4- Efectes del moviment de les plaques
Com a conseqüència del moviment de les plaques litosfèriques es tenen lloc una sèrie de fenòmens geològics com la deformació dels materials de la litosfera, en forma de serralades (procés d'orogènia o formació de muntanyes) i també processos de deformació a nivell més local: plecs i falles. Altres processos lligats a la dinàmica cortical són el vulcanisme i els terratrèmols, així com la formació de roques endògenes (roques magmàtiques i roques metamòrfiques). En les pàgines que tens a continuació, intentarem resumir les caracterísitques més importants de cadascun d'ells
4.1. Orogènesi o formació de muntanyes
Els orògens o serralades de plegament són zones de litosfera terrestre situades als marges de les plaques que han estat afectades pels processos característics de l'orogènesi: deformació intensa de les roques, elevada activitat sísmica amb hipocentres profunds, magmatisme i metamorfisme. Aquestes serralades de plegament poden ser agrupades en dos grups: orògens de marge continental actiu que donen lloc a serralades pericontinentals i arcs insulars i els orògens de col·lisió entre continents que originen serralades intracontinentals.
Els orògens de marge continental actiu s'extenen per la costa occidental americana des d'Alaska a la Terra de Foc. En Àsia les serralades estan encara en procés de formació formen els nombrosos arcs insulars volcànics que de forma discontínua s'estenen des del Japò a Nova Zelanda. Tots dos grups se situen paral·lels a grans fosses abissals que corresponen a zones de subducció amb una intensa activitat volcànica i sísmica.
Els orògens de col·lisió o serralades intracontinentals s'extenen perpendicularment a les anterior. Són l'Atlas, Pirineu, Alps, el Caucas, l'Himàlaia, etc. Es localitzen en zones de col·lisió entre plaques continentals. Hi ha una intensa activitat sísmica i poca activitat volcànica.
Així doncs, les serralades de plegament s'originen en zones on hi ha una convergència de plaques tectòniques. En gran mesura, els materials que formen les serralades provenen dels sediments acumulats en els màrgens de les plaques que son plegats i elevats per les forces tectòniques. Aquesta és la raó per la qual en moltes serralades podem trobar fòssils d'organismes marins a centenars o milers de metres d'altitud i ben lluny de la costa. La compressió exercida pel xoc entre plaques també fractura aquests materials sedimentàris que poden estar acompanyats de roques volcàniques i metamòrfiques.
4.2 Les deformacions dels materials corticals
Les deformacions de les roques es produeixen fonamentalment per l'acció de forces dirigides o esforços tectònics , on actuen un parell de forces. Si ho simplifiquem, hi podem distingir 2 mecanismes:
Tensió o tracció , constituït per dues forces aliniades, dirigides en sentits divergents. En produeix l'estirament i aprimament de la litosfera. Originen falles normals. El principal sistema de distensió ve representat pels sistemes de rifts oceànics.
Compressió . Es produeix una acció convergent de dues forces. És el cas contrari a l'anterior. En ambdós casos cada tipus produeix l'altre, secundàriament, per reacció. A les zones sotmeses a compressió es produeix l'apropament de blocs corticals, cosa que suposa un escurçament de l'escorça. Té lloc a les zones convergents de les plaques o zones de subducció. Com a resultat d'aquestes forces s'originen les noves serralades i anivell més local les falles inverses i els plecs.
Les deformacions que sofreixen les roques sotmeses a esforços creixents de mica en mica, poden passar per tres etapes:
1- Deformació elàstica : És aquella que en cessar la força deformant, la roca torna al seu estat inicial o queda molt poc deformada. En aquesta etapa la deformació és proporcional a l'esforç. Un exemple seria la deformació produïda per ones sísmiques.
2- Deformació plàstica ( dúctil o contínua ): Superat un cert límit, l ímit de elasticitat , la roca es deforma plàsticament, és a dir, que en cessar l'esforç, la roca romandrà deformada encara que sense perdre la continuïtat del seus components. Resultat d'aquest tipus de deformació són els plecs.
3- Deformació fràgil ( discontínua o per trencament ). Superat un cert límit - límit de trencament - la roca es trenca. El resultat seran les falles i diàclasis . En aquestes dues darreres etapes, la deformació no és proporcional a l'esforç realitzat.
Els materials que absorbeixen els esforços sense trencar-se, es diu que han tingut un comportament dúctil , mentre que dels que es trenquen es diu que tenen un comportament fràgil . No obstant això, un mateix mineral es pot comportar d'una manera o d'altra en funció d'una sèrie de factors de deformació:
• Pressió El seu augment, incrementa el camp de plasticitat
• Temperatura També provoca un aument de la plasticitat. Com que la temperatura i pressió augmenten amb la profunditat, els materials més profunds es comporten més plàsticament
• Presència de fluids El comportament d'un material és prou diferent quan és sec i quan es presenta saturat d'aigua o qualsevol altre líquid. Així, per exemple, les argiles són plàstiques quan estan xopes, i rígides quan estan seques
• Velocitat de deformació Una força intensa que actua sobtadament pot trencar els materials, mentre que una força aplicada molt de temps, pot produir una deformació plàstica.
4.2.1. Deformacions contínues : els plecs
Els plecs són ondulacions dels estrats sedimentaris, tot i que es poden trobar en les roques metamòrfiques. Es tracta d'estructures generades per deformacions plàstiques que impliquen un canvi al cabussament dels estrats que havien estat dipositats , en la seua gran majoria de forma horitzontal.
Cabussament
Tot i que les roques sedimentàries es disposen originàriament en estrats horitzontals , sovint es presenten inclinades com a conseqüència de les deformacions sofertes. Aquesta inclinació s'anomena cabussament . Inclou la inclinació que presenta respecte a l'horitzontal (mesurada en graus) i la direcció cap on està inclinat. Als mapes geològics es representa mitjançant un símbol constituït per dos segments perpendiculars que indiquen la direcció de l'estrat i la direcció de cabussament) i un valor angular que indica la inclinació.
Fig.30 . La direcció i el cabussament defineixen la posició d'un estrat de la roca
Fig.3 1: Elements d'un plec
* Xarnera : zona de màxima curvatura del plec, on canvia el cabussament dels estrats.
* Pla axial : Pla que uneix les diferents xarneres d'un plec. Correspon al pla de simetria del plec
* Eix del plec . Línia imaginària que desplaçant-se lateralment a ella mateixa pot dibuixar el plec.
* Els flancs : Són les dues parts del plec situades als costats de la xarnera; tenen direccions de cabussament oposades.
* Nucli : El formen les capes més internes del plec.
* Vergència : És l'angle que forma el pla axial del plec amb l'horitzontal del terreny
Tipus de plecs
Existeix més d'un criteri per classificar els plecs :
1- Classificació genètica:
Un anticlinal (plec antiforme) és un plec convex cap amunt, amb els flancs divergents des de la xarnera, i que té en el seu nucli els materials més antics.
Un sinclinal (plec sinforme) és un plec còncau cap amunt, amb els flancs convergents vers la xarnera, i que presenta al seu nucli els materials més moderns.
Fig. 31. Esquema tridimensional d'un sinclinal i la seua representació en un mapa geològic
2 - Segons la disposició del pla axial
• Rectes : Si l'angle que forma el pla axial amb l' horitzontal és de 90º
• Inclinats : Si l'angle que forma el pla axial amb l'horitzontal és > 45º
• Bolcats o ajaguts (" tumbados o recumbentes ") Si el pla axial i els flanc són més o menys horitzontals. En els plecs tombats i ajaguts es distingeixen els flancs normals i el invertits. en el primers la successió dels estrats és la normal (Els més antics per dessota). Als flancs invertits la successió és la inversa (Els més antics per damunt)
Fig.32: Diferents tipus de plec en funció de la inclinació de l'eix axial (vergència del plec)
4.2.2. Deformacions discontínues
Les fractures en les roques poden produir-se per esforços de compressió o de distensió. En cada cas s'originen plans de trencament característics que poden ser paral·lels, perpendiculars o oblicus a les forces actuants. A la superfície terrestre poden trobar dos tipus de fractures segons l'existència/absència d'un desplaçament relatiu dels blocs situats a ambdós costats de la fractura. Si hi ha desplaçament parlem de falles ; en cas contrari de diàclasis
4.2.2.1 Diàclasis
Són fractures de les roques, normalment de superfície plana, que no van acompanyades de desplaçament posterior. Normalment no es presenten soles; formen sistemes més o menys complexos que s'orienten en funció de les forces que les han originades (paral·leles, radials, en angle, etc).
Fig.32: Diferents tipus de diàclasis
4.2.2.2 Falles
Són fractures de masses rocoses, generalment segons superfícies planes, acompanyades d'un desplaçament dels blocs originats.
Fig.33: Elements d'una falla
* La superfície de fractura s'anomena pla de falla i ve caracteritzada pel seu cabussament (angle d'inclinació respecte a l'horitzontal). El seu cabussament pot variar de 0º (longitudinal) a 90º (vertical). En ocasions es poden trobar sobre el pla de falla unes estries com a resultat del desplaçament del dos blocs i que ens indiquen la direcció de la falla. Quan el pla es troba polimentat per la fricció entre les roques s'anomena espill de falla. Sobre aquesta superfície poden produir-se recristalitzacions
* Les dos masses delimitades pel pla s'anomenen blocs o llavis de falla . El llavi alçat o superior i el llavi enfonsat o inferior
* La distància entre el bloc alçat i l'enfonçat es diu salt de falla.
* A vegades es pot veure en el terreny com un desnivell més o menys sobtat anomenat escarpament de falla
Tipus de falla
• Normal o directa : En aquest cas el pla de la falla s'inclina (cabussa) cap al llavi enfonsat. Són produïdes per forces de distensió . Es caracteritzen perquè hi ha un augment de la superfície total del terreny. Els cabussaments més freqüents són de 45º-60º. Si és de 90º origina falles verticals.
• Inversa : El pla de la falla s'orienta (cabussa) cap al llavi alçat. Està originada per forces de compressió . Es produeix una disminució del terreny. Si el cabussament és inferior a 30º s'originen un encavalcament on un bloc es desplaça fins situar-se damunt d'un més recent.
• Transformant o longitudinal . Ací el desplaçament dels llavis és horitzontal, sense que hi haja blocs alçat i enfonçat. Un exemple són les falles de transformació dels fons marins.
Fig.33: Tipus de falles
Plec-falla . Es tracta d'una estructura intermèdia entre les falles i els plecs. És una falla originada en la xarnera o flanc d'un plec. Cal notar que en un plec inclinat es forma una seqüència invertida dels materials sedimentaris. en un dels flanc, els materials més antics se situen per damunt dels més moderns. Quan el llavi alçat avança una distància considerable (fins a centenars de Km) sobre el enfonsat, constitueix els mantells de corriment.
Fig.34: mantell de corriment o encavalcament
L'associació de falles normals i paral·leles origina estructures enfonçades com les fosses tectòniques i estructures alçades com els horts o massisos tectònics. Aquestes estructures s'originen quan l'escorça es troba sotmesa a intensos esforços d'extensió i es provoca un aprimament que acaba en la fractura del conjunt i l'aparició d'un conjunt de falles associades.
Fig.35: Fossa tectònica