Tectònica de plaques
1.3.3.3. Límits transformants
1.3.3.4. Fenòmens intraplaca
1.3.3.5. Mecanisme de moviment de les plaques
1.3.3.6. El cicle de Wilson
1.3.3.3. Límits transformants : moviments de lliscament lateral.
La zona entre dues plaques que llisquen lateralment una respecte a l’altra
rep el nom de límit transformant o límitde falla de transformació.
El concepte de falla de transformació va ser proposat per Tuzo Wilson
per designar les zones de fractura que conecten dues zones on hi ha expansió.
La majoria de les falles de transformació es troben en en fons oceànic,
tot originant els marges en zigi-zaga de les dorsal, encara que també
les podem trobar en el continent com és el cas de la falla de san Andrés
a Califòrnia
Ací no es dóna ni construcció ni destrucció de
litosfera. No hi té lloc activitat volcànica però sí
una intensa activitat sísmica. Les plaques llisquen lateralment i formen
falles de direcció perpendicular a les dorsals. Tuzo Wilson les va
interpretar com a estructures originades pel moviment continuat de les plaques
que adapten a la geometria de la superfície terrestre el seu moviment
ja que una vegada solidificat el material que eix de les dorsals, serien massa
rígides per desplaçar-se per una superfície quasi esfèrica.
Fig. 22 Falles de transformació, en la dorsal oceànica.
Fig.23: Fotografia de la Falla de San Andrés. Mapa amb les plaques
afectades
Les zones de lliscament lateral més conegudes són la falla de
San Andrés a Califòrnia, on la placa Pacífica es desplaça
cap al Nord uns 5 cm/any, lliscant al costat de la placa Nord-americana al
llarg de l'eix de la falla. Recordeu que Califòrnia és una zona
de elevat risc sísmic (terratrèmol de S. Francisco el 1906).
Una altra falla de transformació és la que es presenta a Palestina
(definida pel mar Mort, riu Jordà, mar de Galilea) i que representa
el lliscament de la placa Aràbiga respecte l'Africana com a conseqüència
del moviment de separació originat a la mar Roja.
1.3.3.4. Fenòmens intraplaca
Com hem vist l'activitat tectònica té lloc a les vores de les
plaques, encara que també es coneixen fenòmens intraplaca. Aquests
fenòmens són causats per una forta col·lisió que
no afecta només al marge sinó a tota la placa o a l'aparició
d'un punt calent situat a l'interior de la placa: es tracta d'una zona conectada
amb capes molt profundes i calentes de l'interior de la Terra mitjançant
corrents de convecció ascendents i que provoquen:
** Aparició d'una cadena contínua de
volcans.
Naixen a la zona de litosfera que es troba per damunt del punt calent. Si
l'activitat és gran eixen a superfície i creen les illes volcàniques.
Com que la litosfera està en moviment, a mesura que s'allunyen del
punt calent, perden activitat i sofreixen l'erosió subaèria
que els converteix en guyots. Un exemple el tenim en l'arxipèlag de
Hawaii, situat al bell mig de la Placa Pacífica.
En 1963, J. Tuzo Wilson proposa la teoria dels punts calents (hot spots),
que intentava explicar per què determinades zones situades al bell
mig d’una placa tectònica presentaven un vulcanisme molt actiu
durant períodes llargs de temps.
Segons aquesta teoria, sota aquestes zones es localitzarien fonts d’alta
energia calorífica. Aquesta font estacionària de calor, situada
en zones profundes del mantell se situaria avui en dia sota l’illa de
Hawaii. Aquesta zona del mantell amb important anomalia geotèrmica
seria més lleugera que la roca dels voltants amb la qual cosa tindria
tendència a alçal-se lentament fins a l’escorça
i emergir finalment tot formant una erupció volcànica que finalment
originaria l’illa volcànica. Com que la placa Pacífica
té un desplaçament continu cap a l’sudest, les illes acabades
de formar deixarien de tenir activitat volcànica que tornaria a aparexeria
uns quilòmetres cap a l’nordoest, formant noves illes volcàniques.
Això explica la forma allargada de l’arxipèlag de Hawaii
i el fet que les illes són progressivament més antigues a mesura
que ens despalcem cap a l’sudest.
Fig.26: Formació de les Illes Hawai
** Un aprimament de la litosfera en aquesta zona amb la creació d'un
rift
En Àfrica oriental, els processos d’expansió han separat
la penísula Aràbiga del continent africà amb la formació
del Mar Roig. Un nou centre expansiu està originant-se en Àfrica
oriental. Quan l’escorça continental està sotmesa a un
procés distensiu acaba per trencar-se i formar fosses tectòniques
(associacions de falles normals) alhora que el material calent de l’interior,
en perdre la pressió que posseïa esdevé magma i ascén
a la superfície
Fig.27. Localització geogràfica del rift africà.
Plaques afectades.
Les zones de rift intracontinental són espais allargassats (de vegades
fins de miliers de quilòmetres) i molt estrets que es caracteritzen
per un aprimament de l'escorça continental i del mantell superior subjacent
i una estructura de blocs individualitzats per falles. Els blocs queden de
manera que la zona de rift resulta deprimida fins al punt de poder ser envaïda
pel mar o ocupada per llacs. Les zones de rift comporten una extensió
lateral, una mena d'estirament i, alhora, una ascensió de l'astenosfera
a nivells més superficials: això provocarà una feblesa
mecànica i un flux de calor important, dels quals resulten unes condicions
favorables a les manifestacions volcàniques i sísmiques.
Fig.28. Estructura i d’un rift valley
1.3.3.5 El motor dels moviment de les plaques
tectòniques
Quin mecanisme és el responsable dels moviments de les plaques? La
ciència no disposa encara d'una resposta definitiva. El mecanisme més
acceptat suposa l'existència d'uns corrents de convecció a l'astenosfera.
En la convecció, una zona d'un fluid és escalfada, es dilata
i perd densitat, de manera que ascén i quan es refreda (augmenta la
seua densitat) en superfície, torna a descendre. En el seu desplaçament
aquests materials friccionen amb la litosfera suprajacent i són la
causa dels seus moviments. se suposa que els corrents ascenents de material
més calent originen el trencament de les plaques litosfèriques,
l'eixida de material de l'asenosfera i, finalment, l'expansió oceànica.
Per altra banda, els corrents descendents provoquen l'aparició de les
fosses abissals, mentre que els corrents superficials horitzontals actuarien
en forma de cinta transportadores de les plaques.
Un senzill experient ens mostra com és el procés de convecció
Quins són els últims avanços en aquesta investigació?
* La tomografia sísmica (tècnica anàloga al "scanner"
per la qual moltes ones sísmiques travessen una zona, les diferències
de temps d'arribada ens poden permetre la reconstrucció tridimensional
del mantell) ens
ha revelat zones calentes i fredes del mantell, que podem interpretar com
a corrents convectius.
* Una segona font d'informació són els models experimentals
del mantell que demostren que l'escalfament convectiu no pot ser provocat
des de l'interior del mantell sinó que aquest ha de ser escalfat des
de baix (nucli extern) i refredat més dalt (litosfera). En les condicions
anteriors, els models formen plomalls ("penachos ") prims que ascenen
des de la zona més calenta , mentre que el flux de descens és
dispers.
En resum, les dades actuals desacrediten el model clàssic de cèl·lules
bidimensionals de convecció
Queden molts punts per resoldre, ja que les dades obtingudes per les noves tecnologies ens mostren uns models convectius molt més irregulars i complexos del que es pensava abans. Algunes característiques concretes del model present serien:
+ El principal motor de la convecció és l'ascens de material calent del mantell a nivell de les dorsals i el refredament del mantell superior a causa del procés de subducció. Les relativament "fredes" plaques subduïdes s'enfonsarien fins a la zona inferior del mantell, tot arrossegant la resta de la placa cap a zones més profundes.
+ Hi ha un segon flux convectiu: plomalls tèrmics que pujarien des de la base del mantell i podrien perforar la litosfera, de manera que contribuirien a la fragmentació dels continents (punts calents o hot spots).
+ Les plaques litosfèriques són mogudes per dos processos físics que es superposen: el "tiró" causat per la densificació de la placa subduïda i el lliscament gravitarori des de les elevades dorsals fins a les zones més deprimides de fosses abissals.
1.3.3.6 Cicle de Wilson
Tots els processos que hem estudiat estan relacionats entre ells i formen
un cicle lent (500 m.a.) i repetitiu en què les plaques no només
es fragmenten, ans es desplacen i tornen a fusionar-se entre si. És
el cicle de Wilson, les etapes principals del qual podem observar al següent
esquema:
Etapes en la formació d'una dorsal
Etapa de Rift. Quan coincideixen corrents
ascendents de l'astenosfera, aquesta s'aprima fins trencar-se en forma de
falles normals. Els blocs centrals s'enfonsen i es formen unes depressions
o fosses tectòniques anomenades rifts que són ocupades per rius
i llacs. Aquesta fase la podem observar a hores d'ara al rift de l'Àfrica
Oriental, una zona de valls profundes que penetra per Etiòpia, continua
cap al sud i és causa de la formació dels grans llacs africans
de Turkana, Victòria, Tanganyica, etc
Etapa mar Roja. Si l'activitat del rift
continua, comença a formar-se fons oceànic i l'antiga depressió
és envaïda pel mar. L'activitat de la dorsal que es troba sota
la mar Roja va separar la placa Aràbiga de l'Africana. De la mateixa
manera, una altra dorsal primitiva va separar Madagascar del continent africà.
I en el futur se separarà la zona oriental africana (Etiòpia,
Tanzània, etc) quan l'actual rift done lloc a un estret braç
de mar, paregut a l'actual Mar Roja.
Etapa de dorsal madura.
És el cas de l'oceà Atlàntic, ja explicat. Pot arribar
un moment en què la dorsal quede inactiva.
Etapa de subducció i col·lisió
En trobar-se dues plaques l'escorça oceànica es subdueix sota
la continental i desapareix. D'aquesta manera es va tancant l'oceà.
Arribarà un moment en què es trobaran dues masses continentals
que col·lisionaran i conduiran a la fusió de les dues plaques
anteriors. (Procés d'obducció, tal com passa a la zona de l'Himàlaia)
Podria semblar que a excepció d'algunes sutures (banda molt deformada
de roques en part oceànica present als continents), els continents
que han passat pel cicle de Wilson romanen sense més canvis. Això
no és cert: durant l'etapa subductiva, els marges destructius de les
plaques funcionen com a fàbriques d'escorça continental. Hi
ha un creixement continental net mitjançant dos processos: aportaments
de roques magmàtiques que intrueixen i perforen la litosfera, i l'adició
lateral de roques sedimentàries de l'escorça oceànica
(geosinclinals).
Fig..31. Les etapes del cicle de Wilson: