5. LA TECTÒNICA DE PLAQUES, UNA TEORIA GLOBAL
Recorda
El sorgiment de la tectònica de plaques en la dècada del 1960 va suposar una verdadera revolució científica.
Quina diferència hi ha entre la deriva continental de Wegener i la tectònica de plaques?
De la unió de la hipòtesi de Hess sobre l'extensió del fons oceànic amb el concepte de placa elaborat arran de l'anàlisi de la distribució de terratrémols i volcans, va sorgir la teoria actual de la tectònica de plaques; les afirmacions més importants es resumeixen a continuació:
Per mitjà de satèl·lits podem situar un punt de la superfície terrestre amb una precisió de pocs centímetres.
La litosfera està dividida en grans blocs, anomenats plaques, que cobreixen la superfície terrestre i encaixen entre si com si foren les peces d'un trencaclosques.
La majoria de l'activitat geològica interna (terratrémols i volcans) es concentra en els límits entre les plaques. Aquesta activitat és més escassa en l'interior.
Els fons oceànics es generen contínuament en les dorsals, a partir de magmes procedents del mantell, i es destrueixen, per subducció, en les fosses.
Les plaques, amb el seu moviment, arrosseguen els continents i interaccionen entre si: on dues plaques se separen, es generen oceans nous; on s'acosten i col·lisionen, s'alcen serralades.
Per a Wegener, els continents eren només els que es desplaçaven lliscant sobre els fons oceànics. Actualment, sabem que tota la litosfera està en moviment continu sobre la resta del mantell. Recentment, gràcies als sistemes de posicionament global per satèl·lit o GPS, s'han verificat els moviments que la tectònica de plaques havia predit.
Aquesta teoria explica una gran quantitat de fenòmens geològics que aparentment no tenien relació entre si (per aquest motiu també s'anomena tectònica global):
La distribució de l'activitat sísmica i volcànica.
La distribució actual i passada de continents i oceans.
La formació de les serralades.
La gènesi i la destrucció dels fons oceànics.
La distribució de jaciments minerals i de combustibles fòssils.
A més de descriure el desplaçament que els continents han experimentat fins a aconseguir la seua posició actual, la tectònica de plaques permet formular prediccions sobre el seu moviment en el futur, tal com mostra la figura:
Situació possible dels continents dins de 150 milions d'anys.
5.1. Com es mouen les plaques?
Els corrents de convecció.
Resulta irònic que, mig segle després de l'acceptació de la tectònica de plaques, es continue sense dilucidar per complet com es produeix el seu moviment. A continuació, s'exposa com ha anat canviant la nostra percepció d'aquest fenomen.
5.1.1. Explicació original o clàssicaEn un primer moment, va tenir gran acceptació la tesi que la litosfera descansava passivament sobre l'astenosfera. Aquesta capa es considerava fosa parcialment, i es desenvolupava en el seu interior unes corrents de convenció responsables del moviment de les plaques. En els llocs on els corrents calents ascendien i se separaven, es formaven les dorsals; i on els corrents freds s'enfonsaven, les fosses.
Esquema de corrents de convecció clàssiques.
5.1.2. Explicació actual
Forces que actuen sobre la litosfera oceànica.
Les noves tècniques de tomografia sísmica han ampliat els nostres coneixements sobre la dinàmica del mantell terrestre. L'astenosfera ha cedit protagonisme al conjunt del mantell i a les mateixes plaques com a motors del moviment propi. Així, les plaques no es veuen com a meres «basses» mogudes passivament pels corrents de convenció, sinó que contribueixen al desplaçament propi mitjançant dues forces:
Com que la dorsal és una zona elevada, la litosfera generada tendeix a lliscar a banda i banda per efecte de la gravetat, alhora que es refreda i n'augmenta la densitat.
Una vegada iniciada la subducció d'aquesta litosfera freda i densa, el pes de la placa arrossega rere seu a la resta. Aquesta seria la força més important. La làmina subduïda s'internaria en el mantell fins al mateix límit amb el nucli.
Podem concloure que la calor interna és la responsable que el mantell (llevat del mantell litosfèric rígid), encara que sòlid, es comporte com un material dúctil o plàstic. Situat sobre un nucli que calfa la seua base, es generen corrents de convenció al seu interior que, amb la col·laboració de les plaques pròpies, permeten el desplaçament d'aquestes.
La calor interna, que manté la Terra com un planeta actiu geològicament, té un origen doble: d'una banda, es tracta de la calor originària procedent de l'impacte dels fragments que van formar el planeta; de l'altra, és l'alliberat amb la desintegració d'elements radioactius.
5.2. El cicle de Wilson
Rift Valley africà i dorsal a la mar Roja.
Wegener no sospitava que els continents havien ocupat posicions diferents abans de la formació de Pangea. Actualment, sabem que hi va haver, almenys, una altra Pangea diferent al començament de l'Era Primària.
El geòleg canadenc John Tuzo Wilson (1909-1993) va ser el primer a proposar l'existència, al llarg de la història de la Terra, de processos cíclics de ruptura i de reunificació de supercontinents. En honor seu, a aquest procés cíclic se'l denomina cicle de Wilson. Vegem-ne les fases:
5.2.1. Ruptura continental i extensió oceànicaL'est d'Àfrica constitueix un bon exemple per a comprendre el procés de ruptura o de rifting continental. La vall del Rift (Rift Valley) és un solc profund limitat per fractures a través de les quals pugen magmes i el fons està ocupat per llacs. Si el procés continua, aquest continent acabarà fragmentat en dos.
Això és el que ha ocorregut a la mar Roja, al llarg de la qual s'ha format una dorsal estreta que separa la península aràbiga d'Àfrica i genera litosfera oceànica nova.
L'oceà Atlàntic constitueix una etapa més avançada del procés: en les seues vores encara no hi ha subducció (excepte en zones molt concretes) i, per tant, es continua expandint.
5.2.2. Tancament de l'oceàA mesura que s'allunya de la dorsal, la litosfera oceànica es fa progressivament més vella, freda i densa. Arriba un moment en què s'enfonsa en el mantell, cosa que provoca la formació de fosses i zones de subducció. L'oceà, que fins llavors s'expandia, es comença a reduir, i els continents que el limitaven passen d'allunyar-se a acostar-se. Això ocorre actualment en el Pacífic, un oceà envoltat bàsicament per fosses que es redueix diversos centímetres a l'any.
5.2.3. Col·lisió continentalFa uns 40 milions d'anys, l'Índia, situada anteriorment al costat de Madagascar, va contactar amb la vora sud del continent asiàtic. Les dues vores continentals estaven carregades de sediments depositats en el passat. La litosfera continental, més gruixuda i lleugera que l'oceànica, no subdueix.
Després del xoc, la velocitat d'acostament de les plaques es redueix fins aturar-se. Mentrestant, aquests sediments es pleguen i es deformen, i s'eleven fins a formar una serralada intercontinental o de tipus alpí. D'aquesta manera, s'explica que a l'Himàlaia i al cim de l'Everest (el sostre del món mateix) hi hagen roques amb fòssils marins, testimonis d'un oceà antic que ja no existeix.
Idees clares
La tectònica de plaques és la gran teoria global sobre el funcionament intern del planeta.
La calor interna és la responsable última del moviment de les plaques i de la ruptura i la reunificació de supercontinents.
1. Formació d'un dom tèrmic. La calor acumulada sota el continent provoca la dilatació dels materials i un bombament.
2. Etapa de rift continental. Apareixen grans fractures que aprimen la litosfera, cosa que provoca la formació d'un solc o rift continental.
3. Etapa de mar estreta. La separació es completa i, entre els dos fragments, es comença a generar nova litosfera oceànica i una petita dorsal.
4. Etapa d'oceà tipus atlàntic. La separació prossegueix i l'extensió del nou fons oceànic augmenta considerablement.
5. Etapa d'oceà tipus pacífic. L'oceà es comença a tancar per l'aparició de zones de subducció en les vores.
6. Etapa d'acostament. El tancament quasi s'ha completat: els dos continents s'acosten amb sediments marins en les vores.
7. Etapa de col·lisió continental. Les vores dels dos continents i els sediments atrapats enmig es deformen.
8. Etapa final. Les masses continentals se suturen i es forma la serralada de col·lisió continental.
