Medida del desplazamiento de los continentes

Las técnicas actuales de medición, mediante la utilizacón de satélites, han resultado ser un recurso muy importante para probar las movilidad  continental. Se ha comprobado que los continentes se separan unos de otros a velocidades distintas en cada caso, pero del orden de varios centímetros/año.

Desde el punto de vista fisico, todos los continentes presentan una distribución irregular en el globo terrestre, encontrándose la mayor parte de las tierras en el hemisferio norte.

Cuando contemplamos un paisaje natural tenemos la impresión de que éste no va a cambiar nunca, y eso no es verdad, porque salvo las creaciones del hombre todo está en continuo cambio. La Tierra, debido a su antigüedad ha sufrido numeros cambios, muchos de ellos casi imperceptibles para nosotros y está sujeta a cambios todavía.

A comienzos del siglo XX el científico Alfred Wegener lanzó la teoria de que los continentes se movían, se desplazaban. Ésta es la conocida como «Deriva continental».

Ésta teoría propone un desplazamiento de los continentes a lo largo de la historia geológica. Originalmente Wegener se basó, entre otras cosas, en la aparente forma que tienen de encajar los continentes a cada lado del Océano Atlántico como África y Sudamérica. También tuvo en cuenta el parecido de la fauna fósil que se encontró en los continentes septentrionales y ciertas formas geológicas. Basándose en ésto, de una manera mas general,  consideró que los continentes estuvieron unidos formando un único llamado «Pangea». En su tesis original, propuso que los continentes se desplazaban sobre otra capa más densa de la Tierra que conformaba los fondos oceánicos y se prolongaba bajo ellos de la misma forma en que uno desplaza una alfombra sobre el piso de una habitación. Sin embargo, la enorme fuerza de fricción implicada, motivó el rechazo de la explicación de Wegener.

La teoría de la deriva continental, junto con la de la expansión del fondo oceánico quedaron incluidas en la teoría de la tectónica de placas, nacida en los años 1960. Según esta teoría, el fenómeno del desplazamiento sucede desde hace miles de millones de años gracias a la convección global en el manto (exceptuando la parte superior rígida que forma parte de la litosfera), de la que depende que la litosfera sea reconfigurada y desplazada permanentemente.

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Tectónicas de placas

Un poco de historia:

Las primeras explicaciones están influidas por la filosofía y la religión. Le sigue el catastrofismo (considera que el relieve terrestre se había ido formando debido a catástrofes súbitas). Y a finales del siglo XIX se asentó el uniformismo, (donde los procesos geológicos actuales, su ritmo y las leyes que los rigen son los mismos, y el aspecto y las condiciones del planeta no han variado a pesar de los cambios que este experimenta).

La tectónica de las placas, actualmente, considera el planeta como un sistema en permanente evolución, cuyos procesos pueden sufrir cambios de ritmo.

 

¿Por qué surgió?

Esta evolución de pensamiento se debe a avances tecnológicos que han permitido una observación de la Tierra más precisa, mediante mapas topográficos, técnicas de teledetección (recogida de datos y representación de ortofotografías, conjunto de imágenes aéreas para representar una superficie sin efectos de perspectiva).



 

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Distribución global de los volcanes

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 asciende bajo presión, 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.

Las partes de un volcán típico son: cámara magmática, chimenea, cráter y cono volcánico. La cámara magmática es la zona de donde procede la roca fundida o magma, que forma la lava; la chimenea es el canal o conducto por donde asciende la lava; el cráter es la zona por donde los materiales son arrojados al exterior durante la erupción; el cono volcánico está formado por la aglomeración de lavas y productos fragmentados.

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.

Distribución de 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 oceánicas de los arcos isla; en las cuencas oceánicas (fallas transformantes y puntos calientes) y en las zonas continentales estables. Hoy en día, de los 500 volcanes activos, sólo un 5 % se mantienen en actividad continua. Geográficamente pueden considerarse en la Tierra cinco zonas de máxima actividad volcánica y sísmica:

 

Circumpacífica; Mediterránea-asiática; Índica; Atlántica y Africana

Cinturón de fuego

De ellas la más importante es la Circumpacífica, a la que también se denomina como 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.

Cinturón de fuego

Los géiseres parecen cuando la base de una columna de agua que reposa en una cámara subterránea se evapora al contacto con una roca volcánica caliente. Cuando el agua hierve, se expande, arrastrando algo de líquido hacia el exterior. La cantidad inicial de agua liberada en la superficie reduce el peso de la columna, a su vez, disminuye la presión y por tanto el punto de fusión disminuye. Cuando desciende el punto de fusión, toda la columna se evapora a la vez y sale del suelo en una erupción espectacular. Las fumarolas son similares a los géiseres, pero liberan ráfagas de gases calientes en vez de agua. Los manantiales calientes se surten de las mismas fuentes que los géiseres, pero son sistemas de baja presión, lo que hace que el agua burbujee en lugar de salir en erupción.

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Medida del desplazamiento de los continentes

Deriva continental es el movimiento de las placas tectónicas que provoca el desplazamiento de las masas continentales. La teoría de deriva continental fue originalmente propuesta por Alfred Wegener en 1912. Éste la formuló basado en numerosas observaciones que indican que los continentes estaban unidos en eras geológicas pasadas. Estas evidencias incluyen la manera en que parecen encajar las formas de los continentes a cada lado del Océano Atlántico, y Sudamérica. El parecido de la fauna fósil de los continentes septentrionales y cómo algunas formaciones geológicas continúan en continentes separados por océanos.

Wegener también conjeturó que el conjunto de los continentes actuales estuvieron unidos, en el pasado remoto de la Tierra, formando un supercontinente denominado Pangea. El concepto fue inicialmente descartado por la mayoría de sus colegas, ya que su teoría carecía de un mecanismo para explicar la deriva de los continentes. En su tesis original propuso que los continentes se desplazaban sobre el manto de la Tierra de la misma manera que uno desplaza una alfombra sobre el piso de una habitación, lo cual es por completo irrazonable. La fuerza de fricción a la escala de los continentes lo hace imposible. La idea de deriva continental no fue aceptada como teoría seria en Europa hasta los años 50. Durante la década siguiente las investigaciones de Robert Dietz, Bruce Heezen, Harry Hess y Maurice Ewing condujeron a su aceptación final.


Origen del movimiento de las placas.

  • El desplazamiento de las placas se debe seguramente a la liberación del calor de la Tierra. Las zonas calientes del interior de la Tierra evacúan el calor hacia el exterior, y a su vez, las zonas frías de la corteza se introducen en el manto, quizás de manera similar a la convección que se produce en los fluidos al calentarlos.
  • De esta manera se produce un movimiento de rocas plásticas del manto, que parece ser el causante del desplazamiento de las placas.
  • Unos científicos creen que sólo hay un sistema de circulación en el manto, mientras que otros creen que de ser así la Tierra se enfriaría muy rápidamente, por lo que piensan que debe existir un doble circuito de convección para que la Tierra pierda más lentamente su calor.
  • Otras teorías afirman que al subducir el borde de la placa, arrastra tras de sí a la totalidad de la placa, debido a su peso.

Archivo:Pangea animation 03.gif

Interesante: Los continentes tardan en separarse el mismo tiempo que tardan en crecer la uñas cada año, 6 cm.

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El paleomagnetismo terrestre

El campo magnético terrestre tiene su polo norte magnético en las proximidades del polo sur geográfico, y el polo sur magnético cerca del polo norte geográfico, en el océano Ártico. Esta orientación es la que consideramos «normal», ya que en estas condiciones el polo Norte magnético del imán de las brújulas señala hacia el polo norte geográfico, pero a lo largo de la historia de la Tierra los polos magnéticos terrestres han invertido sus posiciones numerosas veces.

Las rocas volcánicas, como los basaltos formados en las dorsales oceánicas, contienen minerales como la magnetita y la hematites, que en en el momento de cristalizar adquieren una orientación inducida por el magnetismo terrestre; es decir, se transforman en brújulas microscópicas que quedan atrapadas en las rocas, indicando la posición que tenían los polos  magnéticos terrestres en el momento en el que la lava fue arrojada al exterior.

El paleomagnetismo, la historia de cambios en la polaridad magnética que ha tenido la Tierra en el pasado geológico, ha quedado registrado en las rocas gracias a esos minerales férricos. Los estudios paleomagnéticos reconstruyen ese registro de polaridades «normales» e «invertidas» a lo largo de la historia de nuestro planeta.

En las dorsales oceánicas las coladas de basalto más recientes están junto al mismo Rift, mientras que a medida que nos alejamos del eje de la dorsal, hacia uno y otro lado, encontramos basaltos más antiguos. Al investigar el paleomagnetismo de estos basaltos, los geofísicos encontraron que el registro de inversiones magnéticas se repetía de forma bastante simétrica a ambos lados de las dorsales, lo que tiene mucho sentido si esas rocas volcánicas se formaron en la dorsal y luego se fueron alejando de ella a medida que el fondo oceánico aumentaba su extensión

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Pruebas paleontológicas

La teoría de la deriva continental inicialmente fue fundamentada en las semejanzas fisiográficas entre las líneas costeras de América del Sur y África. No obstante, fue la evidencia paleontológica la que dio sentido a la teoría propuesta por Wegener.El examen de la distribución geográfica de los fósiles y de la fauna y de la flora actuales muestra que determinadas especies están distribuidas en regiones específicas, limitadas por barreras de dispersión.

Por ejemplo:

  • El pequeño reptil Mesosaurus, conocido solamente a partir del Pérmico en Sudáfrica y Brasil,
  • La planta Glossopteris, muy difundida a fines del Paleozoico, pero confinada a los continentes del sur.
  • Los marsupiales australianos evidentemente habían evolucionado en forma aislada por lo menos desde comienzos del Terciario, pero su existencia en América del Sur (y su ausencia en el Viejo Mundo) sugería nexos entre Australia y Sudamérica.
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El Paleomagnetismo

El Paleomagnetismo es la disciplina que, enmarcada dentro del Geomagnetismo, se encarga del estudio del campo magnético de la Tierra (o de cualquier otro cuerpo planetario) en el pasado. El hecho de que se pueda estudiar el pasado de un campo potencial, se debe a que el campo geomagnético puede quedar grabado en las rocas.

Este proceso ha permitido una mejor comprensión de los mecanismos de generación del campo geomagnético de origen interno y sus características, así como de la historia del planeta.



Entre los más importantes descubrimientos gracias al paleomagnetismo podemos citar el movimiento de las placas tectónicas de la Tierra (deriva continental, por Alfred Wegener). El hecho de que en algunos lugares existan estructuras geológicas donde la imanación registrada está orientada hacia el Polo Sur Geográfico, indica que el campo magnético de la Tierra sufre periódicas inversiones. En 3,6 millones de años ha habido 9 inversiones de la posición de los polos magnéticos. El ritmo de inversiones magnéticas se completa en varios miles de años; siendo sus causas completamente desconocidas. En el proceso de inversión además de disminuir la intensidad magnética, hay una coincidencia con cambios climáticos de escala global.

Existen las llamadas anomalías magnéticas, que son las alteraciones en los valores de la intensidad del campo magnético terrestre, producto del magnetismo propio de algunas rocas que se encuentran en la corteza terrestre.

Pruebas Paleomagnéticas

Al analizar el paleomagnetismo registrado en muestras de rocas de un mismo continente pero en distintas épocas, se puede determinar un punto que indica la posición de los polos magnéticos respecto de ese continente en cada época. Al unir los puntos, se obtendrán curvas de migración polar aparente (los polos no se desplazan, son los continentes). Si dos continentes se desplazan, uno respecto al otro, sus curvas no coincidirán.

Las travesías de los magnetómetros transportados en barcos por las dorsales oceánicas mostraron que las rocas de un lado de la dorsal producían un motivo reflejado del de las rocas del otro lado. Los métodos de datación aplicados a las rocas del lecho marino mostraron que la materia más cercana a la dorsal era mucho más joven que la lejana, de hecho, era relativamente reciente. Además, no se encontraron capas de sedimentos marinos en la cumbre de la dorsal, pero aparecían a cada lado, otras más antiguas y gruesas a mayor distancia. Estas observaciones, añadidas a las del gran flujo de calor, hicieron pensar que la dorsal es el lugar donde se crea la corteza oceánica nueva; el material llega por corrientes de convección de lava caliente, pero se enfría y solidifica con rapidez al contacto con el agua fría del fondo oceánico. Para dejar sitio a esta suma continua de nueva corteza, las placas deben separarse lenta pero de forma constante.

En el Atlántico norte, la velocidad de separación es de sólo 1 cm al año, mientras que en el Pacífico es de más de 4 cm al año. Estos movimientos relativamente lentos, impulsados por corrientes de convección térmicas originadas en las profundidades del manto terrestre, son los que han generado, en el curso de millones de años, el fenómeno de la llamada deriva continental.

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Las pruebas paleoclimáticas

Elegí las pruebas paleoclímaticas porque me parece que es la opción adecuada y la más interesante.

Las pruebas paleoclimáticas se basan en el estudio de climas antiguos, que permiten relacionar climas similares en zonas que se conjetura que en un pasado estuvieron juntas. Éstas pueden ir, de rastros de glaciaciones a plantas u otros organismos que solo pueden vivir en determinados climas.

De las glaciaciones, en la Antártida se han encontrado restos de «paleo polen» que al ser datado, permite conocer la edad relativa del hielo que lo cubrió, y, por lo tanto su antigüedad. Si encontramos condiciones similares en la costa sur de Suramérica, África, India o Australia, es mucho más que válido afirmar que estas zonas tuvieron que estar juntas. La flora de carácter tropical, el gran tamaño de los vertebrados, el desarrollo amplio de calizas y organismos marinos y los arrecifes coralinos son características propias de climas cálidos, que podemos encontrar a ambos lados del Atlántico. Se han estudiado las burbujas de aire, atrapadas en el hielo desde hace mucho tiempo, lo que permite analizar su contenido. De esta forma podemos conocer la composición de los gases que lo forman, y así saber a qué época pertenecen. 

Durante el Carbonífero, a finales de la era Paleozoica, hace unos 700 millones de años, se produjo una gran glaciación cuya existencia se ha identificado por los depósitos que dejaron los antiguos glaciares y cuyos estratos se han encontrado en varios continentes. 

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Pruebas paleoclimáticas

La razón por la que elegí este tema es por lo curioso que resultan las coincidencias que se encuentran en diversos puntos de la Tierra y que sólo cobran sentido al situarlas en un lugar conjunto, lo cual da pistas para recrear la llamada Pangea.

La paleoclimatología tiene como objeto de estudio el clima de la Tierra a lo largo de su historia, estudiando sus grandes variaciones climáticas, sus causas y dando explicaciones lo más precisas posibles de las características del clima en la Tierra en un momento específico de la historia.

Muchos hechos observables en la naturaleza dan a entender que los continentes no estaban en el pasado en el mismo lugar que el actual. Hay zonas que actualmente tienen un clima tropical y subtropical estuvieron al sur en el pasado y tenían un clima mucho más frío que el actual.

Para Wegener este tipo de pruebas representaban  una de las más importantes debido a sus conocimientos sobre meteorología. El científico alemán descubrió que existían zonas en la Tierra cuyos climas actuales no coincidían con los que tuvieron en el pasado.

Existen lugares hoy que tienen un clima tropical o subtropical, pero que estaban cubiertas de hielo hace 300 millones de años. También hay regiones donde reinaban condiciones climáticas semejantes a las que se dan en las actuales zonas tropicales, que favorecieron la formación de grandes yacimientos de carbón; hoy día, estos lugares se encuentran, sin embargo, en climas muy fríos.

Estas pruebas hacen suponer que los continentes se localizaban en una latitud más al sur que la que ocupan actualmente.

Los métodos utilizados en la paleoclimatología son:

Extracciones de hielo

El hielo localizado en altas montaña y en las regiones polares se ha acumulado capa sobre capa por muchos siglos.  Los paleoclimatólogos perforan el hielo profundo y muestrean los llamados  “núcleos o testigos de hielo”.  Estos núcleos contienen polvo, burbujas de aire o isótopos de oxígeno, que son usados para interpretar el clima pasado del área donde fue recogida la muestra.  Además, contienen registros de composición paleoatmosférica, incluyendo concentraciones de gases traza, impurezas químicas de origen terrestre y marino, isótopos cosmogénicos, y aerosoles de origen volcánico, humano y de desiertos.

Sedimentos lacustres y oceánicos

Los paleoclimatólogos perforan el fondo de cuencas para obtener núcleos o testigos de sedimento, los cuales consisten en materiales producidos en el océano o lagos, o que fueron arrastrados de suelos cercanos. Los sedimentos son importantes porque estos preservan microfósiles y compuestos químicos, que son usados para interpretar e inferir sobre el paleoclima.  Aquellos sedimentos depositados en determinadas condiciones de clima (temperatura, humedad, etc.) formaron rocas, tales como carbonatos, evaporitas, capas rojas y carbones, que también son usados como elementos para la reconstrucción del clima.

Fósiles

Los seres vivos han estado siempre ligados a determinados ambientes ecológicos, de forma que al sufrir alteraciones sensibles, se produce su emigración a los ambientes más favorables o, si esto no es posible, se extinguen.  Por eso, un cambio de fauna significativo, suele ser consecuencia de un cambio ambiental importante que refleja un cambio climático correlativo. Entre los grupos biológicos marinos, se estudia el plancton, sobre todo los foraminíferos, también se estudian los corales y en menor grado los moluscos.  Referente a la fauna continental se estudian los reptiles y mamíferos; y por otra parte, de la flora se estudian los granos de polen y las esporas.

Geoindicadores

Otra manera de interpretar y reconstruir el paleoambiente, se realiza con los geoindicadores.  Estas son medidas de la magnitud, frecuencia, proporción y tendencias de los procesos geológicos que ocurren en el planeta tierra. Los geoindicadores se usan para monitorear y determinar la magnitud de cambios de sistemas fluviales, costeros, desiertos, montañas, etc.  Además revelan lo que sucede en el medio ambiente (condiciones y tendencias); por qué sucede (causas y enlaces entre las actividades humanas y el ambiente) y por que es significante (efectos ecológicos, económicos y de salud).

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Pruebas paleoclimáticas

Me pareció una buena idea hablar sobre las pruebas paleoclimáticas de la deriva continental, ya que considero interesante analizar los climas que había en el pasado en distintos lugares del planeta y cómo algunos difieren en la actualidad.

Las pruebas paleoclimáticas se basan en el estudio de climas antiguos, que permiten relacionar climas similares en zonas para las que se conjetura que en un pasado estuvieron juntas. Éstas pueden ir desde rastros de glaciaciones a restos de plantas u organismos que solo pueden vivir en determinados climas.

Wegener descubrió que muchos de los climas actuales no coincidían con los que se daban en el pasado. Lugares que hoy se consideran de metereología tropical, anteriormente se encontraban cubiertos de hielo. Por otra parte, lugares con clima frío actualmente, fueron grandes yacimientos de carbón en el pasado debido a su clima tropical.

A esta deducción se le añade la presencia de un mismo modelo erosivo en distintos continentes, lo cual implica que hay continentes que compartían el mismo clima en el pasado y, al separarse, cambiaron su climatología ya que sus placas se desplazaron o bien hacia el sur o bien hacia el norte.

Otra de las hipótesis en las que Wegener se basó para explicar esto fue que la distribución de arrecifes, morrenas (depósitos en Sudáfrica, Sudamérica, India y Australia), glaciares… no se podían explicar con la posición actual de los continentes; así como el analísis de las glaciaciones en el pasado.

Respecto a esto último Wegener encontró pruebas de una de las glaciaciones en rocas que se localizan actualmente en una franja cerca del Ecuador. También en la Antártida se han encontrado restos de «paleo polen» que al ser datado permite conocer más o menos la edad del hielo que lo cubrió y de esta manera, su antigüedad.

De esta forma, las pruebas paleoclimáticas nos permiten, junto con otro tipo de pruebas, apoyar la teoría de Wegener de la tectónica de placas de tal manera que actualmente es muy aceptada.

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