Sesion 15

GEOLOGIA GENERAL
GEOLOGIA GENERAL
2015–II
SESION 15

Placas rígidas que
constituyen la superficie
de la tierra

Bordes de placa
divergente situadas a lo
largo de las cretas de las
dorsales oceánicas

Zonas de convergencia de
placas
A.- Océano - continente
B.- Océano - océano
C.- Continente- Continente

Bordes de falla transformante,
que desplaza los segmentos
de la dorsal Centro atlántica.

TECTONICA DE PLACAS
En 1968 se unieron los conceptos de deriva continental y expansión del
fondo oceánico en una teoría mucho más completa conocida como
tectónica de placas. La tectónica de placas puede definirse como una teoría
compuesta por una gran variedad de ideas que explican el movimiento
observado de la capa externa de la tierra por medio de los mecanismos de
subducción y expansión del fondo oceánico, que a su vez generan los
principales rasgos geológicos de la tierra, entre ellos los continentes, las
montañas y las cuencas oceánicas. Las implicaciones de la tectónica de
placas son de tanto alcance que ésta teoría se ha convertido en la base
sobre la que se consideran la mayoría de los procesos geológicos.

TECTÓNICA DE PLACAS
PRINCIPALES PLACAS DE LA TIERRA
Según el modelo de la tectónica de placas, el manto superior, junto con la
corteza suprayacente, conforman la litósfera que está rota en fragmentos,
denominados placas Las placas de la litósfera son más delgadas en los
océanos, donde su grosor puede variar entre unos pocos kilómetros en las
dorsales oceánicas y 100 kilómetros en las cuencas oceánicas profundas. Por el
contrario, la litosfera continental, por regla general, tiene un grosor de entre
100 y 150 kilómetros, pero puede superar los 250 kilómetros debajo de las
porciones más antiguas de las masas continentales. La litósfera se encuentra
por encima de una región más dúctil del manto, conocida como la astenósfera.
El régimen de temperatura y presión de la astenósfera superior es tal que las
rocas que allí se encuentran se aproximan mucho a sus temperaturas de
fusión, lo que provoca una zona muy dúctil que permite la separación efectiva
de la litósfera de las capas inferiores.

Así, la roca poco resistente que se encuentra dentro de la astenósfera superior
permite el movimiento de la capa externa rígida de la Tierra. La litosfera está
rota en numerosos fragmentos, llamados placas, que se mueven unas con
respecto a las otras y cambian continuamente de tamaño y forma.
Se reconocen siete placas principales, son la placa Norteamericana, la
Sudamericana, la del Pacífico, la Africana, la Euroasiática, la Australiana y la
Antártica. La mayor es la placa del Pacífico, que abarca una porción
significativa de la cuenca del océano Pacífico. Con la hipótesis de la deriva
continental de Wegener, quien propuso que los continentes se movían a través
del suelo oceánico, no con él. Obsérvese también que ninguna
de las placas está definida completamente por los márgenes de un continente.

Las placas de tamaño mediano son la Caribeña, la de Nazca, la Filipina, la
Arábiga, la de Cocos, la de Scotia y la de Juan de Fuca. Además, se han
identificado más de una docena de placas más pequeñas.
Uno de los principales fundamentos de la teoría de la tectónica de placas es
que las placas se mueven como unidades coherentes en relación con todas las
demás placas.
A medida que se mueven las placas, la distancia entre dos puntos situados
sobre la misma placa (Nueva York y Denver, por ejemplo) permanece
relativamente constante, mientras que la distancia entre puntos situados sobre
placas distintas, como Nueva York y Londres, cambia de manera gradual.
(Recientemente se ha demostrado que las placas pueden sufrir alguna
deformación interna, en particular la litosfera oceánica.)

Las placas litosféricas se mueven en relación con las demás a una
velocidad muy lenta pero continua que es, de media, de unos cinco
centímetros anuales. Este movimiento es impulsado en último extremo
por la distribución desigual del calor en el interior de la Tierra. El material
caliente que se encuentra en las profundidades del manto se mueve
despacio hacia arriba y sirve como una parte del sistema de convección
interna de nuestro planeta.
Simultáneamente, láminas más frías y densas de la litosfera oceánica
descienden al manto, poniendo en movimiento la capa externa rígida de
la Tierra. Por último, los titánicos roces entre las placas litosféricas de la
Tierra generan terremotos, crean volcanes y deforman grandes masas de
roca en las montañas.

BORDES DE PLACA
Las placas litosféricas se mueven como unidades coherentes en relación con las otras
placas. Aunque el interior de las placas puede experimentar alguna deformación, las
principales interacciones entre las placas se produce a lo largo de sus bordes. De
hecho, los bordes de placa se establecieron por primera vez representando las
localizaciones de los terremotos. Además, las placas tienen tres tipos distintos de
bordes, que se diferencian en función del tipo de movimiento que exhiben. Éstos son:
1. Bordes Divergentes
2. Bordes Convergentes
3. Bordes de falla transformante

BORDES DE PLACA
A.- Borde divergente
B.-Borde convergente
C.-Borde transformante

BORDES DE PLACA
1. Bordes Divergentes:
La mayoría de los bordes divergentes (di = aparte; vergere = moverse) se sitúa a
lo largo de las crestas de las dorsales oceánicas y puede considerarse bordes de
placa constructivos, dado que es donde se genera nueva litosfera oceánica. Los
bordes divergentes también se denominan centros de expansión, porque la
expansión del fondo oceánico se produce en estos bordes. Aquí, a medida que
las placas se separan del eje de la dorsal, las fracturas creadas se llenan
inmediatamente con roca fundida que asciende desde el manto caliente
situado debajo. Este magma se enfría de una manera gradual generando una
roca dura y produciendo así nuevos fragmentos de fondo oceánico. De una
manera continua, las placas adyacentes se separan y una nueva litosfera
oceánica se forma entre ellas.

BORDES DIVERGENTES
Los bordes de placa
divergentes están
situados a lo largo
de las crestas de las
dorsales oceánicas

BORDES DE PLACA
2.-Bordes Convergentes
Aunque se está produciendo continuamente nueva litósfera en las dorsales
oceánicas, el tamaño de nuestro planeta no aumenta: su superficie total
permanece constante. Para compensar la adición de litósfera recién creada, las
porciones más antiguas de la litósfera oceánica descienden al manto a lo largo
de los bordes convergentes. Dado que la litósfera se “destruye” en los bordes
convergentes, éstos también se denominan bordes de placa destructivos.
Aparecen bordes de placas convergentes donde dos placas se mueven una
hacia la otra y el movimiento se ajusta con el deslizamiento de una placa por
debajo de la otra. A medida que dos placas van convergiendo lentamente, el
borde frontal de una de ellas se dobla hacia abajo, permitiéndole deslizarse por
debajo de la otra. La expresión superficial producida por la placa descendente
es una fosa submarina .

BORDES DE PLACA
2.-Bordes Convergentes
Las fosas formadas de ésta manera pueden tener miles de kilómetros de
longitud de 8 a 12 kilómetros de profundidad y de 50 a 100 kilómetros de
anchura. Los bordes convergentes también se denominan zonas de subducción
por que son lugares donde la litósfera desciende hacia la astenósfera. La
subducción se produce porque la densidad de la placa litosférica descendente
es mayor que la de la astenósfera que es subyacente.
Cada zona convergente está controlado por el tipo de material de la corteza
que interviene y por el ambiente tectónico. Los bordes convergentes se pueden
formar entre dos placas oceánicas, una placa oceánica y una continental o dos
placas continentales.

BORDES DE PLACA
3.-Bordes de falla transformante
Las placas se desplazan una al lado de la otra sin producir ni destruir litósfera.
Las fallas transformantes fueron identificadas en primer lugar allí donde
desplaza los segmentos desalineados de una dorsal oceánica. La verdadera
naturaleza de fallas transformantes se descubrió en 1965, Wilson sugirió que
esas grandes fallas conectan los cinturones activos globales(bordes:
convergentes, divergentes, transformantes) en una red continua que divide la
superficie externa de la tierra en varias placas rígidas . Por tanto Wilson, se
convirtió en el primero en sugerir que la tierra estaba compuesta por placas
individuales, a la vez que identificó las fallas a lo largo de las cuales es posible
el movimiento relativo entre placas.

BORDES DE PLACA
La mayoría de fallas transformantes une dos segmentos de una dorsal centro
oceánica. Aquí son partes de unas líneas prominentes de rotura en la corteza
oceánica conocidas como zonas de fractura, que abarcan las fallas
transformantes y sus extensiones inactivas en el interior de las placas. Éstas
zonas de fractura se encuentran aproximadamente cada 100 Km a lo largo de
la dirección del eje de la dorsal. Las fallas transformantes activas se encuentran
en sólo entre los dos segmentos desplazados de la dorsal. Entre los dos
segmentos de la dorsal las dos placas adyacentes se están rozando conforme
se desplazan a lo largo de la falla.

BORDES DE PLACA
Esta falla transformante conecta un borde
divergente con una zona de subducción.

VIDEO
DERIVA DE LOS CONTINENTES

MEDICIÓN DEL MOVIMIENTO DE PLACAS
Se han establecido para métodos para hallar la dirección y la velocidad del
movimiento de placas. Las huellas de los puntos calientes como el de las
cadenas de las islas Hawai- Emperador, marcan la dirección del movimiento de
la placa del Pacífico en relación con el manto subyacente. Además, midiendo la
longitud de ésta cadena volcánica y el intervalo de tiempo entre la formación
de la estructura más antigua y la estructura más joven, se puede calcular una
velocidad media del movimiento de la placa.
En esta caso, la cadena volcánica mide unos 3000 kilómetros de longitud y se
formó durante los últimos 65 millones de años: el cálculo de la velocidad media
de movimiento da como resultado unos 9 centímetros al año. La exactitud de
éste cálculo depende de la posición fija del punto caliente en el manto.

EL PALEOMAGNETISMO
El paleomagnetismo almacenado en las rocas del fondo oceánico también
proporciona un método de medición de las velocidades del movimiento de las
placas. Existe un modelo simétrico de franjas magnéticas a ambos lados de la
dorsal oceánica. Poco después de éste descubrimiento, investigadores
asignaron edades a las franjas magnéticas mediante la escala de tiempo
magnético elaborada a partir de las coladas de lava en la tierra. Una vez
determinada la edad de la franja magnética y su distancia a la cresta de la
dorsal, puede calcularse la velocidad media del movimiento de las placas.

Este mapa ilustra los movimientos y direcciones de las placas en centímetros al
año.

TERREMOTOS
Un terremoto, también llamado sismo o temblor de tierra, es una sacudida del
terreno que se produce debido al choque de las placas tectónicas y a la
liberación de energía en el curso de una reorganización brusca de materiales de
la corteza terrestre al superar el estado de equilibrio mecánico. Los más
importantes y frecuentes se producen cuando se libera energía potencial
elástica acumulada en la deformación gradual de las rocas contiguas al plano de
una falla activa, pero también pueden ocurrir por otras causas, por ejemplo en
torno a procesos volcánicos, por hundimiento de cavidades cársticas o por
movimientos de ladera.

Vista aérea de Puerto Príncipe. La ciudad quedó destruida tras el terremoto de Haití en 2010.
TERREMOTOS

TERREMOTOS
ORIGEN
El origen de los terremotos se encuentra en la acumulación de energía que se
produce cuando los materiales del interior de la Tierra se desplazan, buscando
el equilibrio, desde situaciones inestables que son consecuencia de las
actividades volcánicas y tectónicas, que se producen principalmente en los
bordes de la placa.
Aunque las actividades tectónica y volcánica son las principales causas por las
que se generan los terremotos, existen otros muchos factores que pueden
originarlos: desprendimientos de rocas en las laderas de las montañas y el
hundimiento de cavernas, variaciones bruscas en la presión atmosférica por
ciclones e incluso la actividad humana. Estos mecanismos generan eventos de
baja magnitud que generalmente caen en el rango de microsismos, temblores
que sólo pueden ser detectados por sismógrafos.

TERREMOTOS
LOCALIZACIONES
Los terremotos tectónicos se suelen producir en zonas donde la concentración
de fuerzas generadas por los límites de las placas tectónicas dan lugar a
movimientos de reajuste en el interior y en la superficie de la Tierra. Es por esto
que los sismos o seísmos de origen tectónico están íntimamente asociados con
la formación de fallas geológicas. Suelen producirse al final de un ciclo
denominado ciclo sísmico, que es el período durante el cual se acumula
deformación en el interior de la Tierra que más tarde se liberará
repentinamente. Dicha liberación se corresponde con el terremoto, tras el cual
la deformación comienza a acumularse nuevamente.
El punto interior de la Tierra donde se produce el sismo se denomina foco
sísmico o hipocentro, y el punto de la superficie que se halla directamente en la
vertical del hipocentro —y que, por tanto, es el primer afectado por la
sacudida— recibe el nombre de epicentro.

En un terremoto se distinguen:
• Hipocentro.- zona interior profunda, donde se produce el terremoto.
• Epicentro.- área de la superficie perpendicular al hipocentro, donde
repercuten con mayor intensidad las ondas sísmicas.
TERREMOTOS

TERREMOTOS
PROPAGACIÓN
El movimiento sísmico se propaga mediante ondas elásticas (similares al
sonido), a partir del hipocentro. Las ondas sísmicas se presentan en tres tipos
principales:
• Ondas longitudinales, primarias o P: tipo de ondas de cuerpo que se
propagan a una velocidad de entre 8 y 13 km/s y en el mismo sentido que la
vibración de las partículas. Circulan por el interior de la Tierra, atravesando
tanto líquidos como sólidos. Son las primeras que registran los aparatos de
medida o sismógrafos, de ahí su nombre "P".

• Ondas transversales, secundarias o S: son ondas de cuerpo más lentas que
las anteriores (entre 4 y 8 km/s) y se propagan perpendicularmente en el
sentido de vibración de las partículas. Atraviesan únicamente los sólidos y se
registran en segundo lugar en los aparatos de medida.
• Ondas superficiales: son las más lentas de todas (3,5 km/s) y son producto
de la interacción entre las ondas P y S a lo largo de la superficie de la Tierra.
Son las que producen más daños. Se propagan a partir del epicentro y son
similares a las ondas que se forman sobre la superficie del mar. Este tipo de
ondas son las que se registran en último lugar en los sismógrafos.
TERREMOTOS

TERREMOTOS
Daños producidos por el terremoto del año 1960 en Valdivia, Chile. Es el sismo más fuerte registrado en la
historia de la humanidad, con 9,5 grados en la escala de Richter.

VIDEO
TERREMOTOS MAS FUERTES DEL MUNDO

TERREMOTOS
FALLAS GEOLÓGICAS
Una falla es una fractura que separa dos bloques de roca, los cuales pueden deslizarse
uno respecto al otro en forma paralela a la fractura. Existen tres tipos de fallas: fallas
de rumbo o transcurrentes, fallas normales y fallas inversas. Las fallas de rumbo son
fallas verticales (o casi verticales) donde los bloques se mueven horizontalmente. Este
movimiento horizontal puede ser de tipo lateral derecho o de tipo lateral izquierdo,
dependiendo de si un observador parado en uno de los bloques ve que el bloque de
enfrente se mueve hacia la derecha o hacia la izquierda.
Las fallas normales son fracturas inclinadas con bloques que se deslizan en forma
vertical, principalmente. En este caso, los bloques reciben el nombre de techo y piso; el
techo es el bloque que yace sobre la fractura inclinada. Si el techo de la falla se mueve
hacia abajo, la falla es de tipo normal. En caso contrario, se trata de una falla inversa.
Cuando el movimiento de los bloques es una combinación de movimiento horizontal y
vertical se habla de una falla oblicua

TERREMOTOS
ONDAS ELÁSTICAS
La energía liberada durante un temblor se propaga por la Tierra en forma de ondas
elásticas denominadas ondas P, ondas S y ondas superficiales de Love y Rayleigh. Las
ondas P hacen que el suelo se mueva hacia delante y hacia atrás en la misma
dirección en la que se propagan (ondas de compresión); las ondas S producen
movimientos perpendiculares a su dirección de propagación (ondas de cizalla), y las
ondas de Love y Rayleigh producen movimientos horizontales y elíptico-
longitudinales del suelo, respectivamente.
Por su capacidad de transmitirse por el interior de la Tierra, a las ondas P y S
también se les conoce como ondas de cuerpo. A diferencia de éstas, y como su
nombre lo indica, las ondas superficiales solamente viajan cerca de la superficie
terrestre. La onda P, por ser la más rápida, es la primera en registrarse en una
estación sismológica. Se transmite por la corteza a una velocidad promedio de 6
km/s. La onda S es más lenta y se propaga a una velocidad de aproximadamente el
60% de la velocidad de la onda P

TERREMOTOS
Daños producidos por el terremoto de 1906 en San Francisco, Estados Unidos..

TERREMOTOS
TERREMOTOS INDUCIDOS
Hoy en día se tiene la certeza de que si se inyectan en el subsuelo, ya sea como
consecuencia de la eliminación de desechos en solución o en suspensión, o por la
extracción de hidrocarburos, se provoca, con un brusco aumento de la presión
intersticial, una intensificación de la actividad sísmica en las regiones ya sometidas a
fuertes tensiones. Pronto se deberían controlar mejor estos sismos inducidos y, en
consecuencia, preverlos, tal vez, pequeños sismos inducidos pudieran evitar el
desencadenamiento de un terremoto de mayor magnitud.

TERREMOTOS
ESCALAS DE MAGNITUDES E INTENSIDADES
• La Escala sismológica de Richter, también conocida como escala de
magnitud local (ML), es una escala logarítmica arbitraria que asigna un
número para cuantificar el efecto de un terremoto.
• La Escala sismológica de magnitud de momento es una escala logarítmica
usada para medir y comparar seísmos. Está basada en la medición de la
energía total que se libera en un terremoto. Fue introducida en 1979 por
Thomas C. Hanks y Hiroo Kanamori como la sucesora de la escala de Richter.

ESCALAS DE MAGNITUDES E INTENSIDADES
• La Escala sismológica de Mercalli es una escala de 12 puntos desarrollada
para evaluar la intensidad de los terremotos a través de los efectos y daños
causados a distintas estructuras. Debe su nombre al físico italiano Giuseppe
Mercalli.
• La Escala Medvedev- Sponheuer-Karnik, también conocida como escala MSK
o MSK-64, es una escala de intensidad macrosísmica usada para evaluar la
fuerza de los movimientos de tierra basándose en los efectos destructivos
en las construcciones humanas y en el cambio de aspecto del terreno, así
como en el grado de afectación entre la población. Tiene doce grados de
intensidad, siendo el más bajo el número uno, y expresados en números
romanos para evitar el uso de decimales
TERREMOTOS

TERREMOTOS
Se produjeron 358,214 terremotos de mayor o menor intensidad entre 1963 y 1998.

ACCIÓN GEOLÓGICA
DEL AGUA

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