Las deformaciones de la corteza debidas a causas internas: Pliegues fallas, volcanes y seismos

 

Introducción. Los margenes destructivos de las placas tectónicas son posiblemente las zonas de mayor riesgo geológico que pueden afectar al ser humano y a sus bienes. En ellas se forman elevadas cordilleras susceptibles de generar deslizamientos de tierras, aludes de nieve, riadas, etc. Además, son zonas en las que se producen intensas erupciones volcánicas de tipo explosivo y, también, fuertes movimientos sísmicos o terremotos, que si afectan al fondo marino generan maremotos o tsunamis.

Actividades a realizar. Lee las explicaciones sobre el "esfuerzo geológico", "deformaciones, pliegues y fallas" y realiza los ejercicios: "Test de respuesta múltiple 12" e "Identificar las diferentes sectores de los pliegues y de las fallas 12". Después, lee el texto sobre los Volcanes y Terremotos y realiza los ejercicios "Identificar los diferentes sectores de un volcán y de un seismo 12" y " "Crucigrama 12".

1. La deformación de la corteza

Se denomina deformación interna de la corteza al cambio de tamaño, forma, orientación o posición de las masas rocosas que forman la corteza terrestre, debido a las fuerzas internas presentes en el planeta. La actividad tectónica ha moldeado la corteza terrestre durante millones de años y la mayor proporción de las deformaciones de la corteza terrestre tienen lugar en los márgenes de las placas tectónicas. Estos márgenes se caracterizan por presentar las siguientes características geológicas: dorsales oceánicas, cordilleras de materiales rocosos con abundantes pliegues y fallas, fallas transformantes y una elevada actividad volcánica y sísmica.

2. El esfuerzo geológico

Se denomina esfuerzo geológico a la cantidad de fuerza aplicada sobre una superficie determinada.

 
Fuerza
Esfuerzo =
------------------
 
Superficie

La unidad de esfuerzo es el newton por metro cuadrado (N/m2)

Los esfuerzos pueden ser de dos tipos:

Esfuerzos litostáticos. Son los causados por el peso de los materiales que están encima de la roca. A medida que aumenta la profundidad aumenta la presión de confinamiento, que es la presión litostática más la presión de los fluidos (gases o agua) contenidos en los poros de la roca. La fuerza se ejerce en todas las direcciones.

Esfuerzos tectónicos. Son los producidos por el movimiento de las placas tectónicas. Se puede distinguir los siguientes tipos:

  • De compresión. Es el esfuerzo al que se somete una roca por fuerzas dirigidas unas contra otras a lo largo de un mismo eje. Debido a este esfuerzo la roca tiende a acortarse.
  • De tensión. Es el esfuerzo al que se somete una roca por fuerzas que actúan a lo largo del mismo eje pero en dirección opuesta. Debido a este esfuerzo la roca tiende a alargarse.
  • De cizalla. Es el esfuerzo al que se somete una roca debido a fuerzas que actúan en paralelo en distintos ejes y en direcciones opuestas. Debido a este esfuerzo la roca tiende a deformarse y romperse.

3. Tipos de deformación de las rocas

Las rocas de la corteza pueden presentar tres tipos de deformación:

Deformación elástica. Es aquella en la que al cesar el esfuerzo la roca recupera su forma y tamaño inicial. Como es una deformación reversible, no genera estructuras tectónicas.

Deformación plástica. Es aquella en la que al cesar el esfuerzo la roca no se recupera sino que queda deformada presentando unas curvaturas que reciben el nombre de pliegues.

Deformación frágil. Es aquella en la que al actuar el esfuerzo la roca se rompe generando dos bloques. Se distinguen dos tipos de fracturas denominadas diaclasas y fallas.

  • Diaclasa. Es una fractura en la que los dos bloques generados no se mueven entre sí.
  • Fallas. Es una fractura en la que un bloque se mueve respecto al otro.

En la gráfica de deformación sufrida respecto al esfuerzo aplicado, se observa que cuando se supera el límite de elasticidad se inicia la fase de plasticidad y que esta se acaba al llegar al punto de ruptura.

4. Diaclasas

Son las fracturas en las que no ha habido desplazamiento de un bloque respecto al otro. Estas grietas pueden originarse debido a esfuerzos tectónicos, a procesos de expansión al disminuir la presión que soporta la roca o a procesos de contracción al enfriarse una roca magmática en formación. Normalmente aparecen formando familias de grietas asociadas a pliegues y fallas.

5. Fallas

Las fallas son las fracturas en las que los dos bloques resultantes se desplazan uno respecto al otro. El desplazamiento puede oscilar entre unos pocos centímetros (microfallas) y centenares de kilómetros. Pueden estar originadas por esfuerzos compresivos, distensivos o de cizalla.

Según el movimiento de un bloque respecto al otro se distinguen cuatro tipos de fallas denominados: falla normal o directa, falla inversa, falla rotacional o de tijera y falla de dirección u horizontal.

6. Asociaciones de fallas

Son las estructuras geológicas constituidas por distintos tipos de fallas que se combinan formando elevaciones que reciben el nombre de macizos tectónicos o horts o depresiones denominadas fosas tectónicas o grabens.

7. Pliegues

Los pliegues son deformaciones curvas u ondulaciones de las masas rocosas. Están originados por esfuerzos compresivos que no llegan a fracturar a las rocas. En la siguiente imagen se pueden ver los diferentes elementos de un pliegue.

Según si el pliegue tiene forma de cúpula o de cubeta y segun la inclinación del plano axial del pliegue, se ditinguen los siguientes tipos de pliegues.

8. Estructuras mixtas

En las regiones de fuerte actividad tectónica, como son las zonas de subducción u obducción, los intensos esfuerzos compresivos pueden generar asociaciones de pliegues y fallas. Los principales tipos son:

Pliegue-falla. Se trata de una falla inversa generada cuando la fuerza de comprensión es tan fuerte que se supera el límite de plasticidad y uno de los flancos del pliegue se debilita rompiéndose siguiendo un plano de falla. Se produce en las regiones de intensa actividad tectónica en las que las masas rocosas se hallan sometidas a fuertes esfuerzos compresivos que provocan su plegamiento

Cabalgamiento. Es una estructura generada cuando tras producirse un pliegue-falla se mantienen los esfuerzos compresivos y el labio elevado se desliza horizontalmente sobre el labio hundido.

Manto de corrimiento. Son cabalgamientos de grandes dimensiones, de hasta cientos de kilómetros. Este tipo de deformación se produce en las zonas de choque entre placas tectónicas, en las que las fuerzas compresivas acumulan y aplastan grandes cantidades de rocas sedimentarias originándose así grandes cordilleras como por ejemplo el Himalaya, los Alpes, los Andes, las Montañas Rocosas, etc..

Test de respuesta múltiple 12 Identificar los diferentes sectores de una falla y un pliegue 12

9. Los volcanes

Los edificios volcánicos, vulgarmente llamados volcanes, son las estructuras geológicas que se forman alrededor de las oberturas por donde sale el magma a la superficie de la corteza. Las fases de actividad de un volcán reciben el nombre de erupciones que pueden ser desde tranquilas emanaciones de lava a extremadamente explosivas. El magma está formado por rocas fundidas, con temperaturas que varían de 700 a 1.300 oC, y que contiene una gran cantidad de gases. Al salir al exterior, el magma pierde sus gases y recibe el nombre de lava.

Los magmas se clasifican según el porcentaje de sílice (SiO2) que contienen en:


  • Ácidos. Son los magmas cuyo contenido en sílice es superior al 65%. Son muy viscosos por lo que dificultan la salida de los gases que contienen, los cuales se acumulan y pueden llegar a producir erupciones explosivas. Al enfriarse originan rocas magmáticas de colores claros.
  • Intermedios. Son los magmas que contienen entre el 50% y el 65% de sílice.
  • Básicos. Son los magmas cuyo contenido en sílice es inferior al 50%. Son muy fluidos por lo que sus gases escapan con facilidad y consecuentemente sus erupciones son muy tranquilas. Al enfriarse dan lugar a rocas magmáticas de color oscuro.

Los productos volcánicos que expulsa un volcán durante la erupción se pueden clasificar en:

  • Piroclastos. Son los productos volcánicos sólidos. Durante la erupción la presión de los gases proyecta masas de lava al aire en el que, antes de caer al suelo, se enfrían y consolidan, cayendo en forma de sólidos denominados piroclastos. Según su tamaño se clasifican en: cenizas (partículas muy finas, inferior a 2mm), lapilli (partículas de entre 2 mm y 50 mm) y bloques (tamaño superior a los 50 mm y que reciben el nombre de bombas volcánicas si tienen aspecto fusiforme).
    Lava. Es un líquido pastoso que se origina a partir del magma interno cuando éste, al salir al exterior, pierde sus componentes gaseosos. Puede llegar a cubrir grandes superficies formando coladas de lava si es muy fluido o permanecer en el mismo cráter que puede llegar a taponar si es muy viscoso.
  • Gases. Son los compuestos gaseosos que libera el magma durante la erupción. Los más abundantes son: vapor de agua (puede llegar a constituir el 90% de los gases emitidos por un volcán), dióxido de carbono (CO2), dióxido de azufre (SO2), sulfuro de hidrógeno (SH), azufre (S), nitrógeno (N), Argón (Ar), cloruro de hidrógeno (HCl), Flúor (F) e hidrógeno (H2).

En la siguiente imagen se pueden ver los diferentes elementos de un volcán puntual.

10. Tipos de erupciones

Si la lava sale por un punto se originan volcanes puntuales y si sale a través de una larga grieta o fisura, que se origina en los lugares en los que las placas tectónicas se separan, se originan volcanes fisurales. Las erupciones fisurales son de tipo efusivo y emiten grandes cantidades de lava.

La forma de un volcán puntual y su tipo de erupción dependen de la viscosidad de la lava que emite y de la cantidad de gases.que contiene. En base a ello se distinguen dos tipos básicos de erupciones volcánicas:

  • Erupciones efusivas. Son las típicas de los magmas básicos. Son erupciones tranquilas gracias a la elevada fluidez del magma que deja escapar fácilmente los gases que contiene. Su lava es muy líquida, lo que le permite alejarse del cráter formando coladas de lava.
  • Erupciones explosivas. Son las típicas de los magmas ácidos. Son erupciones de elevada explosividad debido a la viscosidad de su magma, lo cual dificulta la salida de los gases que finalmente salen violentamente originando una gran cantidad de piroclastos. En ocasiones la elevada viscosidad de la lava le impide salir por el cráter, pudiendo llegar a taponarlo.

11. Tipos de volcanes

Dependiendo del tipo de erupción se pueden formar tres tipos básicos de edificios volcánicos:

12. Los seísmos. Terremotos y maremotos

Los seísmos o sismos, como se les suele denominar en hispanoamérica, también llamados terremotos, son sacudidas bruscas de la corteza terrestre. La actividad tectónica es la causa principal de la formación de terremotos, pero también pueden tener origen volcánico, o por hundimiento de cavernas, desprendimientos de laderas montañosas, etc.

Los seismos de origen tectónico se originan cuando el avance de una placa tectónica o de un bloque rocoso de esta queda frenado por el rozamiento con otra placa o con otro bloque rocoso, produciéndose una gran acumulación de energía elástica. Cuando esta energía supera la resistencia que impedía el avance, se produce la liberación de la energía acumulada en forma de ondas sísmicas que se propagan en todas direcciones y el desplazamiento brusco de la placa tectónica o del bloque rocoso.

El lugar del interior de la corteza en donde se origina un seísmo se denomina hipocentro o foco del terremoto y el punto más cercano de la superficie de la corteza al que primero llegan las ondas sísmicas se denomina epicentro. Cuando el epicentro está situado en una zona continental el seísmo se le denomina terremoto y cuando está situado en el fondo de un mar u océano se le denomina maremoto. En los maremotos pueden originarse grandes olas capaces de atravesar los océanos a gran velocidad causando enormes destrozos al llegar a la costa. Son frecuentes en el océano Pacífico, donde reciben el nombre de tsunamis (palabra que en japonés significa ola de puerto).

 

 

Dependiendo de la profundidad del hipocentro se distinguen tres tipos de seísmos:

  • Superficiales. Son aquellos en los que el hipocentro se sitúa a menos de 70 km de profundidad;
  • Intermedios. Son aquellos en los que el hipocentro está situado entre los 70 y 300 km;
  • Profundos. Son aquellos en los que el hipocentro se sitúa entre los 300 y 660 km.

13. Ondas sísmicas

Al producirse un seismo la energía elástica acumulada en las rocas se libera en forma de vibraciones u ondas sísmicas que se propagan en todas direcciones. Estas ondas sísmicas se clasifican según dónde se originen y según el tipo de movimiento vibratorio que producen. Los principales tipos son:


14. Los sismógrafos

Los sismógrafos son los aparatos encargados de registrar la amplitud de las ondas sísmicas provocadas por los terremotos.
Están constituidos por una gran masa suspendida por un hilo, que permanece inmóvil en el aire aunque el sismógrafo se mueva, dado que el hilo es incapaz de mover la masa suspendida que sostiene. Esta masa se halla provista de un estilete que dibuja una gráfica sobre un cilindro de papel fijado a una mesa, que gira a una velocidad fija y que se mueve cuando el terremoto hace moverse a la mesa.

La gráfica dibujada sobre el papel recibe el nombre de sismograma y en ella queda registrado el movimiento producido por el paso de las vibraciones. Su estudio permite conocer las características del terremoto registrado, es decir la energía liberada por el sismo a partir de la altura de la gráfica, el momento de inicio y de finalización y en combinación con dos o más sismógrafos, mediante triangulación localizar su epicentro y su hipocentro.

 

Actualmente se utilizan dos escalas para medir los seísmos:

Escala de Mercalli. Evalúa la intensidad del terremoto a partir de la observación directa de los daños producidos. Va del grado I (muy débil) al grado XII (catastrófico).
Escala de Richter. Evalúa la magnitud o energía liberada por el terremoto a partir de la amplitud de las ondas registradas en el sismograma. Se han establecido diez grados de magnitud.


15. El riesgo debido a causas naturales. Se define como riesgo natural la posibilidad de que una determinada zona pueda sufrir alteraciones producidas por un proceso natural y, a consecuencia de las mismas, que queden afectadas de manera importante las vidas humanas, sus bienes o sus actividades. Un riesgo natural depende de tres tipos de factores: la peligrosidad, la exposición y la vulnerabilidad.

  • Peligrosidad. Es la probabilidad de que se produzca un daño debido a un suceso concreto y dentro de un intervalo de tiempo determinado.
  • Exposición. Es el total de personas y bienes que pueden ser afectados por un determinado suceso.
  • Vulnerabilidad. Es el porcentaje de pérdidas humanas y de pérdidas de bienes causado por un determinado suceso, respecto al total expuesto.
Identificar los diferentes sectores de un volcán y un sismo 12 Crucigrama12

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