Tectónica de placas y procesos internos

Existen dos formas complementarias de dividir las capas de la Tierra:

1. Modelo Geoquímico (Compositivo): Se basa en la composición química de los materiales.

   • Corteza: La capa más externa y fina. Se divide en corteza oceánica (más densa y joven, rica en basalto) y corteza continental (menos densa y antigua, rica en granito).
   • Manto: Representa el 82% del volumen terrestre. Está compuesto por rocas ricas en silicatos de hierro y magnesio (peridotitas).
   • Núcleo: Formado principalmente por hierro y níquel.

2. Modelo Dinámico (Mecánico): Se basa en el comportamiento físico (rigidez, elasticidad) de las capas.

   • Litosfera: Capa rígida que comprende la corteza y la parte superior del manto. Está fragmentada en placas.
   • Astenosfera: Zona del manto superior con comportamiento plástico que permite el movimiento de las placas (aunque hoy se prefiere hablar de manto superior plástico).
   • Mesosfera: Manto inferior, sólido pero capaz de fluir muy lentamente.
   • Endosfera: Corresponde al núcleo. El núcleo externo es líquido (genera el campo magnético) y el interno es sólido debido a la altísima presión.

Las discontinuidades sísmicas, como la de Mohorovičić (corteza-manto) o la de Gutenberg (manto-núcleo), son fronteras donde las ondas sísmicas cambian de velocidad bruscamente, revelando cambios de composición o estado físico.

La Tierra almacena una enorme cantidad de energía térmica. Este calor proviene de dos fuentes principales: el calor residual del proceso de formación del planeta y, sobre todo, la desintegración de isótopos radiactivos (como el Uranio-238 o el Potasio-40) en el manto y núcleo.

El calor se transmite hacia la superficie mediante corrientes de convección. El material caliente del fondo asciende, se enfría cerca de la litosfera y vuelve a descender. Este movimiento es el motor que mueve las placas tectónicas. El gradiente geotérmico indica que la temperatura aumenta, de media, unos $3^\circ C$ por cada 100 metros de profundidad en la corteza.

• Métodos Directos: Incluyen el estudio de rocas en superficie, materiales expulsados por volcanes y sondeos (minas y perforaciones). El sondeo más profundo apenas alcanzó los 12,2 km, una fracción mínima del radio terrestre ($\approx 6371$ km).
• Métodos Indirectos:
  • Sismología: El estudio de las ondas P (primarias, atraviesan sólidos y líquidos) y ondas S (secundarias, solo atraviesan sólidos) permite "radiografiar" el interior.
  • Meteoritos: Al formarse al mismo tiempo que la Tierra, su composición nos da pistas sobre el núcleo (sideritos).
  • Magnetismo: Indica la existencia de un núcleo metálico en movimiento.

En 1912, Alfred Wegener propuso la Deriva Continental, afirmando que los continentes estuvieron unidos en un supercontinente llamado Pangea. Aportó pruebas sólidas:

• Geográficas: Encaje de las costas de África y Sudamérica.
• Paleontológicas: Fósiles de los mismos organismos (como el Mesosaurus) en continentes hoy separados.
• Paleoclimáticas: Restos de glaciares antiguos en zonas tropicales.

Sin embargo, Wegener no pudo explicar por qué se movían los continentes. Fue en los años 60 cuando la expansión del fondo oceánico y el estudio del paleomagnetismo (bandas magnéticas simétricas en el fondo del mar) confirmaron que la litosfera se crea en las dorsales y se destruye en las fosas.

Una placa litosférica es un fragmento rígido de litosfera que flota sobre el manto plástico. Las placas pueden ser:

• Oceánicas: Formadas solo por corteza oceánica (ej. Placa del Pacífico).
• Mixtas: Tienen parte oceánica y parte continental (ej. Placa Euroasiática o Sudamericana).

La interacción ocurre en sus bordes, donde se concentra la actividad geológica:

1. Divergentes (Constructivos): Las placas se separan. Se crean dorsales oceánicas y se forma nueva corteza.
2. Convergentes (Destructivos): Las placas chocan. Una subduce (se hunde) bajo la otra, fundiéndose en el manto. Generan fosas marinas y cordilleras.
3. Transformantes (Pasivos): Las placas se deslizan lateralmente. No se crea ni destruye litosfera, pero generan mucha sismicidad (ej. Falla de San Andrés).

El Ciclo de Wilson describe cómo los continentes se unen y separan en un proceso cíclico que dura cientos de millones de años.

El magma se forma por la fusión parcial de rocas debido al aumento de temperatura, disminución de presión o entrada de agua (que baja el punto de fusión).

• En dorsales: La descompresión genera grandes volúmenes de basalto.
• En zonas de subducción: La fricción y el agua generan magmas que dan lugar a arcos volcánicos.
• Puntos calientes: Columnas de calor (plumas) que ascienden desde el manto profundo, creando islas como Hawái o Canarias en mitad de una placa.

Un terremoto es la liberación brusca de energía acumulada por la fricción entre placas. Según la teoría del rebote elástico, las rocas se deforman hasta que se rompen, liberando ondas.

• Hipocentro: Punto interno donde se origina la rotura.
• Epicentro: Punto de la superficie situado verticalmente sobre el hipocentro.

La magnitud se mide con la Escala de Richter (energía liberada, escala logarítmica), mientras que la intensidad se mide con la Escala MSK o Mercalli (daños causados).

La orogénesis es el proceso de formación de montañas:

• Tipo Andino: Subducción de placa oceánica bajo continental (Andes).
• Tipo Alpino: Colisión de dos masas continentales (Himalaya, Pirineos).
• Isostasia: Es el principio de equilibrio de la corteza sobre el manto; si una montaña pierde peso por erosión, la corteza "flota" más alto para compensarlo.

Existen tres tipos de esfuerzos: compresión (acorta), tensión (estira) y cizalla (desplaza lateralmente). El comportamiento depende de la presión y temperatura:

• Elástico: La roca recupera su forma al cesar el esfuerzo.
• Plástico: La roca se deforma permanentemente sin romperse (forma pliegues).
• Frágil: La roca se rompe (forma fallas).

Son ondulaciones de los estratos rocosos. Sus partes son: flancos (lados), charnela (zona de máxima curvatura) y plano axial.

• Anticlinal: Forma de "A", los materiales más antiguos están en el núcleo.
• Sinclinal: Forma de "U", los materiales más modernos están en el núcleo.

Cuando se supera el límite de rotura, la roca se fractura.

• Falla: Hay desplazamiento entre los bloques.
  • Normal: Por tensión (el bloque superior baja).
  • Inversa: Por compresión (el bloque superior sube).
  • Desgarre: Movimiento horizontal.
• Diaclasa: Fractura sin desplazamiento de los bloques.

Las rocas no son eternas. Una roca ígnea puede transformarse en metamórfica por presión, o fundirse de nuevo para ser magma. Este ciclo está impulsado por la tectónica de placas y el ciclo del agua.

Se forman por el enfriamiento del magma.

• Plutónicas (Intrusivas): Enfriamiento lento bajo tierra. Cristales grandes y visibles (ej. Granito).
• Volcánicas (Extrusivas): Enfriamiento rápido en superficie. Cristales microscópicos o vidrio (ej. Basalto, obsidiana).

Es la transformación de rocas preexistentes en estado sólido debido a cambios de presión ($P$) y temperatura ($T$).

• Regional: Afecta a grandes áreas en zonas de colisión de placas (alta $P$ y $T$). Presenta foliación (disposición en láminas como en la pizarra o el esquisto).
• De contacto: El calor de un magma cercano "cocina" las rocas circundantes (ej. el mármol a partir de caliza).
• Dinámico: Por altas presiones en zonas de falla.

El metamorfismo nunca implica fusión; si la roca se funde, pasamos al ámbito de las rocas ígneas.