LA TERRA PER DINS

 

La Terra, el planeta que trepitgem, no és uniforme per dins com ho pot ser una bola de vidre. Si poguéssim fer un viatge al seu interior descobriríem que, a més d'augmentar la temperatura, els materials que anéssim travessant serien molt diferents: roques foses com les que surten pels volcans en forma de lava, roques molt calentes, sòlides però deformables, metall líquid o sòlid,...

 

Després d'anys i anys d'estudiar l'interior de la Terra a partir de totes les pistes que tenim al nostre voltant (sense veure'l, perquè no hi hem anat mai), tenim una idea de què hi ha sota el terra que trepitgem.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

La Terra està formada en capes concèntriques. De dins cap a fora són:

• NUCLI, format principalment pels metalls ferro i níquel. Hi podem diferenciar:

  • El nucli intern que, malgrat estar a temperatures encara més elevades (fins a 3.000 ºC) està en estat sòlid. Per què? Perquè la pressió és també molt més gran i això fa que la temperatura de fusió del metall augmenti.

  • El nucli extern, que es troba en estat líquid degut a les elevadíssimes temperatures que hi ha.

• MANTELL, amb una composició ja més semblant a la d'algunes roques (serien roques molt fosques, riques en silici, magnesi i ferro). També hi distingim dues capes:

  • El mantell inferior: sòlid i que està en contacte amb el nucli.

  • El mantell superior: és sòlid, però hi ha una part  d'aquest mantell superior que és plàstica (una mica com l'argila: de fet asthenos vol dir tou en grec):i s'anomena l'astenosfera.

• ESCORÇA, formada per les roques que podem veure. L'escorça, juntament amb la part sòlida del mantell superior (just la que està sobre l'astenosfera) forma la litosfera.

Com veurem a la tectònica de plaques, litosfera i astenosfera juguen un trencaclosques permanent a la superfície de la Terra, responsables de l'activitat sísmica i volcànica de la nostra Terra.

 

INTRODUCCIÓ A LA TECTÒNICA DE PLAQUES

 

Després de dècades d'investigacions, tenim ara una idea una mica més clara de com i perquè es mouen les plaques i com aquest moviment està relacionat amb els  terratrèmols i els volcans. Els principals actors són la litosfera i l'astenosfera. No són pas els únics, però sí els més importants. Recorda que:

 

• La litosfera és la capa superior i rígida de la Terra. Ocupa l'escorça i la part superior sòlida del mantell. Està trencada en fragments que anomenem plaques litosfèriques, plaques tectòniques o, senzillament, plaques. El perímetre d'una placa és el seu marge i és també el seu límit amb les plaques veïnes.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

• L'astenosfera és la capa que es troba just sota la litosfera i, per tant, forma part del mantell superior. No és completament sòlida sinó plàstica i al seu interior tenen lloc els moviments de convecció.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 http://csc.gallaudet.edu/soarhigh/Qset3A.html

 

Què són els moviments de convecció?

 

La part de sota de l'astenosfera està més calenta que la part superior que és més freda, la que està en contacte amb la litosfera. Es pensa que, com a conseqüència d'aquest fet i per trobar-se en un estat plàstic amb capacitat de fluir, els materials de l'astenosfera es mouen de manera circular, tal i com ho fa l'aigua quan la escalfem a un pot. Observa la figura: l'aigua que s'escalfa al fons té tendència a pujar perquè en escalfar-se es torna menys densa. Però mentre va pujant es va refredant, de manera que quan és a dalt està més freda que l'aigua del voltant i té tendència a baixar. Els moviments circulars que s'originen s'anomenen convectius.

 

 

 

 

 

 

 

 

http://pubs.usgs.gov/publications/graphics/Fig33.gif

 

 

Quina relació tenen els moviments convectius amb el moviment de les plaques?

Els materials de l'astenosfera que es mouen com a conseqüència de la convecció arrosseguen les plaques que estan a sobre. Hi ha zones on contribueixen a separar les plaques... i zones on contribueixen al seu xoc.

 

 

 

 

 

 

 

 

Modificat de http://pubs.usgs.gov/publications/text/unanswered.html

 

Tots aquests moviments, les seves causes i les seves conseqüències els estudia la tectònica de plaques, i són els responsables de l'activitat sísmica i volcànica de la nostra Terra.

 

LES BASES DE LA TECTÒNICA DE PLAQUES

 

Les plaques litosfèriques es mouen, i tot el coneixement relacionat amb aquest fenomen l'estudia la tectònica de plaques. Sí, però, en quines dades es basa? Quines proves tenim que les plaques es mouen?

 

Concentració de volcans i terratrèmols

 

Si observes un mapa dels principals volcans i terratrèmols de la Terra, veuràs que es concentren a certes parts, seguint línies d'activitat allargades, una mena de cordons actius. Abans es pensava que a aquestes zones l'escorça terrestre era més prima però, com veurem a l'apartat següent, això no és cert. El que succeeix és que volcans i terratrèmols es concentren als límits entre les plaques.

 

Entre aquests cordons actius hi ha uns de molt especials, les dorsals oceàniques que trobem sota els oceans, sovint al llarg de la seva zona central. Es tracta de llargues serralades amb intensa activitat volcànica (volcans, fumaroles submarines,...).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

El fons oceànic

Al llarg del segle passat es van estudiar amb deteniment les característiques del fons oceànic, en particular les formes de relleu i la composició i l'edat de les roques.

A més d'observar les dorsals i les fosses oceàniques, es va veure que:

• L'escorça oceànica és molt prima, més que no pas la continental.

• Les roques del fons oceànic són molt joves i ho són més com més aprop d'una dorsal oceànica, tal i com es pot apreciar al mapa.

• Les roques més velles que s'han trobat als fons oceànics tenen uns 200 milions d'anys. Això indica que aquest és el temps que transcorre entre la seva formació a les dorsals i la seva destrucció a les zones de subducció (tingues en compte que la Terra es va formar fa uns 4.500 milions d'anys).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

La deriva continental

 

Wegener va proposar la teoria de la deriva continental a principi del segle XX basant-se en diferents proves. Si bé al començament la seva proposta no va ser gaire acceptada, avui en dia no hi ha dubte que els continents han anat canviant de posició al llarg de la història de la Terra.

Wegener es va basar en diferents dades per elaborar la seva teoria:

• Dades geogràfiques, basades en l'encaix dels contorns actuals dels continents (per exemple Sud-amèrica i Àfrica).

• Dades paleontològiques. Els fòssils indiquen que fa uns 350 milions d'anys la flora i la fauna d'Àfrica, Sud-Amèrica, l'Índia i Austràlia eren les mateixes i, per tant, aquests continents havien d'estar units.

• Dades geològiques. Hi ha zones d'Àfrica que tenen unes roques idèntiques a d'altres que hi ha a Sud-Amèrica. Si posem els dos continents junts veiem, a més, que les zones queden una al costat de l'altra...

Fa 225 milions d'anys tots els continents estaven units formant un únic continent, laPangea. Llavors, aquest supercontinent es va anar trencant en diferents peces que es van anar movent fins arribar a formar la disposició actual dels continents.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DIFERENTS RELACIONS ENTRE VEÏNS

 

Les plaques litosfèriques es poden relacionar amb les seves veïnes de maneres molt diverses. Segons com siguin aquestes relacions hi haurà més o menys volcans i terratrèmols. Algunes relacions són realment terribles!

 

Límits divergents

 

Dos objectes que divergeixen s'estan allunyant l'un de l'altre. 

Així, als límits divergents les plaques se separen. Però, és clar, no queda un forat al mig on veure l'interior de la Terra: el que passa és que allà on se separen puja material de l'astenosfera que, en refredar-se, forma noves roques que s'afegeixen als marges de les plaques.

 

Acabem de dir que puja material de l'astenosfera. El que passa és que als límits divergents tenim un moviment de convecció ascendent que es continua en moviments amb sentits oposats que contribueixen a separar les plaques. La velocitat d'aquest moviment no és molt gran, d'uns quants centímetres l'any.

 

Aquests límits se solen trobar sota els oceans, perquè en separar-se les plaques es formen zones baixes que s'omplen d'aigua. El més conegut és el que passa pel mig de l'oceà Atlàntic, que cada any és uns 2,5 cm més ample.

Quines són les conseqüències?

• Volcans i terratrèmols submarins.

• Eixamplament (fins i tot naixement) dels oceans.

• A la zona activa per on surt el material de l'astenosfera es forma una serralada que s'anomenadorsal oceànica.

 

 

 

 

 

 

 

 

http://www.calstatela.edu/faculty/acolvil/plates/ocean_crust_structure.jpg

Però no només s'eixamplen els oceans:
Islàndia està just al mig d'un límit divergent i l'illa s'està dividint per la meitat, justament a la zona on hi ha més activitat volcànica.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Modificat de http://pubs.usgs.gov/publications/graphics/Fig16.gif

 

Límits convergents

Convergir ve a dir "anar allà mateix". A un límit convergent dues plaques s'ajunten, xoquen. Les conseqüències d'aquest xoc són fàcils de deduir: les plaques poden "arrugar-se" i fins i tot "ficar-se" una sota l'altra. Que passi una cosa o una altra depèn del tipus de plaques que xoquen, però en ambdós casos es produeixen terratrèmols que poden ser molt intensos.

 

Xoc entre placa oceànica i placa continental

La placa oceànica és més densa que la continental i, per tant, tendirà a enfonsar-se cap a l'astenosfera. La zona on la placa oceànica "es fica" sota la placa continental es diu zona de subducció i aquí té lloc una intensa activitat:

• Com a conseqüència del moviment d'avanç d'una placa sobre l'altra, es produeix un gran fregament que escalfa les roques fins que s'arriben a fondre. Les roques foses ascendiran i formaran volcans en superfície; la resta continuaran el seu camí avall fins retornar a l'astenosfera.

• El moviment d'avanç no és suau i continu sinó que es produeix a batzegades de moviments sobtats que originen els terratrèmols, també freqüents a aquestes zones. Aquests terratrèmols poden anar acompanyats per un ascens de la zona de fins a uns quants metres.

Conseqüències? A més dels volcans i dels terratrèmols, s'hi formen serralades (plenes de volcans) a la placa continental i fosses oceàniques al límit entre les dues plaques. I una altra cosa: com que la placa oceànica va desapareixent sota la continental, l'oceà es va reduint...

 

 

 

 

 

 

 

 

Modificat de http://pubs.usgs.gov/publications/graphics/Fig21oceancont.gif

 

Xoc entre plaques oceàniques

Aquest cas és molt semblant a l'anterior, només que, en comptes de formar-se una serralada, s'hi formenarcs d'illes volcàniques (si ho pensem bé tampoc no és gaire diferent, ja que una illa no és res més que el pic d'una muntanya submarina que sobresurt sobre el nivell del mar).

 

 

 

 

 

 

 

 

Modificat de http://pubs.usgs.gov/publications/graphics/Fig21oceanocean.gif

 

Xoc entre plaques continentals

Quan una placa oceànica xoca amb una placa continental, ja hem vist que va desapareixent a poc a poc cap a l'astenosfera a la zona de subducció i que, com a conseqüència, l'oceà es va reduint.

Què passarà quan la part oceànica de la placa s'hagi esgotat? Llavors entraran en contacte dos plaques continentals, i com que les dues són menys denses que l'astenosfera no tendiran a posar-se una sota l'altra. El que fan és "arrugar-se" cap amunt formant serralades que poden ser molt altes, com l'Himàlaia.

 

 

 

 

 

 

 

 

Modificat de http://pubs.usgs.gov/publications/graphics/Fig21contcont.gif

 

Límits transformants

Tenen lloc a zones on dues plaques ni s'ajunten ni se separen sinó que es mouen lateralment, lliscant entre elles. Aquests límits no estan associats a l'aparició de volcans, però sí a terratrèmols.

 

L'exemple més conegut és el de la falla de San Andreas, a Califòrnia, responsable dels terratrèmols que es produeixen a la ciutat de San Francisco. Aquesta falla té uns 1.300 km de longitud i es mou uns 5 cm per any de mitjana.

 

En resum:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LES PLAQUES I NOSALTRES

 

El moviment de les plaques litosfèriques és el responsable de dos tipus de fenòmens que es produeixen a la Terra i que sovint ens afecten de manera molt directa: els volcans i elsterratrèmols.

 

A més, si no fos per aquest moviment, que és el responsable de la formació de les serralades, la Terra seria completament plana ja que l'erosió hauria acabat amb qualsevol forma de relleu que sobresortís una miqueta a la superfície terrestre.

 

Terratrèmols

 

Els terratrèmols són vibracions de la Terra que es perceben a la seva superfície. Aquestes vibracions poden tenir causes diverses, com l'erupció d'un volcà o la caiguda d'un meteorit. La causa més freqüent és, però, el moviment de les plaques tectòniques.

 

S'estima que cada any es produeixen 500.000 de terratrèmols, si bé només uns 1.000 causen danys i pocs causen danys seriosos. Els terratrèmols molt intensos poden causar danys materials i personals molt importants: el terratrèmol més greu que es coneix va succeir a la Xina l'any 1556 i va matar unes 830.000 persones.

 

Si un terratrèmol es produeix sota l'oceà pot ocasionar un tsunami, una ona marina gegantina que en arribar a la costa pot tenir efectes devastadors (recorda que una part molt important de la humanitat viu en zones costaneres).

 

Un terratrèmol es produeix quan les forces internes de la Terra són prou importants com per a fracturar roques i fer-les moure. El trencament sobtat, o bé el lliscament també sobtat de dues masses ja trencades, allibera una gran quantitat d'energia que viatja per la Terra en forma d'ones sísmiques.

 

Els terratrèmols solen originar-se als primers 600 km cap a l'interior terrestre. El punt exacte on s'ha generat el terratrèmol és l'hipocentre i el punt que es troba a la seva vertical, i que és el primer al qual arriben les ones sísmiques, és l'epicentre.

 

L'estudi dels terratrèmols s'anomena sismologia, els científics que s'hi dediquen són els sismòlegsi l'aparell que utilitzen per enregistrar les vibracions de la superfície de la Terra és unsismògraf.

 

Volcans

La major part dels volcans actius que estan a terra ferma es troben als límits convergents de les plaques tectòniques, i la seva activitat està molt lligada a l'intens fregament que es produeix durant el xoc entre les plaques.

 

Això no obstant, els volcans terrestres només produeixen el 25 % de la lava que surt de l'interior de la Terra: hi ha molts més fenòmens volcànics submarins. Els volcans submarins es troben principalment a les dorsals oceàniques dels límits divergents entre les plaques, allà on puja material fos des de l'astenosfera.

 

Algunes erupcions volcàniques poden ser molt violentes i la devastaciò arriba molts quilòmetres al seu voltant, com per exemple la que va tenir lloc al Mont Pinatubo, a Filipines, al 1991, que va matar 800 persones i en va deixar més de 100.000 sense llar.

 

En canvi, d'altres són més tranquil·les i fins i tot les podem observar de prop, com la del Teneguía l'any 71, a l'illa de la Palma.

 

Les erupcions volcàniques no només tenen efectes locals, sinó també efectes globals. Un volcà actiu pot eliminar quilòmetres amunt a l'atmosfera núvols que contenen tones i tones de gasos i cendres. Aquests núvols en alguns casos arriben a donar la volta al mòn diverses vegades abans de dispersar-se.

 

L'erupció del volca Tambora (Indonèsia) el 1815 va ser la responsable que la temperatura global de la Terra fos durant mesos uns 3 ºC inferior; fins i tot a algunes zones d'Europa i Nord-amèrica el 1816 és conegut com "l'any sense estiu".

 

Quan es produeix una erupció volcànica se segueix molt de prop el recorregut del núvol de cendres i gasos, que pot afectar seriosament el tràfic aeri.

 

Formació de serralades

Els Pirineus i els Alps a Europa, els Andes a Sud-Amèrica, l'Himàlaia a Àsia, les Muntanyes Rocalloses a Nord-Amèrica,... Totes aquestes serralades són el producte de dues accions contraposades: d'una banda el xoc entre les plaques que les crea i d'una altra, l'erosió que les destrueix. Allà on hi hagi límits convergents entre plaques, hi trobarem els cordons de muntanyes que anomenem serralades.

 

LA TERRA, UN PLANETA CANVIANT

 

El relleu de la Terra canvia al llarg del temps. El que ara veiem com una serralada impressionant d'aqui milions d'anys pot ser una plana amb pocs alicients per als amants de la muntanya (si és que encara en podem trobar!).

 

Els motors del canvi

 

Els motors responsables d'aquests canvis constants, de vegades molt lents, però d'altres vegades perceptibles a l'escala humana del temps, són:

 

• El Sol, del qual hi arriba energia en forma de llum i calor. Aquesta energia és la responsable de l'evaporació de l'aigua i, per tant, també està darrera la formació de núvols, les precipitacions, els torrents i els rius. A més, també provoca el vent, degut a l'escalfament diferencial de les masses d'aire.

• La gravetat terrestre, que fa que l'aigua caigui en forma de precipitacions, que els rius i glaceres flueixin cap als punts més baixos (oceans) o que els fragments de roca caiguin de les muntanyes i siguin arrossegats fins a les zones de sedimentació.

• L'energia interna de la Terra, emmagatzemada al seu interior i que prové de la calor que es va originar durant la seva formació (i que es va perdent a poc a poc) i de la radiactivitat d'alguns elements. Aquesta energia és la causant de l'existència dels volcans i els terratrèmols i també del desplaçament de les plaques tectòniques.

 

Processos geològics interns i externs

 

Els processos que modifiquen la superfície terrestre són de dues menes:

 

• Processos geològics interns, deguts a l'energia interna de la Terra, originen els nous relleus de la superfície terrestre. Poden ser ràpids, com els volcans o els terratrèmols, o molt lents, com el desplaçament dels continents.

  El seu efecte principal és aportar nous materials a la superfície terrestre (com ara el volcà de la imatge) o deformar els materials que ja hi havia.

• Processos geològics externs, deguts a l'acció conjunta de l'energia que ens arriba del Sol i la gravetat. El seu efecte és, bàsicament, desplaçar els materials de la superfície terrestre des de les zones més elevades a les zones més baixes per acció dels rius i torrents, el vent, les glaceres o els oceans.

• En general són processos molt lents, tot i que de vegades prenen proporcions catastròfiques i els seus efectes són ràpidament visibles.