Locos por la Geología

Entradas con la etiqueta ‘Tectónica de placas’

Ya venimos hablando hace rato del gran paradigma que enmarca todo el conocimiento geológico actual, y antes de seguir avanzando, convendría que repasaran los conceptos que ya hemos ido adquiriendo. Para ello, les dejo un link para que vayan a leer los temas que se supone que ya dominan, y les recomiendo seguir todos los links que en cada post vayan encontrando, para que su conocimiento sea más completo aún.

Lo último que habíamos visto es la historia de las reuniones y dispersiones de placas litosféricas que han tenido lugar a lo largo de la historia del planeta.

Hoy vamos a empezar a mirar con un poco más de detalle la manera en que esas placas se mueven unas respecto a otras, lo cual nos preparará para entender los fenómenos resultantes de esa dinámica.

¿Cómo es el movimiento general de las placas?

Las placas tectónicas se mueven casi permanentemente, con velocidades promedio de 2,5 cm/año, llegando en algunos sitios, o en algunos acontecimientos particulares, a triplicar y aún más esa velocidad. Los momentos en que por alguna razón el movimiento resulta impedido, son los que generan acumulaciones de energía que a su vez dan lugar a eventos sísmicos de gran magnitud, cuando finalmente se destraban.

Es importante tener en cuenta que debido a que el deslizamiento de las placas ocurre en un planeta acotado en el espacio, esas placas necesariamente se rozan entre sí en algunos puntos, colisionan en otros y se desgarran y deforman en otros sitios. Según cómo interactúen esas placas, se definirán diversos cambios, a veces espectaculares (sismos y volcanes, entre otros), y otras veces de extrema lentitud (metamorfismo profundo, por ejemplo).

Es por eso que los contactos entre las placas son las zonas más activas del planeta, y lo que pase en ellos dependerá del tipo de relaciones que se entablen entre esas porciones móviles.

¿Qué puede decirse del famoso símil con una cinta transportadora?

Antes de seguir adelante, es muy importante aclarar un concepto que puede conducir a malas interpretaciones.

Empecemos por señalar que existen algunos lugares en los que las placas se alejan entre sí, empujando en su avance a las restantes placas con las que están en contacto. Obviamente, ya que la Tierra no se expande en la medida en que estas derivas deberían provocar; en algún lugar, algún volumen de rocas debe perderse. Efectivamente, en los extremos opuestos, otras placas se hunden en las profundidades terrestres con lo que el circuito se cierra.

De resultas de este principio básico, resultó muy arraigado en el imaginario popular el concepto de una especie de cinta transportadora, asimilable a la de una fábrica o a la de una caja de un supermercado, un poco como lo vemos en la figura que ilustra el post.

Muy bonito, pero si lo tomaron al pie de la letra, cayeron en una trampa muy común, porque tal circuito no sería posible, por la sencilla razón de que la tierra no es una superficie plana horizontal como la de los ejemplos mencionados, sino que se trata de un cuerpo más o menos semejante a un esferoide (un geoide, en realidad, como les expliqué en otro post). Por tal razón, los movimientos de las placas no son lineales sino rotacionales, alrededor de ciertos puntos particularmente activos. Y por esa misma causa, las relaciones de contacto entre las placas son complejas y provocan diferentes procesos a veces muy espectaculares.

¿Qué importancia tiene el movimiento relativo de las placas?

Muchísima, ya que define no solamente los eventos que se producen en cada sitio del planeta, sino también el tipo de materiales que en esos eventos se originan, y la evolución posterior de su modelado. Son en definitiva la clave que permite interpretar el pulso mismo del planeta.

¿Qué tipos de contactos existen entre las placas?

Repito una vez más, entonces, que las placas pueden entrar en contacto entre sí de muy diversas maneras, y para sistematizar la información les he preparado el cuadrito introductorio que se ve en la figura 1 y que en seguida pasaremos a analizar con un poquito más de detalle.


Lo primero que notarán es que hay casos en que las placas se acercan entre sí hasta colisionar inclusive, situación en que se habla de bordes de destrucción, porque el material afectado cambia de carácter. Un término más neutral con que se designa esa situación es contacto convergente, en alusión a las direcciones relativas de los movimientos de las placas.

En otros casos, los contactos son divergentes, porque las placas se separan en lugar de aproximarse, y se llaman también de construcción, porque abren camino a la salida de nuevos materiales desde las profundidades. Existe por fin una alternativa donde el material no se gana ni se pierde, y de allí surge la denominación bordes de conservación, conocidos también como transformantes o de transformación por el cambio de carácter del movimiento relativo entre las placas. La figura que encabeza el post sintetiza esas tres alternativas, de manera lo bastante esquemática como para ser comprensible, pero haciendo la simplificación que les mencioné más arriba, de asimilar el modelo a deslizamientos lineales (ideales) en lugar de las rotaciones que ocurren en la realidad.

Allí donde ven las flechas enfrentadas se trata de contactos convergentes, donde se oponen, hay contactos divergentes, y las rupturas en los contactos divergentes, son contactos de transformación.

Valga este post como una introducción sencilla y esquemática, ya que a partir del siguiente encuentro en que abordemos este tema, ya estaremos metiéndonos en detalle en cada uno de los tipos de contacto, para entender la dinámica en ellos y los resultados característicos.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela. P.S.: La imagen que ilustra el post es de:

Khan, M.A. 1980. Geología global. Ed Paraninfo. Madrid. 202 págs. ISBN: 84-283-1047-5.

Este post es continuación del de la semana pasada, de modo que deberían empezar por leer ése antes de internarse en el de hoy.

La semana pasada hemos respondido a las siguientes preguntas:

¿Lo que contaremos ahora son meras especulaciones o existen pruebas fehacientes?

¿A qué se llamó Pangea?

¿Según las pruebas existentes, ¿cómo se habrían ido formando los actuales continentes?

A partir de allí hoy continuamos con las preguntas que habían quedado pendientes.

¿Qué habría sucedido en tiempos más remotos, antes de Pangea?

Si pensamos en aquella ley fundamental de la Geología que conocemos como del actualismo, ya tendremos una pista interesante. Difícilmente la historia de Pangea carezca de un antecedente más antiguo, en un planeta que ha evolucionado por más de 4.500 Ma (millones de años).

De allí que se asume que existieron al menos otros dos supercontinentes antes de Pangea. El más antiguo de ellos se conoce como Kenorland, y se habría formado hace unos 2.700 Ma, provocando un evento que cambiaría el curso de la historia del planeta: un cambio significativo en la composición atmosférica preexistente.

Ese evento se conoce como «la Gran Oxidación» o GOE por sus siglas en inglés, correspondientes a: Great Oxidation Event (GOE). En efecto, antes de la formación del supercontinente la composición de la envoltura gaseosa, y aun de los océanos era rica en metano, lo cual favorecía la proliferación de las bacterias anaeróbicas. Las aeróbicas, en cambio, estaban relegadas a fondos abisales del océano. Al ocurrir la colisión de placas continentales- según mecanismos que pronto serán tema de otro post) esos fondos marinos llegaron a situaciones superficiales, formando en muchos casos lagos someros y mares interiores.

Desde ellos, las bacterias aeróbicas comenzaron a inyectar oxígeno libre en el aire, que fue cambiando lentamente su composición dominante. Toda la historia de la vida en la tierra tomó entonces otro rumbo, con sus lógicas consecuencias también sobre los procesos geológicos.

Alrededor de 300 millones de años más tarde, Kenorland inició su desintegración en continentes menores, por la deriva de las placas corticales que los portaban, de un modo semejante a como derivan hoy los remanentes de Pangea.

¿Qué es Rodinia?

Comencemos por su nombre. Rodinia procede del ruso родить (rodit), que significa «dar nacimiento», o bien de родина (rodina), que se traduce como «lugar de nacimiento», en segura alusión a los continentes menores que se separaron desde ella.

Rodinia es un supercontinente que se supone existió entre Kenorland y Pangea, es decir hacia finales del Proterozoico. Su formación dataría de hace unos 1.100 a 900 Ma, y su nueva dispersión habría comenzado hace entre 750 y 633 Ma.

Rodinia tuvo una historia evolutiva también decisiva ya que todos los continentes que hoy componen el planeta habrían ya estado reunidos en ella, en una gran masa que se ubicaba en posición dominantemente ecuatorial en el geoide.

Esto es importante, ya que las masas terrestres reflejan más luz del sol que los océanos, con lo que el balance térmico para la Tierra toda se hizo considerablemente menor que ahora, ya que hoy las grandes extensiones oceánicas del área ecuatorial absorben más energía solar.

Rodinia habría sido en consecuencia una masa fría, y los científicos asumen que la Tierra fue por millones de años una gran bola de nieve. Fueron los volcanes los que con la emisión de gases de efecto invernadero fueron cambiando esas condiciones, al generar un calentamiento que descongeló los glaciares, aumentando el nivel del mar, y permitiendo una nueva proliferación de la vida en ellos.

Estas condiciones duraron hasta hace unos 750 millones de años, cuando Rodinia comenzó a fragmentarse en ese ciclo que ya hemos reconocido.

Las placas llevaron en su deriva a los continentes resultantes a una nueva reunión que conformó la Pangea de cuya historia hablamos el lunes pasado.

¿Cuáles son las pruebas?

Obviamente que las hay. Por supuesto están sujetas a interpretación y pueden surgir conclusiones erróneas, pero en general, cuanto menos nos alejamos en el tiempo, las pruebas son más completas, y evoluciones posteriores las han ido confirmando. Tal es el caso para las derivas a partir de Pangea.

Para las correspondientes a los otros dos supercontinentes más antiguos, los debates, discusiones e interpretaciones divergentes, cuestionadas o cuestionables son por lógica muchos más.

Pero puede decirse por ejemplo que para el GOE hay un rastro relativamente claro que queda registrado en las piritas, que sólo pueden formarse en ambientes reductores, de modo que según su abundancia relativa, puede deducirse aproximadamente cuándo comenzó la atmósfera terrestre a enriquecerse en oxígeno.

Respecto a Rodinia, su conformación y posterior dispersión cuenta con pistas del mismo tipo que las de Pangea, aunque en sitios mucho más restringidos y en registros muy obliterados o enmascarados por los múltiples cambios posteriores.

De todas maneras, esos escasos registros son también esencialmente los fósiles, los complejos litológicos y los rasgos paleomagnéticos.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

La imagen que ilustra el post es de este sitio.

Ya hemos empezado hace tiempo a presentar los lineamientos de la Tectónica Global o de Placas, y hoy nos vamos a detener (por dos lunes consecutivos) en la historia que ha podido establecerse con relación a la evolución de esos continentes que viajan pasajeros de las placas de las que hablamos la última vez, acercándose, alejándose o deslizándose lateralmente, unos respecto a otros.

Y como ya lo hemos repetido varias veces, son las placas las que se mueven y sobre ellas puede o no haber porciones continentales. Pero hoy queremos ver precisamente cómo se han configurado los continentes actuales, y no prestaremos mucha atención a las partes oceánicas, sobre las que insistiremos en otro momento. Mucho más adelante también veremos la predicción de su forma futura.

¿Lo que contaremos ahora son meras especulaciones o existen pruebas fehacientes?

En un post anterior ya he subido las más que numerosas pruebas que demuestran que los desplazamientos de las placas han ocurrido efectivamente, y por eso no las repetiré aquí, sino que les dejo el link para que vayan a leerlas en el post correspondiente.

¿A qué se llamó Pangea?

Según las reconstrucciones de las antiguas posiciones de las capas corticales portadoras o no de continentes, ha podido establecerse que a lo largo de los millones de años de su historia, la Tierra ha sobrellevado al menos un par de ciclos, de dispersión y reunificación sucesivas de continentes.

La más reciente de esas dispersiones- la que todavía está hoy en pleno curso- reconoce su origen a partir de un supercontinente denominado Pangea, que habría estado rodeado de un océano universal denominado Panthalassa.

Ambas palabras reconocen su origen en el griego antiguo, en el que Pangea (Πανγεα) es la unión de los términos pan (παν) =todo y gaia (γαια)= tierra, es decir que significaría «toda la tierra», o según algunos prefieren traducir, la «tierra universal».

A su vez, Panthalassa (παντηαλασσα) es la combinación de los vocablos pan, que ya explicamos y thalassa (τηαλασσα) mar, significando «todos los mares», o «mar universal».

Esta situación de una tierra universal rodeada por un único océano, fue la culminación de un ciclo previo de reunión de placas con continentes dispersos, etapa de la cual hablaremos la semana próxima por ser bastante menos conocida y porque su reconstrucción es más especulativa.

Esos continentes que habrían «vagabundeado» desde el Proterozoico, es decir tiempos precámbricos, ya habrían generado la Pangea hacia finales del Paleozoico, pero no quisieron quedarse quietos, sino que iniciaron el nuevo ciclo de ruptura y deriva del que hablaremos a continuación.

¿Según las pruebas existentes, ¿cómo se habrían ido formando los actuales continentes?

Aproximadamente en el Final del Carbónico, ya los continentes estaban soldados en el supercontinente llamado Pangea, que sólo mantuvo una relativa paz por escasos 70 millones de años (aproximadamente), antes de que los díscolos retazos que la conformaron volvieran a iniciar un ciclo de rupturas y nuevas derivas, que comenzó a insinuarse en el Pérmico (tal como se ve en la Figura que ilustra el post) a través de una línea de debilidad entre continentes que constituirían después los hemisferios norte y sur.

Ya en el Triásico, los continentes australes se habían separado en una masa denominada Gondwana, y los septentrionales constituían la Laurasia. la separación entre ambos hemisferios en ciernes fue progresivamente ocupada por el mar de Tethys, antepasado del actual Mediterráneo. Si analizan la figura, al comenzar a abrirse, la Pangea tenía una forma algo aproximada a una C, cuya panza fue siendo ocupada por ese mar, con una extensión enormemente mayor que el Mediterráneo que podríamos considerar su relicto.

Más o menos en ese tiempo, ya comienza lo que hoy es la India su viaje individual, que mucho más tarde la «enclavaría» en Asia. También se debilitan las uniones entre Asia y América al norte; y entre los demás continentes al sur.

Ya en el Jurásico, ha comenzado a formarse el Atlántico Norte, Madagascar está en plena separación de África, y América del Sur ha comenzado a derivar hacia el N-NW, disminuyendo sus conexiones con lo que llegaría a ser Antártida y Australia, aunque tenga aún una gran continuidad con África. Esa conexión se va perdiendo hacia el límite Jurásico- Cretácico.

A partir de entonces se alcanza progresivamente la actual configuración, la cual se consolida alrededor de los comienzos del Terciario. Por supuesto, el ciclo continúa todavía hoy, por lo cual, todo lo dicho no es más que una equematización de un proceso en curso.

Hasta aquí llegamos por hoy, A partir de aquí nos quedan para el próximo lunes las siguientes preguntas:

¿Qué habría sucedido en tiempos más remotos, antes de Pangea?

¿Qué es Rodinia?

¿Cuáles son las pruebas?

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

En nuestras charlas he abordado tantos y tan variados temas, que no termino de completar lo que deben saber sobre la Tectónica global o de placas, pero lentamente vamos construyendo ese conocimiento sobre basamento sólido.

Hoy hablaremos sobre la parte más básica de la teoría de Tectónica de placas o global.

¿Qué se entiende por Tectónica de placas?

Los postulados básicos de esta teoría son relativamente sencillos, una vez que se ha accedido a toda la información previa, que más abajo les señalo, y son fundamentalmente dos.

El primer postulado indica que grandes áreas de la superficie externa de la Tierra se comportan como placas rígidas de una esfera, que no sufren desplazamientos significativos al interior de sus límites. Esto quiere decir que si se miden por ejemplo las distancias entre dos o más ciudades ubicadas dentro de la misma placa, esas mediciones permanecerán casi completamente invariables a lo largo de miles de años. Alguna variación en las medidas puede ocurrir de resultas de deformaciones locales y de la isostasia, pero no será relevante en comparación con el modelo completo. Es una premisa importante, y se complementa con la siguiente.

El segundo postulado expresa que cada una de las placas que componen la superficie del planeta se está moviendo en relación con las demás, según trayectorias complejas y con velocidades diferentes y ligeramente variables, lo cual da lugar a la construcción del relieve terrestre, y genera procesos muchas veces espectaculares, como algunos sismos y eventos volcánicos.

Ya en un post anterior les he señalado cómo esta Teoría tan abarcativa aporta explicaciones para una multiplicidad de características del planeta y de su historia y comportamiento. Les recomiendo ir a leer ese post.

Un detalle que no debe olvidarse es que los límites entre placas no se corresponden con los límites continentales, de modo que una placa puede ser enteramente oceánica, dominantemente continental o presentar una combinación de ambas situaciones. En los hechos, ninguna de las placas mayores es enteramente continental, pero sí habría algunas placas entre las menores que tendrían ese carácter.

En ningún caso debe confundirse deriva de placas con deriva de continentes, ya que esa vieja teoría ya fue desechada.

¿Qué se discute aún sobre la configuración de las placas?

Como ocurre con todo sistema complejo, no se termina de conocer en todos sus detalles, y sigue existiendo diversidad de posturas alrededor de algunos puntos, si bien nada contradice el cuadro general ya aceptado por la ciencia.

Pero ya que hay algunas controversias, es bueno señalar que eso forma parte del carácter mismo de la ciencia, y que siempre se debe estar listo para revisar lo que se conoce, a la luz de cada nuevo hallazgo.

Lo que se sigue revisando continuamente, y a veces va y viene de modo casi pendular se resume en los siguientes puntos sobresalientes:

• La profundidad de despegue de las placas superficiales. Inicialmente se hablaba de placas corticales, asumiendo que la superficie de separación era entre la corteza y el manto que la subyace. Más adelante, el reconocimiento de la existencia de la astenósfera, colocó el límite inferior de las placas, precisamente sobre ésta, es decir que se consideraron entonces placas litosféricas derivando sobre la astenósfera. Pero luego, al descubrirse que la astenósfera parecía estar ausente en algunas lugares, sin que por ello se imposibilitara el desplazamiento de las placas, algunos autores comenzaron a despreciar la importancia de esa capa más débil, y volvieron a referirse a placas corticales en lugar de litosféricas. Sigue siendo materia de opinión.
• El número mismo de las placas menores se discute todavía. Si bien las placas mayores son unánimemente reconocidas, no hay certeza acerca de las de menor tamaño, que podrían no estar todavía perfectamente contabilizadas. Nuevos descubrimientos reconfiguran sus formas, tamaños y límites.
• El carácter de los límites en determinados segmentos de los contactos entre placas tampoco es una discusión cerrada.

¿Qué teorías anteriores- debidamente corregidas – aportaron información a esta visión integradora?

Ya lo hemos adelantado en cada uno de los posts en que hablamos específicamente de cada una de ellas, pero conviene recordar en un pequeño listado cuáles fueron esos antecedentes, en su momento tan criticados por lo novedosos, y hoy revalorizados como los avances necesarios que en realidad fueron, en el camino hacia la construcción del paradigma hoy vigente.

En cada mención les pongo el link para que vayan a repasar los conceptos involucrados.

• Teoría de la deriva continental, de Wegener.
• Teoría de convección en el manto.
• Teoria de la expansión del fondo oceánico.

¿Cuáles son los nudos centrales de este paradigma?

Para decirlo en pocas palabras, además de los postulados básicos presentados arriba, los nudos centrales son los contactos entre las placas. Es allí donde la gran mayoría de las explicaciones del relieve terrestre y los procesos involucrados en sus cambios mayores se hacen comprensibles y es por lo tanto necesario analizar dichos contactos de manera un poco más detallada, lo que haré en sendos posts que iré subiendo próximamente.

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Hace algún tiempo vengo subiendo posts en los que revisamos juntos las diversas hipótesis que sumaron sus observaciones al que luego sería el paradigma hoy vigente: La Teoría de Tectónica de placas o Tectónica Global.

Algunas de esas hipótesis fueron prácticamente descartadas, mientras que otras, una vez depuradas de sus errores, encontraron un lugar dentro del paradigma, que es sin embargo mucho más complejo y abarcativo que cualquiera de ellas aisladamente.

Veremos hoy la Teoría de convección en el manto.

¿Qué antecedentes reconoce esta teoría?

Hace más de cien años que se impulsó la idea de que los materiales terrestres profundos, dotados de cierta viscosidad se movilizaban en ascensos y descensos provocados por el cambio de densidad resultante de diferencias térmicas, de manera semejante a como lo hacen los gases y los líquidos, y como ya he explicado en un post relacionado con el clima. Su reinterpretación como proceso generador de relieves dio nacimiento a la teoría que hoy nos ocupa.  

¿De qué observaciones se partió para esa interpretación?

Hacia la década del 20, Vening Meinesz, estando a bordo de un submarino, observó anomalías gravimétricas en la región de fosas oceánicas de las Indias orientales.

Asumiendo el modelo de células convectivas, postuló que dos células adyacentes y convergentes podrían estar arrastrando hacia abajo el material liviano de la corteza (constituyendo lo que llamó «raíz»), que provocaría el déficit gravitacional y constituiría un «tectógeno», ya que su propia densidad tendería a elevarlo más tarde, según veremos en seguida.

¿Qué experimento validó las primeras observaciones?

En la Figura 1 se observa la prueba experimental que realizó Griggs en 1939, y que fue además una de las primeras en la historia de la evolución de la ciencia geológica.

Como se ve en la figura, hay una corteza, simulada por una mezcla de arena y aceite, que flota sobre un cuerpo de agua viscosa que representa el manto. La relación de densidades es comparable a la que existe entre las geosferas reales. Las corrientes convectivas se simulan con tambores giratorios, en este caso con dirección de movimiento convergente. La raíz se formaba de manera efectiva, demostrando la validez del postulado de Meinesz.

¿Cómo se la relacionó en un principio con la generación del relieve terrestre?

La reacción de la raíz, por su propia flotabilidad (recordemos que es del material menos denso en el conjunto), es una marcada tendencia al ascenso cuando puede vencer a la convección que fuerza su movimiento hacia abajo.

Es así que se plantea el resultado de formas de relieve que hasta entonces no tenían una clara explicación, y que son las cadenas emergentes junto a las fosas oceánicas.

Extendiendo el análisis hacia las células divergentes, es decir el otro extremo del conjunto; Holmes planteó su propia teoría. En ella reunía esas raíces que se elevaban creando cordilleras en un extremo del circuito; con las islas  en el otro, resultantes de una fracturación del sial por la tensión causada por las células convectivas en que los materiales se alejan entre sí.

Ese modelo se visualiza en la Figura 2.

¿Qué sobrevive de esa teoría y cómo se la inserta en el actual paradigma?

La convección misma es parte no sólo integrante, sino también fundamental de la teoría vigente, ya que provee el motor requerido para los movimientos de las placas litosféricas. También es real que allí donde convergen corrientes adyacentes, y dadas ciertas condiciones, se produce una fosa que es resultado de la subducción que ya hemos mencionado otras veces.

Lo que se ha desechado es la idea de que las islas centrooceánicas sean remanentes de continentes fracturados por tensión. Ya veremos su verdadero explicación con detalle.

¿Cómo se explica con ella la sucesión de cierres y aperturas de supercontinentes a lo largo del tiempo?

Esta teoría debía ser completada de alguna manera para explicar por qué ha habido más de un episodio de deriva de las placas a lo largo de la historia geológica, y por qué las configuraciones de los circuitos convectivos ha ido cambiando a lo largo del tiempo.

Runcorn intentó una explicación muy interesante, sobre la cual sin embargo no hay acuerdo absoluto, porque parte de la base de una migración de los minerales ricos en hierro hacia el núcleo, de resultas de su mayor densidad; y esa hipótesis no ha podido demostrarse de manera fehaciente.

No obstante, vale la pena conocer su propuesta y tenerla en cuenta a medida que se obtenga más información, ya sea para validarla o refutarla.

Según su postulado, la migración de hierro aumenta el volumen del núcleo a expensas del manto, lo cual hace que en el nuevo espacio disponible, los circuitos convectivos se segmenten y aplanen como se ve en la figura 3. Esto sería independiente de las corrientes en el propio núcleo que también han sido propuestas y siguen en discusión.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

P.S.: Las imágenes que ilustran el post son del libro:

Khan, M.A. 1980. Geología global. Ed Paraninfo. Madrid. 202 págs. ISBN: 84-283-1047-5.