Dinámica Interna y Externa de la Tierra: Procesos y Rocas

Dinámica Interna de la Tierra

La Tierra es un planeta en constante cambio, impulsado por fuerzas internas y externas. Estos cambios pueden manifestarse de forma abrupta, como terremotos y erupciones volcánicas, o de manera gradual a lo largo de millones de años. La teoría de la tectónica de placas (TTP) explica esta dinámica, describiendo cómo la capa superficial de la Tierra (litósfera) está fragmentada en placas litosféricas que se mueven e interactúan.

La Deriva Continental: Antecedentes de la Tectónica de Placas

Alfred Wegener, a principios del siglo XX, propuso la teoría de la deriva continental. Observó que las costas de algunos continentes encajaban como piezas de un rompecabezas y sugirió que, hace unos 300 millones de años, existió un supercontinente llamado Pangea. Wegener presentó varias pruebas:

  • Geográficas: Ajuste de los bordes continentales.
  • Geológicas: Similitud en tipos de rocas, minerales y estructuras geológicas a ambos lados del Atlántico.
  • Paleontológicas: Fósiles de especies idénticas encontrados en continentes separados por océanos.

Aunque inicialmente rechazada, la teoría de Wegener resurgió en la década de 1950 gracias a estudios del fondo oceánico.

Tectónica de Placas: Una Teoría Unificadora

Formulada en 1965 por J. Tuzo Wilson, la teoría de la tectónica de placas, también conocida como tectónica global, explica la mayoría de los fenómenos geológicos, como la formación de cordilleras, terremotos y volcanes. Se basa en los siguientes estudios y principios:

  • Estudio del fondo oceánico: Las dorsales oceánicas, o rifts mediooceánicos, son cadenas montañosas submarinas donde se genera nueva corteza oceánica a partir de magma ascendente.
  • Paleomagnetismo: Las rocas volcánicas registran la dirección del campo magnético terrestre en el momento de su formación. Se observan bandas magnéticas simétricas a ambos lados de las dorsales, indicando la expansión del fondo oceánico.
  • Distribución de sedimentos: El espesor de los sedimentos aumenta con la distancia a la dorsal, lo que indica que las rocas más cercanas a la dorsal son más jóvenes.

Principios fundamentales de la TTP:

  • La litosfera está dividida en placas (de 100 a 150 km de espesor) que se mueven continuamente.
  • Los bordes de las placas son zonas de intensa actividad sísmica y volcánica.
  • Existen dos tipos principales de litosfera:
    • Oceánica: Corteza basáltica, más densa.
    • Continental: Corteza granítica, menos densa.
  • La litosfera oceánica puede hundirse bajo la continental (subducción) debido a su mayor densidad.
  • Los movimientos relativos de las placas pueden ser:
    • Divergentes: Separación.
    • Convergentes: Colisión.
    • Transformantes (de cizalla): Deslizamiento lateral.
  • Principales placas litosféricas: Euroasiática, Pacífica, Norteamericana, Sudamericana, Africana, Indoaustraliana y Antártica.

Límites de Placas Litosféricas

Límites Divergentes o Constructivos

Zonas donde se crea nueva corteza oceánica. El aumento del flujo térmico provoca el adelgazamiento y fractura de la litosfera, originando:

  • Dorsales oceánicas: Cordilleras submarinas con intensa actividad volcánica y sísmica.
  • Rifts continentales: Valles alargados formados por la fractura de la litosfera continental (ej: Gran Valle del Rift en África).

Límites Convergentes o Destructivos

Zonas de colisión entre placas, donde se destruye litosfera oceánica (subducción). Tipos de colisión:

  • Placa Continental (PC) vs. Placa Oceánica (PO): La PO subduce bajo la PC, generando:
    • Magmatismo (rocas plutónicas y volcánicas).
    • Cordilleras o arcos insulares.
    • Terremotos.
    • Obducción (fragmentos de litosfera oceánica sobre la continental, ofiolitos).
  • PC vs. PC: Se interrumpe la subducción y se produce la incrustación de ambas placas, formando grandes cordilleras (Alpes, Himalaya). Se caracteriza por intensa deformación (pliegues y fallas) y metamorfismo.
  • PO vs. PO: Se forman arcos insulares y fosas oceánicas profundas, con alta actividad volcánica y sísmica.

Límites Conservativos o Transformantes

No se crea ni se destruye litosfera. Son fallas transformantes que desplazan lateralmente los bloques, asociadas a las dorsales oceánicas. Generan intensa actividad sísmica (ej: Falla de San Andrés).

El Ciclo de Wilson

Describe la evolución de las placas litosféricas, incluyendo su fragmentación, separación, y eventual colisión. Las etapas son:

  1. Fragmentación continental: Ascenso de magma (punto caliente) que abomba y fractura la litosfera.
  2. Separación de bloques: Formación de un rift continental.
  3. Formación de litosfera oceánica: Aparición de un océano.
  4. Subducción: Choque de litosfera oceánica con continental, generando cordilleras, volcanes y terremotos.
  5. Disminución de la actividad de la dorsal: Los continentes se aproximan.
  6. Colisión continental: Formación de grandes cordilleras.

Las “suturas” continentales, bandas de rocas deformadas, son evidencia de antiguas colisiones.

Magmatismo

Un magma es una mezcla de rocas fundidas (generalmente silicatos), gases disueltos (vapor de agua, CO2, etc.) y, a veces, minerales sólidos. Se origina en la base de la corteza y en el manto superior, a temperaturas entre 700 y 1500 ºC. Al ascender y enfriarse, el magma forma rocas magmáticas o ígneas:

  • Plutónicas: Enfriamiento lento en profundidad (granito, diorita, gabro, peridotita).
  • Filonianas: Enfriamiento moderadamente rápido en grietas (aplita, pórfido, pegmatita).
  • Volcánicas: Enfriamiento rápido en superficie (basalto, pumita, obsidiana, andesita).

Tipos de Magmas

Se clasifican según su contenido en sílice (SiO2):

  • Básicos (basálticos): ~50% SiO2. Se forman en dorsales oceánicas. Poco viscosos (basalto en superficie, gabro en profundidad).
  • Ácidos: >65% SiO2. Se forman en zonas de subducción o puntos calientes. Muy viscosos (granito en profundidad, riolita en superficie si hay erupciones violentas).
  • Intermedios: Contenido intermedio de SiO2. Se forman en zonas de subducción (andesita en superficie, diorita en profundidad).

Metamorfismo

Transformación de rocas preexistentes (sedimentarias, ígneas o metamórficas) en estado sólido debido a cambios en la presión y/o temperatura. No implica fusión.

Factores del Metamorfismo

  • Temperatura: Aumenta con la profundidad (gradiente geotérmico, ~33ºC/km). El metamorfismo ocurre entre 200 y 700 ºC. Por encima de 700ºC, la roca se funde (anatexia).
  • Presión: También aumenta con la profundidad. Favorece la formación de minerales más densos. Tipos de presión:
    • Litostática (de carga): Peso de las rocas suprayacentes.
    • De fluidos (hidrostática): Presión de los fluidos en los poros de las rocas.
    • Tangencial (dirigida): Presiones tectónicas.

Tipos de Metamorfismo

  • Dinámico (cataclástico): Alta presión, baja temperatura.
  • Térmico (de contacto): Baja presión, alta temperatura (cerca de intrusiones magmáticas). Forma rocas llamadas corneanas.
  • Regional: Presiones y temperaturas medias. Común en zonas de subducción.

Rocas Magmáticas y Metamórficas: Ejemplos

  • Rocas Plutónicas (enfriamiento lento, cristales visibles): Granito, sienita, diorita, gabro, peridotita.
  • Rocas Volcánicas (enfriamiento rápido):
    • Textura vítrea (amorfa): Obsidiana.
    • Textura fluidal (microcristales): Riolita, andesita, basalto.
  • Rocas Metamórficas: Mármol, cuarcita, pizarra, esquisto, gneis.

Dinámica Externa de la Tierra: Procesos Sedimentarios

Conjunto de procesos geológicos que conducen a la formación de sedimentos y rocas sedimentarias. Incluyen:

  • Meteorización
  • Erosión
  • Transporte
  • Sedimentación
  • Diagénesis (litificación)

Meteorización

Alteración *in situ* de las rocas expuestas a la intemperie. Facilita la erosión y condiciona las características de los sedimentos. Tipos:

  • Física: Fragmentación sin cambios químicos.
    • Lajamiento (descompresión).
    • Gelifracción (congelación del agua en grietas).
    • Termoclastia (dilatación/contracción térmica).
    • Acción de raíces.
  • Química: Transformación química de los minerales. Requiere agua.
    • Oxidación (reacción con oxígeno).
    • Carbonatación (disolución de carbonatos).
    • Disolución (rocas salinas).
    • Hidrólisis (ruptura de silicatos).
    • Hidratación (incorporación de agua).
    • Acción biológica (bacterias, hongos, líquenes).

Erosión, Transporte y Sedimentación

Los productos de la meteorización (regolitos) son transportados por agentes geológicos (agua, hielo, viento, seres vivos) y la gravedad, desde zonas elevadas a cuencas sedimentarias, donde se acumulan. Tipos de sedimentos:

  • Clásticos (detríticos): Fragmentos de roca (clastos, gravas, arenas, arcillas, limos).
  • Químicos: Precipitación de sustancias disueltas.
  • Bioquímicos: Restos esqueléticos o precipitación inducida por organismos.
  • Orgánicos: Materia orgánica acumulada.

Litificación (Diagénesis)

Transformación de sedimentos en rocas sedimentarias. Procesos:

  • Compactación: Reducción del volumen por presión.
  • Cementación: Precipitación de sustancias en los poros, uniendo los granos.
  • Recristalización: Cambio en la forma de los cristales.
  • Neoformación: Formación de nuevos minerales.
  • Metasomatismo: Alteración química por intercambio iónico.

Clasificación de las Rocas Sedimentarias

Rocas Detríticas

Clasificadas según el tamaño de grano:

  • Conglomerados (brechas y pudingas).
  • Areniscas.
  • Arcillas.

Rocas de Origen Químico y Bioquímico

  • Carbonatadas: Tobas, travertinos, estalactitas, calizas y dolomías.

Rocas de Origen Orgánico

  • Calizas coralinas, lumaquelas.
  • Turba, hulla, antracita (carbón).
  • Petróleo.