PLAQUES TECTÒNIQUES: TEORIA, TIPUS, MOVIMENT, CONSEQÜÈNCIES - GEOGRAFIA - 2025

Les plaques tectòniques o litosfèriques són els blocs o fragments en què està dividida la litosfera, que es desplacen arrossegats pel mantell terrestre. Aquestes plaques s'han format a partir de l'mantell i reintegrat a el mateix en un procés constant des dels últims 3.000 milions d'anys.

A partir de les teories de Wegener (deriva continental) i de Hess (expansió de el fons oceànic) es va consolidar la teoria de tectònica de plaques. Aquesta teoria postula l'existència de dos tipus bàsics de plaques tectòniques, les oceàniques i les continentals.

Principals plaques tectòniques. Font: USGS - Versió en català Daroca90 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

La litosfera presenta diverses dotzenes de plaques tectòniques de diversa magnitud i 8 de les més grans són: la Euroasiàtica, Africana, Australiana, Nord-americana, Sud-americana, Nazca, Pacífica i Antàrtica. Aquestes plaques es desplacen gràcies a la dinàmica de el mantell i la litosfera, pels corrents de convecció que genera el flux tèrmic.

La tensió de el flux de el mantell arrossega l'escorça rígida, la qual s'esquerda i separa formant les plaques. Quan les plaques oceàniques es separen, emergeix el magma (basalt fos) a la superfície i es forma un nou fons oceànic.

Teoria de plaques

Origen de la teoria de plaques

La teoria sorgeix inicialment amb els plantejaments d'Alfred Wegener en 1915 sobre la deriva continental. Wegener va postular que tots els continents van estar units i després es van fragmentar separant-se i xocant.

Wegener va deduir les seves conclusions estudiant la geologia i els contorns dels continents, així com dades de distribució de fòssils de fauna i flora. Per exemple, a l'comparar la vora oriental de Sud-amèrica amb l'occidental d'Àfrica, es nota que les mateixes encaixen com dues peces de trencaclosques.

Més tard, el 1960 Harry Hess va proposar la teoria de l'expansió de el fons oceànic, proporcionant una explicació a el mecanisme de la tectònica de plaques. Posteriorment, la teoria es va enfortir amb els treballs de John Tuzo Wilson sobre l'expansió de el fons oceànic i les propostes de Jason Morgan el 1963 sobre l'existència de les plomes de el mantell.

A l'acumular-evidència sobre la composició i dinàmica de l'escorça i el mantell terrestre, es va consolidar la teoria de la tectònica de plaques.

Conformació de la Terra

La Terra es va originar com a part de el sistema solar en un procés de condensació de pols còsmica en rotació sotmès a atracció gravitatòria. Aquesta massa de pols va ser sotmesa a altes temperatures i en la mesura que es refredava, va augmentar la seva densitat i gravetat.

Aquest procés li va anar donant el seu actual conformació de forma arrodonida, gran en l'Equador i aplatada en els pols (esferoide oblat).

capes

L'atracció gravitatòria va determinar que els materials més densos quedessin cap al centre i els menys densos cap a fora. El refredament d'aquest geoide de fora cap a dins, va determinar una estructura en capes concèntriques diferenciades.

La capa externa es va endurir a l'refredar fa 4.400 milions d'anys, formant una crosta relativament prima (5-70 km) composta de silicats que s'anomena escorça. La densitat de l'escorça continental és menor que la densitat de l'escorça oceànica.

Capes de la Terra. Font: Vectorized and translated from the English version by Jeremy Kemp. Based on elements of an illustration by USGS. http://pubs.usgs.gov/publications/text/inside.html / Public domain

A sota de l'escorça es presenta una capa viscosa d'uns 2.855 km anomenada mantell i finalment un nucli incandescent format principalment de ferro. Aquest nucli d'aproximadament 3.481 km de diàmetre, es divideix al seu torn en dues capes, el nucli intern de ferro i níquel sòlid i el nucli extern líquid.

Propietats mecàniques de les capes i forces que impulsen la tectònica de plaques

Des del punt de vista de la mecànica de les plaques tectòniques, les capes més rellevants són l'escorça i el mantell.

L'escorça és rígida encara que amb certa plasticitat i unida a la capa superior de la capa forma la litosfera. La mateixa està dividida en fragments o plaques de diversa grandària, anomenades plaques tectòniques.

l'astenosfera

El mantell al seu torn està format per dues capes diferents, el mantell superior i l'inferior. El mantell superior és menys viscós però fluid, mentre que l'inferior (sotmès a més pressió i temperatura) és més viscós.

La capa superior de el mantell és anomenada astenosfera i compleix un important paper a l'estar directament en contacte amb la litosfera. L'astenosfera provoca el moviment de les plaques tectòniques, és a dir la deriva continental, i produeix nou fons oceànic en les dorsals.

D'altra banda, genera els punts calents o àrees d'acumulació de magma sota de l'escorça a causa de les plomes de el mantell. Aquestes són canals verticals de magma que arriben des de l'astenosfera fins a l'escorça.

Factors i forces de l'procés

La densitat dels materials que conformen el planeta i la força de gravetat van determinar la disposició en les capes. La pressió i temperatura creixents a l'interior de la Terra defineixen les propietats mecàniques d'aquestes capes, és a dir la seva rigidesa o fluïdesa.

D'altra banda, les forces que promouen el moviment dels materials a l'interior de la Terra són el flux tèrmic i la gravetat. Específicament la transferència de calor per convecció és clau per entendre el moviment de les plaques tectòniques.

La convecció es manifesta per la circulació de la matèria de la capa, on les capes inferiors més calentes ascendeixen i desplacen a les superiors més fredes, que descendeixen. Les capes que ascendeixen perden calor, mentre que les que descendeixen augmenten la seva temperatura impulsant així el cicle.

Les dorsals oceàniques

En determinades zones de les profunditats oceàniques, hi ha cadenes muntanyoses volcàniques que són àrees on va ocórrer la ruptura de plaques. Aquestes fractures són produïdes per les tensions generades pel moviment de la litosfera empesa per l'astenosfera.

El flux de el mantell viscós tensiona a l'escorça rígida i separa les plaques tectòniques. En aquestes zones, anomenades dorsals oceàniques, el basalt fos ascendeix per les pressions internes i aflora per l'escorça formant nou fons oceànic.

Tipus de plaques tectòniques

Les plaques tectòniques són fonamentalment de dos tipus, les oceàniques i les continentals, generant-se per tant tres possibilitats de límits convergents entre plaques. Aquests són convergència de placa continental contra una oceànica, un oceànica contra una altra oceànica i una continental contra una altra continental.

plaques oceàniques

Estan formades per escorça oceànica (més densa que l'escorça continental) i està constituïda per silicats de ferro i magnesi (roques máficas). L'escorça d'aquestes plaques és de menor gruix (7 km de mitjana) respecte a l'escorça continental i està sempre coberta per aigües marines.

plaques continentals

L'escorça continental està formada per silicats sodi, potassi i alumini (roques félsicas), sent de menor densitat que l'escorça oceànica. És una placa amb escorça més gruixuda, aconseguint fins a 70 km de gruix en serralades muntanyoses.

Es tracta realment d'una placa mixta, en la qual si bé predomina l'escorça continental, també hi ha porcions oceàniques.

Plaques tectòniques de l'món

Mapa de límits de les plaques tectòniques. Daroca90 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Tradicionalment es reconeixen 7 grans plaques tectòniques que són la Euroasiàtica, l'Africana, l'Australiana, la Nord-americana, la Sud-americana, la Pacífica i l'Antàrtica. Així mateix, hi ha plaques intermèdies com la de Nazca, la de Filipines, la Coco i la de el Carib i altres molt petites.

Algunes de mida petita són la d'Anatòlia i la de l'Egeu i només al Pacífic occidental es localitzen més de 20 plaques tectòniques petites.

- Plaques principals

• placa Africana
• placa Antàrtica
• placa Aràbiga
• Placa de Cocos
• Placa de Juan de Fuca
• Placa de Nazca
• Placa de el Carib
• Placa de el Pacífic
• placa Euroasiàtica
• placa filipina
• placa Indoaustraliana
• placa Nord-americana
• Placa de Scotia
• placa Sud-americana
• placa Australiana

A continuació es descriuen algunes de les més importants:

placa Euroasiàtica

Aquesta placa tectònica inclou Europa, gairebé tot Àsia, part de l'oceà Atlàntic nord i de l'Àrtic. D'Àsia s'exclou el Hindustan, al sud-est asiàtic i l'extrem orient de Sibèria, Mongòlia i la Xina.

És una placa tectònica fonamentalment continental amb límits divergents en la dorsal Atlàntica a l'occident. Mentre que a sud presenta un límit convergent amb la placa Africana, la Aràbiga i l'Índia, i a l'orient amb diverses plaques continentals menors.

placa Africana

Aquesta abasta l'Atlàntic oriental i gairebé tot el continent africà, excepte la seva franja oriental que correspon a les plaques Aràbiga i Somalí. Els límits d'aquesta placa són divergents en tot el seu perímetre, excepte en el seu contacte amb la placa Euroasiàtica que és convergent.

placa Australiana

La placa tectònica Australiana inclou a Austràlia, Nova Zelanda i parts de el Pacífic sud-occidental. La placa Australiana mostra límits divergents a sud i occident, mentre que a nord i orient seus límits són convergents.

placa Nord-americana

Inclou tot el subcontinent Nord-americà fins a la Península de Yucatán, Groenlàndia, part d'Islàndia, àrees de l'Atlàntic nord occidental i de l'Àrtic. Els límits d'aquesta placa són divergents a partir de la dorsal de l'Atlàntic a l'orient i convergent en el Pacífic.

En tant a la costa de el Pacífic interactua amb dues plaques petites amb límits transformants (Coco i Juan de Fuca).

placa Sud-americana

Inclou el subcontinent de el mateix nom i presenta límits divergents a partir de la dorsal Atlàntica. En tant que del costat occidental mostra límits convergents amb la placa de Nazca, a sud-oest amb l'Antàrtica i al nord interactua amb la placa Carib.

placa Pacífica

És una placa oceànica amb límits divergents a partir de la dorsal de el Pacífic separant-la de la placa de Nazca. D'altra banda, a nord i a l'oest té límits convergents amb la placa Nord-americana, Euroasiàtica, Filipina i Australiana.

placa Antàrtica

Aquesta placa tectònica inclou tota la plataforma continental antàrtica i l'oceà de el mateix nom, amb límits divergents en el seu perímetre.

placa Nazca

Consisteix en una placa oceànica que es subdueix a la costa occidental de la placa Sud-americana (convergència). Mentre que presenta divergència pel nord amb la placa Coco i pel sud amb l'Antàrtica.

D'altra banda, a l'oest divergeix de la placa Pacífica a partir del seu dorsal i el seu xoc amb la placa Sud-americana va donar origen a la serralada dels Andes.

- Plaques secundàries

• placa de l'Amur
• Placa Apuliana o Adriàtica
• Placa Cap d'Ocell o Doberai
• placa Àrab
• Placa de Altiplano
• Placa d'Anatòlia
• Placa de Birmània
• Placa de Bismarck de el Nord
• Placa de Bismarck de Sud
• Placa de Chiloé
• Placa de Futuna
• Placa d'Grossa
• Placa de Juan Fernández
• Placa de Kermadec
• Placa de Manus
• Placa de Maoke
• Placa de Núbia
• Placa d'Okhotsk
• Placa d'Okinawa
• Placa de Panamà
• Placa de Pasqua
• Placa de Sandwich
• Placa de Shetland
• Placa de Timor
• Placa de Tonga
• Placa de l'Sonda
• Placa de les Carolines
• Placa de les Mariannes
• Placa de les Noves Hèbrides
• Placa dels Andes de el Nord

Moviments de les plaques tectòniques

Les plaques tectòniques o fragments delimitats de la litosfera es mouen transportats pel moviment de l'astenosfera. Els corrents de convecció provoquen el desplaçament de l'material viscós de el mantell formant cel·les de circulació.

- La "cinta transportadora"

El material d'el mantell de la capa superior (astenosfera), a menor temperatura descendeix empenyent el material calent de sota. Aquest material més calent és menys dens i ascendeix desplaçant matèria i provocant el seu desplaçament horitzontal, fins refredar-se i tornar a baixar.

Moviment en la litosfera. Font: USGS / Public domain

Aquest corrent de flux viscós de la capa, arrossega les plaques tectòniques formades de material sòlid (litosfera).

Nou fons oceànic

Quan les plaques tectòniques es mouen, en els punts de separació aflora el magma (basalt fos) de l'interior de el mantell. Aquest basalt emergent crea nou fons oceànic, empenyent el vell substrat horitzontalment i l'escorça s'expandeix.

subducció

En la mesura que s'expandeix el fons oceànic, xoca amb les masses continentals. Com aquest fons és més dens que la plataforma continental, s'enfonsa sota d'aquesta (subducció), de manera que es fon i forma a ser part novament de el mantell.

D'aquesta manera el material segueix el cicle impulsat per la convecció i les plaques tectòniques deriven per la superfície de la planeta.

- La deriva continental

El moviment de el mantell provocat per la convecció i el de les plaques tectòniques de la litosfera, causa la deriva continental. Això és el desplaçament relatiu dels continents uns respecte dels altres.

Des de l'origen de les plaques tectòniques fa prop de 3.000 milions d'anys, aquestes s'han fusionat i dividit en diverses oportunitats. L'última gran confluència de la major part de les masses continentals va passar fa 300 milions d'anys amb la formació de l'supercontinent Pangea.

Després, a l'prosseguir els desplaçaments, Pangea es va fragmentar novament formant els actuals continents, que segueixen desplaçant.

Tipus de límits entre plaques

Les plaques tectòniques estan en contacte entre si constituint tres tipus bàsics de límits depenent del seu moviment relatiu. Quan dues plaques xoquen entre si, es refereix com un límit convergent o destructiu, sigui aquest ortogonal (xoquen de front) o oblic.

D'altra banda, quan les plaques s'allunyen entre si, es denomina límit divergent o constructiu, que és el cas de les dorsals oceàniques. Un exemple de límit divergent és la separació de les plaques de Sud-amèrica i d'Àfrica a partir de la dorsal de l'oceà Atlàntic.

Mentre que quan dues plaques freguen lateralment desplaçant-se en direccions contràries al llarg d'una falla de transformació, es diu límit transformant. A Califòrnia ocorre un cas de límit transformant entre la placa d'Amèrica del Nord i la de el Pacífic, formant la falla de Sant Andreu.

L'ascens de la serralada de l'Himàlaia és provocada pel xoc de la placa Índia amb Euroasiàtica que és un límit convergent ortogonal. En aquest cas es tracta de la convergència de dues plaques continentals, pel que passa obducción (integració de les dues masses continentals elevant el relleu).

Direcció de el moviment

A causa de el moviment de rotació terrestre, les plaques tectòniques es mouen rotant al voltant d'un eix imaginari. Aquest moviment implica que dues plaques que xoquen van variant el seu angle, passant d'un límit plenament convergent (ortogonal) a un oblic.

Després, es desplaçaran lateralment en sentits contraris (límit transformant) i finalment assumiran un moviment divergent, separant-se.

Velocitat de el moviment

Les adreces de el moviment que es descriuen es perceben en períodes de milions d'anys perquè l'escala de la deriva continental es mesura en mil·límetres per any. És per això que a escala humana no és fàcil percebre la idea d'el desplaçament de les plaques tectòniques.

Per exemple, la placa Africana xoca amb la placa Euroasiàtica formant la serralada Bètica a la península Ibèrica, a una velocitat de 5 mm / any. Mentre que la màxima velocitat registrada és el desplaçament generat en la dorsal de el Pacífic oriental que és de 15 mm / any.

Conseqüències de el moviment

El moviment de les plaques tectòniques allibera l'energia de l'interior de la planeta en els límits de les plaques mecànicament (terratrèmols) i tèrmicament (vulcanisme). Al seu torn els desplaçaments, xocs i friccions modelen el relleu terrestre i oceànic.

- Activitat volcànica

El flux tèrmic de el mantell i la seva circulació per convecció empeny a l'magma o basalt fos cap a la superfície ocasionant les erupcions volcàniques. Aquestes al seu torn causen catàstrofes a l'expulsar lava, gasos i partícules que contaminen l'ambient.

Arcs d'illes volcàniques i arcs volcànics continentals

La convergència de dues plaques oceàniques pot produir cadenes de volcans que a l'emergir originen arcs d'illes. A la convergència d'una placa oceànica amb una continental es formen arcs volcànics continentals com, per exemple, la faixa volcànica transmexicana.

- Activitat sísmica

El xoc de les plaques tectòniques i en especial els límits de transformació, causen moviments sísmics o terratrèmols. Alguns d'ells arriben a gran magnitud i afecten negativament l'ésser humà destruint infraestructures i provocant la mort de persones.

Falla de Sant Andrés (Estats Units). Font:

Dins de les conseqüències d'aquests fenòmens estan els sismes submarins o tsunamis, quan el moviment sísmic passa en l'oceà.

- Relleu de la Terra

El moviment i interacció de les plaques tectòniques entre si, modela el relleu terrestre i dels fons oceànics. Les grans serralades muntanyoses continentals, com els Andes i els Apalatxes, són producte de la convergència de plaques tectòniques a l'produir-se la subducció i les de l'Himàlaia per obducción.

Al seu torn per equilibri isostàtic o gravitacional, a l'elevar-se un àrea altra es conforma com una depressió o plana. Els processos diastróficos, com falles, plegaments i altres, són ocasionats pels moviments de les plaques tectòniques.

- Clima

La distribució de les masses continentals afecta el règim de corrents marins i el clima mundial. Grans masses continentals per la convergència de plaques formen interiors continentals més secs, afectant al seu torn a el cicle de l'aigua.

De la mateixa manera les elevacions muntanyoses produïdes pels processos de subducció i obducción, afecten el règim de vents i distribució de les pluges.

referències

1. Alfaro, P., Alonso-Chaves, FM, Fernández, C. i Gutiérrez-Alonso, G. (2013). La tectònica de plaques, teoria integradora sobre el funcionament de la planeta. Fonaments conceptuals i didàctics. Ensenyament de les Ciències de la Terra.
2. Engel, AEJ and Engel, CG (1964). Composition of basalts from the Mid-Atlantic Ridge. Science.
3. Fox, PJ and Gall, DG (1984). A Tectonic model for ridge-transform-ridge plate boundaries: Implications for the structure of oceanic lithosphere. Tectonophysics.
4. Pineda, V. (2004). Capítol 7: Morfologia de el fons oceànic i característiques de la línia de costa. In: Werlinger, C (Ed.). Biologia Marina i Oceanografia: Conceptes i Processos. Tom I.
5. Rodríguez, M. (2004). Capítol 6: Tectònica de plaques. In: Werlinger, C (Ed.). Biologia Marina i Oceanografia: Conceptes i Processos. Tom I.
6. Romanowicz, B. (2009). The Thickness of Tectonic Plates. Science.
7. Searle, RC and Laughton, AS (1977). Sonar studies of the Mid-Atlantic Ridge and Kurchatov Fracture Zone. Journal of Geophysical Research.
8. Sudiro, P. (2014). The Earth expansió theory and its transició del la scientific hypothesis to pseudoscientific belief. Hist. Geo Space Sci.