Placas TectónicasPlacas Tectónicas II: Placas, placas límites, y el origen de los movimientos

por Anne Egger, Ph.D.

Did you know?

¿Sabía usted que los terremotos y erupciones volcánicas no suceden en lugares aleatorios? Ambos están concentrados a lo largo de las fronteras de placas tectónicas y proveen evidencia para la teoría de tectónica de placas. La Tierra es un planeta dinámico y en ningún lugar es mas evidente esto que a lo largo de las fronteras de placas.

Resumen

Los terremotos y volcanes pueden revelar bastante acerca de las fronteras de placas. Este módulo explora la naturaleza de placas tectónicas y discute los diferentes tipos de fronteras que existen entren ellas-convergentes, divergentes y de transformación. Fuerzas que fomentan el empuje y tire de estas masas de tierra son exploradas.

Términos que usted debe saber
  • frontera = una línea o limite que divide una área de otra
  • flotabilidad = capaz de flotar
  • denso = compacto, que tiene alta masa en relación al volumen
Tabla de Contenido

En 1962, la idea que las piezas de la superficie de la tierra se movían no era considerada radical. Como vimos en la lección Placas Tectónicas I, el concepto del movimiento continental y de la extensión del suelo marítimo había revolucionado la geología, y los investigadores empezaron a revisar sus interpretaciones de los datos existentes. Por ejemplo, los geólogos sabían que los terromotos no estaban distribuidos al azar en la tierra.

Figure 1. Map showing earthquakes from 2003-2011 with magnitude greater than 3. Colors indicate depth of hypocenter, or origin of the earthquake: red is 0-33 km, yellow is 33-100 km, green is 100-400 km, and blue is >400 km depth. Data are from the Advanced National Seismic System. image © Anne E. Egger

En realidad, los terremotos, se concentran en las placas límites dibujadas por Harry Hess. Sin embargo, no todos los terremotos ocurren a la misma profundidad. Donde Hess había postulado que las rocas del suelo oceánico estaban hundiéndose en las zonas de subducción o sumersión, ocurren los terremotos a una baja profundidad de 0-33 km debajo de la superficie cerca de las zanjas, y a una profundidad de casi 700 km debajo de la superficie, más tierra adentro. Por otra parte, sólo terremotos poco profundos (de profundidad de 0-33 km) son registrados en las cordilleras que se extienden. Estos datos ayudaron a los geólogos a diseñar planos longitudinales que muestran que las placas son delgadas en las cordilleras que se extienden, y que la subducción alcanza largas distancias, llevando las placas a profundidad debajo de los continentes.

Al igual que los terremotos, los volcanes estaban preferentemente localizados en las placas límites o cerca de ellas.

Figure 2. Map showing volcanoes that have been active in the last 10,000 years. Colored triangles indicate different volcano types: red triangles are primarily calderas, green triangles are stratovolcanoes, blue triangles are shield volcanoes and fissure vents. Data are from the Smithsonian Institution, Global Volcanism Program. image © Anne E. Egger

Al igual que los terremotos, diferentes tipos de volcanes existen en diferentes tipos de placas límites. La mayoría de las erupciones volcánicas que salen en las noticias, como la erupción del Monte Santa Helena de 1980, tienen lugar cerca de las zonas de subducción. Estas devastadoras y explosivas erupciones reflejan la composición de magma, que es extremadamente viscosa y que por consiguiente no fluye fácilmente. Al contrario, las erupciones volcánicas que existen en las cordilleras que se extienden son mucho mas suaves, en parte porque la mayoría de estas erupciones están debajo de 2-3 kilómetros de agua, pero también porque el magma es menos viscoso.


Placas límites

Estas observaciones sobre la distribución de los terremotos y los volcanes ayudó a los geólogos a definir los procesos que ocurren en las cordilleras que se extienden y las zonas de subducción. Además, ayudaron a los científicos a descubrir que hay otros tipos de placas límites. En general, las placas límites son el escenario de gran actividad geológica, terremotos, volcanes, y topografía dramática, de tal manera que cordilleras como los Himalayas están todas concetradas donde dos o más placas se encuentran en un límite. Hay tres principales maneras en que las placas interactúan en los límites: pueden moverse en dirección divergente, pueden moverse en dirección convergente, o pueden deslizarse una al lado de la otra, transformante. Cada una de estas interacciones produce un modelo de terremoto, volcanismo y topografía diferentes:


Límites Divergentes

Los límites divergentes son las cordilleras oceánica centrales que lanzaron la revolución de las placas tectónicas. La Cordillera Central Atlántica es un ejemplo clásico. Los terremotos poco profundos y fluidos menores de lava caracterizan la cordillera oceánica central. El suelo marítimo en las cordilleras es más alto que los llanos abismales alrededor, porque las rocas son más calientes (y menos densas). Se enfrian y condensan mientras se alejan del centro de extensión. La extensión ha estado ocurriendo en la Cordillera Central Atlántica durante 180 millones de años, lo que ha producido un gran valle oceánico, el Óceano Atlántico.

Figure 3. Cross-section of the Mid-Atlantic Ridge near latitude 14° S. Blue triangle represents the location of fissure volcanoes. Colored circles represent earthquakes, color-coded by depth (see Figure 1 for key). image © Anne E. Egger

Control de Comprensión

Divergent boundaries are most common


Límites Convergentes

Los límites convergentes son los más activos geológicamente, con diferentes características dependiendo del tipo de costra presente. Hay dos tipos de costras: oceánica y continental. La costra continental es gruesa y ligera, la costra oceánica es delgada, densa y forma las cordilleras oceánicas centrales. La actividad que tiene lugar en los límites convergentes depende del tipo de costra presente, tal como se explica aquí.

Costra oceánica encuentra costra continental

Estas son las zonas de subducción imaginadas por Hess, donde la costra oceánica densa se sumerge debajo de la costra continental ligera. Estos límites se caracterizan por: a) una zanja oceánica muy profunda al lado de una cordillera continental montañosa alta, b) numerosos terremotos que progresan de lo poco profundo a lo profundo, y c) un gran número de volcanes de composición intermedia. Los Andes deben su existencia a la zona de subducción en el borde occidental de la placa de América del Sur. En realidad, este tipo de límite es usualmente llamado el margen Andino.

Figure 4. Cross-section of the South American subduction zone near latitude 22° S. Green triangles represent the locations of stratovolcanoes. Colored circles represent earthquakes, color-coded by depth (see Figure 1 for key). image © Anne E. Egger

Costra oceánica encuentra costra oceánica

Donde dos placas oceánicas convergen, también ocurre una zona de subduccion, pero el resultado es ligeramente diferente que en el Margen Andino. Puesto que las densidades de las dos placas son similares, es usualmente la costra oceánica más antigua la que se hunde porque es más fría y ligeramente más densa. Los terremotos progresan de lo menos profundo a lo más profundo como en la convergencia oceánica-continental, y los volcanes forman un arco de islas, como el Monte Fuji en Japón y Pinatubo en Filipinas. Estos volcanes son ligeramente diferentes de esos que forman los Andes porque el magma se produce de la costra oceánica derretida en vez de la costra continental derretida.

Figure 5. Cross-section of the Tonga trench near latitude 21° S. Colored triangles represent the location of volcanoes, color-coded by type of volcano (see Figure 2 for key). Colored circles represent earthquakes, color-coded by depth (see Figure 1 for key). image © Anne E. Egger

Costra continental encuentra costra continental

Cuando dos piezas de costra continental convergen, el resultado es un gran montón de material continental. Ambas piezas de costra son ligeras y no son fácilmente hundidas. La convergencia continental está ejemplificada en la cordillera de los Himalayas, donde la placa India se encuentra con la placa Asiática. Ocurren varios terremotos pocos profundos, pero hay muy poco volcanismo.

Figure 6. Cross-section of the Himalayas along 88° E longitude. Colored circles represent earthquakes, color-coded by depth (see Figure 1 for key). image © Anne E. Egger

Control de Comprensión

Along convergent plate boundaries there are always big volcanoes.


Límites transformantes

La mayoría de los límites son convergentes o divergentes, los límites transformantes son los más raros. La falla de San Andrés en California es un ejemplo de un límite continental transformante. Terremotos frecuentes y poco profundos ocurren (como los famosos terremotos de San Francisco en 1906 y 1989), pero hay poco volcanismo asociado o relieve topográfico. La Falla Alpina de Nueva Zelanda es muy similar. La mayoría de los límites transformantes ocurren no en el interior sino en los segmentos cortos, al borde de las cordilleras oceánicas centrales.

Unos pocos límites retan clasificaciones simples y son llamados como 'placas de las zonas límite'. Por ejemplo, un modelo de terremoto complicado se produce por una ancha y poco entendida zona de placa límite entre las placas Euroasiática y Aficanas en el Mediterráneo.

Figure 7. Cross-section of the San Andreas Fault in California near latitude 36° N. Colored circles represent earthquakes, color-coded by depth (see Figure 1 for key). image © Anne E. Egger


Actividad Geológica separada de las placas límite

Los límites descritos anteriormente dan cuenta de la mayoría de la actividad sísmica y volcánica en la tierra. Sin embargo, mientras más datos empezaban a explicar el esquema de las placas tectónicas, más sobresalían las excepciones. ¿Qué puede explicar Hawai, por ejemplo, un antiguo escenario de actividad volcánica en la placa del Pacífico central donde no hay subducción o extensión para generar magma?

Tenía que haber algo más. En 1963, J. Tuzo Wilson, un geofísico canadiense, propuso la teoría que la capa contenía inmóviles lugares calientes, delgadas plumas de magma caliente que actuaban como quemadores Bunsen cuando las placas estaban encima de ellos. Las Islas Hawaianas forman una larga y derecha cadena, con erupciones volcánicas continuas en la isla Hawai e islas volcánicas altamente erosionadas en el noreste. De acuerdo a la teoría de lugares calientes de Wilson, la cadena de islas representa el movimiento hacia el surestede de la placa Pacífico sobre la capa de pluma.

Una importante implicación de la teoría de Wilson es que, puesto que los lugares calientes son estacionarios, las pistas de los lugares calientes podían ser usadas para rastrear la historia del movimientos de las placas. Por ejemplo, la pista de la cadena Hawaina continua hacia el noroeste como una cadena de antiguos volcanes inactivos bajo agua. Una vez que las erupciones volcánicas se detienen, las olas oceánicas empiezan a erosionar las islas debajo del nivel del mar y se llaman montes marítimos. Las islas y los montes marítimos asociados con los lugares calientes Hawainos ofrecen una historia sobre el movimiento de la placa Pacífico, que aparentemente tomó un rumbo al este alrededor de 28 millones de años. Otras pistas de lugares calientes en el mundo pueden ser usadas de manera similar para reconstruir la historia global de las placas tectónicas.

Figure 10. Ages of the seamounts and volcanoes in the Hawaii-Emperor chain, suggesting that the Pacific plate changes its direction of motion about 42 million years ago.

Control de Comprensión

According to Wilson, hotspots can be used to track the history of plate motion because they are


¿Cúales son las fuerzas que motivan el movimiento?

Los lugares calientes añaden pruebas para confirmar que las placas se mueven constantemente. Irónicamente, sin embargo, la cuestión que provocó el ridículo de Wegener sigue provocando un acalorado debate: que provoca el movimiento de las placas? Eventualmente, una nueva Pangaea (o continente único) se puede formar, separar, y formar de nuevo en la Tierra. ¿Qué hace que estas placas se sigan moviendo?

Hess asumió que la capa de conducción era la fuerza motivadora principal. Material caliente, menos denso en las cordilleras oceánicas centrales, se enfría y se hunde en las zonas de subducción. Las placas 'montan' estas células de convección (ver la lección sobre Densidad para mayor información). Aunque había poca duda que la convección ocurre en la capa, el diseño actual sugiere que no es tan simple. Muchos geólogos sugieren que la fuerza de convección no es suficiente para empujar placas litoesféricas enormes como la placa de Norte América. Ellos sugieren que la gravedad es la principal fuerza motivadora: la fría y densa costra oceánica se hunde en la zona de subducción, empujando al resto de la placa con ella. De acuerdo a esta teoría, las intrusiones magmáticas en las cordilleras que se extienden son pasivas. El magma apenas llena un hueco creado por la separación de las dos placas.

Figura 10: El empuje de la cordillera y el jalón de la placa son dos maneras en que la gravedad puede actuar para mantener una placa en movimiento. Observe que las flechas en las células de convección y las placas encima van en la misma dirección. Imágen modificada de This Dynamic Earth, una publicación de U.S. Geological Survey.

Sin lugar a dudas, la gravedad y la convección ofrecen energía para mantener las placas en movimiento. Sus contribuciones relativas, sin embargo, son un asunto debatible y de investigación continua.

La fuerza de la placa tectónica yace en su habilidad para explicar todo sobre los procesos que vemos en los registros geológicos en la actualidad. Nuestro conocimiento de las sutilezas tiende a evolucionar, mientras sabemos más sobre nuestro planeta, pero las placas tectónicas son verdaderamente la base sobre la se asienta que la ciencia geológica.


Conceptos Clave

  • Terremotos y volcanes ocurren primordialmente a lo largo de los bordes de las placas. La frecuencia y el tipo de eventos varia con el tipo de borde.
  • Las placas interactúan una con la otra en bordes en una de tres maneras: si divergen, se convergen o se deslizan aparte del otro.
  • Las placas son hechas de dos tipos de corteza – oceánica y continental. La corteza oceánica es mas delgada y mas densa que la continental. Una placa puede tener tanto corteza continental como corteza oceánica.
  • La gravedad y la convección de manto son las dos fuerzas que forjan el movimiento de placas.

Lectura Adicional


Anne Egger, Ph.D. “Placas Tectónicas II” Visionlearning Vol. EAS (2), 2003.

"Los geólogos tienen un nombre nuevo para jugar el ajedrez, usando un tablero esférico y unas reglas nuevas extrañas."
—Patrick M. Hurley,
1968