Tectònica de plaques. La síntesi global

A mesura que creixien els arguments a favor de l’expansió del fons oceànic, aquesta hipòtesi anava generant un entusiasme creixent. Testimonis dels anys seixanta, expliquen que els geofísics varen començar a saludar-se mútuament preguntant-se, «Creu vostè en l’expansió del fons oceànic?», i la resposta era sempre, «Sí!». Trobades, congressos i articles d’arreu del món anaven aportant més i més dades amb gran rapidesa. Calia, tanmateix, arribar a una teoria que unifiqués tot aquell allau d’informació.

Tornem a examinar la distribució dels hipocentres dels terratrèmols, però aquesta vegada, en un mapamundi.

Resulta evident que la majoria de terratrèmols es produeixen seguint una mena de línies, franges, que ressegueixen les dorsals oceàniques, els arcs d’illes del Pacífic, o les zones ocupades per les grans serralades (Pirineu-Alps-Himàlaia a Euràsia,  i Muntanyes Rocalloses-Sierra Madre-Andes a Amèrica). A l’interior dels grans continents i en les extenses planes abissals en canvi, els terratrèmols són gairebé inexistents. Com es pot interpretar aquesta distribució tan particular?

 La Geofísica explica que un terratrèmol es produeix quan una zona sotmesa a pressió, es trenca i allibera de cop tota l’energia acumulada. Una primera explicació lògica d’aquest fet és pot resumir així:

-Les línies dels epicentres (punt de la superfície situat just al damunt dels hipocentres) ens marquen els límits entre una colla de “peces”, resistents i bastant rígides, que divideixen la superfície terrestre.

-Aquestes peces o blocs es belluguen les unes respecte les altres.

-El moviment de les peces provoca terratrèmols a les seves vores però no n’afecta l’interior.

Tot això semblava bastant lògic, però com són aquestes peces? Quin gruix tenen? Arriben fins la base de l’escorça o s’endinsen dins del mantell?

 M’haureu de creure si us dic que l’estudi de la velocitat de propagació de les ones sísmiques, ha permès conèixer força bé l’estructura i la composició de l’interior de la Terra. La informació acumulada per una gran quantitat d’estudis semblava demostrar que la capa més superficial de la Terra, fins a uns 70 km de profunditat de mitjana, (més de 100 km als continents, al voltant de 50 km als oceans), és rígida. Aquesta capa, que passà a anomenar-se litosfera, inclou l’escorça i la part més superficial del mantell

 Per sota de la litosfera, es va demostrar que el mantell era relativament plàstic (deformable), parcialment fos (entre l’1 i el 10%). Com recordareu, és en aquesta zona on se suposa que es desenvolupen els corrents de convecció. Es va batejar amb el nom d’astenosfera. El seu límit inferior es va situar inicialment en els 260 km de profunditat, però alguns autors pensen que arriba fins gairebé els 700 km.

Estructura interna de la Terra : Per sota de l`Astenosfera , la resta del Mantell, anomenada també Mesosfera, arriba fins als 2900 km de profunditat. El nucli, conegut també com Endosfera , arriba fins al centre de la terra situat a 6371km de mitjana ( recordeu que el radi equatorial és una mica més gran que el polar.

Tot era a punt per al naixement de la nova teoria. Només calia que algú, posés en ordre tota la informació existent. Encara que fos parcialment, el primer en fer-ho, l’any 1965, va ser Tuzo Wilson (1908-1993), un geofísic nascut a Escòcia però traslladat a Canadà quan era un nen. Immediatament després, altres científics varen fer més aportacions importants i això va permetre, l’any 1968, el “naixement oficial” de la nova teoria que passà a anomenar-se Tectònica de Plaques o Tectònica Global. Els principis bàsics d’aquesta teoria són els següents:

-La litosfera està fragmentada en una colla de peces anomenades plaques litosfèriques.

 -Les plaques litosfèriques són rígides i es troben damunt l’astenosfera lleugerament plàstica.

 -Les plaques litosfèriques es desplacen les unes respecte de les altres. En desplaçar-se, les plaques poden allunyar-se, apropar-se o lliscar lateralment entre sí.

 Segons el tipus de moviment, distingim tres tipus de límits o marges de placa: constructius o divergents, destructius  o convergents i passius.

 Quantes plaques hi ha? Són totes de la mateixa mida? Què vol dir això de “marge constructiu, destructiu o passiu”? Què vol dir la paraula “tectònica”? Per què s’hi afegeix l’adjectiu “global”? I d’en Wegener, què se n’ha fet? Una mica de paciència, si us plau. Vosaltres mateixos us podreu respondre aquestes i d’altres preguntes, si intenteu resoldre les activitats següents.

Activitats

4.1 Aquí teniu un mapamundi diferent del que esteu acostumats a veure. És una mena de puzzle gegant. Cada peça és una placa litosfèrica. Com s’han pogut definir-ne els límits?

4.2. La majoria de les plaques són mixtes, és a dir, formades per litosfera continental i litosfera oceànica. També n’hi ha que són oceàniques, és a dir, formades exclusivament per litosfera oceànica. Finalment, també hi ha plaques continentals, formades gairebé exclusivament per litosfera continental. (Prescindirem d’aquestes últimes. No hi ha cap de les plaques principals, representades en aquest mapa, que sigui una placa continental)

Observant el mapa, completeu la taula següent:

Plaques mixtes	Plaques oceàniques

4.3. Observeu la il·lustració adjunta. Una gran esquerda, coneguda com a “Rift Valley” (vall del rift), s’estén des de la Mar Roja cap al sud, al llarg de més de 3.000 km. Grans llacs africans (Turkana, Victòria, Tanganika, NIasa-Malawi) i enormes edificis volcànics com el Mount Kenya (5.199m) o el Kilimanjaro (5.916m), el sostre d’Àfrica.

La mateixa Mar Roja és una altra immensa esquerda (440.000 km2 de superfície, 2.600m de profunditat màxima) ja envaïda per les aigües.

Podríeu explicar què està passant en aquesta zona?

4.4. Saltem de l’Àfrica a Islàndia i observeu-ne aquesta fotografia, feta recentment. Aquesta illa no és més que un fragment de la dorsal atlàntica que treu el cap per damunt les aigües de l’oceà. Ara imagineu-vos que podem tornar a aquest mateix lloc d’aquí uns quants anys, res, poca cosa, uns milions, per exemple... La fotografia que podríem fer seria segurament diferent. Intenteu descriure-la.

4.5. No us deixeu impressionar per l’anglès. “Trench” vol dir fossa i “crust”, escorça. La resta s’entén. Es tracta que trobeu una zona del planeta on es pugui aplicar aquest esquema.  (Pista: fixeu-vos que una serralada amb força volcans, es troba a prop d’una costa molt propera, al seu torn, a una fossa). Quan l’hagueu trobat, intenteu explicar què està passant.

4.6. Ara una activitat molt semblant a l’anterior. Localitzeu una zona de la Terra on es pugui aplicar aquest esquema. Quan ho hagueu fet, intenteu descriure què està passant.

4.7. L’explicació d’aquest esquema és una mica més difícil que els anteriors.

Us dono més pistes. Imagineu-vos que la serralada (“mountain range”) és l’Himàlaia i l’altiplà (hihg plateau) el Tibet. Abans de seguir, agafeu el vostre mapamundi, i situeu-ho.

Més pistes: a la vostra esquerra, la placa de l’Índia. A la vostra dreta, la placa Euroasiàtica.

I encara una altra: recordeu que en parlar de la deriva continental vàrem veure que

l’ Índia havia fet un viatge extraordinari cap el nord, separant-se de l’Antàrtida i d’Austràlia fins que va “topar” amb Euràsia.

L’última i, potser, la més important: fixeu-vos en la presència i la situació d’una escorça oceànica antiga (“ancient oceanic crust”)...

Per cert, el fenomen representat en aquest esquema s’anomena obducció.

4.8. Finalment, compareu els esquemes de les tres darreres activitats. Si consulteu el mapa de sismicitat al món podreu comprovar sense dificultat que a les zones representades en aquests esquemes, els terratrèmols són freqüents.

Pel que fa als volcans, en canvi, les coses són diferents: Hi ha volcans a les dues primeres, però no a la tercera. Com podríeu explicar-ho? (Pista: compareu el gruix de l’escorça continental)

4.9.  La falla de San Andrés és, en realitat, un conjunt de falles que en total mesuren més 1200 km de longitud i gairebé 100 d’amplada, i s’estén des del golf de Califòrnia fins el cap de Mendocino. És una falla activa, en la qual els blocs implicats es mouen uns 5 cm/any, l’un respecte l’altre. Els estudis realitzats fan pensar que en un futur proper, es produeixi un gran terratrèmol. És l’esperat “big one”, i es considera que podria arribar a mesurar 9 graus a l’escala de Richter. Seria el terratrèmol més gran que mai s’hagués enregistrat a Califòrnia.

Com podeu observar al mapamundi, la Falla de San Andrés  posa en contacte els marges de les plaques Nord-americana i Pacífica. La teoria de la Tectònica de Plaques ens diu que aquests marges són de tipus passiu. Veient la intensa activitat sísmica que hi ha en aquests marges, com pot ser que rebin aquest nom? Pista (molt generosa): penseu en la litosfera. Se’n fa de nova?, Se’n destrueix? 

Per cert, us heu fixat que les ciutats de  Los Ángeles i San Francisco estan cada una a un bloc (costat) diferent de la Falla de San Andrés? Si observeu el moviment relatiu dels blocs us adonareu que cada any, les dues ciutats estan més a prop. (Si us voleu entretenir a calcular quants anys trigarien a trobar-se, aquí teniu aquestes dades: la distància entre Los Ángeles i San Francisco és d’uns 625 km i l’apropament és d’uns 5 cm/any)

4.10. L’arxipèlag de les Hawaii està format per quatre illes principals: Kauai, Oahu, Maui i Hawaii. Situeu-les en el vostre mapamundi. Quan ho hagueu fet us adonareu que estan situades damunt la Placa Pacífica. Aquestes illes volcàniques, molt conegudes entre els turistes, especialment nord-americans, tenen una característica molt especial que ara ens interessa assenyalar:

Els punts calents ( Hot Spots)

Les illes estan alineades talment com si fossin els cims d’una serralada submarina. En un extrem hi ha l’illa Hawaii i a l’altre, Kauai. Ara bé, allò que sorprèn és que l’edat de les roques de les illes creix, de manera absolutament ordenada, des de Hawaii, la més jove (0,7 milions d’anys) fins la més antiga, Kauai (5,5 milions d’anys). Com es pot interpretar aquest fet?

4.11. Tuzo Wilson va ser el primer en proposar la hipòtesi dels “punts calents”, segons la qual en el mantell hi ha punts fixos productors de magma que ascendeix cap a la litosfera. Com que la litosfera es mòbil...

 Observeu la figura de la plana anterior. Us veieu amb cor d’acabar vosaltres mateixos la hipòtesi de Wilson?

4.12. La paraula “tectònica” prové del grec “tektonikos” (edifici). Així doncs, l’expressió “Tectònica de Plaques” fa referència als “edificis”, les estructures, construïts pel moviment de les plaques, com per exemple, les serralades. Ara bé, aquesta teoria també rep el nom de Tectònica Global perquè permet explicar, no només la formació de serralades, sinó bona part dels processos geològics que s’esdevenen a la superfície terrestre... Feu-ne una llista.

4.13.  Abans de l‘habitual “recapitulem”, mireu-vos aquest esquema global. Menys l’obducció, totes les altres situacions possibles previstes a la teoria de la Tectònica de Plaques hi són representades. Es tracta que assigneu a cada número la denominació que li correspon, d’entre les següents: Fossa Oceànica, Arc d’illes volcàniques, Escorça Oceànica, Zona de Subducció, Marge Passiu (Falla Transformant), Punt Calent, Marge Constructiu desenvolupat (Dorsal Oceànica), Serralada Volcànica Continental,  Litosfera, Marge Constructiu incipient (Rift Valley), Marge Destructiu, Astenosfera, Escorça Continental

Esquema sintètic dels diferents tipus de marges de placa

Ha arribat el moment d’acabar aquest llarg viatge que ens ha portat a passejar-nos per terres tan fascinants com Groenlàndia, el Petrified Forest National Park d’Arizona, les illes Spitsbergen, l’Antàrtida, el Brasil, l’India, el Rift Valley de l’Àfrica Oriental, el “ring of fire” de l’oceà Pacífic, les serralades de l’Himàlaia, els Andes, les Muntanyes Rocalloses, la Sierra Madre...

 També hem baixat a les profunditats marines i hem descobert coses no menys fascinants: la més gran i increïble serralada de la Terra, la dorsal oceànica, sorprenents crancs aranya, cloïsses i cucs gegants, fosses profundíssimes que “s’empassen” el fons marí...

 Mentre viatjàvem plegats us he anat fent preguntes per ajudar-vos a comprendre el que anàvem descobrint. Deixeu-me que us faci l’última. Si sou capaços de respondre-la aportant arguments convincents i ben raonats, voldria dir que heu aprofitat realment el viatge:

Tenia raó Wegener?

La falla de San Andrés i la fi del món

Mentre buscava informació a Internet per preparar tot aquest material, el Google em va subminstrar l’adreça d’una plana titulada “Está cerca el fin del mundo?”

En entrar a la plana, http://www.portalmix.com/misterios/monograficos/findelmundo/fallasanandres.shtml

, trobo un text que no té preu de tant interessant com és... Us n’he seleccionat alguns paràgrafs. No hi he afegit ni un punt ni una coma. Només m’he limitat a destacar en vermell algunes paraules. Diu així: 

« Algunos videntes han profetizado que San Francisco desaparecerá un día en el Pacífico sin que nada de la ciudad sobresalga de las aguas. La costa de California se abrirá y retrocederá hasta las montañas.

Robert C. Doc Anderson, el “vidente de Georgia”, predijo que un potente terremoto provocará graves daños en Los Angeles y San Francisco.

Diane McLeod, vidente, “vio” en Los Angeles una escala sísmica que señalaba 9,2 en la escala de Ritcher. En la visión, muchos rascacielos quedaban reducidos a escombros y el monte Sasha entraba en erupción. El océano se abatía sobre Los Ángeles, cubriendo la mayor parte de la ciudad.

Jasper Pierce, en marzo de 1967,  “se sintió arrebatado” a los aires y transportado al Valle Imperial, en California. Desde allí, contempló cómo toda la costa desde San Francisco hasta el golfo deCalifornia se hundía en el océano. El gran Cañón se ensanchaba, parte de las montañas rocosas se desmoronaban sobre Colorado y una enorme ola barría Florida y los estados del golfo de México, al tiempo que toda la costa este se alzaba lentamente unos cien metros.

Paul Solomon no sólo insiste en la destrucción de California, sino que aventura una guerra civil para los EEUU, la invasión del país por parte de otra potencia, la capital de la nación trasladada más al norte, la aparición de nuevas tierras en el Atlántico y el Pacífico... Salomon predice también que Japón se hundirá en el mar. Y que el norte de Europa sufrirá grandes cambios físicos, que las Islas Británicas se verán recubiertas por los hielos, y que se producirá un cambio de polaridad de la tierra que cambiará el perfil de los continentes.»

Què us ha semblat? No trobeu que aquests personatges tenen molta barra i molt poca “vidència”? Com a aprenents de científics que sou, què els podríeu respondre?