Bloque 1: Introducción y origen de la Tierra, Presentación de Geología

Objetivos de Geología

• Entender el concepto de deriva continental
• Entender el modelo geodinámico global
• Conocer los mecanismos y factores que intervienen en la tectónica global, y en la distribución de continentes y océanos
• Entender el ciclo geológico

Deriva Continental: Una Idea Adelantada a su Época

Principios del siglo XX se creía: Procesos de deformación observados en la corteza terrestre debidos a la fuerza compresiva generada por el enfriamiento paulatino de la Tierra y la consiguiente contracción de la superficie terrestre. En 1915 Alfred Wegener (meteorólogo y geofísico alemán) publicó El origen de los continentes y los océanos. Hipótesis de la Deriva continental: en el pasado había existido un único supercontinente denominado Pangea (en griego "toda la tierra"), que se fragmento hace 200 millones de años en continentes más pequeños, los cuales fueron abriéndose paso sobre la corteza oceánica (~rompehielos) desplazándose hasta sus posiciones actuales. Wegener y quienes defendían esta hipótesis, recopilaron una enorme cantidad de evidencias geológicas, paleontológicas y climatológicas que respaldaran sus opiniones

• Las evidencias :
• Geométricas: encaje de formas
• Paleobiogeográficas y biogeográficas: distribución de especies
• Paleoclimáticas: zonificación climática
• Geológicas: distribución de rocas y estructuras geológicas
• Paleomagnetismo: deriva polar aparente en rocas

Evidencias de la Deriva Continental

Rompecabezas Continental

Africa South America Overlap Gap Copyright @ 2005 Pearson Prentice Hall, Inc. Semejanzas entre las líneas de costa actuales a ambos lados del Atlántico, Wegener propuso que los continentes podrían haber estado unidos en el pasado. Más adelante, los científicos propusieron que el verdadero límite de los continentes se encuentra en el borde de su plataforma continental.

Fósiles Coincidentes en Costas Opuestas

Evidencias de la deriva continental: registro fósil. Encontrado fósiles mesozoicos idénticos en rocas de Sudamérica y África. Wegener citó casos concretos de fósiles que tenían escasas posibilidades de cruzar un vasto océano que ahora separa ambos continentes:

• Mesosauro
• Reptil de agua dulce de hace 260 millones de años encontrado sólo en el sur de África y SE de Sudamérica. Si hubiera sido capaz de atravesar el océano sus restos tendrían una distribución más amplia.
• Glossopteris helecho fósil Glossopteris (Carbonífero-Pérmico) Caracterizada por grandes semillas de difícil dispersión, pero que estaba muy distribuida entre África, Australia, India y Sudamérica (posteriormente también se descubrieron restos en la Antártida). Sólo crecían en un clima subpolar->masas de tierra estuvieron unidas se encontraban más cerca del polo Sur. Fuente : http://pubs . usgs .gov/gip/dynamic/con tinents . html AFRICA Fossil evidence of the Triassic land reptile Lystrosaurus. INDIA SOUTH AMERICA AUSTRALIA ANTARCTICA Fossil remains of Cynognathus, a Triassic land reptile approximately 3 m long. Fossil remains of the freshwater reptile Mesosaurus Fossils of the fern Glossopteris, found in all of the southem continents, show that they were once joined.

Evidencias Paleoclimáticas

Cambios climáticos globales notables en el pasado. Sur de África, Sudamérica, India y Australia encontró sedimentos de hace 300 ma transportados por glaciares (estrías dejadas por el hielo en las rocas subyacentes). Estas zonas en la actualidad se encuentran en una franja de unos 30° en torno al Ecuador con clima tropical o subtropical. Hemisferio Norte: registro fósil de helechos desarrollados en grandes pantanos tropicales (campos de carbón de EEUU, Europa y Siberia). - Pangea pasó por una glaciación a finales del Paleozoico, los continentes estaban unidos y se situaban cerca del Polo Sur. En esta configuración, los glaciares se movían radialmente hacia Australia, India, África y Sudamérica. North America Europe Asia India Africa Equator South America Australia Africa South America 4 111 India Antarctica Australia B.

Tipos de Roca y Características Geológicas

Si los continentes estuvieron juntos, las rocas en posiciones adyacentes debían ser semejantes en edad y tipo. Rocas igneas de 2.200 m.a en Brasil eran semejantes a las encontradas en África. Masas continentales a ambos lados del océano: cinturón montañoso de los Apalaches en el E de Norteamérica tiene su continuidad (en edad y estructuras) con las montañas de Groenlandia, las Islas Británicas y Escandinavia. África Caledonian Mountains North America British Isles Scandinavia Appalachian Mountains Africa Sudamérica Corteza > 2.500 m.a. Corteza 650-2.500 m.a. Groenlandia Europa Norteamérica África South America Sudamérica

Características Geológicas y Tipos de Roca

Polar Ocean Siberia World Ocean Europe North America China Tethys Sea South America Africa India Australia Antartica Ice-rafted boulders Coal Low-latitude deserts Evaporite deposits Desert dune deposits Tropics Coral reef Direction of ice movement Glacier

El Gran Debate: Críticas a la Deriva Continental de Wegener

hipótesis de Wegener tenía un problema: ¿Cómo y por qué? Wegener no conocía el mecanismo que producía la deriva continental: Fuerza gravitatoria solar y lunar --- frenar la rotación de la Tierra Continentes sobre corteza oceánica débil --- ¿ fondos oceánicos? Arthur Holmes (1928) propuso el primer mecanismo plausible para la deriva continetal: células convectivas en el manto

Deriva Continental y Paleomagnetismo

Mediados de la década de 1950, surgieron dos nuevas líneas que apoyaban la teorías de Wegener. -Paleomagnetismo. -Exploraciones de los fondos oceánicos Ambas mostraron que las cuencas oceánicas eran rasgos geológicos jóvenes.

El Campo Magnético Terrestre y el Paleomagnetismo

Campo magnético terrestre: Desviación aguja de una brújula y existencia de minerales magnéticos (influidos por el campo magnético de la Tierra)->Magnetita: abundante en las coladas de lava basáltica (hacen erupción a unos 1000℃, superando la temperatura umbral para el magnetismo, punto Curie, unos 585℃). Los granos de magnetita de la lava fundida no son magnéticos. Lava se enfría, granos ricos en Fe se magnetizan y se alinean en la dirección paralela a las líneas de fuerza magnéticas existentes en ese momento. Cuando minerales se solidifican, el magnetismo que poseen queda «congelado»-> Magnetismo remanente o paleomagnetismo: rocas que se formaron hace miles o millones de años y que contienen un registro de la dirección de los polo magnéticos en el momento de su formación. Lines of magnetic force Dip needle Equator Magnetic equator Copyright @ 2005 Pearson Prentice Hall, Inc.

Deriva Polar Aparente

Magnetismo en coladas de lava antiguas-> alineamiento magnético de los minerales ferromagnéticos variaba mucho. Al representar la posición del polo N magnético con respecto a Europa se vio que había migrado gradualmente desde el Pacífico hasta su localización actual durante los últimos 500 millones de años. Indicaba que: el polo magnético se desplazaba a lo largo del tiempo (deriva polar), o que las coladas de lava se movían (Europa se había desplazado respecto al polo). Aunque los polos magnéticos se mueven (deriva secular), su trayectoria errática está muy próxima a la posición de los polos geográficos. La hipótesis de Wegener proporciona la explicación más aceptable para el movimiento aparente de los polos: la posición de los polos magnéticos permanece próxima a la de los polos geográficos, y son los continentes los que se han desplazado. Posteriormente se obtuvo la trayectoria de la deriva polar aparente para Norteamérica: no coincidía con la de Europa. No hay pruebas de la existencia de dos polos magnéticos, la única manera de explicar ambas trayectorias es uniendo ambos continentes. En este caso las trayectorias coinciden entre 400-160 millones de años, indicando que estas masas de tierra estaban unidas. Strata of basaltic 100 my lava with magnetite content preserve the magnetic field direction at the time of their solidification. 200 my 300 my 400 my 500 my Norte geograficoy Norte magnetico Líneas de fuerza magnética Aguja de inclinación Ecuador Ecuador magnéticoApparent wandering pole for North America 500 my Apparent wandering pole for Eurasia 400 my 300 my 200 my 100 my North America Eurasia Africa Implied plate 300 my tectonic movement of North America The apparent wandering pole paths can be brought into congruence by rotating the North American continent down to a point close to the African continent. Eurasia North America 500 my North America Africa Apparent polar wandering path for Eurasia 500 m.y. 400 m.y. Apparent polar wandering path for North America 400 m.y. 300 m.y. 500 m.y. 300 m.y. 200 m.y. 200 m.y. North America 100 m.y. 100 m.y. Eurasia A. Africa Copyright 2005 Pearson Prentice Hall, Inc. Apparent polar wandering path for North America Apparent polar wandering path for Eurasia Eurasia North America B. Africa Copyright 2005 Pearson Prentice Hall, Inc. North America Eur 100 my North America Eurasia 200 my 400 my

Comienzo de una Revolución Científica

Il Guerra Mundial: oceanógrafos con sonar: exploración oceánica: imagen de la batimetría o topografía de los fondos oceánicos. Dorsales con un intenso vulcanismo y flujo de calor, fosas submarinas con una intensa actividad tectónica, montañas submarinas, y una corteza oceánica con una edad no superior a los 180 m.a. Unicamente se ha cartografiado con detalle el 5% del fondo oceánico. Sonar waves

La Hipótesis de la Expansión del Fondo Oceánico

Harry Hess: hipótesis de la expansión del fondo oceánico: Continentes y corteza oceánica se mueven conjuntamente. Dorsales oceánicas situadas sobre zonas de un ascenso convectivo del manto: En la parte superficial, el manto se extiende lateralmente produciendo la fracturación de la corteza oceánica y la formación de nueva corteza oceánica en la dorsal, y el transporte progresivo de la corteza oceánica alejándose de la dorsal. La rama descendente de la corriente de convección tiene lugar en los alrededores de las fosas submarinas donde la corteza oceánica es empujada y consumida hacia el manto: La datación de corteza oceánica más antigua tiene menos de 180 m.a. Transform faults Atlantic Ocean South America Peru-Chile Trench Divergent boundary Mid-Atlante Ridge Oceanic lithosphere Asthenosphere Upwelling Pacific Ocean Lower mantle Outer core Inner core Africa Convergent boundary