Geodinámica y tectónica de placas
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- María Josefa Álvarez Vázquez
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1 Geodinámica y tectónica de placas Dra. Marie-Noëlle Guilbaud Departamento de Vulcanología Instituto de Geofísica, UNAM 1 Popocatepetl, diciembre del 2014
2 Estructura de la plática La teoría de la tectónica de placas Un descubrimiento que cambió radicalmente nuestra visión de la tierra Visión actual de la dinámica interna de la Tierra Un planeta joven en constante renovación: los volcanes y sismos como principales manifestaciones de esta dinámica
3 Antes de la tectonica de placas: Teoría de la permanecencia: los continentes y oceanos están como siempre estuvieron; la solidez de la tierra previene cualquier movimento. Teoría de la deriva continental: Los continentes han sido unidos aprox. 200 Ma y se han separado, moviendose como barcos sobre el oceano (Wegener, 1915)
4 Desarrollo de la teoria Nuevas técnicas geofísicas desarolladas durante y después de la segunda guerra mundial permiten cartografiar los fundos marinos (1956) Descubrimiento de las cordilleras oceánicas (Mid-Ocean Ridges) Propuesta de la expansión del fundo oceánico (1960) Elaboración de un modelo único que explica diversas evidencias sismicas, volcanicas, geodesicas, magneticas, botanicas etc.
5 Tectónica de Placas: definición Describe la subdivisión de la parte superior de la tierra (litosfera) en dominios rígidos (placas) cuyos márgenes concentran la actividad sísmica y volcánica más importante. Define los limites y el movimiento relativo (extensional, compresivo y/o transcurrente) de estas placas en la actualidad así como en el pasado suponiendo que la superficie de la tierra haya quedado constante. Una hipótesis fundamental de este modelo es la rigidez de las placas, la cual ha sido probada por la geodesia. Esta aceptado universalmente. 200 Ma Hoy 3
6 1 2 Pangea Elementos tectónicos que desplazan los continentes En lugar de una visión de los continentes como barcos flotando encima de un material oceánico más viejo (sial vs sima) se ha llegado a la concepción de placas que cargan corteza oceánica y continental y mueven lentamente (cm/años). 6: Hoy
7 Enero 1, 2007 Movimientos del orden de unos centímetros por año
8 CORTEZA LITOSFERA (PLACAS) MANTO NUCLEO EXTERNO NUCLEO INTERNO El estudio de la velocidad de propagación de las ondas sismicas revela la estratificación interna de la Tierra.
9 Topografía de la Tierra y de los fondos oceánicos Limites de placa (en amarillo) se caracterizan por accidentes topográficos (depresiones, cadenas montañosas) pronunciados, prueba de actividad tectónica constante.
10 Distribución de la actividad sísmica 14 Los sismos liberan la energía mecánica acumulada en bordes de placa. Su distribución, magnitud, y profundidad reflejan el tipo de contacto entre-placas.
11 Principales volcanes La cintura de fuego 15 Los volcanes resultan de la llegada a la superficie de fundidos del manto. A cada tipo de contacto su tipo de magma y volcán (explosivo vs efusivo, andesítico vs basáltico). El papel de los volcanes es de liberar la energía térmica contenida en el centro de la Tierra. La corteza oceánica es producto de la actividad volcánica en las dorsales.
12 Imagen satelital de la Tierra y edad del piso oceánico Edad del piso oceánico (in Ma) Esta imagen resalta los limites de los continentes y patrones en la distribución de edad del fondo oceánico en ambos lados de las dorsales. La corteza oceánica es joven (<170 Ma), también prueba de una renovación constante.
13 17 placas Limites entre placas son de naturaleza: extensional, compresivo, o transcurrente, aunque hay limites con mecanismos intermedios. La zuma de todos los desplazamientos es nula (conservación del perímetro de la Tierra)
14 Diferentes tipos de limites de placa Zonas de creación (2), destrucción (3) y conservación (1) de las placas Actividad volcánica Parte superior de la tierra: litosfera rígida (incluye corteza continental o oceánica y parte superior del manto; <200 km) sobre astenósfera menos rígida y más caliente (>1300 deg).
15 Tipos de contactos entre placas
16 20 Reconstrucción de la migración de los continentes con el tiempo
17 Zonas en extensión: Cordilleras oceánicas Cadenas montañosas más largas de la Tierra (>60,000 km en total)
18 Zonas en extensión Los fondos oceánicos tienen una topografía muy irregular pero organizada. La cordillera al medio del Atlántico culmina a 2500 m de profundidad y su base esta a 5000 m de profundidad: es un relieve mayor.
19 Zonas en extensión Actividad volcánica Lavas en cojines pillow lavas Montes oceánicos Seamounts Sheet lavas Modelo de la actividad volcánica en el medio de la cordillera atlántica
20 Zonas en extensión Zonas de apertura continental Rifts Iniciación de separación de placas y formación de corteza oceánica
21 Zonas en extensión Reconstrucción de la apertura del océano atlántico
22 Zonas en compresión Zonas de subducción: desaparición de la corteza oceánica Zonas de colisión: contacto entre dos cortezas continentales (montañas más elevadas)
23 Zonas de subducción Trinchera Arco volcánico Placa subducida Liberación de agua causa fusión parcial de manto Plano de Wadati-Benioff Fenómeno tectónico más importante: permite hundimiento de la litosfera en el manto, y produce la mayor parte de la sismicidad y la actividad volcánica más explosiva.
24 Anillo de fuego ( ring of fire ) MEXICO INDONESIA CORDILLERA DE LOS ANDES
25 Subducción océano-océano: Arco Indonesia de islas Más alta densidad de volcanes activos del planeta Volcanes a lo largo de toda la costa
26 Arco continental: La Cordillera de los Andes Sierra continental más larga (7000 km) Más alto pico: C. Aconcagua (casi 7000 m snm) Distribución de los volcanes no continua, reflejo de cambios en geometría de la subducción Sismos de mayor magnitud V. Tungurahua, Ecuador
27 México: Zona de subducción continental oblicua Volcanes La zona de subducción en México es compleja debido a variaciones en el ángulo de subducción y la edad de la corteza oceánica subducida a lo largo de la trinchera. Los grandes volcanes se ubican aprox. 100 km arriba de la placa.
28 Cambios en la geometría de la placa y su ángulo de subducción afectan a la ubicación del volcanismo: El arco volcánico se desarrolla oblicuamente a la trinchera Kostoglodov V. and J.F. Pacheco, CIEN AÑOS DE SISMICIDAD EN MEXICO, poster, IGF UNAM, 1999.
29 Himalayas: la más alta cadena montañosa Mount Everest El sistema de los Himalaya incluye a más de 100 montañas de más de 7200 m snm. 28
30 Distancia de 6000 km desde Cretaceous (84 Ma) hasta colision con la placa Eurasia en Eoceno bajo (48-52 Ma) Desde Eoceno bajo hasta actualidad: 5 cm/ano Procesos de espesamiento cortical
31 Puntos calientes Volcanismo intra-placa
32 Puntos calientes (Hotspots): Hawaii Existencia de plumas mantelicas (mantle plumes) estacionarias que perforan la corteza en movimiento, dejando una línea de islas volcánicas. Volcanismo principalmente efusivo (producción de lavas).
33 Una isla con un tamaño muy importante. Varios volcanes incluyendo al V. Kilauea cuya erupción actual desde 30 años esta ampliamente documentada The Big Island
34 Grandes provincias igneas (Large Igneous Provinces) Estos extensos campos de lavas en los continentes esta relacionados con la gran actividad magmática que produce un punto caliente cuando perfora por primera vez a la corteza.
35 Lavas de la Columbia River Province, Washington State, US, se extienden sobre más de 163,000 km 2 (Flood lavas). Están relacionadas con el punto caliente de la caldera de Yellowstone.
36 Estructura interna y tectónica de placas Modelos a dos dimensiones permiten ligar la estructura interna a la tectónica de placas.
37 Convección térmica La convección del manto esta causada por contrastes de densidad entre el manto profundo más caliente y el manto superficial más frío (analogía con el movimiento del agua hirviendo en una cacerola).
38 El calor Gradiente geotermal: Fuentes de calor: Formación de la Tierra Impactos extraterrestres Contracción gravitacional Decaída de elementos radioactivos de larga vida (U, Th, K) El flujo de calor liberado por el interior de la Tierra disminuye desde su formación
39 Dinamica del manto Modelo del manto con dos capas: Transición a 660 km separa conveccion del manto profundo con flujos del manto superficial Capa D = origen de los corrientes ascendantes del manto (plumas = Plumes) Pedazos de corteza entrenados en el manto en las zonas de subduccion suben en zonas de plumas mantelicas.
40 Movimientos de densidad Primeros modelos Movimientos de convección en el manto causan la migración de las placas Modelo actual Francis and Openheimer 2000 La alta densidad de la placa subducida jala la litosfera, lo que causa descompresión y fusión del manto
41 La dinámica interna de la Tierra
42 Gracias por su atención más preguntas: Gracias a Denis Legrand y Vladimir Kostoglodov por compartir diapositivas
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