TEMA 9. LAS TEORÍAS OROGÉNICAS. DERIVA CONTINENTAL Y TECTÓNICA DE PLACAS.

Introducción

La Geología moderna se asienta en el concepto de que la Tierra es un sistema dinámico. El estudio de la formación de montañas (Orogénesis) fue, históricamente, el motor de las grandes teorías geológicas. Desde la idea del Fijismo (que asumía la inmovilidad de los continentes) hasta las modernas concepciones dinámicas, ha habido una revolución conceptual que culminó con la Tectónica de Placas.

La Tectónica de Placas no solo explica la Orogénesis, sino que también unifica la sismicidad, el vulcanismo y la distribución global de rocas y yacimientos. Es el paradigma central de la Geodinámica Interna.

Este tema aborda directamente la Competencia STEM (CE.BG.2, en Bachillerato) al exigir la interpretación de la Tierra como un sistema dinámico en constante evolución, y la Competencia Ecosocial (CE.BG.4), al situar la distribución de riesgos naturales y recursos energéticos en el contexto de los límites de placa.

1. Teorías orogénicas pre-tectónica de placas

Antes del siglo XX, las teorías se basaban en la contracción o el fijismo.

1.1. Teoría Contractionista (Fijista)

Propuesta por geólogos del siglo XIX (como Elie de Beaumont), sostenía que la Tierra se estaba enfriando y contrayendo, similar a una manzana arrugada.

• Postulado: Las arrugas superficiales (cordilleras) eran el resultado de esta contracción.
• Limitaciones: No explicaba la distribución asimétrica de las montañas ni la existencia de fuerzas que pudieran generar una compresión tan masiva en la corteza.

1.2. Teoría de la Isostasia

Desarrollada por Pratt y Airy a mediados del siglo XIX, explica por qué las montañas se mantienen elevadas.

• Postulado: La corteza terrestre “flota” sobre el manto más denso (Isostasia), alcanzando un equilibrio de cargas gravitatorias. Las porciones más gruesas y menos densas de la corteza (continentes) sobresalen más que las delgadas y densas (fondos oceánicos).
• Importancia: Aunque no explicaba el movimiento, proporcionó el concepto de una capa superficial (Litosfera) que se comporta rígidamente sobre un sustrato dúctil (Astenosfera), fundamental para la Tectónica de Placas.

2. La deriva continental

La idea de que los continentes se mueven fue formalmente introducida por Alfred Wegener en 1912 y publicada en 1924.

2.1. Pruebas de la Deriva Continental

Wegener propuso que los continentes actuales estuvieron unidos en un supercontinente llamado Pangea y que se separaron gradualmente. Sus pruebas se basaron en:

1. Ajuste de los Contornos: Coincidencia geométrica casi perfecta de las costas, especialmente entre Sudamérica y África.
2. Pruebas Paleoclimáticas: Presencia de depósitos glaciares del Pérmico-Carbonífero en continentes actualmente tropicales (India, Australia, Sudamérica), sugiriendo que estuvieron unidos alrededor del polo sur.
3. Pruebas Paleontológicas: Existencia de los mismos fósiles de organismos terrestres (ej. Mesosaurus, Glossopteris) en continentes separados por miles de kilómetros de océano.
4. Pruebas Geológicas (Estratigráficas): Continuidad de formaciones rocosas y estructuras orogénicas (ej. los Apalaches se correlacionan con las montañas Caledonianas de Europa).

2.2. Rechazo de la Hipótesis

La Deriva Continental fue rechazada durante décadas porque Wegener no pudo identificar el mecanismo o “motor” que permitía el movimiento de masas continentales rígidas a través de la corteza oceánica, que se creía fija.

3. La revolución de la tectónica de placas

A partir de 1950, el mapeo del fondo oceánico y el desarrollo del Paleomagnetismo proporcionaron las evidencias que faltaban, culminando en la formulación de la Tectónica de Placas a fines de los años 60.

3.1. Evidencias Clave

1. Expansión del Fondo Oceánico (Hess, 1962): La corteza oceánica se forma continuamente en las dorsales oceánicas (centros de expansión) y se destruye en las fosas oceánicas.
2. Paleomagnetismo: El estudio de la magnetización remanente en las rocas.
   • Bandas Magnéticas: Descubrimiento de franjas de polaridad magnética normal e invertida, simétricas a ambos lados de las dorsales. Esto demostró que la corteza se crea continuamente en la dorsal y se desplaza lateralmente.
   • Curvas de Deriva Polar Aparente: Mostraró que el polo magnético ha permanecido fijo, y son los continentes los que se han movido a lo largo del tiempo.
3. Sismicidad y Vulcanismo: La actividad geológica se concentra en franjas estrechas: los límites de placa.

3.2. Principios de la Tectónica de Placas

El modelo establece que la Litosfera (capa rígida, de 70 a 150 km de espesor, compuesta por corteza y manto superior) está dividida en una docena de grandes placas tectónicas que se mueven sobre la Astenosfera (capa dúctil del manto superior).

El movimiento de las placas, aunque lento (unos pocos cm/año), es la causa de toda la Geodinámica Interna.

3.3. El Motor del Movimiento de Placas

El mecanismo principal aceptado actualmente es el de las Celdas de Convección del Manto, aunque existen otros procesos de ayuda:

1. Fuerza de Arrastre de la Losa (Slab Pull): El principal motor. Ocurre en las zonas de subducción, donde la litosfera oceánica fría y densa se hunde por gravedad en el manto, “tirando” del resto de la placa.
2. Empuje de la Dorsal (Ridge Push): El material caliente que asciende en la dorsal forma una elevación topográfica; la gravedad empuja la placa hacia afuera desde el centro de la dorsal.

4. Tipos de límites de placa y procesos asociados

La interacción de las placas define tres tipos de límites:

4.1. Límites Divergentes (Constructivos)

Son zonas de separación donde se crea nueva litosfera oceánica.

• Proceso: El ascenso de magma desde la Astenosfera genera una tensión (fuerza extensiva) que fractura la corteza.
• Estructuras Asociadas: Rift Continental (etapa inicial, ej. Valle del Rift de África Oriental) que evoluciona a Dorsal Oceánica (ej. Dorsal Centroatlántica).
• Actividad: Vulcanismo basáltico fisural y sismicidad superficial de baja magnitud.

4.2. Límites Convergentes (Destructivos)

Son zonas de colisión donde la litosfera es consumida por subducción. La placa más densa se hunde bajo la menos densa.

• Tipos y Estructuras:
  1. Oceánico-Continental: La corteza oceánica subduce bajo la continental. Genera una fosa oceánica y una cordillera marginal con vulcanismo andesítico (ej. Los Andes). Sismicidad profunda.
  2. Oceánico-Oceánico: Una placa oceánica subduce bajo otra. Genera una fosa oceánica y un arco insular volcánico (ej. Islas Marianas y Japón).
  3. Continental-Continental (Colisión): Ninguna subduce significativamente. Las masas continentales se pliegan y fracturan. Genera la cordillera intracontinental más alta (ej. El Himalaya). Sismicidad intensa, pero poco o nulo vulcanismo.

4.3. Límites Transformantes (Neutros)

Son zonas donde las placas se deslizan lateralmente la una respecto a la otra sin crear ni destruir litosfera.

• Proceso: Cizalla horizontal.
• Estructuras Asociadas: Fallas Transformantes (ej. la Falla de San Andrés en California).
• Actividad: Sismicidad superficial y muy intensa (riesgo sísmico alto). Ausencia de vulcanismo.

Aplicación didáctica

El estudio de la Tectónica de Placas es fundamental para vincular la teoría geológica con fenómenos cotidianos como terremotos y volcanes.

Competencias Específicas Clave:

• ESO (RD 217/2022): CE.BG.2 (Interpretar la Tierra como sistema dinámico), CE.BG.3 (Identificar riesgos geológicos).
• Bachillerato (RD 243/2022): CE.BG.2 (Relacionar procesos geológicos con evolución), CE.BG.4 (Análisis integrado de riesgos y recursos).

Ejemplo de Aplicación 1: 3º ESO – “El Mapa de la Actividad Geológica”

• Metodología: Análisis de datos y cartografía digital.
• Situación de Aprendizaje (SA): “Utilizando datos reales de sismos y volcanes, localiza y clasifica los principales límites de placa del planeta.”
• Desarrollo:
  1. Recopilación de Datos (Competencia CD): El alumnado utiliza bases de datos sísmicas (ej. USGS) y volcánicas (ej. Smithsonian) para obtener las coordenadas de sismos profundos, sismos superficiales y volcanes activos de los últimos 10 años.
  2. Análisis de Patrones: Se proyectan los puntos sobre un mapa mundial.
     • Análisis de Sismicidad: La sismicidad superficial define los límites transformantes y divergentes. La sismicidad profunda y el vulcanismo definen las zonas de subducción (convergentes).
  3. Clasificación: Los alumnos deben dibujar los límites de placa y clasificarlos (Convergente, Divergente, Transformante) según el tipo de actividad que observan en cada zona (STEM 2).
• Recursos: Mapas base, datos sísmicos (lat/lon/profundidad), cartografía de límites de placa.
• Evaluación: Mapa etiquetado y un informe que justifique la clasificación de tres límites de placa distintos (ej. Dorsal Centroatlántica, Anillo de Fuego del Pacífico, Falla de San Andrés).

Ejemplo de Aplicación 2: 1º Bachillerato – “Geología y Recursos del Futuro”

• Metodología: Debate y Conexión Recursos-Tectónica (ABP).
• Situación de Aprendizaje: “¿Cómo afecta el movimiento de placas a la concentración de minerales estratégicos (ej. Cobre y Litio) y a la ubicación de las principales fuentes de energía geotérmica?”
• Desarrollo:
  1. Investigación Integrada (CE.BG.4): Los grupos investigan la génesis de yacimientos:
     • Pórfidos de Cobre: Se forman típicamente en zonas de subducción (arcos magmáticos, ej. Chile).
     • Geotermia: Ligada a vulcanismo y dorsales (límites divergentes o convergentes).
     • Litio: A menudo asociado a salmueras y ambientes volcánicos/hidrotermales antiguos.
  2. Análisis Ecosocial: Se debate por qué la Tectónica de Placas explica que países como Chile (Andes, convergencia) sean líderes en cobre, y por qué Islandia (dorsal, divergencia) es líder en energía geotérmica. Esto conecta la Geología con la Geopolítica y la Economía de Recursos.
• Recursos: Mapas de yacimientos globales (ej. USGS, IGME), datos de producción de minerales.
• Evaluación: Ensayo o informe que justifique, usando los principios de la Tectónica de Placas, la distribución de dos recursos geológicos clave y analice la sostenibilidad de su extracción en la zona.

Conclusión

La Tectónica de Placas es la teoría unificadora de las Ciencias de la Tierra, que resolvió el enigma del movimiento continental y proporcionó el marco para comprender los fenómenos geológicos a escala global. El movimiento de las placas, impulsado por la convección del manto, es la causa directa de la Orogénesis, del vulcanismo, de la sismicidad y, en última instancia, del reparto de recursos y riesgos geológicos en la superficie.

Su enseñanza es esencial para que el alumnado adquiera una visión holística y dinámica del planeta, permitiendo la interpretación científica de las catástrofes naturales y la gestión informada de los recursos energéticos y minerales, cumpliendo con los objetivos de las competencias Ecosocial y STEM de la LOMLOE.

Normativa y Bibliografía

• Ley Orgánica 3/2020, de 29 de diciembre (LOMLOE).
• Real Decreto 217/2022, de 29 de marzo (Enseñanzas mínimas ESO).
• Real Decreto 243/2022, de 5 de abril (Enseñanzas mínimas Bachillerato).
• Anguita, F., y Anguita, F. J. (Última edición). Geología. Editorial Rueda.
• Tarbuck, E. J., Lutgens, F. K., & Tasa, D. G. (Última edición). Ciencias de la Tierra: una introducción a la geología física. Pearson Educación.
• Strahler, A. H., & Strahler, A. N. (Última edición). Geografía Física Avanzada. Omega.
• Skinner, B. J., Porter, S. C., & Park, J. (Última edición). The Dynamic Earth: An Introduction to Physical Geology. John Wiley & Sons.