T. 9: La tectónica de plaques

1. La deriva continental

1.1. LA TECTONICA DE PLAQUES

Es una teoria que permet explicar els processos geològics que tenen lloc a l'inte­rior de la Terra i les seves conseqüències a la superfície terrestre. Fou enunciada l'any1968 gracies a les dades aportades,al llarg de molts anys, per geòlegs, geofísics, cartògrafs, paleontòlegs, etc.

La teoria de la tectònica de plaques es basa en dues teories anteriors: la deriva continental, proposada per Wegener, i l'expansió dels fons oceànics.

1.2. EIS CONEIXEMENTS ANTERIORS A LA TEORIA DE LA DERIVA CONTINENTAL

Els cartògrafs van observar les costes d'Americà i Africa i van considerar que semblaven fragments d'un continent mes gran i que encaixaven perfecta.

D'altra banda, fins al segle XX, els naturalistes pen­saven que les cadenes de muntanyes s'havien format perquè la Terra s'havia refredat i s'havia contret. Com a conseqüència d'això, havien quedat unes zones arru­gades, que eren les cadenes de muntanyes.

1.3. LA TEORIA DE LA DERIVA CONTINENTAL

El 1912, Wegener va enunciar la teoria de la deri­va continental, que li permetia explicar la forma i la disposició dels continents i l'origen de les muntanyes.

Fa uns 300 milions d'anys, tots els continents estaven units formant un únic continent, que va anomenar Pangea, envoltat per un oceà. Es va començar a trencar fa uns 200 milions d'anys, i els fragments van viatjar a la deriva fins que van arribar a la posició actual.

Els continents es desplaçaven sobre el fons oceànic, cosa que li permetia explicar la formació de les cadenes de muntanyes, perquè quan un con­tinent viatjava a la deriva, si la seva zona frontal tro­bava resistència, es plegava. Un exemple serien els Andes, que s'haurien format quan el continent sud-americà va avançar cap a l'oest.

Wege­ner no podia precisar quines forces feien moure les masses continentals. Proposava que podien ser la forca centrifuga generada per la rotació de la Terra i l'atracció gravitatòria del Sòl i de la Lluna.

2. L'expansió del fons oceànics

2.1. L'ESTUDI DELS FOND OCEANICS

Fins fa una més de cinquanta anys es pensava que els fons oceànics eren grans planúries cobertes de sediments.

En aquella època es va començar a estudiar l'Atlàntic nord. Es van emprar vaixells equipats amb instruments per determinar la profunditat (eco­sondes i batímetres) i equips per extreure sediments i roques del fons marí. Com a resultat de l'estudi es va arribar a les conclusions següents:

• Al centre de la conca oceànica hi havia una gran elevació muntanyosa, la dorsal oceànica, amb un solc central, el rift. A la dorsal oceànica s'hi van tro­bar roques volcàniques (basalts) molt joves, de menys d'un milió d'anys, que no estaven cobertes de sediments.

• La capa de sediments era molt mes prima del quo s'havia suposat. Era gairebé inexistent

a les zones properes a la dorsal i augmentava de gruix cap al continent.

• Els fons oceànics eren relativament joves: no es van trobar roques de mes de 180 milions d'anys (la Terra es va formar fa 4 500 milions d'anys) i la seva edat augmentava de l'eix de la dorsal cap al conti­nent.

Més tard, es va poder observar que els epicentres dels terratrèmols que s'havien produït en aquesta zo­na se situaven al llarg de la dorsal.

Quan es van projectar els epicentres dels terratrèmols del Pacific i de l'índic, es va comprovar que també es disposaven seguint una línia. Es va deduir que hi devia haver un rift a cada oceà.

2.2. LA TEORIA DE L'EXPANSIÓ DELS FONS OCEANICS

Poc temps desprès, H. Hess va començar a estudiar els fons del Pacific i va observar que hi havia una sèrie d'elevacions volcàniques submarines de superfície Plana, els guyots, que estaven alineades des de la dorsal. Va suposar que aquestes elevacions eren illes volcàniques formades a la dorsal, que se n'allunyaven a mesura que es creava sòl oceànic.

Amb aquestes dades, els professors Dietz i Hess van enunciar una nova hipòtesi: l'expansió del fons oceànic, que proposava que a la dorsal es formava contínuament litosfera oceànica i, des d'aquí, es produïa l'expansió del fons marí. Tanmateix, no aportaven proves suficients per demostrar l'obertura dels oceans.

La prova decisiva de l'expansió del fons oceànic la van aportar Vine i Matthews el 1962, quan van estudiar el magnetisme romanent a les roques dels fons marins i van trobar unes franges magnètiques paral·leles i simètriques a tots dos costats de 1'eix de la dorsal.

Aquestes franges, clares i fosques, mostren els moments de polaritat normal i invertida del camp magnètic terrestre i permeten determinar el moment en que s'ha format aquest sol oceànic. Com que son simètriques des de la dorsal, demostren la creació de litosfera oceànica i l'expansió del fons oceànic. A mes a mes, permeten establir la velocitat d'obertura del fons marí.

3. La tectónica de plaques (I)

3.1. LA TECTONICA DE PLAQUES: UNA TEORIA QUE EXPLICA LA DINAMICA TERRESTRE

La teoria de la tectònica de plaques permet explicar molts dels processos geologies que tenen lloc al nostre planeta.

Aquesta teoria explica com i on es forma escorça continental i oceànica; la disposició actual dels conti­nents i el seu moviment al llarg dels temps geologies; la formació i l'expansió dels oceans; el lloc de formació de molts tipus de roques i jaciments minerals, i el relleu terrestre.

També explica per que alguns arxipèlags estan vorejats per grans fosses oceàniques i la distribució geogràfica dels volcans i dels terratrèmols.

3.2. LES PLAQUES LITOSFERIQUES

Segons la teoria de la tectònica de plaques, la superfície de la Terra esta dividida en peces o plaques rígides, de diferents formes i dimensions, anomenades plaques litosferiques o tectòniques.

Les plaques, formades per litosfera, tenen un gruix mitja de 100 km i es desplacen so­bre el mantell a una velocitat mitjana de diversos centímetres per any. Segons el tipus d'escorça que les forma, podem diferenciar tres tipus de plaques: oceàniques, continentals i mixtes.

Els límits entre plaques son zones d'una gran activitat sísmica i volcànica, en els quals es produeixen la majoria dels processos geològics que tenen lloc a la superfície terrestre.

Quan es va formular la teoria de la tectònica de plaques es van definir set grans pla­ques: Euroasiatica, Nord-americana, Sud-ame­ricana, Africana, Indoaustraliana, Antartica i Pacifica. Mes tard, se'n van definir moltes mes, de diferents dimensions, com ara la de Nazca, la del Carib, la Filipina i l'Aràbiga.

3.3. CAUSES DEL MOVIMENT DE LES PLAQUES

El desplaçament de les plaques litosferiques es degut. principalment, a dos factors:

• A les cel•lules convectives del mantell que es creen a causa de la calor de l'inte­rior terrestre, que tendeix a eliminar-se per la superfície del planeta. El material calent puja des de la base del mantell, es desplaça horitzontalment i torna a baixar, quan es refreda, a les zones de subducció, amb la qual cosa produeix una circulació convectiva.

Encara que la majoria dels científics consideren que aquesta circulació convectiva es produeix a tot el mantell, alguns creuen que nomes s'esdevé al mantell superior.

• A la fora de gravetat. A les zones de dorsal pugen magmes de l'interior i fan que la placa formada recentment quedi a mes altura. Aquest desnivell permet que la placa empenyi des de la dorsal cap a la zona de subducció, on la placa s'enfonsa al mantell.

4. La tectónica de plaques (II)

4.1. ELS TIPUS DE LIMITS ENTRE PLAQUES

Dues plaques contigües es poden moure entre si de diverses maneres: separant-se, apropant-se o desplaçant-se lateralment.

• A les zones on se separen dues plaques, el material del mantell puja contínuament i es crea escorça oceànica. Son els límits divergents representats per les dorsals oceàniques.

• Quan dues plaques s'apropen, una placa oceànica s'introdueix (subdueix) per sota de l'altra, continen­tal o oceànica. En aquesta zona de subducció es destrueix litosfera oceànica quan la placa es fon. Quan dues plaques continentals xoquen, es pro­dueix una col•sió, ja que cap de les dues no sub­dueix. Els límits s'anomenen

límits convergents i coincideixen amb arcs d'illes, fosses abissals i serralades.

• Als límits neutres les plaques es desplacen lateralment i no es crea o es destrueix litosfera. Podem trobar les falles de transformació.

4.2. LA DINAMICA DEL MANTELL

Els fenòmens que s'esdevenen a l'interior de la Terra i, sobretot, al mantell, influeixen en els processos geologies que es produeixen a la superfície terrestre.

Quan s'estudia el mantell terrestre, s'observa el moviment lent i continu de materials que tenen temperatures diferents:

• El magma calent puja, en forma de plomalls, des del mantell inferior cap a la superfície.

Quan els plomalls pugen directament des del mantell profund formen punts calents, com a Hawaii.

Alguns plomalls no tenen arrels tèrmiques, i es considera que son restes de plomalls mes antics.

•La litosfera Freda i densa descendeix com allaus a les zones de subducció i es va acumulant a la base del mantell, al límit mantell - nucli. Una part d'aquest material fred desplaça el material calent, que puja cap a la superfície i forma un nou plomall tèrmic.

5. Els límits divergents

5.1. LES DORSALS OCEANIQUES

Les dorsals son grans elevacions situades a la zona mitjana de tots els oceans, amb una longitud total d'uns 65 000 km seva amplària pot assolir els 4 000 km i la seva alçaria oscil·la entre els 2 000 i els 4 000 m.

Algunes crestes de les dorsals sobresurten per damunt del nivell del mar i formen illes volcàniques al centre de l'oceà, com ara les lies de l'Ascensió, Saint Helena o d'Islàndia.

La part central de la dorsal esta formada per un sistema de fractures que formen un ampli solc anomenat rift (en angles rift valley), pel qual puja magma des del mantell i provoca una acti­vitat volcànica lenta però constant. Els estudis oceanogràfics demostren que s'està formant contínuament fons marí i que tots els oceans actuals tenen menys de 200 milions d'anys.

Les dorsals son travessades per nombroses fractures que les desplacen horitzontalment, anomenades falles de transformació. Les dorsals tenen una intensa activitat sísmica.

5.2. L'ORIGEN D'UN OCEA

La formació d'una dorsal, i, per tant, d'un non oceà, comença quan a sota d'un continent hi apareix un punt calent. El mag­ma calent i lleuger procedent del mantell eleva la litosfera i forma un dom.

La litosfera, com que es rígida, es trenca i forma un sistema de tres esquerdes anomenat punt triple. Aquestes esquerdes, que reben el nom de rifts, es van ampliant i eixamplant a mesu­ra que hi puja magma.

Els geòlegs creuen que la dorsal es forma quan es connectar les esquerdes d'una sèrie de doms situats al llarg d'una línia irregular. D'aquesta manera, els punts triples son zones situa­des entre tres plaques. Si una de les branques no es continua obrint, nomes es formen dues noves plaques.

5.3. LA FORMACIO D'UN OCEA

El procés de formació d'un oceà comença quan apareixen un sistema de fractures paral·leles quan es trenca un continent i les plaques es comencen a separar.

La lava que surt per aquestes fractures crea nova litosfera oceànica i empeny lateralment l'existent, que es desplaça, a ambdós costats, a ran de diversos centímetres per any.

Durant les primeres fases d'obertura d'un oceà es forma una gran esquerda, com ara la de la Vall del Rift, a Africà. Si conti­nua la separació de les plaques, s'origina un mar estret, com, per exemple, el mar Roig, que separa Africà de la península Aràbiga.

Si continua el procés, es forma un oceà, com ara l'Atlàntic, que es va començar a obrir fa 180 milions d'anys.

6. Els límits convergents

6.1. LES ZONES DE SUBDUCCIO

A les dorsals es crea litosfera oceànica i, com que la superfície total de la Terra es mante constant, han d'existir altres zones on es des­trueixi. Aquestes àrees son les anomenades zones de subducció.

En aquestes regions, una placa oceànica mes densa s'introdueix (subdueix) per sota d'una altra placa, oceànica o continental.

A les zones de subducció es produeixen nombrosos terratrèmols, causats per les friccions i les tensions que pateix la placa descendent, perquè es fractura i es deforma mentre va penetrant en el mantell.

A mesura que va baixant, el fragment de placa es fon i s'incorpora al mantell. Es creu que a partir dels 700 km esta totalment fosa i ha quedat assimila da i incorporada integrament al mantell, pel fet que, a aquesta profunditat, ja no es registren focus de moviments sísmics.

Quan la placa descendent es fon, forma magmes que pugen cap a la superfície perquè son menys densos que el material contigu. Si aquests magmes se solidifiquen a l'interior de l'escorça, formen roques plutòniques, com les diorites i els gabres. Si, en canvi, pugen cap a la superfície, constitueixen volcans que expulsen laves de tipus andesític.

Les zones de subducció estan marcades per la pre­sencia de fosses oceàniques, arcs d'illes o cadenes de muntanyes recents.

Quan una placa oceànica subdueix per sota d'una de continental, es forma una serralada, i si subdueix per sota d'una altra d'oceànica, s'origina un arc d'illes.

6.2. LES FOSSES OCEANIQUES

La zona on una placa oceànica subdueix esta marcada per fosses allargades i de molta profunditat, com ara les de Xile, Filipines, Mariannes, Kuriles, Aleutianes, etc.

Les fosses poden arribar a fer 100 km d'amplaria, mes de 1500 km de longitud i milers de metres de profunditat. La mes gran del món es la fossa de les Mariannes, a l'oceà Pacific, en la qual hi ha la màxima profunditat terrestre, uns 11000 m, al costat de l'illa de Guam.

6.3. ELS ARCS D'ILLES

Els arcs d'illes es formen quan una placa oceànica subdueix per sota d'una altra placa també oceànica.

Estan constituïts per una cadena d'illes volcàniques disposades en forma d'arc de circumferència que queda vorejat per una fossa. En son exemples les de les Antilles, el Japo, les Filipines, les Mariannes, les Kurils i les Aleutianes.

Les illes d'aquests arxipèlags es formen a partir del magma que es genera quan la placa que s'enfonsa es fon. En aquestes zones també son freqüents els terratrèmols, ja que la placa es fractura i es deforma a mesura que baixa. Entre l'arc d'illes i el continent proper hi ha una conca marina anomenada conca de retroarc.

7. Els límits neutres

7.1. LES FALLES DE TRANSFORMACIO

Les falles de transformació son llocs en que no es forma ni es destrueix litosfera, es a dir, son límits neutres. Les plaques que estan en contacte en aquests límits conserven la seva extensió total.

A les falles de transformació es produeix un movi­ment de desplaçament lateral entre dues plaques; el desplaçament total pot ser de centenars o, fins i tot, de milers de quilometres. Aquestes fractures es tro­ben, generalment, tallant i desplaçant les dorsals

oceàniques.

A vegades, les falles de transformació poden connectar dorsals i zones de subducció. Com en el cas de la falla de San Andreas, a Califòrnia (Estats Units). Aquesta falla s'estudia i es vigila contínuament, tant pel fet que queda emergida, un fenomen del tot excep­cional, com pel fet de ser una zona molt poblada amb un risc sísmic molt elevat.

A les falles de transformació es produeix l'esquinçament de la litosfera. Es va acumulant un esforç conti­nu i durant el terratrèmol s'allibera la deformació acumulada, i les plaques es mouen desplaçant-se horit­zontalment.

Els terratrèmols que es produeixen a les falles de transformació acostumen a ser superficials: els seus hipocentres es localitzen a menys de 25 km de profun­ditat.

7.2. LA FALLA DE SAN ANDREAS

La falla de San Andreas es a l'oest dels Estats Units i constitueix el límit entre la placa pacifica i una part de la placa nord-americana. Discorre gairebé paral•lelament a la costa, al llarg de 950 km. El bloc occidental, corresponent al Pacific, avança al llarg de la falla cap al nord-oest, respecte al bloc oriental, uns 5 cm per any.

La falla esta actuant des de fa milions d'anys i en els darrers 150 milions d'anys s'ha produït un desplaçament lateral de 560 km.

Al llarg de la falla es produeixen anualment al vol­tant de 300 terratrèmols de poca intensitat. Des de l'any 1900 hi ha hagut, a Califòrnia, mes de vint terratrèmols d'una magnitud igual o superior a 6 graus en l'escala de Richter. El terratrèmol mes famós esdevingut per l'acció d'aquesta falla fou el de San Fran­cisco, el 1906, d'una magnitud de 8,6 graus, que va causar 315 morts i pràcticament va destruir la ciutat.

Per disminuir tant com es pugui els danys que po­den causar els terratrèmols, la tecnologia

moderna permet construir edificis antisísmics d'una alçaria considerable.

T.10: Manifestacions de l'energia interna de la Terra

1. Manifestacions de l'energia interna de la Terra I

1.1. L'ACTIVITAT INTERNA DE LA TERRA ER MANIFEST A LA SEVA SUPERFICIE

Molts dels processos que tenen lloc a la superfície del nostre planeta son conseqüència de la seva activitat interna.

Alguns d'aquests processos, com ara les erupcions volcàniques els terratrèmols, son molt evidents; altres son mes difícils d'inter­pretar, com ara la formació dels oceans o el desplaçament dels continents, ja estudiats, o la formació de muntanyes i la deformació de les roques, que estudiarem en aquest terra.

1.2. ELS TERRATREMOLS

Els sismes o terratrèmols es produeixen quan s'allibera de manera instantània l'energia acumulada a l'interior de la Terra

1.2. ELS TERRATREMOLS

Els sismes o terratrèmols es produeixen quan s'allibera de manera instantània l'energia acumulada a l'interior de la Terra. Nosaltres els percebem, de manera mes 0 menys sensible, com una tremolor o sacsejada del sòl.

Contínuament es produeixen terratrèmols, tot i que la majo­ria són d'intensitat tan baixa que no els percebem. Els de gran intensitat poden causar molts danys, perquè les dislocacions del sòl fan que s'obrin grans esquerdes al terreny, caiguin edificis o es malmetin, s'ensorrin ponts i es trenquin conduccions d'aigua i gas.

Els terratrèmols poden anar acompanyats per sorolls sords i ressonants, com ara trons Ilunyans.

El punt de l'interior de la Terra on s'origina el terratrèmol s'anomena focus, o hipocentre. El punt de la superfície situat a sobre del focus s'anomena epicentre.

Les ones generades en els terratrèmols, ones sísmiques, son captades per uns instruments molt sensibles anomenats sismògrafs i es registren en els sismogrames.

S'han utilitzat diferents escales per mesurar la magnitud dels terratrèmols i, actualment, la mes utilitzada es la de Richter. Es una escala numèrica que permet relacionar la magnitud del terratrèmol amb l'energia alliberada a d'hipocentre. Segons aquesta escala, el terratrèmol de màxima magnitud registrat fins ara ha estat de 8,9 graus. En els terratrèmols mes intensos, les ones sísmiques poden travessar el planeta.

Quan un terratrèmol es produeix al mar s'anomena sisme submarí i es produeix una ona sísmica anomenada tsunami. Un tsunami pot superar els 10 m d'alçària i avançar per l'oceà fins a arribar a costes molt allunyades.

Els tsunami han causat grans catàstrofes, sobretot quan l'ona arriba a zones costaneres baixes. A mes de les morts provoca­des de manera directa, l'aigua salada inunda el terreny que hi ha a prop de la costa i la salinització impedeix la utilització agrícola del sòl.

2. Manifestacions de l'energia interna de la Terra II

2.1. ELS TERRATREMOLS SEGONS L'ORIGEN

Depenent de la causa que els origini, hi ha dos tipus principals de terratrèmols: tectònics i volcànics.

• Els terratrèmols tectònics

Es produeixen a causa del moviment de masses rocoses al llarg de falles o d'esquinços i friccions entre plaques. Estan lligats a tots els moviments, l'escorça terrestre i constitueixen la majoria deis que es produeixen a la Terra. Son els que provoquen ones catàstrofes, ates que son els de mes intensitat.

En alguns casos hi ha una única tremolor, tot i que sovint es produeixen microsismes precursors, dies i fins i tot setmanes abans del terratrèmol principal.

També es freqüent que, desprès de la sacsejada principal, en vinguin moltes de secundaries, anomena­des repliques del terratrèmol, de diversa intensitat. Aquestes repliques es produeixen a intervals irregu­lars en els dies o fins i tot mesos següents al terratrèmol.

Aquests terratrèmols es poden produir a causa de diversos processos i a diferent profunditat. D'aquesta manera, es diferencien:

• Els que es produeixen a causa del moviment de dos blocs al llarg d'una falla. L'hipocentre se situa a poca profunditat, normalment a menys de 50 km. Son els de mes intensitat i, per tant, els mes catastròfics.

• Els produïts a les zones de subducció, quan placa oceànica s'introdueix al mantell. Els hipocen­tres poden ser a diferents profunditats al llarg del pla de subducció i es registren fins a 700 km de profunditat. Per sota d'aquesta profunditat, el ma­terial de la placa ha perdut la seva rigidesa i no provoca sismes.

• Els terratrèmols volcànics

Son conseqüència del moviment del magma del subsòl i a les erupcions que a vegades son molt explo­sives. Normalment es produeixen a prop dels volcans i son molt menys freqüents i de menor intensitat que els tectònics.

Aquests terratrèmols s'han aprofitat per intentar predir les erupcions volcàniques. Tot i així, la realitat es que no sempre que es produeix un moviment de magma es produeix desprès una erupció del volca.

2.2. DISTRIBLICIO DELS TERRATREMOLS AMB RELACIO ALS LIMITS DE PLAQUES

La majoria dels terratrèmols i els volcans recents s'han produït en zones situades als límits entre pla­ques litosferiques.

En representar en un mapa els epicentres dels terratrèmols de mes intensitat, s'observa que es distri­bueixen en tres grans regions:

• Un primer cinturo d'alta sismicitat, que envolta el Pacific.

Correspon a les zones on subdueix la placa Pacifi­ca, com també les de Nazca i Cocos.

• El segon cinturo d'activitat sísmica intensa comença a les Acores i Gibraltar, travessa el mar Mediterrani i arriba a Indonèsia

• El tercer cinturo d'alta sismicitat discorre pel cen­tre de l'oceà. Atlàntic, on es divideix en dues branques, una per 'Índic i l'altra pel sud del Pacific. Cor­respon a zones de dorsal oceànica.

3. Els volcans

3.1. LA DISTRIBUCIO DELS VOLCANS

Si observem en el mapa de la pagina 181 la disposició dels cans, podem comprovar que coincideix pràcticament amb els fo­cus dels terratrèmols.

La majoria dels volcans estan situats en zones actives del nos­tre planeta: cadenes muntanyoses joves, dorsals centreoceàniques, falles de transformació i zones de subducció.

També cal destacar l'existència de volcans a l'interior d'una pla­ca, als anomenats punts calents, on puja magma des del mantell profund.

La composició i la temperatura de la lava en cada una d'aques­tes zones geològiques son característiques i, per tant, condiciona­ran l'activitat explosiva de les erupcions de cada regió de la Ter­ra. D'aquesta manera. els volcans es disposen a les zones següents:

• Els límits constructius. es a dir, a les dorsals centreoceàniquess, com els nombrosos volcans d'Islàndia (el Hekla) i les illes de Cap Verd.

• Els límits destructius, es a dir, a les zones de subducció, com ara el Chimborazo i el Cotopaxi, als Andes, i el Krakatoa, a Indonèsia.

• Els límits neutres, on es produeix lliscament lateral, com el Vesuvi, el Stromboli, el Vulcano i l'Etna.

• Els punts calents, com ara l'arxipèlag de Hawaii, situat a la placa Pacifica. A Hawaii, l'illa mes gran de l'arxipèlag, hi ha tres volcans actius: el Mauna Loa, el Kilauea i el Hualalai.

3.2. COM ES UN VOLCA?

Els volcans son estructures geològiques per les quals els magmes originats a l'interior de la Terra, a l'escorça inferior al mantell, ascendeixen a la superfície.

Quan el material volcànic es expulsat per grans fractures, for­ma volcans fissurals; si ho fa per un únic punt, dona lloc a un con volcànic o volca central.

• En els volcans fissurals, el magma sorgeix a traves de fractu­res, que poden tenir fins a 25 km de longitud i 15 m d'ampla­da. Expulsen laves basàltiques procedents del mantell, molt calentes i fluides.

Formen colades gairebé horitzontals de m quadrats d'extensió que es van apilant i donen lloc a series que poden arribar a tenir fins a 3 000 m de gruix o potencia. Aquestes grans formacions s'anomenen altiplans basàltics.

• En els volcans centrals, el magma acumulat a la cambra magmàtica ascendeix per una fractura, la xemeneia, i surt per un orifici central, el crater. La lava i els productes sòlids emesos, piroclasts, s'acumulen i formen el con volcànic.

3.3. LES ERUPCIONS VOLCANIQUES

• Erupcions volcàniques terrestres

Les erupcions volcàniques terrestres son mes o menys violentes depenent de :

• Si el magma es fluid, els gasos s'alliberen de manera fàcil i lenta i gairebé no es produeix activitat explosiva.

• Si el magma es viscós, fa mes difícil la sortida dels gasos. Aquests gasos s'acumulen i exerceixen una pressió enorme. Quan s'alliberen bruscament, ho fan en forma d'explosions

molt fortes.

• Erupcions volcàniques submarines

Les erupcions dels volcans situats per sota del nivell del mar son diferents de les terrestres:

- Quan les erupcions son superficials, solen ser molt violen­tes, perquè la lava produeix explosions submarines tan bon punt es posa en contacte amb l'aigua del mar.

- Si les erupcions es produeixen a mes de 300 m de profundi­tat, la lava que va sorgint solidifica ràpidament quan entra en contacte amb l'aigua i forma les anomenades laves de coi­xins o pillow laves.

Algunes vegades, la cambra magmàtica rep aigua. La tempe­ratura elevada fa que aquesta aigua s'evapori, i l'excés de gas pot generar una erupció violenta.

4. La formació de les serralades

4.1. OROGENESI I OROGENIES

El conjunt de processos geològics que condueixen la formació d'una cadena muntanyosa s'anomena orogènesi, i el temps durant el qual es forma una cadena muntanyosa es una orogènia, que dura milions d'anys.

Al llarg de la historia de la Terra s'han produït successives orogènies. Les serralades actuals es van començar a elevar fa 65 milions d'anys i continuen candint. Aquesta orogènia s'anomena alpina, i durant la seva actuació s'han creat els Andes i les Muntanyes Rocoses a Amèrica, i el Pirineu, els Alps i l'Himàlaia a Eucràsia.

L'orogènia immediatament anterior, l'orogènia her­ciniana, es va produir a finals del paleozoic (fa 250 milions d'anys) i va actuar a tot Europa.

4.2. QUE ES UNA SERRALADA?

Les serralades, o orògens, son cadenes muntanyoses continentals, allargades i de dimensions quilomètriques, els cims de les quals son mes elevats que els de les dorsals oceàniques. Estan formades per roques magnètiques, sedimentaries i metamòrfiques.

Les serralades es formen als límits destructius de plaques. Segons el tipus de plaques que es posin en contacte, es formaran dos tipus diferents de cadenes muntanyoses: pericontinentals o intercontinentals.

4.3. LES SERRALADES PERICONTINENTALS

Aquestes cadenes muntanyoses es formen paral·leles a les foses oceàniques, a les zones on subdueix urea placa oceànica a sota d'una de continental. Un exem­ple característic d'aquest tipus d'orogen es la serrala­da dels Andes.

Algunes muntanyes s'han format així, com, per exemple, la serra costanera de Califòrnia, als Estats Units. Actualment, la direcció de moviment de les pla­ques ha canviat i l'orogènesi ha cessat.

4.4. LES SERRALADES INTERCONTINENTALS

Quan dues plaques continentals s'enfronten, com que totes dues tenen mateixa densitat, cap de les dues no subdueix i es produeix una col·lisió. La placa que avança s'eleva i remunta I'altra, amb qual cosa s'origina una cadena muntanyosa. Així es van formar serralades com els Alps i com els Alps i l'Himàlaia.

La serralada de l'Himàlaia es va començar a formar fa uns 40 milions d'anys, quan la placa de l'índia va col·lidir amb la vora meridional de la placa Eurasiàtica.

5. Les grans unitats geològiques de Catalunya

Si s'observa Catalunya des d'un satel•lit es fàcil tres grans unitats de relleu, cadascuna de les quals to unes característiques geològiques particulars.

5.1. ELS PIRINEUS

Els Pirineus son una serralada d'uns 435 km de longitud que separa Espanya i Franca. Tant des del punt de vista geogràfic com geològic, consten de dues subunitats: el Pirineu axial i el Prepirineu.

• El Pirineu axial es la part central, on estan situats els pics mes alts (Aneto, 3404 m). Esta format per roques de l'era primària metamòrfiques, pissarres i esquists, i roques granítiques.

El relleu ha estat modelat per les glaceres quaternàries, que han originat cims d'arestes afilades i circs ocupats per estanys.

• El Prepirineu esta format per dues bandes de ma­terials mes moderns, secundaris i terciaris, que flanquegen el Pirineu axial. Esta format per serres que rarament sobrepassen els 2500 m d'altitud.

El paisatge del Prepirineu ha estat modelat pels rius que segueixen una trajectòria nord-sud i que tallen les diverses serres.

5.2. LA SERRALADA COSTANERA

Es tracta d'una estructura geològica paral•lela a la costa formada per tres subunitats:

• La Serralada Prelitoral, que es la mes interior i que presenta les muntanyes mes elevades. El Turo de l'Home, al Montseny, es la cota màxima, amb 1712 m.

• La Serralada Litoral, que inclou muntanyes que rarament sobrepassen els 500 m. Les serres estan constituïdes per granit, com el massís del Garraf, o pissarres, com el Montnegre.

• La Depressió Prelitoral es una fossa tectònica se­parada per dues falles de les serralades Prelitoral i Litoral. Aquesta depressió esta ocupada per mate­rials terciaris i quaternaris representats per roques sedimentaries detrítiques.

Tot el sistema costaner esta travessat per falles de direcció NE-SW, que han condicionat el curs del rius fins al mar.

La Serralada Costanera es una serralada intercontinental, perquè no separa dues plaques, com en el cas dels Pirineus.

5.3. LA DEPRESSIO CENTRAL

La Deprecio Central, situada entre Els Pirineus i la Serralada Costanera, es la continuació de la Depressió de l'Ebre. Esta constituïda per materials ter­ciaris entre els quals predominen les calcaries, els gre­sos, les margues i els conglomerats.

El relleu es una successió d'altiplans que han estat erosionats pels rius.

L'erosió diferencial es molt freqüent: els mate­rials mes durs, com les calcaries o els gresos, sobre­surten entre els materials mes tous, com les argiles o les margues.

5.4. LA FORMACIO DEL RELLEU

El relleu actual de Catalunya procedeix de l'orogènia alpina, que s'inicia al final de l'era secundaria.

La compressió entre la placa Iberica i la placa Eurasiàtica determina la deformació dels materials si­tuats entre les dues:

• Les roques mes antigues, rígides, es van trencar, i els blocs ascendents originaren el Pirineu axial.

• Les roques sedimentaries mes modernes, que son mes plàstiques, es van replegar i van donar Roc al Prepirineu.

Posteriorment, les tensions originades a les plaques van produir les faller d'orientació NE-SW que limiten la Depressió Prelitoral.

6. Efectes dels processos interns a les roques (I)

6.1. LES DEFORMACION9 DE LES ROQUES

Els processos geologies interns generen forces que afecten les roques corticals i les

deformen.

El tipus de deformació resultant depèn d'una sèrie de factors, com son:

• La intensitat de la forca aplicada i el temps durant el qual actua.

• La naturalesa de la roca.

• El lloc de l'escorça on es produeix la deformació.

Davant d'aquestes forces deformants, les roques poden respondre de dues maneres diferents: trencant-se, amb la qual cosa es formen diàclasis i falles, o plegant-se.

6.2. ELS PLECS

Els plecs son ondulacions que es produei­xen quan actuen forces que deformen plàsticament les roques sense arribar a trencar-les. Es formen sobretot en roques sedimen­taries, encara que també es poden trobar en roques d'origen metamòrfic o volcàniques.

A la natura s'esdevenen plecs de formes i mides molt diverses, des d'uns quants

mil·límetres fins a alguns quilometres. Els plecs també poden presentar qualsevol disposició espacial.

• Elements d' un plec

Per poder indicar les característiques dels plecs s'han definit els elements següents: xarnera, flancs, nucli, pla axial i eix del plec.

Es pot determinar la situació d'un plec mitjançant la direcció, es a dir, l'angle que forma l'eix del plec amb el nord geogràfic, i el cabussament, la inclinació dels seus flancs.

Altres elements d'un plec son les crestes i els solcs. Les crestes son els punts de màxima alçaria d'una superfície plegada, mentre que els soles corresponen als llocs mes baixos.

• Principals tipus de plecs

Els plecs es poden classificar tenint en compte molts factors, sobretot la forma i la posició.

Segons la seva forma, poden ser anticlinals o sinclinals.

Es freqüent que apareguin associats i, en aquest cas, es pot observar que el flanc de

l'anticlinal es també el flanc del sinclinal adjunt.

Quan les forces que ha produït un plec continuen actuant i sobrepassen el límit de plasticitat de les roques, es poden trencar i poden originar una falla plec.

En els moments d'intensa activitat tectònica, durant l'elevació d'una serralada, les

forces compressives continuen actuant sobre els materials ja plegats. Aquests materials es trenquen i llisquen sobre el pla de fractura; es poden desplaçar molts quilometres i formen els mantells de corriment.

7. Efectes dels processos interns a les roques (II)

A vegades, la plasticitat de les roques es molt limitada i els esforços les trenquen i formen diaclasis i falles.

7.1. LES DIACLASIS

Les diàclasis son fractures en les quals no hi ha desplaçament entre els blocs de roques. Constitueixen les esquerdes i les fissures presents en la majoria de les roques de l'escorça. Tenen una amplada, una extensió i una profunditat molt variables.

Moltes diàclasis son ocupades posteriorment per minerals o per dics de roques magmàtiques. Segons l'origen es poden dividir en:

• Tecnoclasis, que s'originen per esforços de natura­lesa tectònica, els mateixos que donen lloc a les falles.

• Diàclasis, que s'originen durant la formació de les roques, com, per exemple, les produïdes en els ba­salts quan la lava es contreu en refredar-se i es creen columnes hexagonals de basalt.

7.2. LES FALLES

Les falles es formen quan els blocs resultants del trencament es desplacen l'un respecte a l'altre. El mo­viment entre els dos blocs de la falla es brusc i amb sacsejades i, com a conseqüència de la seva actuació, es poden produir terratrèmols.

Una falla pot actuar al llarg del temps durant mi­lions d'anys, i cada cop que es reactivi la falla, ho farà bruscament.

• Elements d'una falla

• El pla de falla es la superfície sobre la qual es pro­dueix el trencament. Sol presentar estries produïdes pel desplaçament dels blocs.

• La línia de falla es la intersecció entre el pla de falla i la superfície del llavi enfonsat.

• Els llavis de falla son els blocs desplaçats segons el pla de falla.

• El salt de falla es el desplaçament entre dos punts que estaven units abans que es produís la fractura.

A vegades es reconeix en el terreny com un desnivell mes o menys pronunciat, nomenat escarpament de falla

• Tipus de falles

Depenent de les forces que causen les falles del sentit del desplaçament dels blocs, es poden definir tres tipus de falles: les falles normals, les falles inverses i les falles de direcció.

7.3. ASSOCIACIO DE FALLES

Les grans falles sovint es troben associades i originen sistemes complexos de grans dimensions. Aquestes associacions son les següents:

• Fosses tectòniques. Estan constituïdes per una se­rie de blocs progressivament mes enfonsats cap a l'interior. Els blocs estan definits per falles nor­mals.

Aquestes estructures es formen en zones d'expansió), quan es produeix separació de plaques i les for­ces distensives estiren l'escorça. En son exemples les fosses dels rius Guadalquivir, Ebre i Rin, i la vall del Rift, a Africa oriental.

• Massissos tectònics. Son estructures oposades a les anteriors, es a dir, els blocs centrals queden ele­vats respecte als blocs laterals i delimitats per sis­temes de falles. Un exemple es el Sistema Central.