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Ciencias de la Tierra y del espacio de primaria y secundaria · শ্রেণি 1–9
18La tectónica de placas: el rompecabezas que se mueve
Extiende un mapamundi sobre una mesa y mira las dos orillas del océano Atlántico. La gran joroba de Brasil parece hecha para encajar en el hueco de la costa oeste de África, como si alguien hubiera cortado en dos un solo trozo de tierra y hubiera separado las mitades. Los primeros que imprimieron buenos mapas de las dos costas se dieron cuenta enseguida. Durante tres siglos siguió siendo una curiosidad. En el siglo XX se convirtió en el punto de partida de la teoría que hoy explica por qué tiembla el suelo en Japón, por qué los Andes son tan altos, por qué Islandia se ensancha poco a poco — y por qué el mapa de la mesa no es más que una instantánea de un mundo que se mueve.
Lo que ya sabes
La Tierra tiene tres capas principales: una corteza fina y rocosa, un manto grueso de roca caliente y un núcleo metálico; la temperatura sube con la profundidad (Capítulo 16). Un lugar del globo se sitúa por su latitud y su longitud (Capítulo 14).
18.1 Continentes que antes encajaban
Definición 18.1 (Deriva continental)
La deriva continental es la idea de que los continentes se desplazan lentamente sobre la superficie de la Tierra, de modo que sus posiciones, y la forma de los océanos que hay entre ellos, han cambiado a lo largo de las eras.
Definición 18.2 (Supercontinente)
Un supercontinente es una sola masa de tierra formada por todos los continentes, o casi todos, unidos. El último, Pangea (“todas las tierras” en griego), empezó a fragmentarse hace entre unos 225 y 200 millones de años.
El científico que defendió la deriva continental como una teoría de verdad, con pruebas, fue Alfred Wegener. Reunió cuatro clases de pistas.
- La forma de las costas. América del Sur y África encajan como dos piezas de un rompecabezas, y lo mismo ocurre con otras costas.
- Los fósiles. Los mismos animales y plantas fósiles se encuentran en continentes que hoy están separados por miles de kilómetros de océano. Mesosaurus era un pequeño reptil que vivía en agua dulce: no podía cruzar un océano a nado, y sin embargo sus fósiles están a la vez en Brasil y en el sur de África.
- Las rocas. Rocas de las mismas clases y edades, y antiguas cordilleras de la misma forma, se interrumpen en una costa y vuelven a empezar en la opuesta, como las líneas impresas de un periódico roto.
- Los climas antiguos. En la Antártida hay carbón, hecho con las plantas de bosques pantanosos y cálidos; en zonas de África que hoy son cálidas y secas hay huellas dejadas por antiguos glaciares. Estas tierras tuvieron que estar en otro tiempo en otros climas, en otras latitudes.
Historia — La idea de Wegener, 1912–1930
Alfred Wegener, un meteorólogo alemán de 32 años, expuso la teoría de la deriva continental en dos artículos en 1912. La mayoría de los geólogos la rechazaron. La objeción más fuerte era que Wegener no podía decir qué movía los continentes: pensaba que avanzaban abriéndose paso a través de la roca del fondo del océano, y el físico Harold Jeffreys demostró que unos continentes sólidos no podían hacer eso sin romperse. Wegener siguió reuniendo pruebas hasta que murió en el inlandsis de Groenlandia en 1930, durante una expedición. La respuesta que le faltaba vino del fondo de los océanos, explorado a partir de la década de 1950: se cuenta en un curso posterior.
18.2 Las placas
Las pistas de Wegener eran correctas, pero sus continentes no eran las piezas adecuadas. No solo se mueven los continentes: toda la envoltura exterior de la Tierra, tanto bajo los continentes como bajo los océanos, está rota en pedazos.
Definición 18.3 (Placa tectónica)
Una placa tectónica (o simplemente una placa) es una gran losa rígida de roca que forma parte de la envoltura exterior de la Tierra. Una placa está formada por la corteza y por la parte más alta del manto, fría y rígida, con un espesor total de al menos 80 kilómetros de media; se desplaza lentamente sobre el manto más caliente y más blando que tiene debajo.
Definición 18.4 (Tectónica de placas)
La tectónica de placas es la teoría según la cual la envoltura exterior de la Tierra está dividida en placas que se mueven unas respecto a otras, y la mayoría de los terremotos, los volcanes y las cordilleras se producen donde se encuentran las placas.
Observación 18.5 (¿Cuántas placas?)
Una docena de placas, más o menos, son grandes; muchas más son pequeñas. Un mapa detallado que usan los geólogos cuenta 52. Una placa puede llevar un continente, un océano o las dos cosas: la placa Sudamericana lleva toda América del Sur y la mitad occidental del Atlántico Sur. La placa del Pacífico, la más grande, casi no lleva tierra firme.
¿Cómo sabemos dónde acaba una placa y empieza la siguiente? Fijándonos en los lugares donde la Tierra no está quieta.
Proposición 18.6 (Los terremotos y los volcanes dibujan los límites de las placas)
Los terremotos y los volcanes no están repartidos al azar por la Tierra: la mayoría se sitúan a lo largo de franjas estrechas, y esas franjas son los bordes de las placas. De los 7 031 terremotos de magnitud 6 o más registrados entre 1976 y 2025, 6 472 — es decir, el 92 % — ocurrieron a menos de de un límite de placas.
18.3 Tres clases de límites de placas
Definición 18.7 (Límite de placas)
Un límite de placas es la línea, o la zona estrecha, donde se encuentran dos placas. Según cómo se mueven las dos placas una respecto a la otra, un límite es de una de estas tres clases:
Ejemplo 18.8 (Límites divergentes: Islandia y el este de África)
Por el centro del océano Atlántico corre una cadena de montañas submarinas, la dorsal mesoatlántica, donde las placas de los dos lados se separan. La roca caliente del manto sube hacia el hueco, se funde en parte y se convierte en nuevo fondo marino: un límite divergente fabrica placa nueva. Islandia es un trozo de esta dorsal que asoma por encima del mar: allí, América del Norte se desplaza hacia el oeste y Eurasia hacia el este, y la isla se va abriendo lentamente. Entre 1975 y 1984, las grietas cercanas al volcán Krafla, en el norte de la isla, se ensancharon unos 7 metros en total. Un límite divergente también puede atravesar un continente: a lo largo del rift de África Oriental, África empieza a partirse, y el mar Rojo es un océano joven que ya ha separado Arabia de África.
Ejemplo 18.9 (Límites convergentes: los Andes y el Himalaya)
Frente a la costa oeste de América del Sur, la placa de Nazca, que lleva océano, se acerca a la placa Sudamericana, que lleva un continente. La placa oceánica, más pesada, se dobla y se hunde bajo el continente, hasta lo hondo del manto. A lo largo de la línea por donde baja, el fondo marino se precipita en una fosa profunda; por encima de la placa que se hunde, la tierra se ve sacudida por terremotos y bordeada de volcanes: los Andes. En el oeste del Pacífico, donde una placa oceánica se hunde bajo otra, las fosas son los lugares más profundos de la Tierra: la fosa de las Marianas tiene casi de profundidad. Cuando se encuentran dos continentes, ninguno se hunde: la corteza se arruga y se engrosa. La India chocó con Asia hace unos 50 millones de años, y las dos placas siguen empujando; así se levantaron el Himalaya y la meseta del Tíbet.
Ejemplo 18.10 (Un límite transformante: la falla de San Andrés)
En California, la placa del Pacífico se desliza hacia el noroeste junto a la placa Norteamericana a lo largo de la falla de San Andrés, de unos de longitud. Allí no se fabrica ni se destruye placa; las dos placas rozan una contra otra, y las sacudidas de ese roce son terremotos.
Método 18.11 (Reconocer un límite de placas en un mapa)
Para decidir qué clase de límite separa dos placas:
- busca, en un mapa de los movimientos de las placas, las flechas de los dos lados del límite;
- si se alejan del límite, es divergente; si apuntan hacia él, convergente; si son paralelas a él y apuntan en sentidos opuestos, transformante;
- compruébalo con el paisaje: una dorsal en medio de un océano o un rift que atraviesa un continente van con un límite divergente; una fosa profunda con una línea de volcanes, o una alta cordillera, con uno convergente; una larga falla recta sin ninguna de las dos cosas, con un límite transformante.
18.4 ¿A qué velocidad se mueven las placas?
Proposición 18.12 (Unos pocos centímetros al año)
Dos placas vecinas se mueven una respecto a la otra a una velocidad de unos pocos centímetros al año: desde unos 2 centímetros al año a través del Atlántico Norte hasta más de 14 centímetros al año a través de la dorsal del Pacífico oriental, la dorsal que se abre más deprisa de la Tierra.
Método 18.13 (De centímetros al año a kilómetros por millón de años)
Un kilómetro son centímetros. Una velocidad de al año, mantenida durante un millón de años, recorre por tanto centímetros, es decir, . Así pues:
Multiplica una velocidad en centímetros al año por 10 para obtener kilómetros por millón de años; después multiplica por un número de millones de años para obtener una distancia en kilómetros, o divide una distancia entre la velocidad para obtener un tiempo.
Ejemplo 18.14 (El Atlántico crece)
De media, los dos lados de la dorsal mesoatlántica se separan unos al año, es decir, por millón de años. En 100 millones de años, eso hace : mantenida el tiempo suficiente, una velocidad demasiado lenta para notarla en toda una vida abre un océano.
Observación 18.15 (Medir el movimiento hoy)
Hoy estos movimientos tan lentos se miden directamente. Unas estaciones permanentes, fijadas al lecho rocoso, reciben las señales de los satélites de posicionamiento y calculan su propia posición, día tras día, con una precisión de unos pocos milímetros. Al cabo de unos años, se ve que las estaciones situadas en placas distintas se alejan o se acercan, a las velocidades halladas en las rocas a lo largo de millones de años. El propio posicionamiento por satélite es el tema del Capítulo 32.
18.5 Ejercicios
Ejercicio 18.1 ★
¿Qué es la deriva continental? Di las cuatro clases de pistas que usó Wegener para defenderla.
Solución
Solución de Ejercicio 18.1.
La deriva continental es la idea de que los continentes se desplazan lentamente sobre la superficie de la Tierra, de modo que sus posiciones han cambiado a lo largo de las eras. Las pistas de Wegener: el encaje de las costas (América del Sur y África); los mismos fósiles en continentes hoy separados por océanos; las mismas rocas y antiguas cordilleras a los dos lados de un océano; huellas de climas antiguos fuera de lugar (carbón en la Antártida, depósitos glaciares en la África cálida y seca).
Ejercicio 18.2 ★
Nombra las tres clases de límites de placas y di, para cada una, cómo se mueven las dos placas una respecto a la otra.
Solución
Solución de Ejercicio 18.2.
Divergente: las placas se separan. Convergente: se acercan. Transformante: se deslizan una junto a otra, lado a lado.
Ejercicio 18.3 ★
Mira el mapa de los terremotos y los volcanes. Nombra dos regiones del mundo con muchos terremotos grandes, y un continente que casi no tiene ninguno en su interior.
Solución
Solución de Ejercicio 18.3.
Por ejemplo, todo alrededor del océano Pacífico (Japón, Indonesia, los Andes), y la franja que va del Mediterráneo al Himalaya. Casi no hay grandes terremotos en el interior de África ni de Australia (tampoco en América del Norte al este de las Montañas Rocosas, ni en Brasil).
Ejercicio 18.4 ★
En Brasil y en el sur de África se encuentran fósiles de Mesosaurus, un pequeño reptil que vivía en agua dulce. ¿Por qué es esto una pista de que los dos continentes estuvieron unidos?
Solución
Solución de Ejercicio 18.4.
Un animal de agua dulce no podía cruzar miles de kilómetros de océano salado. Encontrarlo en los dos lados significa que los dos lugares estuvieron unidos por tierra, en un mismo continente, cuando vivía Mesosaurus.
Ejercicio 18.5 ★★
En la Antártida hay carbón. ¿Qué nos dice esto del clima en el que se formó el carbón, y qué podemos deducir sobre dónde estaba la Antártida en aquella época?
Ejercicio 18.6 ★★
Di qué clase de límite hay en cada uno de estos lugares: la dorsal mesoatlántica; los Andes; la falla de San Andrés; el Himalaya; el rift de África Oriental.
Solución
Solución de Ejercicio 18.6.
Dorsal mesoatlántica: divergente. Andes: convergente (una placa oceánica se hunde bajo un continente). Falla de San Andrés: transformante. Himalaya: convergente (chocan dos continentes). Rift de África Oriental: divergente (un continente que se parte).
Ejercicio 18.7 ★★
Convierte una velocidad de al año en kilómetros por millón de años. ¿Cuánto se alejarían, a esta velocidad, dos puntos situados a los dos lados del límite en 60 millones de años?
Solución
Solución de Ejercicio 18.7.
kilómetros por millón de años; en 60 millones de años: .
Ejercicio 18.8 ★★
Entre 1975 y 1984 — nueve años —, las grietas cercanas al volcán Krafla, en Islandia, se ensancharon unos en total. ¿Cuál fue el ensanchamiento medio por año, en centímetros? Compáralo con la velocidad media de la dorsal mesoatlántica, unos al año, y sugiere por qué los dos números son tan distintos.
Solución
Solución de Ejercicio 18.8.
, y : unos al año, unas 30 veces la media de al año. Las placas no se separan suavemente en la superficie: la tensión se acumula durante años y se libera en sacudidas breves, en las que las grietas se abren varios metros de golpe. A lo largo de periodos largos, los años tranquilos y las sacudidas se compensan y dan una media de unos pocos centímetros al año.
Ejercicio 18.9 ★★
La teoría de Wegener fue rechazada durante décadas. ¿A qué pregunta no podía responder? ¿Qué cambia la teoría de la tectónica de placas en su imagen de unos continentes que se mueven?
Solución
Solución de Ejercicio 18.9.
No podía decir qué fuerza mueve los continentes, y el movimiento que imaginaba (continentes que se abren paso a través del fondo del océano) era imposible. En la tectónica de placas, los continentes no se abren paso a través de nada: son transportados, junto con el fondo oceánico que los rodea, por placas que se mueven como piezas enteras de la envoltura exterior de la Tierra.
Ejercicio 18.10 ★★
Mira el corte a través de dos límites de placas. ¿Dónde está más alto el fondo marino, y dónde es más profundo? ¿Dónde se está fabricando placa nueva, y dónde vuelve una placa al manto?
Ejercicio 18.11 ★★★
A través de la dorsal del Pacífico oriental, las placas se separan unos al año, y a través de la dorsal del Atlántico Norte, unos al año. ¿Cuántas veces más rápida es la dorsal del Pacífico oriental (redondea al número entero más cercano)? ¿Cuánto tarda cada dorsal en abrir de nuevo fondo oceánico?
Solución
Solución de Ejercicio 18.11.
: unas 6 veces más rápida. En kilómetros por millón de años, las velocidades son 142 y 22. Tiempos para : millones de años para la dorsal del Pacífico oriental; millones de años para la dorsal del Atlántico Norte.
Ejercicio 18.12 ★★★
De los 7 031 terremotos de magnitud 6 o más registrados entre 1976 y 2025, 4 578 ocurrieron a menos de de la línea de un límite de placas dibujada en el mapa, 6 472 a menos de y 6 786 a menos de . (a) ¿Cuántos ocurrieron entre y de la línea? (b) Calcula, redondeado al número entero más cercano, el porcentaje de todos estos terremotos que ocurrieron a menos de de la línea. (c) Muchos de los terremotos situados entre y de la línea están en el mismo lado de una fosa oceánica profunda. Usa lo que ocurre en un límite convergente para explicar por qué un terremoto causado por un límite de placas puede ocurrir tan lejos de la línea dibujada en el mapa.
Solución
Solución de Ejercicio 18.12.
(a) terremotos. (b) , es decir, el 65 %. (c) La línea del mapa marca la fosa, donde la placa oceánica empieza a hundirse. La placa no baja en vertical: se hunde inclinada bajo la otra placa, cada vez más hondo a medida que avanza por debajo de ella. Los terremotos ocurren a lo largo de toda la placa que se hunde, así que muchos de ellos están bajo la placa que queda encima, en el mismo lado de la fosa, a decenas o cientos de kilómetros de la línea. Un límite de placas es una zona, no una línea fina.
18.6 Problema: la apertura del Atlántico Sur
Problema 18.1
Problema de fin de semana — medir un océano en el mapa y averiguar cuánto tardó en abrirse
En un mapa del Atlántico Sur, una alumna sigue el paralelo de latitud sur. Sale de la costa de América del Sur cerca de Río de Janeiro, en la longitud oeste, cruza el océano y la dorsal mesoatlántica, y llega a la costa de África cerca de Walvis Bay, en la longitud este. En este paralelo, un grado de longitud mide . A través de la dorsal, a esta latitud, las placas Sudamericana y Africana se separan al año.
Parte I — Las pistas del encaje.
- En el mapa de los fósiles de este capítulo, nombra los fósiles cuyas franjas pasan de América del Sur a África.
- ¿Por qué los fósiles de Mesosaurus no se pueden explicar por un animal que nadó de un continente al otro?
- ¿Qué parte de América del Sur encaja en qué parte de África?
- ¿Qué clase de límite de placas recorre hoy el centro del Atlántico Sur? ¿Cómo se mueven allí las dos placas?
Parte II — Medir el océano.
- ¿Cuántos grados de longitud separan las dos costas a lo largo del paralelo sur?
- ¿Cuál es la anchura del océano, en kilómetros, a lo largo de este paralelo? Redondea a la decena de kilómetros más cercana.
- En el ecuador, un grado de longitud mide . ¿Por qué solo mide a sur?
- La dorsal recorre más o menos el centro del océano. ¿A qué distancia de la dorsal está, aproximadamente, cada costa?
Parte III — La edad del océano.
- Convierte la velocidad a la que se separan las dos placas en kilómetros por millón de años.
- Si el océano se hubiera abierto siempre a esta velocidad, ¿cuántos millones de años habría tardado en alcanzar su anchura actual? Redondea a la decena de millones de años más cercana.
- Los geólogos sitúan la fragmentación de Pangea hace entre unos 225 y 200 millones de años, y dicen que el Atlántico ha crecido a lo largo de los últimos 100 a 200 millones de años. ¿Coincide tu respuesta con esto?
- Da una razón por la que la verdadera edad del Atlántico Sur puede ser distinta de la que has hallado.
Solución
Solución de Problema 18.1.
1. Mesosaurus, Cynognathus y Glossopteris (la franja de Lystrosaurus une África, la India y la Antártida).
2. Vivía en agua dulce: no podía cruzar un océano salado de miles de kilómetros de anchura.
3. La joroba del nordeste de Brasil encaja en el hueco del golfo de Guinea, en la costa oeste de África.
4. Un límite divergente, la dorsal mesoatlántica: la placa Sudamericana se desplaza hacia el oeste y la placa Africana hacia el este, alejándose una de otra.
5. Las costas están a lados opuestos del meridiano de origen: .
6. : unos .
7. Los meridianos se acercan entre sí a medida que se va del ecuador hacia un polo. El paralelo sur es un círculo más pequeño que el ecuador, así que cada uno de sus 360 grados es más corto.
8. Más o menos la mitad de la anchura: .
9. kilómetros por millón de años.
10. : unos 170 millones de años.
11. Sí: 170 millones de años está entre 100 y 200 millones de años, y es posterior al comienzo de la fragmentación de Pangea, hace entre 225 y 200 millones de años. Un cálculo sencillo en un mapa da el orden de magnitud correcto.
12. Por ejemplo: la velocidad no ha sido siempre la misma; los continentes se estiraron y se adelgazaron antes de partirse, así que las costas actuales no coinciden exactamente con la línea por la que se separaron.