Tectónica de Placas, Minerales y Rocas Sedimentarias: Dinámica Terrestre y Procesos Geológicos

**Tectónica de Placas**

Es una teoría general sobre la dinámica terrestre que se apoya en los siguientes conceptos básicos: la existencia de flujo convectivo en todo el Manto que se comporta plásticamente frente a la Litosfera que es un millón de veces más rígida, y la litosfera se rompe en fragmentos denominados **placas**, cuyos límites se encuentran en los cinturones sísmicos.

**Las Placas Tectónicas:** las placas se mueven en relación con las demás a una velocidad muy lenta pero constante; las placas cambian continuamente de forma y tamaño. Esto permite el desplazamiento relativo de los continentes; hay placas sólo de corteza oceánica, o sólo de continental, pero la mayoría incluye un continente entero además de una gran área de suelo oceánico.

**Los límites de placas:** Existen tres tipos de límites de placas: **bordes constructivos** o dorsales, donde se genera litosfera oceánica; **bordes destructivos** o zonas de subducción, marcados por la presencia de fosas, donde se destruye litosfera oceánica mediante subducción; **bordes pasivos** de placa, se refieren a las denominadas fallas transformantes con desplazamiento lateral, dónde no se crea ni se destruye material.

**La actividad en los bordes de placa:** La interacción entre las placas individuales se produce a lo largo de sus bordes. Aunque casi toda la actividad geológica procedente de la energía interna se produce en los bordes de placa, esta regla tiene algunas excepciones: Cuando se produce una colisión muy importante, la deformación puede afectar no sólo al borde destructivo, sino a la totalidad de las placas. La existencia de volcanes activos lejos de los límites de placas forzó a reconocer la existencia de focos térmicos independientes denominados **puntos calientes**, que provocan el ascenso de material caliente que termina en un volcán activo.

**Los bordes constructivos:** Se forman por rotura de la litosfera continental y formación de litosfera oceánica a partir del magma proveniente del manto superior. Las elevaciones lineales y extensas que se forman a lo largo de los bordes de placa divergentes se denominan **dorsales oceánicas**.

Una dorsal típica tiene unos mil km de anchura y se eleva mil o dos mil metros sobre el fondo oceánico. (Es decir que forman relieves mucho más suaves y anchos que las cadenas montañosas continentales). En su zona central y a lo largo del eje existen grandes fosas limitadas por fallas normales denominadas **valles del rift**. Se han emitido coladas de lavas basálticas de aspecto reciente, aunque no ha sido vista ninguna erupción volcánica, lo que demuestra la continuidad del fenómeno a escala geológica pero no a escala humana. La fábrica del fondo oceánico está parada la mayor parte del tiempo.

**Evolución de una dorsal:** La Formación de una dorsal se inicia con la ruptura de un continente. La rotura de un continente puede ocurrir por el ascenso de plumas y puntos calientes del manto: las regiones más calientes de lo normal en el manto generan fusión por descompresión que produce regiones volcánicas denominados **puntos calientes**. Las plumas de manto pueden hacer que la corteza suprayacente se abombe, se debilite y se rompa; el ascenso y el estiramiento de la corteza crean **rifts continentales**: conjunto de fallas con bloque central hundido que forma una depresión. Se denomina etapa de rift continental; posteriormente se inicia la formación de corteza oceánica y se abre una nueva cuenca oceánica. Etapa de rift oceánico; la corteza oceánica sigue creciendo y se forma la dorsal. En los márgenes continentales se desarrollan **bordes continentales pasivos**, con la acumulación progresiva de sedimentos.

**Bordes pasivos:** Se denominan bordes pasivos a aquellos límites de placa en los que ni se crea ni se consume corteza oceánica. Se trata de fracturas con desplazamiento lateral que interrumpen las dorsales desplazándolas, denominadas **fallas transformantes**. Tal como las definió Tuzo Wilson, estas fallas se forman para acomodar las diferencias de velocidad de creación de corteza oceánica a lo largo de una dorsal. Sin embargo, tienen un origen complejo y las mejor estudiadas parecen ser prolongaciones de fracturas continentales. Ejemplo: la falla de San Andrés.

**Bordes destructivos:** Se forman en los márgenes de los continentes cuando la litosfera oceánica más densa se rompe y comienza a hundirse bajo la litosfera continental. Su consecuencia más importante es la formación de cadenas montañosas, denominadas **orógenos**. En la formación de un borde destructivo o de subducción se dan los siguientes pasos: Ruptura del margen continental estable; Inicio de la subducción y formación de una fosa oceánica; Formación de magmas y volcanismo; Plegamiento y levantamiento de los sedimentos formando un cordillera montañosa; Creación del Orógeno.

**Orógenos de subducción:** Pueden ser de tipo arco – isla o de tipo andino;

  • Tipo Arco-Isla. En estos subduce corteza oceánica bajo corteza oceánica, aunque siempre en las proximidades de un continente. Se generan procesos magmáticos más complejos y variados que los de las dorsales, a partir de la fusión de la corteza subducida y de los sedimentos arrastrados. La ascensión de los magmas puede alcanzar la superficie generando arcos de islas volcánicas que aportan gran cantidad de sedimentos en sus márgenes.
  • Tipo Andino. En los de tipo andino, la corteza oceánica subduce por debajo de la continental, generando gran actividad magmática, que puede o no alcanzar la superficie. La cordillera montañosa se encuentra en el borde del continente y los esfuerzos y la deformación se prolongan hacia el interior del continente.

**Orógenos de colisión:** Se produce la convergencia continente – continente. La diferencia con los anteriores es temporal, porque antes de una colisión tuvo que darse un orógeno de tipo andino, mientras se consume la corteza oceánica que separa inicialmente los continentes que van a chocar.

La cuenca oceánica previa se cierra completamente y se acaba la subducción, aunque los empujes pueden continuar. Los sedimentos de los respectivos bordes continentales se comprimen y montan sobre uno de los continentes generando el orógeno. Este orógeno es muy grueso debido a la subducción muy prolongada. Se producen estructuras complicadas y deformación que afecta a las dos placas.

**El ciclo de Wilson:** Quizá el mejor modelo para comprender los efectos que tienen en la superficie terrestre la creación y destrucción de litosfera sea el denominado **Ciclo de Wilson** (ideado por Tuzo Wilson). El esquema consta de varias etapas. En la primera, un continente se fragmenta por la acción de una anomalía térmica bajo él. A continuación, y a partir de la línea de fragmentación, se genera litosfera oceánica, con lo que los dos fragmentos del continente inicial comienzan a alejarse, al tiempo que se crea una cuenca oceánica entre ambos. Cuando la cuenca oceánica es lo bastante antigua, la litosfera oceánica -debido a su mayor densidad, a su diferencia de temperaturas con la dorsal, y al peso de los sedimentos acumulados-, se hunde bajo la continental formándose un nuevo borde de placa. En este momento la cuenca oceánica deja de crecer. Como simultáneamente otras dorsales están actuando en otras partes de la Tierra, los continentes pueden ser ahora empujados en sentido contrario, con lo que la cuenca oceánica volverá a cerrarse, colisionando los fragmentos del continente inicial. Podría pensarse que, exceptuando la aparición de una sutura, un continente que haya experimentado un ciclo de Wilson permanece sin cambios. Esto no es así, ya que se forman orógenos, y se genera un crecimiento continental neto por aporte de rocas magmáticas y adición lateral de sedimentos que forman los complejos subductivos. Así, la dinámica litosférica constituye un sistema de fabricación de corteza oecánica en las dorsales, y luego de corteza continental en las zonas de subducción. El conjunto se denomina **proceso ígneo en dos etapas**.

**Los procesos de intraplaca:** Aunque la mayor parte de la actividad geológica de origen interno -magmatismo, metamorfismo, deformaciones- se desarrolla en los bordes de placa, existen algunas excepciones. Cuando aparece vulcanismo en el interior de una cuenca oceánica se explica por la existencia de **puntos calientes**, lugares en donde asciende material del manto transportando calor.

Si la placa se mueve sobre el punto caliente se forman archipiélagos de islas volcánicas como el de Hawaii o relieves submarinos de volcanes que ya no son activos. Si el punto caliente se sitúa bajo litosfera continental, más gruesa, se puede provocar vulcanismo (Yellowstone) o pequeñas intrusiones graníticas. Si se produce una colisión continental importante, la deformación puede afectar al interior de la placa en su totalidad, e incluso puede iniciarse la fragmentación del continente en otro punto.

**Mecanismo de movimiento de las placas:** Muchos datos actuales han demostrado la existencia de corrientes térmicas profundas que afectan a todo el manto. El motor de este movimiento se genera en el calor emitido desde el núcleo externo y el enfriamiento que causa la subducción de las placas frías en el manto superior. Si las corrientes térmicas son lineales generan dorsales, y si son puntuales generan puntos calientes.

**Minerales y Rocas**

**Minerales:** substancias (elementos o compuestos) sólidas (excepto el mercurio) inorgánicas, de origen natural, homogéneas, con una composición química y una estructura cristalina definida y estable dentro de los límites de la física y química.

**Rocas:** agregados de minerales formados en un mismo proceso natural. Formadas por diversos minerales (polimineralicas) pero son comunes aunque cuantitativamente poco importantes, las rocas monomineralicas formada por cristales de un mismo mineral con cantidades accesorias de otros.

**Densidad relativa:** relación entre la masa de un mineral y una masa de agua de igual volumen a una temperatura determinada.

**Rocas Sedimentarias**

A menudo contienen fósiles que permiten deducir condiciones paleoambientales y geología histórica. Se originan como consecuencia del depósito y consolidación de materiales erosionados de la superficie terrestre, o a partir de la precipitación química desde el seno de un fluido, o por acumulación de restos de organismos.

**PROCESOS SEDIMENTARIOS**:

  • **Meteorización** (física, química, biológica)
  • **Transporte** (tracción, suspensión, solución)
  • **Depósito** (biológica, física, química)
  • **Diagénesis** (deshidratación, compactación, cementación)

**Meteorización**

Alteración, descomposición de las rocas sin transporte. Física y Química. Ambas se relacionan, meteorización física crea fisuras por donde penetra el agua para efectuar su acción química. Es la desintegración y descomposición de una roca en la superficie terrestre como consecuencia de su exposición a los agentes atmosféricos.

**Meteorización Física**

  • **Descompresión** (pérdida de presión de carga por erosión, resultado es formación de fisuras y diaclasas y afecta a todas las rocas que alcanzan la superficie)
  • **Gelifracción** (cuando el agua de las fisuras de las rocas aumenta su volumen al solidificarse y provoca fracturación y forma canchales)
  • **Expansión Térmica** (rotura de materiales por nidos de calentamiento y enfriamiento que provocan dilatación y contracción de minerales)
  • **Biológica** (debida a raíces de las plantas mayores o a la colonización por microorganismos)

**Meteorización Química**

Cambios en la composición química y mineralógica de las rocas por influencia de agentes atmosféricos.

  • **Disolución** (agua es capaz de disolver rocas salinas formadas por cloruros o yesos, carbonatación es un proceso en el que interviene el CO2 disuelto en el agua, estas rocas son insolubles en agua pero si hay CO2 se forman bicarbonatos y forma paisaje kárstico)
  • **Oxidación** (reacción del oxígeno con iones bivalentes como el hierro)
  • **Hidrólisis** (afecta a silicatos, minerales reaccionan con iones h+ o OH- presentes en el agua provocando liberación de cationes solubles). Hay algunos resistentes a esta meteorización como el cuarzo que forma la cuarcita.

**Tipos de Sedimentos**

  • **Detríticos** (fragmentos llegan a cuencas sedimentarias en estado sólido, depositándose por decantación)
  • **Químicos** (precipitación química de sustancias que han llegado a la cuenca en disolución)
  • **Orgánicos** (intervienen seres vivos)

**Erosión y Transporte**

  • **Erosión** (destrucción o denudación, desgaste y pérdida de sustancia de las rocas que se produce cuando agentes de transporte arrastran la tierra o roca meteorizada)
  • **Depósito** (los materiales sufren un cierto transporte hacia zonas deprimidas de acumulación llamadas cuencas)

**Sedimentación**

Acumulación del material erosionado, comienza cuando las partículas no pueden ser transportadas o cesa la energía agente transporte, mayormente en cuencas marinas aunque también en cuencas continentales de ríos o lagos.

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