30.11.09

Inconvenientes de las teorías orogénicas fijistas

Como soy consciente de la dificultad de la "empresa" que os he encomendado, voy a publicar este pequeño documento con los principales inconvenientes de las teorías orogénicas fijistas. Así, podréis comprender mejor la razón por la cual se impusieron las teorías movilistas, aunque con enormes reticencias al principio.

1. Respecto de la teoría del geosinclinal:
La transformación geosinclinal-orógeno se convirtió pronto en el gran problema de esta teoría. Para plegar las rocas hace falta una fuerza; para producir magmas hace falta calor. ¿Cuál era el origen de estas transformaciones? El americano A. Hall propuso que cuando los sedimentos alcanzaban grandes profundidades a causa de la subsidencia, podían fundirse parcialmente originándose así magmas, que al subir deformarían los materiales no fundidos.

Sin embargo, el también americano Dana en 1873 observó que la fuerza que producía los plegamientos es generalmente horizontal o tangencial, como lo demostraba la asimetría del plegamiento, y en particular la existencia de mantos de corrimiento. Descartó la elevación del magma como causa del plegamiento y la sustituyó por una supuesta contracción de la Tierra, de ahí el nombre de teoría contraccionista con el que también se conoce esta hipótesis.

El argumento de la contracción terrestre se rechaza actualmente y se sabe que el volumen terrestre no disminuye con el tiempo. Así, la transformación de geosinclinal a orógeno quedó sin explicarse de ninguna forma. Según palabras del mismo Dana, ésta era “una teoría sobre el origen de las montañas en la que se omite el origen de las montañas”.

2. Respecto de la teoría de las undaciones:
El principal problema que queda sin resolver en la teoría de las undaciones es precisamente el origen del geotumor, porque los magmas procedentes del manto suelen ser basálticos. Por otra parte, las pendientes necesarias para los deslizamientos gravitacionales requerirían geotumores de alturas enormes. En tercer lugar, los plegamientos parecen producirse en las cadenas montañosas antes que la elevación. Por último, un cálculo de la energía producida por las undaciones indica que ésta es muy pequeña, ya que no llega más que a la tercera parte de la energía que liberan los terremotos en todo el mundo.

3. Respecto de la teoría de la oceanización:
Desde el punto de vista teórico, el principal punto débil de la hipótesis de V. Beloussov reside en el principio de la isostasia (ver animación), ya que para poder hundirse en el manto cualquier material tiene que ser más denso que él. Además, el material granítico se fundiría al llegar al manto, recuperando rápidamente su posición superficial.

Día Mundial contra el SIDA

Mañana, 1 de diciembre, se conmemora el día mundial de la lucha contra el SIDA, que se dedica a dar a conocer la epidemia de SIDA global causada por la extensión de la infección del VIH. El día 1 de diciembre fue elegido debido a que el primer caso de SIDA fue diagnosticado en este día en 1981.

Los docentes desempeñamos un papel clave en la sensibilización sobre el VIH y el SIDA. Esta jornada mundial representa la oportunidad perfecta para involucrarse. ¡Empecemos por dedicar una hora para hablar del VIH y del SIDA este 1º de diciembre!

La educación para la prevención es una necesidad, no sólo en los países con una alta prevalencia de VIH sino también en aquellos con baja prevalencia, donde la trivialización de la enfermedad provoca el crecimiento de comportamientos irresponsables en la población joven, incrementando el riesgo de contraer el VIH.

Si estáis interesados en este tema visitad la web de Naciones Unidas e informad a vuestros amigos, conocidos y familiares sobre este gravísimo problema social y sanitario.

29.11.09

Fijismo vs. movilismo

Teorías fijistas
Teoría del Geosinclinal
En 1857, el geólogo americano Hall, publicó un amplio estudio sobre la cordillera de los Apalaches en el que destacaba la observación de las rocas plegadas en aquellas montañas eran más potentes que las depositadas en otras regiones durante la misma época. Como este hecho se probó generalizable a otras zonas orogénicas. Hall, llegó a la conclusión de que la orogenia en una zona iba siempre precedida de la instalación en ella de una profunda cuenca en la que se acumulaban espesores enormes de materiales sedimentarios.
El carácter lineal de las cordilleras de plegamiento llevó, lógicamente, a imaginar formas alargadas para estas cuencas. Otra observación básica, era que la facies de los sedimentos orogénicos se mantenía estable en toda la serie, de lo que se dedujo que la potencia del depósito también lo era, y por tanto que el fondo de la cuenca sufría un fenómeno de subsidencia, que compensaba la sedimentación.
Estas cuencas de sedimentación que a favor de una rápida subsidencia, reciben grandes espesores de material sedimentario para evolucionar luego en orógenos mediante plegamiento y elevación, recibieron el nombre de geosinclinales.
Más tarde, el concepto de geosinclinal, se precisó de la siguiente forma: "habría una plataforma entre la cuenca geosinclinal y el continente (lo que hoy se conoce como plataforma continental), que recibiría sedimentos arenosos y calcáreos no muy potentes, mientras que en el geosinclinal habría una sedimentación de grauwacas y materiales finos, con intercalaciones volcánicas". Este esquema general ha sido confirmado por la sedimentología moderna.
Pero, ¿cuál es el origen de los esfuerzos que provocaban estos plegamientos, largos y elevados?.
Hall, propuso que la subsidencia era la causa del plegamiento y de la actividad volcánica. Al alcanzar los sedimentos profundidades importantes se fundiría parte de la serie, deformándose plásticamente el resto.
En 1873, Dana -de origen americano- encontró dos objeciones a la teoría del geosinclinal:
- La subsidencia precede en muchos casos a la sedimentación, luego la subsidencia no pude ser la causa.
- La fuerza que produce el plegamiento en muchos casos es tangencial a la superficie terrestre (horizontal, si se consideran distancias cortas) como lo demuestra la asimetría del plegamiento, y en particular la existencia de mantos de corrimiento en muchas cadenas plegadas.
Después, ya en el siglo XX, se desmostró que la Tierra no disminuiría sistemáticamente de volumen con el tiempo.

Teorías fijistas: Undaciones
Surgió en la Universidad de Utrech en 1930. Según esta teoría, una cadena de montañas se forma en dos fases:
1. En la primera, denominada tectogénesis primaria, se produciría un gran abombamiento de la corteza (geotumor), originado según Van Bemmelem, como consecuencia de la individualización del manto superior de una masa magmática ligera, el astenolito, de composición granítica o afín. El astenolito subiría, deformando así la corteza.
Otra posibilidad apuntada por Magnitsky y Kalashnikova en 1970, es que un descenso de presión en una zona del manto superior, puede provocar que una fase mineral se transforme en otra menos densa, lo que lleva asociado un aumento del volumen, ello sería la causa de la formación de un geotumor.
2. En la segunda fase, llamada tectogénesis secundaria, se producirían a favor de la undación una serie de desplazamientos gravitarios de tres tipos:
a) Los superficiales que incluirían pliegues submarinos gravitacionales y pequeñas fallas inversas de plano tendido.
b) Los de profundidad intermedia, serían grandes fallas inversas que se reflejarían en la superficie como basculamientos, es decir, en la inclinación de zonas extensas de la corteza.
c) Los más profundos o subcrustáles, implicarían a la corteza en un deslizamiento gravitatorio a favor de un gran geotumor.
A esta teoría, se pusieron las siguientes objeciones:
- No es posible la formación de una gran cantidad de magma de tipo granítico en el manto, cuando todos los datos petrológicos y geofísicos inducen a pensar que los magmas producidos en el manto son, sobre todo, de composición basáltica. Este problema para la génesis del geotumor, quedaría resuelto con la solución de Magnitsky y Kalashnikova, aunque en este caso habría que explicar la causa del descenso de presión del manto.
- Las pendientes necesarias para los deslizamientos gravitacionales requieren alturas enormes del geotumor, las cuales no parecen haber existido en las zonas orogénicas. Es más, los grandes plegamientos, parecen, en muchos casos, preceder a la elevación.
- La energía producida gravitacionalmente a favor de las megaundaciones sería del orden de 2·1023 ergios al años. Como la energía sísmica liberada cada año en la Tierra es de 6·1025 ergios, resulta evidente que la teoría de las undaciones no puede explicar el fenómeno sísmico en su totalidad, sino que no resuelve el problema de la producción de la energía con la que se deforman y elevan las rocas.

Teorías fijistas: Oceanización
En 1967, el ruso V.V. Belousov propuso esta teoría para explicar la formación de los orógenos. Hay algunos aspectos de la teoría de las undaciones que también están presentes en esta, como es el caso de la intrusión de material del manto en la corteza continental. Belousov, fue el que más objeciones puso a la teoría de la tectónica de placas.
Belousov supone una intrusión de grandes masas de magma básico en la corteza continental, lo que implica un aumento de la densidad de la corteza continental, debido a que el granito, con una densidad de 2.7 gr/cc se transforma en la forma compacta del basalto, con una densidad de 3.6 gr/cc. Esta zona de la corteza sufriría un hundimiento. Los procesos derivados del hundimiento provocarían el levantamiento de los bloques contiguos y una subsidencia del bloque más denso, que ocuparía una posición central respecto de los levantados.
Las objeciones teóricas que existen en contra de esta teoría son que, para poder hundirse, la mezcla de la intrusión y lo intruido tiene que ser más densa que el manto, lo cual, aún contando con el aumento de la densidad de las intrusiones al solidificarse, resulta ser un proceso de base física.
De cualquier manera, no parece que la distribución de materiales obtenida a través de la oceanización pueda ser estable, ya que el material granítico se hundiría rápidamente al llegar al manto, recuperando de nuevo su posición superficial, lo que se traduciría en la formación de gran cantidad de rocas volcánicas silíceas, rocas que no parecen existir en las zonas oceánicas.

Teorías movilistas
Teorías movilistas: Tectónica de Placas
Esta teoría es la que acualmente es mas importante. Su origen se sitúa entre 1912 y 1915 cuando Wegener propuso la hipótesis de la deriva continental. Esta hipótesis postula que los continentes se separan debido a que estos se encuentran flotando sobre una zona interior fundida.
Inicialmente, se supuso que existía un supercontinente que recibió el nombre de Pangea (toda la Tierra) que en el Jurásico iniciaría su fragmentación.
La deriva continental viene apoyada por los siguientes argumentos:
Geofísicos. Basándose en el principio de la Isostasia, Wegener, decía que si se movían en la vertical, ¿por qué no en la horizontal?. En contra de esta idea se argumentaba que la Tierra era un cuerpo rígido, por lo que en él no eran posibles traslaciones continentales. Sin embargo, existía un grupo de geólogos entre los que estaban Holmes y Du Toit que apoyaban la teoría de Wegener, incluso Du Toit, en 1973, sugirió que existían dos masas continentales en lugar de un supercontinente.
El primer bloque, llamado Gondwana, estaría formado por América del Sur, Madagascar, India, Australia y la Antártida. Un segundo bloque, Laurasia, estaría integrado por lo que ahora es América del Norte, Groenlandia, Europa y Asia (menos India). El primer supercontinente se habría situado al sur, mientras el segundo en el norte.
Geológicos. Se funda en que las estructuras litológicas de las costas africanas y las de suramérica son iguales si se unen los dos continentes. Esta coincidencia sólo se cumple hasta el Mesozoico.
Paleontológicos. El estudio de las faunas fósiles de los dos continentes, reveló que eran más o menos análogas hasta el Mesozoico.
Inicialmente, se pensó que Africa y Suramérica, estuvieron unidos por puentes continentales, idea que se deshecharía más tarde, ya que, si esto hubiera sido cierto, se hubiera producido un hundimientos de dichos puentes, lo que implicaría que el mar avanzase, cosa que no ocurre realmente.
Paleoclimáticos. La existencia en Groenlandia de depósitos desérticos y en el desierto africano de rocas pertenecientes a glaciares. También en zonas húmedas aparecen grandes depósitos de evaporitas que sólo se forman en zonas desérticas.
Wegener, explicaba que las fuerzas que hacían que los continentes se desplazaran, venían producidas por la rotación terrestre, como consecuencia de esto, los continentes tendían a desplazarse hacia el Ecuador y en sentido oeste. El movimiento de avance de los continentes, provocaría que el frente de avance del continente se "arrugaría", mientras por el otro extremo irían quedando restos que darían lugar a islas (este movimiento se debería a la fuerza centrífuga).
Debido a la acción de la fuerza centrífuga resulta difícil que fuera posible el movimiento, pero aún siendo posible, al ser más densa la capa interior, impediría su movimiento. Otra objeción a esta teoría es que si hubiera pasado un continente sobre la placa oceánica, el fondo marino quedaría totalmente liso, cosa que no ocurre.

26.11.09

Fijismo Vs. Movilismo

·FIJISMO

Las primeras teorías fueron fijistas, cosa lógica si se tiene en cuenta que las montañas son relieves que sobresalen de la superficie terrestre.
En 1859 el geólogo americano Hall, publicó un largo estudio sobre la cordillera de los Apalaches. Observando en otras zonas llegó a la conclusión de que la formación de una cordillera era precedida por una profunda cuenca en la que se acumulaban espesores enormes (del orden de decenas de km.) de sedimentos, los cuales mantenían unas características uniformes como si se hubiesen depositado a la misma profundidad.
Como el deposito de una capa de sedimentos determina que la siguiente que se cae encima se encuentre a una profundidad menor, llegó a la conclusión de que para mantener la misma profundidad de sedimentación tenía que haber un hundimiento, al que llamó subsidencia.A las cuencas sedimentarias que por una rápida subsidencia reciben una gran cantidad de sedimentos y que por plegamiento y elevación originan cordilleras, se las llamó geosinclinales.
El origen de las fuerzas causantes de las cordilleras fue motivo de la emisión de varias teorías.
Debido al proceso de formación de una cordillera nuestro conocimiento de la evolución de un geosinclinal es puramente teórico, basado en las características de los sedimentos que lo rellenaron y en las deformaciones que sufrieron.
Aunque el proceso es continuo se pueden considerar 4 fases:

-Predominio de la subsidencia, con la acumulación de importantes cantidades de sedimentos. En estos se intercalan erupciones submarinas de carácter básico.

-Comienzo del plegamiento con la formación de una cadena montañosa, más o menos paralela a la cuenca, que divide al geosinclinal en una subcuenca cercana al continente llamada miogeosinclinal y otra alejada llamada eugeosincli-nal. La cadena montañosa se va elevando hasta que empiezan a emerger islas marginales donde se producen emisiones ácidas de lava. Comienza la erosión de las partes emergidas.

-Las isla marginales van aumentado su superficie y su altura, a la vez que continúa la erosión. Comienza a producirse en las zonas más profundas de la cordillera el metamorfismo que llevará a la anatexia formándose cámaras magmáticas que originarán un vulcanismo ácido. En el miogeosinclinal se producen depósitos de sedimentos procedentes, funda mentalmente, del continente.

-Se pliegan los depósitos del miogeosinclinal y se unen a la cordillera formada y los matriales plegados del eugeosinclinal. Contin-úa la erosión que permite la elevación del conjunto por reajuste isostático (se puede considerar que la corteza está fragmentada en bloques que se "hunden" en mayor o menor grado según el peso que soportan). Al cesar las presiones tangenciales se forman grietas que pueden llegar al manto y originar un vulcanismo básico.


·MOVILISMO

DERIVA CONTINENTAL.

La idea de migración o deriva continental es difundida en 1915 por Alfred Wegener. Según éste en el paleozóico las tierras formaban un único supercontinente al que llamó Pangea, rodeado de un sólo océano al que llamó Pantalasia. La masa continental se fragmentó en dos bloques (Laurasia el del norte y Gondwana el del sur) y estos en otros varios que se fueron separando lentamente. Para explicar el movimiento de los continentes se basa en su flotabilidad debido a su menor densidad respecto a las capas inferiores y a la acción de otros fenómenos como el de la rotación de la Tierra que permitirían que se moviesen como grandes barcos a la deriva.

Pruebas:

- Prueba topográfica.
Nos indica que los continentes se pueden acoplar geométricamente entre si, cuando tomamos la línea de los 2000 m de profundidad correspondientes al talud continental y no la actual línea de costa como se hizo en un principio.

-Prueba geológica.
Se observa que, por ejemplo, que las formaciones geológicas a uno y a otro lado del Océano Atlántico coinciden perfectamente si se unen Africa y Sudamérica. Así sucede con las rocas más antiguas de los escudos africano y brasileño y la sucesión de fases orogénicas y estructura de las cadenas montañosas de más de 300 millones de años.

-Prueba paleontológica.
Hay numerosos casos de la distribu-ción de los yacimientos de determinados fósiles que atestiguan que los continentes estuvieron unidos. No solamente nos permite explicar casos aislados de organismos antiguos sino también la actual distribución de algunos grupos. Solamente el movimiento continental nos puede permitir entender la distribución actual de los mamíferos.
Estos vertebrados proceden de un grupo de reptiles que aparecieron en Laurasia y poco a poco se fueron extendiendo y diversificando a la vez que proseguía la fragmentación. De esta manera se puede explicar la pre-sencia en Australia de organismos primitivos al producirse la separación de este continente poco después de la aparición de los primeros mamíferos.

-Prueba paleoclimática.
El estudio de los sedimentos entre 250 y 300 millones de años ha podido determinar la existencia de climas tropicales y desérticos en actuales regiones polares y de glaciaciones en las actuales regiones ecuatoriales y tropicales.
Estas zonas de climas antiguos que actualmente se hallan diseminadas por todo el globo, coinciden al unir los continentes en uno solo.
Se ha corroborado que los zonas climáticas han permanecido invariables.

-Prueba paleomagnética.
Si en un continente se realiza el estudio de la orientación de las partículas magnéticas en rocas de diferentes lugares de una misma edad para determinar donde se hallaba situado el polo magnético en esa época y se realiza el mismo proceso para saber la posición del polo en diferentes edades, se puede observar su migración a través del tiempo. Si en vez en un continente hacemos esto mismo en dos continentes, Africa y Sudamérica, por ejemplo, podemos encontramos que durante cierto período pueden no coincidir las líneas de migración del polo magnético calculadas independientemente en cada continente.
La incongruencia de que aparezca un mismo polo en dos lugares en un momento determinado desaparece en cuanto unimos los continentes ya que coinciden las dos líneas de migración.

-Prueba del movimiento actual de los continentes.
Todas las pruebas que hemos visto hasta ahora son indirectas, es decir, deducimos que los continentes estuvieron unidos, pero no demostramos que ahora se muevan.
En la actualidad se puede medir el movimiento de los continentes por el desfase de onda observado entre dos emisiones sucesivas de rayos laser al ser reflejados en reflectores coloca-dos en la Luna por las naves espaciales del proyecto Apolo.

16.11.09

El movimiento de las placas

Ya sabéis que, a pesar de lo que afirman ciertos libros de texto, uno de los puntos menos claros de la teoría de la Tectónica de placas es el mecanismo concreto que produce el movimiento de las placas.

Se utilizan generalmente dos tipos de teorías: las de placa pasiva o convección y las de placa activa, como la del mecanismo de empuje y arrastre de la litosfera oceánica a través de las zonas de subducción: lo que podríamos llamar el "efecto toalla mojada" (para comprobarlo, dejad una toalla mojada por un extremo al borde de la piscina). Como casi siempre, una teoría sintética, que agrupe aspectos de los dos tipos, sea la más conveniente para intentar comprender el proceso global.

El siguiente vídeo os puede servir para entender mejor la teoría "clásica" del movimiento de las placas por las corrientes de convección en el manto de la Tierra:

4.11.09

El Ciclo de Wilson animado

El esquema básico de la evolución de las placas es muy sencillo: un continente se fragmenta (por ejemplo, la zona de fosas tectónicas de África oriental), sus fragmentos se dispersan (por ejemplo, la zona del Mar Rojo y el Golfo de Adén), separados por un océano de tipo Atlántico (sus costas no son bordes destructivos de placa); luego vuelven a aproximarse cuando el océano se convierte en uno de tipo Pacífico (sus costas son bordes destructivos: arcos insulares y orógenos marginales), hasta que colisionan dos o más continentes o microplacas, formándose nuevas suturas. Esta evolución básica ha sido llamada ciclo de Wilson en honor del geofísico canadiense John Tuzo Wilson.

El ciclo de Wilson representa actualmente la gran idea sintética de la dinámica terrestre.
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