desarrolló la nueva ciencia de la oceanografía, durante los años 50. Los oceanógrafos
documentaron la presencia de una enorme cadena montañosa submarina en el medio
del Atlántico Norte - La Dorsal Mesoatlántica- que se levantaba más de 2,000 m sobre
los abismos de aproximadamente 4,000 m de profundidad a cada lado. A principios de
los años 60 el geofísico H.H. Hess sugirió un mecanismo que podría explicar la deriva
continental, basándose en las variaciones topográficas de los océanos. Hess propuso
que las rocas de los fondos marinos estaban firmemente ancladas al manto que les
subyacía. Conforme se apartaban dos enormes masas de manto, acarreaban
pasivamente el fondo oceánico y surgía de las profundidades terrestres material
fundido que formaba una cadena volcánica y que rellenaba el vacío formado por la
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10. LA ENERGÍA INTERNA DE LA TIERRA
separación de los fondos oceánicos. Si esto fuera cierto, razonó Hess, para evitar un
crecimiento indefinido de la Tierra era necesario que en alguna parte de ella fuera
consumido material cortical. Propuso entonces que los sitios donde esto ocurría eran
las profundas fosas oceánicas que bordeaban algunos continentes y arcos de islas.
En 1963, los geofísicos ingleses Frederick Vine y Drummond Matthews, de la
Universidad de Cambridge, publicaron un artículo en la revista Nature donde
presentaron datos a favor de la brillante pero especulativa idea de Hess. En este
artículo, Vine y Matthews reportaron mediciones de anomalías magnéticas en los
fondos marinos al sur de Islandia, obtenidas mediante un magnetómetro muy sensible
remolcado por un buque. Los registros magnetométricos indicaban patrones lineales
muy claros de anomalías magnéticas positivas (donde la fuerza magnética era mayor
que el promedio) y negativas (donde la fuerza magnética era menor que el promedio).
Las anomalías magnéticas eran también simétricas con respecto al eje de la dorsal y
las rocas tanto más antiguas cuanto más alejadas están del eje.
Esta observación encajaba con la del francés Bernard Bruhnes, quien en 1906 había
propuesto que el campo magnético terrestre se invertía más o menos cada medio
millón de años. Vine y Matthews concluyeron que las rocas volcánicas de los fondos
marinos estaban registrando la polaridad del magnetismo terrestre en el momento de
su cristalización; conforme se invertía esta polaridad cada 500,000 años, las rocas que
se formaban constantemente en las dorsales oceánicas iban registrando los cambios
de polaridad. De esta manera propusieron que la anchura de las franjas magnéticas
debería ser igual a la velocidad de separación de las placas, multiplicada por la
duración del intervalo de tiempo entre inversiones de polaridad.
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11. LA ENERGÍA INTERNA DE LA TIERRA
LOS VOLCANES
1. ¿Qué es un volcán?
Los volcanes constituyen el único intermedio que pone en comunicación directa
la superficie con los niveles profundos de la corteza terrestre; es decir, son el único
medio para la observación y el estudio de los materiales líticos de origen magmático,
que constituyen aproximadamente el 80 % de la corteza sólida. En la profundidad del
Manto terrestre, el magma bajo presión asciende, creando cámaras magmáticas
dentro o por debajo de la corteza. Las grietas en las rocas de la corteza proporcionan
una salida para la intensa presión, y tiene lugar la erupción. Vapor de agua, humo,
gases, cenizas, rocas y lava son lanzados a la atmósfera.
Los volcanes son en esencia aparatos geológicos que establecen una
comunicación temporal o permanente entre la parte profunda de la litosfera y la
superficie terrestre.
Las partes de un volcán típico son: cámara magmática, chimenea, cráter y cono
volcánico.
a) La cámara magmática: es la zona de donde procede la roca fundida o magma,
que forma la lava.
b) La chimenea: es el canal o conducto por donde asciende la lava.
c) El cráter: es la zona por donde los materiales son arrojados al exterior durante
la erupción.
d) El cono volcánico: está formado por la aglomeración de lavas y productos
fragmentados.
Con frecuencia, fracturas del cono volcánico o explosiones eruptivas, dan lugar
a cráteres adventicios que se abren en los flancos o en su base y cuyas chimeneas
secundarias comunican con la principal.
Las manifestaciones de la actividad volcánica, es decir, la salida de productos
gaseosos, líquidos y sólidos lanzados por las explosiones, constituyen los paroxismos o
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12. LA ENERGÍA INTERNA DE LA TIERRA
erupciones del volcán. Muchos de los volcanes que actualmente existen en la
superficie de la Tierra no han dado muestras de actividad eruptiva y por eso se les
llama volcanes extinguidos, independientemente de que en algún momento alcancen
la actividad.
Otros se hallan hoy, o se han hallado en tiempos históricos no muy lejanos, en
actividad, y por eso se les llama volcanes activos. Esa actividad eruptiva es casi siempre
intermitente, ya que los períodos de paroxismo alternan con otros de descanso,
durante los cuales el volcán parece extinguido (Vesubio, Teide, Teneguía, Fuji, etc.).
Existen sin embargo volcanes que son de actividad continua, como el Manua-Loa de las
islas Hawai o el Etna en Sicilia.
2. Productos arrojados por los volcanes
Los materiales que arrojan los volcanes durante las erupciones pueden ser de tres
clases:
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13. LA ENERGÍA INTERNA DE LA TIERRA
a) Los gases que los volcanes emiten, a veces con extraordinaria violencia, son
mezclas complejas cuya composición varía de unos a otros, por las distintas
erupciones, e incluso por los distintos períodos de una misma erupción. Los
más abundantes son: vapor de agua, dióxido de carbono, nitrógeno, hidrógeno,
ácido clorhídrico y cloruros volátiles, gases sulfurosos y sulfhídrico, metano y
otros hidrocarburos. Además de por el cráter, los gases se desprenden también
de las lavas fundidas y por las grietas del suelo. Si preceden a las erupciones, o
son posteriores a ellas, se designan con el nombre de fumarolas. Los gases
expulsados durante las erupciones pueden tener una densidad tal que
arrastren cenizas en suspensión, formándose las llamadas nubes
ardientes. Nubes de este tipo debieron producirse en la erupción del Vesubio
del año 79 d. de C., que destruyó las ciudades de Pompeya y Herculano.
b) Los productos líquidos reciben el nombre general de lavas y no son otra cosa
que magmas que salen por el cráter y se deslizan por la superficie circundante.
Las que son muy fluidas, como las basálticas, al desbordar por el cráter o las
fisuras del cono volcánico, se deslizan con facilidad por las vertientes formando
a veces verdaderas cascadas (Mauna-Loa) y por la superficie del suelo
formando coladas. La superficie de la corriente de lava en contacto con el aire
se enfría con rapidez y con frecuencia forma una costra que aisla el interior,
donde la lava puede permanecer fluida mucho tiempo y continuar
deslizándose. Al adaptarse la superficie de la lava a esta corriente, forma estrías
y ondulaciones o retorcimientos parecidos a una cuerda, de ahí el nombre de
lavas cordadas, que los nativos de Hawai llaman Pahoehoe. Cuando el
enfriamiento de grandes masas de lava basáltica se desarrollan en regiones
subaéreas, se produce una retracción o contracción térmica, que produce una
disyunción columnar en prismas, formando columnatas basálticas, tan
características como la Calzada de los Gigantes en Irlanda, Castelfullit de la
Roca en Gerona, el Cabo de Gata (Almería), Tenerife, etc.
c) Los materiales sólidos, también llamados piroclastos (piros: fuego; clastos:
fragmentos), son de proyección. Atendiendo a su tamaño se dividen en: a)
bloques y bombas, de tamaño comprendido entre varios centímetros a metros.
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14. LA ENERGÍA INTERNA DE LA TIERRA
Si las lavas son muy viscosas al producirse la explosión son lanzadas al aire y su
parte externa cristaliza rápidamente permaneciendo su interior fluido, por lo
que al caer al suelo se agrietan como corteza de pan, llamándose panes
volcánicos. Si las lavas son menos viscosas las bombas adquieren formas de
huso al ir girando en su trayectoria. b) lapilli y gredas, de tamaño entre el de un
guisante y una nuez, y c) cenizas o polvo volcánico, partículas de menos de 4
mm que debido a su tamaño pueden ser transportadas por el viento a grandes
distancias. Cuando en las lavas viscosas se liberan los componentes volátiles,
ocasionan una expansión que forma cavidades no comunicadas entre sí, dando
el aspecto característico de las pumitas o piedra pómez. La consolidación de
estos piroclastos forman las tobas volcánicas y aglomerados.
3. Tipos de erupciones
Dependiendo de la temperatura de los magmas, de la cantidad de productos
volátiles que acompañan a las lavas y de su fluidez (magmas básicos) o viscosidad
(magmas ácidos), los tipos de erupciones pueden ser:
a) Hawaiano: Sus lavas son muy fluidas, sin que tengan lugar desprendimientos
gaseosos explosivos; estas lavas se desbordan cuando rebasan el cráter y se
deslizan con facilidad, formando verdaderas corrientes a grandes distancias.
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15. LA ENERGÍA INTERNA DE LA TIERRA
Algunas partículas de lava, al ser arrastradas por el viento, forman hilos
cristalinos que los nativos llaman cabellos de la diosa Pelé (diosa del fuego).
b) Stromboliano: Recibe el nombre del Stromboli, volcán de las islas Lípari, en el
mar Tirreno, al N. de Sicilia. La lava es fluida, con desprendimientos gaseosos
abundantes y violentos, con proyecciones de escorias, bombas y lapilli. Debido
a que los gases pueden desprenderse con facilidad, no se producen
pulverizaciones o cenizas. Cuando la lava rebosa por los bordes del cráter,
desciende por sus laderas y barrancos, pero no alcanza tanta extensión como
en las erupciones de tipo hawaiano.
c) Vulcaniano: Toma el nombre del volcán Vulcano en las islas Lípari. En este tipo
de volcán se desprenden grandes cantidades de gases de un magma poco
fluido que se consolida con rapidez; por ello las explosiones son muy fuertes y
pulverizan la lava, produciendo gran cantidad de cenizas que son lanzadas al
aire acompañadas de otros materiales fragmentarios. Cuando la lava sale al
exterior se consolida rápidamente, pero los gases que se desprenden rompen y
resquebrajan su superficie, que por ello resulta áspera y muy irregular,
formándose lavas cordadas.
d) Vesubiano: Se diferencia del vulcaniano en que la presión de los gases es muy
fuerte y produce explosiones muy violentas. Forma nubes ardientes que, al
enfriarse, producen precipitaciones de cenizas, que pueden llegar a sepultar
ciudades, como ocurrió en Pompeya.
e) Peleano: Entre los volcanes de las Antillas es célebre el de la Montaña Pelada
de la isla Martinica por su erupción de 1902, que ocasionó la destrucción de su
capital, San Pedro. Su lava es extremadamente viscosa y se consolida con gran
rapidez, llegando a tapar por completo el cráter; la enorme presión de los
gases, que no encuentran salida, levanta este tapón que se eleva formando una
gran aguja. Esto ocurrió el 8 de mayo, cuando las paredes del volcán cedieron a
tan enorme empuje, abriéndose un conducto por el que salieron con
extraordinaria fuerza los gases acumulados a elevada temperatura y que,
mezclados con cenizas, formaron la nube ardiente que alcanzó 28 000 víctimas.
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16. LA ENERGÍA INTERNA DE LA TIERRA
f) Krakatoano: La explosión volcánica más formidable de las conocidas hasta la
fecha fue la del volcán Krakatoa. Originó una tremenda explosión y enormes
maremotos. Se cree que este tipo de erupciones son debidas a la entrada en
contacto de la lava ascendente con el agua o con rocas mojadas, por ello se
denominan erupciones freáticas.
4. Morfología de los volcanes
La forma de los aparatos volcánicos depende de la naturaleza de la lava y de
los componentes gaseosos, vamos a ver diferentes tipos.
En el vulcanismo puntual, si la lava es muy viscosa (ácida) el cráter queda
taponado, con la lava solidificada formando un saliente con aspecto de aguja o pitón.
Es característico del vulcanismo peleano. Si la lava es intermedia, alternando las
erupciones de lava con la expulsión de materiales piroclásticos, se forman los
estratovolcanes. Los conos volcánicos presentan una pendiente acusada, por
acumulación de coladas sucesivas, con alternancia de lavas y rocas piroclásticas. Son
ejemplos: el Teide, el Vesubio, el Fuji y el Paracutín.
Si la lava es fluida, se forman amplios volcanes en escudo, con conos de
pequeña pendiente y base muy ancha, como es el caso del Mauna-Loa en Hawai.
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17. LA ENERGÍA INTERNA DE LA TIERRA
Como contraste a estos aparatos volcánicos, se encuentran las calderas,
término tomado de la Caldera de Taburiente, isla de La Palma (islas Canarias). Son
depresiones estructurales cuyo origen puede ser por erosión, hundimiento o
explosión.
5. Fumarolas
Son emisiones gaseosas de las lavas en los cráteres a temperaturas más o
menos elevadas. Su composición varía según la temperatura de las lavas, de tal
manera que va cambiando desde que las fumarolas aparecen hasta su extinción. Se
distinguen los siguientes grupos:
a) Fumarolas secas: Son las que se desprenden de la lava en fusión, en las
proximidades del cráter. Su temperatura es superior a 500oC. Están
compuestas principalmente por cloruros de sodio, potasio y anhídrido
sulfuroso y carbónico.
b) Fumarolas ácidas: con temperaturas comprendidas entre 300oC y 400oC, están
constituidas por gran cantidad de vapor de agua, con ácido clorhídrico y
anhídrido sulfuroso.
c) Fumarolas alcalinas: Temperatura próxima a los 100oC, contienen vapor de
agua con ácido sulfhídrico y cloruro amónico.
6. Solfataras
De temperatura inferior a 100oC, consisten en emisiones de vapor de agua y
ácido sulfhídrico. La solfatara de Pozzuoli, en las cercanías del Vesubio, produce azufre
nativo explotable industrialmente.
7. Mofetas
Son fumarolas frías que desprenden dióxido de carbono. Surgen por grietas del
suelo en regiones volcánicas y también por los cráteres, cuando la erupción ya ha
terminado. Son célebres la gruta del Perro en Nápoles y el Valle de la Muerte en Java.
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18. LA ENERGÍA INTERNA DE LA TIERRA
8. Géiseres
Son otra forma de actividad volcánica atenuada, verdaderos volcanes de vapor
de agua hirviendo. Están constituidos por una chimenea que abre en un cráter en
forma de cubeta, situado en un pequeño cono poco elevado sobre el nivel del suelo.
Son erupciones intermitentes de agua hirviendo, algunas muy ricas en sílice, que
depositan en forma de «geiserita» (variedad de ópalo); otras forman concreciones
calizas marmóreas e incluso verdaderas cascadas pétreas. En Islandia, el Gran Geiser;
en Estados Unidos, el Parque Nacional de Yellowstone y los numerosos de Nueva
Zelanda, son ejemplos típicos.
DISTRIBUCIÓN DE LOS VOLCANES
En la actualidad la tectónica de placas engloba y relaciona todos los fenómenos
geológicos entre sí, por ello en un mapamundi se observa que las zonas volcánicas
coinciden con las sísmicas. La actividad volcánica y sísmica se desarrolla con gran
intensidad en zonas de expansión o extensión de la corteza (dorsales oceánicas: rift
oceánico; y rift continental); en las zonas de comprensión o colisión (zonas de
subducción) donde se forman las cadenas de montañas recientes; en las fosas
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19. LA ENERGÍA INTERNA DE LA TIERRA
oceánicas de los arcos isla; en las cuencas oceánicas y en las zonas continentales
estables.
Hoy en día, de los 500 volcanes activos, sólo un 5 % se mantienen en actividad
continua. No se tienen en cuenta las erupciones submarinas que pasan desapercibidos
al producirse en las cuencas oceánicas. Geográficamente pueden considerarse en la
Tierra cinco zonas de máxima actividad volcánica y sísmica:
1. Circumpacífica
Se denomina también Cinturón de Fuego; se extiende circularmente alrededor
de todo el océano Pacífico y las costas de América, Asia y Oceanía, originándose en las
cadenas montañosas de los Andes, Montañas Rocosas y en los arcos isla. Aparatos
volcánicos actuales se encuentran en Alaska (Katmai), archipiélago de las Aleutianas
(más de 30 volcanes activos), península de Kamchatka, islas Kuriles (arcos isla que
enlazan las Aleutianas, Japón y Filipinas), en Japón (Asama, el Fuji-Yama símbolo
japonés), islas Marianas, Sumatra, Krakatoa, Java; Filipinas, Nueva Guinea, Nuevas
Hébridas, Nueva Zelanda y Tonga; Antártida (Bird, Erebus y Terror), Chile, Argentina
(Aconcagua, 7 035 m), entre Bolivia y Chile (Guallatiri, 6 000 m), Perú (Misi, 5 825 m),
Ecuador (Chimborazo, 6 310 m; Cotopaxi, 5 897 m), Colombia (Nevado del Ruiz, 5 400
m; Tolima, 5 215 m), Costa Rica, Nicaragua, El Salvador, Guatelama, México
(Popocatepetl, 5 452 m; Colima, 3 960 m; Paracutin, 2 743 m; Pico de Orizaba 5 675
m), en Norteamérica, el Santa Elena. Como puntos calientes en la placa Pacífica se
encuentran las islas Hawaii (Mauna-Loa, 4 160 m; Mauna-Kea y Kilauea).
2. Mediterráneo-Asiática
Se extiende desde el océano Atlántico hasta el océano Pacífico transversal de
Oeste a Este Volcanes actuales solamente existen en Italia (Etna, Vulcano, Strómboli y
Vesubio) y en Grecia; pero zonas de gran sismicidad se extienden desde las zonas
Alpinas occidentales hasta las orientales, Béticas, Turquía, Cáucaso, golfo Pérsico, Irán,
Asia Central (Himalaya), hasta llegar a Indonesia donde coincide con la Circumpacífica.
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20. LA ENERGÍA INTERNA DE LA TIERRA
1. Índica
Rodea el océano Índico y por Sumatra y Java enlaza con la Circumpacífica. Hay
muchas islas y montañas submarinas en la dorsal Índica con vulcanismo activo, como la
isla Reunión y las islas Comores en el estrecho de Madagascar.
2. Atlántica
Recorre el océano Atlántico de Norte a Sur, por su zona central. Como
vulcanismo más septentrional está la isla de Jan Mayen en el mar de Groenlandia.
Estas islas que emergen de la dorsal atlántica son: Islandia (Hekla, Laki, Helgafell);
Ascensión, Santa Elena, Tristan da Cunha y Gough; en el Atlántico central las islas
Madeira e islas Salvajes. Asociados a fallas transformantes se encuentran los
archipiélagos de las Azores y las Canarias (Tenerife - Teide, La Palma - Teneguía).
3. Africana
En la región oriental, está relacionada con el rift continental que se extiende
desde Mozambique a Turquía; como volcanes, destacan: el Kilimanjaro, el Meru, el
Kenia y el Niragongo. Entre Etiopía y Somalia se encuentra el nacimiento de un nuevo
océano (el triángulo de Afar) con una incipiente dorsal oceánica que separa la placa
Africana de la Arábiga En el África occidental se levanta el Mont Camerún
relacionado por fallas con el vulcanismo de las islas de Fernando Póo, Príncipe, Santo
Tomé y Annobón.
TERREMOTOS
Un terremoto es el movimiento brusco de la Tierra (con mayúsculas, ya que nos
referimos al planeta), causado por la brusca liberación de energía acumulada durante
un largo tiempo. La corteza de la Tierra está conformada por una docena de placas de
aproximadamente 70 km de grosor, cada una con diferentes características físicas y
químicas. Estas placas ("tectónicas") se están acomodando en un proceso que lleva
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21. LA ENERGÍA INTERNA DE LA TIERRA
millones de años y han ido dando la forma que hoy conocemos a la superficie de
nuestro planeta, originando los continentes y los relieves geográficos en un proceso
que está lejos de completarse. Habitualmente estos movimientos son lentos e
imperceptibles, pero en algunos casos estas placas chocan entre sí como gigantescos
témpanos de tierra sobre un océano de magma presente en las profundidades de la
Tierra, impidiendo su desplazamiento. Entonces una placa comienza a desplazarse
sobre o bajo la otra originando lentos cambios en la topografía. Pero si el
desplazamiento es dificultado comienza a acumularse una energía de tensión que en
algún momento se liberará y una de las placas se moverá bruscamente contra la otra
rompiéndola y liberándose entonces una cantidad variable de energía que origina el
Terremoto.
Las zonas en que las placas ejercen esta fuerza entre ellas se denominan fallas y
son, desde luego, los puntos en que con más probabilidad se originen fenómenos
sísmicos.
La actividad subterránea originada por un volcán en proceso de erupción puede
originar un fenómeno similar.
En general se asocia el término terremoto con los movimientos sísmicos de
dimensión considerable, aunque rigurosamente su etimología significa "movimiento de
la Tierra".
a) Hipocentro
Es el punto en la profundidad de la Tierra desde donde se libera la energía en
un terremoto. Cuando ocurre en la corteza de ella (hasta 70 km de
profundidad) se denomina superficial. Si ocurre entre los 70 y los 300 km se
denomina intermedio y si es de mayor profundidad: profundo (recordemos que
el centro dela Tierra se ubica a unos 6.370 km de profundidad).
b) Epicentro
Es el punto de la superficie de la Tierra directamente sobre el hipocentro,
desde luego donde la intensidad del terremoto es mayor
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22. LA ENERGÍA INTERNA DE LA TIERRA
MEDICIÓN DE TERREMOTOS
Se realiza a través de un instrumento llamado sismógrafo, el que registra en un
papel la vibración de la Tierra producida por el sismo (sismograma). Nos informa la
magnitud y la duración.
Este instrumento registra dos tipos de ondas: las superficiales, que viajan a
través de la superficie terrestre y que producen la mayor vibración de ésta ( y
probablemente el mayor daño) y las centrales o corporales, que viajan a través de la
Tierra desde su profundidad.
1. Escalas
Uno de los mayores problemas para la medición de un terremoto es la
dificultad inicial para coordinar los registros obtenidos por sismógrafos ubicados en
diferentes puntos ("Red Sísmica"), de modo que no es inusual que las informaciones
preliminares sean discordantes ya que fueron basadas en informes que registraron
diferentes amplitudes de onda. Determinar el área total abarcada por el sismo puede
tardar varias horas o días de análisis del movimiento mayor y de sus réplicas. La
prontitud del diagnóstico es de importancia capital para echar a andar los mecanismos
de ayuda en tales emergencias.
A cada terremoto se le asigna un valor de magnitud único, pero la evaluación
se realiza, cuando no hay un número suficiente de estaciones, principalmente basada
en registros que no fueron realizados forzosamente en el epicentro sino en puntos
cercanos. De allí que se asigne distinto valor a cada localidad o ciudad e interpolando
las cifras se cosique ubicar el epicentro.
Una vez coordinados los datos de las distintas estaciones, lo habitual es que no
haya una diferencia asignada mayor a 0.2 grados para un mismo punto. Esto puede ser
más difícil de efectuar si ocurren varios terremotos cercanos en tiempo o área.
Resulta más útil entonces catalogar cada terremoto según su energía intrínseca.
Esta clasificación debe ser un número único para cada evento, y este número no debe
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23. LA ENERGÍA INTERNA DE LA TIERRA
verse afectado por las consecuencias causadas, que varían mucho de un lugar a otro
según mencionamos en el primer párrafo.
2. Escala de Richter
Representa la energía sísmica liberada en cada terremoto y se basa en el
registro sismográfico. Es una escala que crece en forma potencial o semilogarítmica, de
manera que cada punto de aumento puede significar un aumento de energía diez o
más veces mayor. Una magnitud 4 no es el doble de 2, sino que 100 veces mayor.
MAGNITUD EFECTOS DEL TERREMOTO
Menos de 3,5 Generalmente no se siente, pero es registrado
3,5 – 5,4 A menudo se siente, pero sólo causa daños menores.
5,5 – 6,0 Ocasiona daños ligeros a edificios.
6,1 – 6,9 Puede ocasionar daños severos en áreas muy pobladas.
7,0 – 7,9 Terremoto mayor. Causa graves daños.
Mayor de 8,0 Gran terremoto. Destrucción total a comunidades cercanas.
(NOTA: Esta escala es "abierta", de modo que no hay un límite máximo teórico)
El gran mérito del Dr. Charles F. Richter (del California Institute for Technology,
1935) consiste en asociar la magnitud del Terremoto con la "amplitud" de la onda
sísmica, lo que redunda en propagación del movimiento en un área determinada. El
análisis de esta onda (llamada "S") en un tiempo de 20 segundos en un registro
sismográfico, sirvió como referencia de "calibración" de la escala. Teóricamente en
esta escala pueden darse sismos de intensidad negativa, lo que corresponderá a leves
movimientos de baja liberación de energía.
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24. LA ENERGÍA INTERNA DE LA TIERRA
ONDAS SÍSMICAS
Las ondas sísmicas son un tipo de onda elástica consistentes en la propagación
de perturbaciones temporales del campo de esfuerzos que generan pequeños
movimientos en un medio.
Las ondas sísmicas pueden ser generadas por movimientos telúricos naturales,
los más grandes de los cuales pueden causar daños en zonas donde hay asentamientos
urbanos. Existe toda una rama de la sismología que se encarga del estudio de este tipo
de fenómenos físicos. Las ondas sísmicas pueden ser generadas también
artificialmente mediante el empleo de explosivos o camiones vibradores (vibroseis).
La sísmica es la rama de la sismología que estudia estas ondas artificiales por ejemplo
la exploración del petróleo.
1. Tipos de ondas sísmicas:
Existen ondas de compresión, ondas transversales y ondas superficiales como
Love o Rayleigh. Las Ondas de compresión son las más rápidas por eso se llaman ondas
primarias (ondas P). Las ondas transversales son un poco más lentas, llegan un poco
más tarde a la estación (Ondas secundarias u ondas P). Las diferencias en las
velocidades se usa en la medición de temblores y terremotos. La diferencia entre la
llegada de la onda "p" y de la onda "s" (delta t) corresponde a la distancia del foco.
(delta t es grande, sí el foco es muy lejano, porque la onda p se propaga más rápido).
1.1. Ondas "p" u ondas longitudinales u ondas de compresión
Las partículas de una onda p, longitudinal o de compresión oscilan en la
dirección de propagación de la onda. Las ondas p son parecidas a las ondas sonoras
ordinarias. Las ondas p son más rápidas que las ondas s o es decir después un temblor
en un observatorio primeramente llegan las ondas p, secundariamente las ondas s.
1.2. Ondas "s" u ondas transversales u ondas de cizalla
Las partículas de una onda s, transversal o de cizalla oscilan
perpendicularmente a la dirección de propagación. Se distingue las ondas sh, cuyas
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25. LA ENERGÍA INTERNA DE LA TIERRA
partículas oscilan en el plano horizontal y perpendicular a la dirección de propagación,
y las ondas sv, cuyas partículas oscilan en el plano vertical y perpendicular a la
dirección de propagación. En las ondas s polarizadas sus partículas oscilan en un único
plano perpendicular a su dirección de propagación.
1.3. Ondas de Rayleigh
Rayleigh (1885) predijo la presencia de ondas superficiales diseñando
matemáticamente el movimiento de ondas planas en un espacio seminfinito elástico.
Las ondas de Rayleigh causan un movimiento rodante parecido a las ondas del mar y
sus partículas se mueven en forma elipsoidal en el plano vertical, que pasa por la
dirección de propagación. En la superficie el movimiento de las partículas es
retrógrado con respecto al avance de las ondas. La velocidad de las ondas
Rayleigh (vRayleigh)es menor que la velocidad de las ondas s (transversales).
WEBGRAFÍA
1. http://web.educastur.princast.es/proyectos/biogeo_ov/4a_ESO/02_placas/INDICE.htm
2. http://www.terra.es/personal/agmh25/volcanes/home.htm
3. http://es.wikipedia.org/wiki/Terremotos
Este tema es un resumen sacado del libro
de texto de CCNN de 2º ESO de la Editorial Oxford
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