Tectónica

Deformación mesotectónica de los estratos ordovícicos de cuarcita del Parque Nacional de Monfragüe, Cáceres (España).

La tectónica es la especialidad de la geología que estudia las estructuras geológicas producidas por deformación de la corteza terrestre, las que las rocas adquieren después de haberse formado, así como los procesos que las originan.

Tectónica y Geología estructural[editar]

La forma del relieve terrestre depende en buena medida de las estructuras geológicas, es decir, de cómo estén dispuestos los materiales que la componen. Las estructuras de las formaciones rocosas son de dos clases:

Estructuras originales. Son las estructuras que se forman a la vez que la roca, por los mismos procesos petrogenéticos que forman las rocas. Por ejemplo, en las rocas sedimentarias la estructura original típica es en forma de estratos, generalmente paralelos a veces cruzados; en las rocas volcánicas son las coladas y conos; en las rocas intrusivas son los plutones y diques.

Estructuras deformadas. Son estructuras alteradas por la aplicación natural de fuerzas dirigidas (esfuerzos) sobre formaciones rocosas preexistentes. Las deformaciones correspondientes alteran la disposición previa de los materiales, que podía a su vez ser una estructura de tipo original o ser ya el resultado de alguna deformación anterior.

De acuerdo con estos conceptos la Tectónica es una parte de la Geología Estructural, aquella que se centra en las estructuras de deformación, sin situar en su centro las estructuras de tipo original. En la práctica Tectónica y Geología Estructural son frecuentemente tratadas como sinónimas.

Escala de las deformaciones[editar]

Deformación mesotectónica de los estratos cuarcíticos ordovícicos del Parque Nacional de Monfragüe, Cáceres (España).

Las fuerzas afectan a la estructura de los materiales a las más diversas escalas espaciales, formando estructuras que necesitan para medirse desde fracciones de milímetro hasta cientos de kilómetros. Podemos distinguir en función de esas dimensiones:

Microtectónica. Estructuras reconocibles sólo al microscopio.

Minitectónica. Estructuras que van del milímetro al metro.

Mesotectónica. Estructuras del metro al kilómetro.

Macrotectónica. Estructuras del kilómetro al millar de kilómetros.

Megatectónica. Las grandes estructuras de deformación de la corteza, de miles de kilómetros de longitud, cuya formación describe la Geotectónica, más conocida por Tectónica Global, que acapara principalmente la Tectónica de placas.

Esfuerzo y deformación[editar]

Los materiales de la litosfera, la capa rígida superficial, están sometidos a la fuerza de la gravedad y a distintas combinaciones locales de fuerzas horizontales. Éstas proceden del desplazamiento de las placas, cuyo origen último está en la dinámica convectiva del manto. El calor interno de la Tierra, esencialmente un residuo del liberado por contracción gravitatoria durante su formación, se distribuye de manera desigual, dando lugar a diferencias regionales que mantienen una activa, aunque muy lenta, circulación interna. En la superficie los desplazamiento producen fuerzas locales que provocan las deformaciones que estudia la Tectónica.

Cada punto material de la corteza está sometido a un campo de esfuerzos (fuerzas dirigidas) que variará según las fuerzas horizontales en juego y donde siempre interviene la gravedad. Se reconce una dirección de esfuerzo máximo, otra de esfuerzo mínimo, perpendicular a la anterior, y por último una de esfuerzo medio perpendicular al esfuerzo máximo y al mínimo. En la dirección del esfuerzo máximo se ha de producir un acortamiento de la estructura, a la vez que un alargamiento (necesario para mantener constante el volumen de la formación) en la dirección del esfuerzo mínimo. Las dimensiones no deben variar en la dirección del esfuerzo medio. El desplazamiento neto de materiales debe producirse en una dirección oblicua a los esfuerzos máximo y mínimo.

Relación esfuerzo deformación. Para unas condiciones dadas de presión y temperatura, un material responderá a la aplicación de un esfuerzo primero con una deformación elástica (reversible), que es directamente proporcional al esfuerzo; luego con una deformación plástica (irreversible), que crece más deprisa que el esfuerzo; por último, con una deformación rígida (rotura), que a diferencia de las anteriores, rompe la continuidad original de los puntos materiales

Por otra parte la aplicación de un esfuerzo creciente debería dar lugar a deformaciones de tipos distintos. Primero una deformación elástica, reversible, como la que afecta a las rocas cuando son atravesadas por las ondas sísmicas; segundo una deformación plástica, geométricamente continua e irreversible, como la que observamos en el plegamiento; por último, una deformación rígida, por rotura, discontinua e irreversible, cuando se supera cierto valor. Las fallas representan el ejemplo mayor de deformación rígida.

Las propiedades intrínsecas de la roca, las estructuras que forma y las circunstancias en que se encuentran determinan el valor que ha de tener un esfuerzo para que la deformación sea rígida, plástica o elástica. Se llama rocas competentes a las que demuestran poca plasticidad y alcanzan el límite de rotura sin haber llegado a sufrir una deformación plástica significativa. Son competentes en general las rocas plutónicas y, entre las sedimentarias, las calizas o las areniscas consolidadas cuando no están muy estratificadas. Una estratificación fina dará lugar generalmente a igualdad de material a deformaciones plásticas, principalmente pliegues. Son especialmente incompetentes las rocas arcillosas o las arenas. Las circunstancias físicas, especialmente la presión confinante, pueden alterar el comportamiento de una roca: en las regiones profundas de la corteza y en el manto, la elevada presión hace improbable la rotura, y materiales que son muy rígidos en la superficie se comportan de un modo mucho más plástico.

Deformaciones en la tectónica global[editar]

Existen dos clases básicas de movimientos, los verticales o epirogénicos de amplio radio y muy lentos, que tratan de recuperar el equilibrio isostático; y los movimientos horizontales u orogenéticos, responsables de los relieves plegados y fracturados. En la actualidad el paradigma que explica el relieve de la Tierra, al igual que casi todo en Geología, es la tectónica de placas.

Los movimientos verticales de la corteza terrestre se llaman epirogénicos. La epirogénesis actúa en regiones muy grandes, incluso continentales: plataformas, escudos, etc. Consiste en movimientos muy lentos de ascenso y descenso de las grandes masas continentales. No provocan grandes cataclismos, como mucho puede ser responsable del basculamiento general de un escudo o plataforma, pero estos basculamientos no superan una pendiente de 15º. También puede producir grandes abombamientos. Si el abombamiento es ascendente se llamará anteclise, si es descendente sineclise.

Las causas por las que aparecen los movimientos epirogénicos son, esencialmente, la desaparición de un peso que actuaba sobre la masa continental, cuando es ascendente, o su aparición cuando es descendente. Por ejemplo, una cordillera montañosa pesa mucho y hunde gran parte del continente. A medida que se va erosionando disminuye el peso y el contienen asciende hasta hacer aflorar las raíces graníticas de la cordillera. Otro ejemplo típico es el de las grandes masas glaciares. Los hielos continentales ejercen una gran presión sobre las rocas, provocando su descenso. Cuando los hielos desaparecen el continente tiende a ascender progresivamente. Estos movimientos se producen para mantener el equilibrio isostático. Las rocas que forman la corteza continental y la corteza oceánica son menos densas que las que forman el manto. De esta manera la corteza flota sobre el manto como un iceberg sobre el océano. Podemos observar cómo el hielo flota en el agua. Si presionamos el hielo este se hunde, pero cuando lo soltamos recupera su línea de flotación, recupera su equilibro isostático. En esencia, así funciona la epirogénesis.

Los movimientos horizontales se llaman orogénicos (o tectogénicos). La orogénesis afecta a regiones relativamente pequeñas. No obstante, las grandes orogenias terrestres (alpina, herciniana, caledoniana, huroniana) llegaron a afectar a todo el planeta. A diferencia de la epirogénesis, la tectogénesis se manifiesta en momentos de crisis, movimientos muy rápidos que producen grandes cataclismos. Movimientos muy rápidos, en términos geológicos, quiere decir miles o cientos de miles de años, pero eso es muy rápido, si tenemos en cuenta que el tiempo geológico se expresa en millones de años. No obstante, lo terremotos, que tienen una duración de segundos, no son otra cosa que una consecuencia de estos movimientos horizontales de la corteza terrestre.

Los empujes orogénicos provocan grandes relieves plegados o fracturados. Todo depende de la naturaleza de las rocas y la fuerza del empuje. Las rocas ígneas y metamórficas son muy rígidas, por lo que no se pliegan sino que se rompen, se fracturan. Las rocas sedimentarias son más plásticas y se pueden plegar «como el papel». No obstante, si el empuje es muy fuerte también estas rocas se fracturan, e incluso pueden ser desplazadas de su lugar original. La mayoría de las montañas actuales se formaron durante la orogenia alpina, ocurrida desde el Triásico (245 millones de años) hasta el final del Neógeno (1,6 millones de años). Unas pocas cadenas montañosas, mucho más antiguas, y desgastadas por la erosión, se remontan a la orogenia herciniana, desde el Devónico (408 millones de años) hasta el final del Pérmico (245 millones de años). De las demás orogenias sólo tenemos algunos testigos aislados dispersos por el mundo.

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