Objetivo: El Alumno comprenderá los elementos del Tectonismo: Diastrofismo, Vulcanismo y Sismicidad.
Las placas tectónicas se desplazan constantemente y en sus límites o áreas de contacto se presenta gran actividad. Prueba de esto son las erupciones volcánicas y sismos ocurridos en varios lugares del planeta. Estas manifestaciones dependen de la acción de los agentes internos o endógenos; es decir, de las fuerzas que actúan en el interior de la Tierra y que son responsables de crear las nuevas formas de relieve continental y submarino de la corteza terrestre.
Los agentes internos modeladores del relieve deforman, pliegan, fracturan y aumentan el grosor de la corteza; a este conjunto de movimientos de gran intensidad que generan tales cambios en las capas de rocas de la corteza terrestre, se les denomina tectonismo. La actividad tectónica se manifiesta a través del diastrofismo, del vulcanismo y la sismicidad. Sin embargo, estas formas actúan tan lentamente que el modelado del relieve no se logra percibir sino hasta después de miles o millones de años.
Diastrofismo.
El diastrofismo es un proceso geológico que comprende un conjunto de movimientos horizontales y verticales que se producen en la corteza terrestre; de acuerdo a esto se subdivide en movimientos epirogénicos y orogénicos.
a. Movimientos epirogénicos.
Se realizan en sentido vertical, producen fracturas en las rocas y abarcan grandes extensiones. Se trata de movimientos lentos de levantamiento y hundimiento de enormes porciones de la corteza terrestre, por lo que dan lugar al ascenso o descenso de las masas continentales. Los movimientos epirogénicos pueden provocar regresión marina o también la transgresión marina. La primera ocurre cuando la masa continental asciende, produciéndose la consecuente retirada del mar. La segunda surge por el avance del mar sobre el continente debido al hundimiento de este último. Su efecto se aprecia en el cambio de las líneas de la costa y en la transformación del aspecto de los continentes. En resumen, estos movimientos son formadores de continentes.
Los movimientos epirogénicos pueden generar dos tipos de fallas; la falla normal, en la cual el llamado bloque de techo ha descendido en relación al llamado bloque de piso y se da en zonas de extensión; y la inversa, en la que el bloque de techo se mueve hacia arriba en relación al bloque de piso y corresponde a zonas de esfuerzos compresivos.
b. Movimientos orogénicos.
Se deben al conjunto de fuerzas laterales que provocan la formación de montañas; es decir, sus fuerzas actúan en sentido horizontal y de acuerdo con la elasticidad de las rocas, la compresión y la tensión que pueden soportar, llegan a formar plegamientos o fallas.
Los plegamientos constituyen las montañas y las depresiones, como resultado de las fuerzas de compresión, que es la acción ejercida por una fuerza sobre las rocas que al ser plásticas o flexibles, se pliegan. En todo plegamiento distinguimos la anticlinal o cima, que es la parte elevada; la sinclinal o sima, que es la región más profunda del plegamiento y que puede llegar a formar valles; y la monoclinal que es la porción del plegamiento que presenta una inclinación de las capas rocosas en un mismo sentido.
Los plegamientos pueden deberse a tres causas principales: por contracción debido al encogimiento de la Tierra al enfriarse; a causa de la deriva continental, ya que el choque de placas tectónicas origina plegamientos; y por expansión en las dorsales oceánicas formadas por el movimiento de convección ascendente del manto, por lo que producen plegamientos en la corteza oceánica.
Las fallas en los movimientos orogénicos son producidas cuando el plegamiento de las capas rocosas es excesivo, entonces éstas se rompen o se fracturan y el deslizamiento de una respecto a otra genera una falla tectónica.
Vulcanismo.
El vulcanismo es un proceso que se genera en el interior de la Tierra y que origina la salida de material incandescente desde sus entrañas hasta la superficie; todo esto provocado por la presión que crean las altas temperaturas en el interior del planeta. Este fenómeno no sólo se presenta en las áreas continentales, sino también en las zonas submarinas. Como ya se revisó en la secuencia didáctica anterior, las dorsales oceánicas consisten en la salida de material magmático desde interior de la corteza oceánica, en los límites de placas divergentes, por lo que las dorsales oceánicas son consideradas como una manifestación de vulcanismo que se lleva a cabo en el fondo de los océanos y se considera también como otro tipo de fuerza interna capaz de modificar el relieve terrestre.
Vulcanismo puede definirse como el conjunto de procesos y fenómenos, producidos por la expulsión de materiales, tales como rocas fundidas o magma, acompañadas de emisión de gases, desde el interior de la Tierra hacia la atmósfera.
Magma se le llama a todo ese material fundido que, cuando va acompañado de cenizas y gases, se le llama material ígneo y al salir a la superficie, empujada por presión interna, toma también el nombre de lava. Este material busca siempre las partes débiles de la corteza para salir, generalmente donde existen fallas o fracturas.
La principal manifestación del vulcanismo y del relieve creado por éste son los volcanes y la ciencia que los estudia se conoce como Vulcanología. El origen del término procede de Vulcano, quien, según la mitología romana, era el dios del fuego.
Los volcanes son los conductos a través de los cuales salen magma y gases a altas temperaturas; el ascenso de estos materiales ocurre generalmente en episodios de actividad violenta denominados erupciones.
La fuente de calor que permite la expulsión de los materiales volcánicos está en la cámara magmática, la cual se ubica en la capa interna de la Tierra conocida como astenósfera. Cuando la presión aumenta, la cámara empuja los gases y el material magmático para que salgan a través de las grietas causadas por el movimiento de placas y fallas tectónicas.
A una profundidad de aproximadamente 80 km por debajo de la superficie terrestre, las chimeneas expelen agua y otras sustancias volátiles hacia el manto superior o externo. Las temperaturas que se registran a esta profundidad, favorecen la fusión de materiales magmáticos.
La estructura de un volcán es compleja; algunas de sus partes se ilustran a continuación:
Dependiendo de la profundidad de la cámara magmática de la estructura interna de un volcán y de los materiales geológicos de la zona, es posible diferenciar varios tipos de erupción. A continuación se presentan algunos ejemplos de la clasificación de los volcanes que toma como elementos de referencia el grado de explosividad y el tipo de materiales arrojados.
• Hawaiano. Tienen una erupción tranquila e intermitente; el material expulsado es principalmente lava fluida que se derrama sobre el edificio volcánico en forma de enormes surtidores.
• Estromboliano. Producen explosiones frecuentes. La lava es moderadamente fluida. Emiten cenizas y lapilli que se depositan alrededor del cono. Al enfriarse la lava, el volcán arroja bombas ovaladas.
• Vulcaniano. Presentan emisiones de lava viscosa y fragmentos sólidos en forma de bloques y piedra pómez que frecuentemente tapan el cráter, por lo que la erupción es explosiva y violenta.
• Paleano. Tienen erupciones violentas y explosivas acompañadas de nubes ardientes y de lava muy viscosa, que al consolidarse tapan el cráter. Cuando hay erupciones posteriores, se destruye la mayor parte del edificio volcánico.
• Islandés. Son volcanes de naturaleza apacible y que presentan derrames de lava por fisuras. Arrojan cenizas y fragmentos de rocas. Se forman en las cordilleras localizadas en las zonas de separación de placas.
• Pliniano. Su erupción es muy violenta; produce grandes columnas gaseosas y flujos de lava extremadamente viscosa. Presentan intensas explosiones que originan lluvias de cenizas y lapilli. En ocasiones el edificio volcánico se colapsa en forma de calderas.
Atendiendo a sus manifestaciones eruptivas o actividad volcánica, los volcanes se clasifican en activos, durmientes e inactivos. Activos son los que presentan actividad actualmente o han tenido manifestaciones violentas en períodos muy cortos; durmientes o dormidos son los que en períodos relativamente largos, no han presentado manifestaciones violentas, sino secundarias menos violentas; y el tercer tipo llamados inactivos o extintos son volcanes apagados que no presentan manifestación violenta y no la han presentado en un largo período.
Sin embargo, debe advertirse que nunca se tiene la seguridad de que un volcán durmiente o inactivo no vaya a entrar en actividad, pues con frecuencia volcanes que durante siglos estuvieron apagados, han tenido un despertar terriblemente violento, como el caso del Vesubio, el Krakatoa y el Monte Pelé, entre otros.
El vulcanismo se asocia con otro tipo de manifestaciones, muchas de ellas, a pesar de los riesgos que trae la actividad volcánica, también traen consigo una serie de beneficios dignos de ser considerados. Tales manifestaciones se mencionan a continuación:
• Los géiseres son manantiales de aguas termales que emiten de manera intermitente chorros de agua y gases, principalmente vapor de agua a presión, ya que al estar prácticamente en contacto con una corriente de magma, aumentan tanto su temperatura, que superan el punto de ebullición y cambian su estado físico a gaseoso. En consecuencia, periódicamente brotan por un cráter o grieta del suelo a manera de un gran chorro de vapor de agua muy caliente que emerge a presión. El lapso que tarda en salir el chorro oscila entre 15 y 55 minutos. Asimismo, ellos generan fuentes de energía geotérmica que puede ser aprovechada para producir electricidad, como ocurre en Cerro Prieto, en Baja California, y los Azufres, en Michoacán.
• Las fumarolas son descargas constantes de vapor de agua y otros gases que emanan del cráter de un volcán, Si en la composición de la fumarola abunda el dióxido de carbono, se denomina mofeta; si predomina el azufre se llama solfatara. En el lecho marino, las fumarolas hidrotermales aportan estos gases que son muy importantes en estos ambientes, ya que los ecosistemas alrededor de estas fumarolas, dependen de la abundancia de compuestos de azufre en el agua caliente. Estas concentraciones elevadas de sulfuro son tóxicas para muchos organismos, pero no para las criaturas que habitan en este ambiente exótico.
• Los manantiales de aguas termales son depósitos de aguas subterráneas que al encontrarse cerca de alguna corriente de magma en el subsuelo, aumentan su temperatura hasta llegar al punto de ebullición. Debido a la presión, el agua brota suavemente por las fisuras del relieve. En México; hay zonas de aguas termales muy famosas como Ixtapa de la Sal, en el Estado de México, Los Azufres en Michoacán, Tequisquiapan en Querétaro; Aguascalientes en el estado del mismo nombre; Oaxtepec, en Morelos y también en nuestro estado, El Agua Caliente, de Aconchi, Sonora, que consiste en un manantial de aguas termales cuya temperatura asciende a los 59° C. Las aguas termales tienen varios usos, como los de tipo recreativo, medicinales e industriales. Además el agua de los manantiales carbonatados se utiliza para consumo humano.
• Los lagos volcánicos se forman en el cráter de los volcanes apagados, como los que existen en el Nevado de Toluca, que son una alternativa atracción turística.
Las zonas volcánicas y sísmicas más importantes del planeta se encuentran en una región conocida como el Cinturón de Fuego del Pacífico. Una parte de este "cinturón" llega a las costas del Pacífico de la República Mexicana, justo en el límite de las placas tectónicas que actúan en esta región. Por ello, en dicha zona del país ocurren con mayor frecuencia fenómenos volcánicos y sísmicos.
El principal sistema volcánico de México del cual ya se habló en la secuencia didáctica anterior, ha tenido un papel fundamental en la formación del relieve del país, atraviesa el centro de su territorio continental de oeste a este a lo largo del paralelo 19° N, desde el Ceboruco en el estado de Nayarit hasta la Sierra de los Tuxtlas en el estado de Veracruz. Este sistema se conoce como Sistema Volcánico Transversal o Eje Neovolcánico Mexicano.
En todo el mundo hay grandes zonas pobladas dentro del área de influencia de volcanes activos.
El Sistema Volcánico Transversal en México representa un grado de riesgo para la población, pues atraviesa las zonas más pobladas de México. Una erupción volcánica puede lanzar a la atmósfera gases tóxicos, nubes de fuego y material incandescente, y provocar deslaves que pueden poner en grave peligro a los habitantes de las zonas aledañas. El grado de riesgo puede estimarse por medio de la relación que existiría entre la violencia de la erupción y el número de personas que podrían ser afectadas.
En oposición a lo anterior y a propósito de los beneficios que estos volcanes dejan a las poblaciones aledañas, son las cenizas que arrojan, formando un suelo fértil que es utilizado con fines agrícolas, como ocurre en el Bajío, Nayarit, Veracruz, Chiapas y las zonas cercanas a la Sistema Volcánico Transversal o Eje Neovolcánico Mexicano. Además los bancos de materiales formados con su actividad, también permiten obtener materias primas utilizadas por la industria de la construcción.
La actividad volcánica ha contribuido también a la creación de los yacimientos minerales y los manantiales de aguas termales, que son explotados con fines industriales y como atractivos turísticos por los habitantes de las regiones, a lo largo de la franja volcánica. Todas estas cualidades favorecen el establecimiento y expansión de los asentamientos humanos en estas áreas.
Por lo que se refiere al territorio insular, la zona de actividad volcánica se extiende hasta las islas de Revillagigedo en el Pacífico, donde los volcanes Everman o Socorro y Bárcena tuvieron actividad a mediados del siglo pasado.
Evidentemente, la actividad volcánica de México no se concentra en el Sistema Volcánico Transversal, pues existen otras regiones donde también han surgido volcanes, tales son los casos del Pochutla en Oaxaca, así como del Tacaná y el Chichón que se localizan en Chiapas. También se ubican volcanes en la región noroeste tal y como lo indica el mapa.
Se debe tomar siempre en cuenta, la gran relación que existe entre la situación de placas tectónicas en nuestro país y la ubicación y distribución de los volcanes a lo largo y ancho de su territorio.
Sismicidad.
Una de las manifestaciones del dinamismo y evolución de la corteza terrestre son los sismos. Este fenómeno se puede definir como movimientos vibratorios de breve duración en la corteza terrestre.
Su origen puede ser tectónico si se producen en la corteza terrestre, en las zonas donde interactúan los límites de placas cuando éstas se acomodan o fracturan; son los más catastróficos. También los hay de origen volcánico, los cuales se producen por la liberación de energía que se propaga a través de ondas sísmicas, en las zonas aledañas a un volcán en actividad; éstos son de carácter local y de poca intensidad. Además se pueden presentar sismos por colapso, cuando se desploma el techo de una mina o una caverna. Y por último, durante la detonación de algún artefacto químico o nuclear en el interior de la corteza terrestre se puede generar un sismo, que en este caso concreto se considerará como un sismo artificial.
En total, cada cinco minutos se produce un temblor de tierra en el mundo, lo cual suma, aproximadamente unos cien mil sismos al año; pero la mayoría de ellos son tan leves que no los percibimos. Ocasionalmente ocurren sismos de gran intensidad que causan grandes desastres a los seres humanos y sus construcciones; estos sismos denominados terremotos, están precedidos por sismos poco perceptibles llamados premonitorios. A los de gran intensidad le siguen otros de menor magnitud denominados réplicas.
La Sismología es la rama de la geofísica que se encarga del estudio de los sismos, tanto de las vibraciones naturales del terreno como de las señales sísmicas creadas de forma artificial. Son los sismólogos los especialistas en estudiar todos estos procesos y los instrumentos utilizados para registrar los movimientos de la corteza se llaman sismógrafos.
Para conocer las características y comportamiento de un movimiento telúrico, es necesario considerar los siguientes elementos:
• Foco o hipocentro. Es el lugar en el interior de la corteza terrestre (en una falla) donde se origina un sismo y a partir del cual se propagan las ondas sísmicas en todas direcciones, hasta llegar a la superficie terrestre
• Epicentro. Corresponde al punto sobre la superficie terrestre, en sentido vertical al foco o hipocentro, en el que se registra primeramente el movimiento. Es aquí donde el sismo se percibe con mayor intensidad y a partir del cual se propagan las ondas superficiales que provocan el movimiento del suelo por donde pasan.
Este tipo de onda es causante de muchos desastres. Los científicos estudian la ubicación de los epicentros de los sismos con el propósito de identificar los sitios donde se libera energía, a lo largo de una zona de contacto de placas.
• Escalas sísmicas. Son sistemas de medición elaborados por sismólogos. Existen dos medidas principales para determinar el "tamaño" de un sismo: la intensidad y la magnitud, ambas expresadas en grados. La intensidad se mide con base en la escala de Mercalli y se basa en los daños causados a la infraestructura de algún núcleo poblacional determinado. Esta escala es menos utilizada, pues como mide los efectos en edificios y demás construcciones, puede resultar un tanto subjetiva; su rango es de 1 a 12 grados. La magnitud se mide con base en la escala de Richter y se basa en la cantidad de energía liberada por el sismo a partir del foco. Comprende valores que van de 0 a 9. Es la escala más utilizada por los sismólogos.
Tomando como base la escala Richter, en el siguiente cuadro se presentan los sismos de mayor magnitud registrados en los siglos XX y XXI, ordenados de mayor a menor magnitud:
AÑO MAGNITUD PAÍS
1906 8.6 Chile
1920 8.6 China
2005 8.5 Indonesia
1923 8.3 Japón
1927 8.3 China
1939 8.3 Chile
1985 8.1 México
1939 7.9 Turquía
2001 7.9 El Salvador
1990 7.7 Irán
La actividad sísmica y volcánica en el mundo se localiza a lo largo de los límites de las placas divergentes, convergentes y de transformación. Entre éstos destacan las costas del océano Pacífico a lo largo del denominado Cinturón de Fuego del Pacífico, donde se concentra el 60% de los volcanes activos del mundo y se registra la mayor frecuencia e intensidad de sismos.
Otra área de elevada actividad sísmica y volcánica es el Cinturón Mediterráneo-Himalaya, que se extiende por las costas del mar Mediterráneo y se prolonga en sentido latitudinal a través de los montes Apeninos y el Cáucaso hasta las montañas del Asia Menor.
También destaca por su actividad sísmica y volcánica el área comprendida por el Cinturón Meridional Atlántico, que se extiende desde Islandia, a través de las islas Azores, las islas Canarias hasta las islas de Cabo Verde localizadas frente a las costas de Mauritania.
En ocasiones, cantidades de agua en los mares son desplazadas en proporciones muy superiores a las olas superficiales producidas por el viento. Se calcula que el 90% de estos fenómenos son provocados por terremotos, en cuyo caso reciben el nombre más correcto y preciso de “maremotos tectónicos”. Estas ondulaciones de agua en la superficie marina se denominan comúnmente maremotos o tsunami (tsu, “puerto” y nami “ola”); se desplazan con gran energía y tamaño variable y pueden alcanzar las zonas costeras provocando efectos devastadores, tal y como sucedió en diciembre del 2004 en el océano Índico, donde un tsunami dio lugar a una de las mayores catástrofes naturales ocurridas en los últimos tiempos. De igual forma, el 11 de marzo de 2011 un terremoto magnitud 9.0 en la escala de Richter golpea Japón generando un tsunami de 10 metros de altura en el aeropuerto de Sendai, en la prefectura de Miyagi, que quedó inundado con olas que barrieron coches y edificios a medida que se adentraban en tierra.
Como se podrá observar, la actividad sísmica no se presenta uniformemente en toda la superficie de la corteza terrestre y, de acuerdo a tal distribución, se presentan tres zonas en el planeta: las que presentan gran actividad sísmica y están relacionadas con los límites de placas de colisión y subducción son las zonas sísmicas. Las zonas penisísmicas que limitan con las sísmicas, alejándose de los límites de placa; aquí los sismos son menos frecuentes y de menor magnitud. Finalmente, las zonas asísmicas que son áreas donde raramente o nunca se presentan sismos.