INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL S I S M O L O G Í A T E S I N A QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA PRESENTAN:

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1 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD CULHUACAN TÉCNICAS DE GRABACIÓN Y REPRODUCCIÓN DEL SONIDO S I S M O L O G Í A T E S I N A QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA PRESENTAN: NAVA SÁNCHEZ IVÁN ORTIZ IBARRA LEANDRO ASESORES: ING. LUIS GERARDO HERNÁNDEZ SUCILLA ING. SERGIO VÁZQUEZ GRANADOS

2 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD CULHUACAN TRABAJO TERMINAL QUE GENERA EL TITULO: POR LA OPCIÓN DE TITULACIÓN: DENOMINADO: DEBERÁN DE REALIZAR: INGENIERO EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA SEMINARIO TÉCNICAS DE GRABACIÓN Y REPRODUCCIÓN DEL SONIDO VIGENCIA: FNS30697/10/2006 NAVA SÁNCHEZ IVÁN ORTIZ IBARRA LEANDRO S I S M O L O G Í A INTRODUCCIÓN. CAPITULO I. CAPITULO II. CAPITULO III. CAPITULO IV. CAPITULO V. CAPITULO VI. CAPITULO VII. CAPITULO VIII. CAPITULO IX. CAPITULO X. CAPITULO XI. CAPITULO XII. CONCLUSIONES. HISTORIA DE LA TIERRA HISTORIA GEOLÓGICA DE LA TIERRA CONTINENTES ANTIGUOS LA TEORÍA DE LA TECTONICA DE PLACAS LOS VOLCANES LOS TERREMOTOS ONDAS SÍSMICAS SISMOS EN MÉXICO CAMPO MAGNÉTICO DE LA TIERRA CAMPO MAGNÉTICO DE LA TIERRA GRAVIMETRÍA HIDRÓFONOS Y GEOFÓNOS Ing. Luís Gerardo Hernández Sucilla Ing. Sergio Vázquez Granados M. en C. Héctor Becerril Mendoza Jefe de la Carrera de Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica

3 INDICE CAPITULO TITULO PÁGINA INTRODUCCION 1 I HISTORIA DE LA TIERRA Formación de la Tierra Formación del Sol y los planetas Sólido, líquido y gaseoso 3 II HISTORIA GEOLÓGICA DE LA TIERRA Eones, Eras, Periodos y Épocas geológicas Documentación de las Fechas del Pasado Historia geológica: el Precámbrico De bola incandescente a casa de la vida Historia geológica: el Paleozoico La vida en el agua y en la tierra El Paleozoico: Devónico, Carbonífero y Pérmico La Diversidad de la Vida Historia geológica: el Mesozoico Aparición de los Dinosaurios El Mesozoico: Jurásico y Cretáceo Esplendor y fin de los Dinosaurios Historia geológica: el Cenozoico El Cenozoico: Oligoceno, Mioceno y Plioceno Historia Geológica: el Cuaternario El Pleistoceno El Holoceno 17 III CONTINENTES ANTIGUOS Gondwana Pangea Columnas Estratigráficas. 19 IV LA TEORIA DE LA TECTONICA DE PLACAS Tectónica de placas Las bases de la teoría Expansión oceánica Zonas de subducción Formación de Montañas: Los Plegamientos Las fuerzas que doblan la Tierra Pliegues, anticlinales y sinclinales Fallas De La Corteza Terrestre 27

4 4.9.- Partes De Una Falla Tipos De Fallas Placas Límites Límites Divergentes Límites Convergentes Costra Oceánica Encuentra Costra Continental: Costra Oceánica Encuentra Costra Oceánica: Costra Continental Encuentra Costra Continental: Límites Transformantes Actividad Geológica Separada De Las Placas Límite 33 V LOS VOLCANES Erupciones volcánicas Magma y lava Tipos de volcanes Los cuatro tipos comunes Erupciones especiales 38 VI LOS TERREMOTOS Movimientos sísmicos Terremotos en el mar Tsunamis Dorsal oceánica Formación de una dorsal Dorsal mezo atlántica Vulcanismo de dorsal oceánica 44 VII ONDAS SISMICAS Qué es una Onda? Ondas Elásticas Ondas Senoidales Representación De Fourier Ondas de Cuerpo Ondas P Ondas S Ondas Convertidas Coda Ondas Superficiales Ondas De Rayleigh Ondas De Love Ondas Guiadas Modos Propios de la Tierra Fases Sísmicas Y Arribos 58

5 VIII SISMOS EN MÉXICO Cien Años De Sismicidad En México Justificación Qué produce los Temblores en México? Por qué se mueven las placas tectónicas? Las placas tectónicas y los sismos en México Dónde ocurren los grandes temblores de México? Sismos de Subducción Sismos Profundos Sismos Corticales Otros Sismos Ínter placa Sismos en los océanos Un Catálogo de Sismos Moderados y Grandes Ocurridos en México Durante el siglo XX Algunas estadísticas Catalogo de los sismos más fuertes de México (M>6.5) 68 IX CAMPO MAGNÉTICO DE LA TIERRA Origen del Campo Magnético Terrestre Variaciones del Campo Magnético Terrestre Magnetismo Planetario El Campo Magnético de la Tierra 74 X GRAVIMETRÍA Introducción Historia Principio (Ley de gravitación de NEWTON) El potencial y el campo gravitatorio de la Tierra La forma teórica y la forma geométrica de la Tierra Gravedad normal g Sismógrafo Historia De Los Sismógrafos Concepto de un Sismógrafo Tipos de Sismógrafos 87 XI HIDRÓFONOS Y GEOFÓNOS Historia Hidrófonos Direccionales Reflector Matrices Geofísica Geófonos Geófono Electromagnético Geófono de Reluctancia Geófono de Capacidad 93

6 Geófono Piezoeléctrico Frecuencia Natural y Amortiguamiento de los Geófonos Características de La Sísmica de Refracción y de Las Reflexiones Sísmicas 97 CONCLUSIONES 99 BIBLIOGRAFÍA Y REFERENCIAS 100

7 INTRODUCCIÓN A lo largo de la historia del hombre sobre la tierra se ha dado a conocer su entorno, esto a dado como consecuencia la aparición de diferentes ramas de estudio dentro de la disciplina del conocimiento del hombre por decirlo de otra manera la ciencia. Muchos de los hallazgos que ha hecho el hombre han sido por mera casualidad y por el gran esfuerzo de hombres que ha lo largo de la historia han aportado un granito de arena a todo el conocimiento de nuestro planeta tierra y el universo que nos rodea. La Ingeniería a jugado un papel fundamental dentro de estos conocimientos y científicos, hay que destacar que la Ingeniería junto con la Ciencia son las grandes armas del la evolución tanto intelectual como tecnológica del ser humano. Por su parte la ingeniería se ha dedicado a aplicar métodos y formulas para resolver problemas y además de ello innovar en los aspectos de aplicación de la ciencia. Nosotros como ingenieros en comunicaciones y electrónica con la especialidad de acústica hemos querido aportar un granito de arena ha este conocimiento, realizando un trabajo de investigación que abarca el tema de la SISMOLOGÍA. La sismología dentro de la especialidad de acústica es en esencia el estudio de los terremotos y en esencia las ondas sísmicas que los producen partiendo de análisis matemáticos para poder comprenderlos y ver como actúan en la corteza terrestre así de cómo poder prevenirlos en las nuevas estructuras que se deseen construir y por ende evitar en cierta medida la perdida de vidas la suceder una catástrofe como la que representa un terremoto. Pero no solo es la investigación de los terremotos sino también es el estudio de las palcas tectónicas de la tierra y su comportamiento desde la creación de la tierra hasta su actualidad y que nos deja saber que la tierra aun sigue moviéndose sobre un mar de magma que es la roca fundida, que emerge de los volcanes y es así como podemos ver que la corteza terrestre se comporta como una costra sobre este material liquido. Así también ver las consecuencias del choque de las placas tectónicas y lo que provocan los volcanes al emerger, como también ver como es afectado el campo magnético de la tierra y sus consecuencias que puede tener en la vida sobre la tierra. Y por ultimo ver que instrumentos nos permiten monitorear a l movimiento de estas ondas sísmicas en la faz de la tierra - 1 -

8 1.1.- Formación de la Tierra 1.- HISTORIA DE LA TIERRA La tierra que hoy conocemos tiene un aspecto muy distinto del que tenía poco después de su nacimiento, hace unos millones de años. Entonces era un amasijo de rocas conglomeradas cuyo interior se calentó y fundió todo el planeta. Con el tiempo la corteza se secó y se volvió sólida. En las partes más bajas se acumuló el agua mientras que, por encima de la corteza terrestre, se formaba una capa de gases, la atmósfera. Agua, tierra y aire empezaron a interactuar de forma bastante violenta ya que, mientras tanto, la lava emanaba en abundancia por múltiples grietas de la corteza, que se enriquecía y transformaba gracias a toda esta actividad Formación del Sol y los Planetas Según los científicos, hace unos millones de años se produjo una gran explosión, el Big Bang. La fuerza desencadenada impulsó la materia, extraordinariamente densa, en todas direcciones, a una velocidad próxima a la de la luz. Con el tiempo, y a medida que se alejaban del centro y reducían su velocidad, masas de esta materia se quedaron más próximas para formar, más tarde, las galaxias. No sabemos qué ocurrió en el lugar que ahora ocupamos durante los primeros millones de años, si hubo otros soles, otros planetas, espacio vacío o simplemente, nada. Hacia la mitad de este periodo, o quizás antes, debió formarse una galaxia. Cerca del límite de esta galaxia, que hoy llamamos Vía Láctea, una porción de materia se condensó en una nueva más densa hace unos millones de años. Esto ocurría en muchas partes, pero esta nos interesa especialmente. Las fuerzas gravitatorias hicieron que la mayor parte de esta masa formase una esfera central y a su alrededor, quedasen girando masas mucho más pequeñas. La masa central se convirtió en una esfera incandescente, una estrella, nuestro Sol. Las pequeñas también se condensaron mientras describían órbitas alrededor del Sol, formando los planetas y algunos satélites. Entre ellos, uno quedó a la distancia - 2 -

9 justa y con el tamaño adecuado para tener agua en estado líquido y retener una importante envoltura gaseosa. Naturalmente, este planeta es la Tierra Sólido, Líquido y Gaseoso Después de un periodo inicial en que la Tierra era una masa incandescente, las capas exteriores empezaron a solidificarse, pero el calor procedente del interior las fundía de nuevo. Finalmente, la temperatura bajó lo suficiente como para permitir la formación de una corteza terrestre estable. Al principio no tenía atmósfera, y recibía muchos impactos de meteoritos. La actividad volcánica era intensa, lo que motivaba que grandes masas de lava saliesen al exterior y aumentasen el espesor de la corteza, al enfriarse y solidificarse. Esta actividad de los volcanes generó una gran cantidad de gases que acabaron formando una capa sobre la corteza. Su composición era muy distinta de la actual, pero fue la primera capa protectora y permitió la aparición del agua líquida. Algunos autores la llaman "Atmósfera I". En las erupciones, a partir del oxígeno y del hidrógeno se generaba vapor de agua, que al ascender por la atmósfera se condensaba, dando origen a las primeras lluvias. Al cabo del tiempo, con la corteza más fría, el agua de las precipitaciones se pudo mantener líquida en las zonas más profundas de la corteza, formando mares y océanos, es decir, la hidrosfera

10 2.- HISTORIA GEOLÓGICA DE LA TIERRA Desde su formación hasta la actualidad, la Tierra ha experimentado muchos cambios. Las primeras etapas, desde que empezó la solidificación de la masa incandescente hasta la aparición de una corteza permanente, no dejaron evidencias de su paso, ya que las rocas que se iban generando, se volvían a fundir o, simplemente, eran "tragadas" por una nueva erupción. Estas etapas primitivas son todavía un misterio para la ciencia. Además, el paso del tiempo, la erosión, los distintos cambios... han ido borrando las señales, por lo que, cuanto más antiguo es el periodo que se pretenda analizar, mayores dificultades vamos a encontrar. La Tierra, no lo olvidemos, sigue evolucionando y cambiando Eones, Eras, Periodos y Épocas Geológicas El Eón es la unidad más grande de tiempo geológico. Se divide en diversas eras geológicas. Cada era comprende algunos periodos, divididos en épocas. Cuanto más reciente es un periodo geológico, más datos podemos tener y, en consecuencia, se hace necesario dividirlo en grupos más pequeños. Se obtienen registros de la geología de la Tierra de cuatro clases principales de roca, cada una producida en un tipo distinto de actividad cortical: 1.- Erosión y transporte que posibilitan la posterior sedimentación que, por compactación y litificación, produce capas sucesivas de rocas sedimentarias. 2.- Expulsión, desde cámaras profundas de magma, de roca fundida que se enfría en la superficie de la corteza terrestre, dando lugar a las rocas volcánicas. 3.- Estructuras Geológicas formadas en rocas preexistentes que sufrieron deformaciones. 4.- Actividad Plutónica o Magmática en el interior de la Tierra

11 2.2.- Documentación de las Fechas del Pasado. Las divisiones de la escala de tiempos geológicos resultante se basan, en primer lugar, en las variaciones de las formas fósiles encontradas en los estratos sucesivos. Sin embargo, los primeros a 600 millones de años de la corteza terrestre están registrados en rocas que no contienen casi ningún fósil, es decir, sólo existen fósiles adecuados de los últimos 600 millones de años. Por esta razón, los científicos dividen la extensa existencia de la Tierra en dos grandes divisiones de tiempo: el precámbrico (que incluye los eones arcaicos y proterozoico) y el fanerozoico, que comienza en el cámbrico y llega hasta la época actual. El descubrimiento de la radiactividad permitió a los geólogos del siglo XX idear métodos de datación nuevos, pudiendo así asignar edades absolutas, en millones de años, a las divisiones de la escala de tiempos. Edad (años) Eón Era Periodo Época Precámbrico Azoica Arcaica Proterozoica Fanerozoico Paleozoica Cámbrico Ordovícico Silúrico Devónico Carbonífero Pérmico Mesozoica Triásico Jurásico Cretáceo Cenozoica Terciaria Paleoceno Eoceno Oligoceno Mioceno Plioceno Cuaternaria Pleistoceno Holoc - 5 -

12 2.3.- Historia Geológica: el Paleozoico Este periodo tan largo de la historia de la Tierra abarca desde su formación, hace unos millones de años, hasta hace unos 580 millones de años, es decir, casi años de historia del planeta. Ocupa el 88% de la historia de la Tierra. Bueno, no todo el mundo está de acuerdo. Algunos autores llaman "Azoico" al periodo en que la Tierra estaba todavía en formación y sitúan el inicio del Precámbrico alrededor de hace millones de años, cuando la corteza estaba ya (más o menos) consolidada y se empezaron a formar las primeras sustancias orgánicas. Del mismo modo, otros sitúan el final del periodo entre millones de años atrás, cuando aparecen las primeras algas. Sea como fuere, dos cosas están claras: que es el periodo geológico más largo y que, en él, la Tierra se estabilizó y aparecieron los primeros organismos vivos, muy simples, por cierto De Bola Incandescente a Casa de la Vida El periodo en el que la tierra se estaba transformando desde una bola incandescente hasta un planeta con corteza, se conoce como "Azoico" o "Catarqueano". Este proceso se suele dar por terminado hace unos millones de años, cuando la Tierra quedó "un poco más" estabilizada. La corteza terrestre, al final de este periodo, era muy frágil, más delgada que ahora y con una enorme cantidad de movimientos provocados por terremotos y erupciones volcánicas. En lo que sí están de acuerdo casi todos es en que, aproximadamente por estas fechas, la superficie terrestre quedó establecida. Se inicia la era (o Eón, según algunos) Arcaica. La corteza se fue enfriando y se formaron las primeras rocas ígneas y metamórficas. Las abundantes lluvias generaron los océanos y mares, mientras la temperatura a nivel de superficie seguía descendiendo. Hace unos millones de años se inició el Proteozoico, palabra que significa "tiempo de vida inicial". En efecto, algunas moléculas complejas - 6 -

13 consiguieron unirse, en ese ambiente cálido y húmedo, para formar los primeros organismos orgánicos, principio de la vida. Estos primeros organismos unicelulares necesitaron casi millones de años para conseguir organizarse en formas más complejas. Mientras tanto, la corteza siguió enfriándose, la atmósfera inició una transformación (todavía lo hace) y los océanos se estabilizaron, relativamente. Hace unos 560 millones de años aparecieron los primeros organismos pluricelulares. A partir de aquí se da por terminado el Proteozoico y, con él, el Precámbrico. A lo largo del oscuro Precámbrico se formaron una buena parte de la base material que constituye la corteza de la Tierra, en la cual se producen los fenómenos geológicos que más nos afectan. Con la aparición de los organismos pluricelulares se inicia el Fanerozoico, época que se caracteriza por un gran número de fósiles que demuestran la presencia de vida pluricelular en un planeta habitable Historia Geológica: el Paleozoico Esta era antigua duró unos 315 millones de años. El planeta era muy distinto del actual. Las tierras emergidas tenían el aspecto de islas más o menos dispersas alrededor del ecuador terrestre. Algunas de estas islas eran América del Sur, Laurentia y Gondwana. Durante esta época se produjeron numerosos plegamientos. El clima era todavía cálido y húmedo. Esto favoreció la proliferación de los organismos pluricelulares y su posterior evolución

14 2.6.- La Vida en el Agua y en la Tierra En un principio, la vida en el mar se hizo muy rica. Los fósiles de la primera mitad del Paleozoico son algunos invertebrados como trilobites, graptolitos, y crinoideos. Los correspondientes a la segunda mitad de esta era, comprenden algunos fósiles de plantas y de vertebrados, como peces y reptiles. En el periodo Cámbrico, iniciado hace 560 millones de años, la vida, vegetal y animal, estaba confinada a los mares. Aparecen los primeros caracoles, así como los moluscos cefalópodos. En el reino vegetal las plantas predominantes eran las algas en los océanos y los líquenes en la tierra. Su enorme proliferación contribuyo al aumento de oxígeno en la atmósfera terrestre. En el siguiente periodo, Ordovícico, iniciado hace 510 millones de años, aparecieron animales que poseían una estructura anatómica precursora de la espina dorsal. Aparecen los primeros vertebrados, unos peces primitivos, y los corales. Los animales más grandes fueron unos cefalópodos (moluscos), que tenían un caparazón de unos 3 m de largo. Las plantas de este periodo eran similares a las del periodo anterior. Hace 438 millones de años se inicia el Silúrico. El avance evolutivo más importante fue la aparición del primer animal de respiración aérea, un escorpión. También pertenece a este periodo el primer fósil clasificado de una planta vascular (plantas terrestres con tejidos que transportan el alimento), aunque los tallos y las hojas todavía no estaban diferenciados. La aparición de estos organismos hace creer que la composición de la atmósfera empezaba a parecerse a la actual. En la siguiente página de este capítulo se tratan los tres periodos restantes en que se divide el Paleozoico: Devónico, Carbonífero y Pérmico

15 2.7.- El Paleozoico: Devónico, Carbonífero y Pérmico El periodo Devónico, que comenzó hace 408 millones de años, se caracteriza por la aparición de varios tipos de peces, que abarcaban tiburones, dipnoos, peces acorazados y una forma primitiva de peces con escamas duras, de los cuales evolucionaron probablemente los antepasados de los anfibios. También había corales, estrellas de mar, esponjas y trilobites, así como el primer insecto conocido. Se desarrollaron las plantas leñosas y, a finales del Devónico, lo hicieron otras plantas terrestres tales como los helechos y helechos con semillas, colas de caballo y unos árboles escamosos relacionados con los actuales lagos. Aparecen los primeros bosques La Diversidad de la Vida El periodo Carbonífero comenzó hace unos 360 millones de años. Un grupo de tiburones, los cestraciontes, predominaron entre todos los grandes organismos marinos. Los animales terrestres más notables fueron una especie de lagartijas anfibias que provenían de los dipnoos. Diversas plantas terrestres comenzaron a diversificarse y a aumentar de tamaño, sobre todo en zonas pantanosas. En la segunda parte del carbonífero surgieron los reptiles, que evolucionaron a partir de los anfibios y que eran ya terrestres en su totalidad. Otros animales de este periodo fueron los arácnidos, las serpientes, los escorpiones, más de 800 especies de ranas y los insectos más grandes que han existido. Los vegetales mayores eran unos árboles escamosos, cuyos troncos medían más de 1,8 m en la base y tenían una altura de 30 metros. También abundaron en este periodo unas gimnospermas primitivas y la primera conífera verdadera, una forma avanzada de gimnosperma, que consiste en una planta vascular con semillas, pero sin flores. De las antiguas masas terrestres, sólo el protocontinente de Siberia se encontraba al norte de los trópicos, llegando casi hasta el polo norte. El supercontinente de Gondwana, que comprendía lo que llegaría a ser Sudamérica, África, India, Australia y Antártida, se encontraba en su totalidad en el hemisferio sur; abarcaba una vasta superficie centrada en las inmediaciones del polo sur

16 El último periodo del Paleozoico, el Pérmico, comenzó hace 286 millones de años. Ocurrieron sucesos tan relevantes como la desaparición de gran parte de los organismos marinos y la rápida evolución y expansión de los reptiles, que eran de dos tipos: reptiles semejantes a los lagartos, completamente terrestres, y reptiles semiacuáticos lentos. De entre todos los reptiles, fueron un pequeño grupo, los Theriodontia, los que dieron lugar a los mamíferos. La vegetación de este periodo, muy abundante, estaba constituida sobre todo por helechos y coníferas. La parte final del paleozoico fue un periodo de agitación generalizada de la corteza terrestre. Emergieron continentes de debajo de los mares poco profundos del carbonífero precedente. Los depósitos acumulados en fosas geosinclinales fueron sometidos a presión y elevados en forma de sistemas montañosos: los Apalaches del centro y del sur en Norteamérica, y los Urales en Rusia. Europa y Asia se unieron mientras que al oeste una colisión entre placas continentales unía Norteamérica con el continente de Gondwana. De este modo, todas las masas continentales de la tierra se reunieron en una sola, llamada Pangea Historia Geológica: el Mesozoico Esta era intermedia duró unos 160 millones de años. En sus inicios todos los continentes, o islas, del periodo anterior se habían reunido en un único continente gigantesco al que llamamos Pangea, es decir, toda la Tierra. Los principales plegamientos se produjeron en la vertiente oeste de América, las Montañas Rocosas en el norte y los Andes en el Sur. El clima siguió siendo cálido, pero algo más seco. La Tierra estaba dominada por enormes coníferas por lo que su aspecto, desde el espacio, debería ser mucho más verde que el actual. Entre los animales aparecieron y, al final, se extinguieron los famosos dinosaurios

17 Aparición de los Dinosaurios Durante estos 160 millones de años no se produjeron grandes movimientos orogénicos. En esta era desaparecieron grandes grupos de animales como los trilobites, graptolites y peces acorazados. Se desarrollaron ampliamente los vertebrados, sobre todo los reptiles, por lo que a la Era Secundaria se le llama también la Era de los Reptiles o era de los dinosaurios. También se desarrollan plantas angiospermas, de flores vistosas. El mesozoico se divide en tres periodos: Triásico, Jurásico y Cretáceo. En esta página nos centramos en el primero y dejamos los otros dos para la siguiente. El Triásico fue un periodo geológico que se extendió desde alrededor de 248 a 213 millones de años atrás. Se caracteriza fundamentalmente por la aparición de los grandes dinosaurios. Los continentes África y América del Sur estaban juntos, con una actividad magmática al límite de los dos continentes. Durante el triásico, el supercontinente Pangea empezó a desmembrarse. Al ir estirándose la corteza terrestre, se hundieron grandes bloques, creando cuencas. El clima era cálido en general. En tierra dominaban los árboles perennifolios, en su mayor parte coníferas, y ginkgos. El triásico marca la aparición de los primeros mamíferos verdaderos, pero poco se sabe acerca de su fisiología. Entre los invertebrados, los insectos estaban representados por la primera especie en experimentar una metamorfosis completa, atravesando las fases de larva, pupa y adulto. En los mares había belemnites similares a calamares, ammonites y crustáceos. El 75% de las especies de invertebrados desaparecieron en una extinción en masa a finales del cretácico El Mesozoico: Jurásico y Cretáceo El Jurásico se ha hecho famoso en nuestros días gracias al cine. Fue la época del esplendor de los dinosaurios, cuando estos dominaban la Tierra. Aunque menos famoso, el Cretáceo es un periodo crucial en la historia geológica de la Tierra. Veremos por qué

18 Esplendor y Fin de los Dinosaurios El Jurásico abarca desde alrededor de 213 a 144 millones de años atrás y Toma su nombre de los estratos de roca de la cordillera del Jura. Se caracteriza por la hegemonía de los grandes dinosaurios y por la escisión de Pangea en los continentes Norteamérica, Eurasia y Gondwana. De este último se escindió Australia (en el jurásico superior y principios de cretáceo), dando origen a nuevas especies de mamíferos. Mientras que los mares crecían y se unían, zonas de agua marina poco profundas y cálidas se extendieron por gran parte de Europa y de otras masas continentales que bordeaban el mar de Tetis. Hacia el final del jurásico, estos mares bajos empezaron a secarse, dejando depósitos gruesos de caliza en donde se formaron algunas de las más ricas acumulaciones de petróleo y de gas. El Cretáceo o Cretácico empezó hace unos 145 y duró hasta 65 millones de años atrás. La datación del final de la era es muy precisa, pues ésta se hace coincidir con la de una capa geológica con fuerte presencia de Iridio, en la península del Yucatán y el golfo de México, y que se supone coincide con la caída de un enorme meteorito que pudo provocar la extinción de los dinosaurios. Este acontecimiento marca el fin de la Era Mesozoica. Al final de esta era aparecen los mamíferos y las aves primitivas. Durante el cretácico tardío, el nivel del mar subió en todo el mundo, inundando casi un tercio de la superficie terrestre actual. Así, el calor del sol pudo distribuirse más hacia el norte gracias a las corrientes marinas, dando lugar a un clima global cálido y suave, sin casquetes de hielo en los polos y una temperatura en las aguas del Ártico de 14 ºC o más. A finales del cretácico, la flora había adoptado ya una apariencia moderna e incluía muchos de los géneros actuales de árboles, como aquellos a los que pertenecen el roble, la haya y el arce

19 Historia Geológica: el Cenozoico La última y más reciente era geológica abarca los últimos 65 millones de años. Los continentes adquieren, paulatinamente, el aspecto y situación actuales aunque, al principio, el océano Atlántico era bastante más estrecho y lo que ahora es la península india se encontraba "viajando" desde el sureste de África hasta su ubicación actual. En esta época se produce el plegamiento Alpino, creador de grandes cadenas montañosas como los Alpes, el Atlas y el Himalaya. El clima se enfría y aparecen las glaciaciones. Entre los animales destaca la evolución de los mamíferos, siendo el más conocido el imponente mamut, una especie de elefante especialmente preparado para los climas helados. La Era Terciaria se divide en varios periodos que son: El Paleoceno abarca el intervalo transcurrido entre 65 y 56,5 millones de años atrás. Marca el paso final en la desmembración del supercontinente Pangea que empezó a separarse en los comienzos del mesozoico temprano. Los movimientos de la tectónica de placas separaron finalmente la Antártida de Australia; en el hemisferio norte, el fondo marino en expansión del Atlántico norte ensanchado alejó Norteamérica de Groenlandia. Al haber desaparecido los dinosaurios al final del cretácico, el periodo precedente, la vida mamífera empezó a dominar en la Tierra. Los principales mamíferos que aparecieron fueron los marsupiales, los insectívoros, los lemures, los creodontos (ancestro carnívoro común de todos los félidos y los cánidos) y animales ungulados primitivos a partir de los cuales fueron evolucionando diversos grupos como los caballos, los rinocerontes, los cerdos y los camellos. El Eoceno comenzó hace unos 56,5 millones de años y finalizó hace unos 35,4 millones de años. En el hemisferio occidental, el eoceno supuso el alzamiento de las grandes cadenas montañosas que se extienden hacia el norte y el sur en el oeste de América. El supercontinente de Laurasia siguió desgajándose. Las fuerzas generadas por las colisiones continentales que habían comenzado al principio de la era precedente, el mesozoico, condujeron al alzamiento de los sistemas montañosos alpino e himalayo

20 Mientras tanto, sobre las llanuras del noreste de la India corrieron ingentes cantidades de basalto fundido al unirse este subcontinente recién formado, desgajado de África durante el cretácico, a Asia. En el hemisferio sur, la Antártida y Australia, que habían estado unidas después de separarse de Gondwana en el mesozoico, se separaron a su vez y se alejaron la una de la otra. La rápida evolución de nuevos órdenes de mamíferos, iniciada en el paleoceno, siguió adelante. En Europa y Norteamérica aparecieron al mismo tiempo formas ancestrales del caballo, el rinoceronte, el camello y otros grupos modernos, como los murciélagos, los primates y roedores similares a las ardillas. Muchos de ellos eran muy pequeños en comparación con las formas actuales. Los carnívoros de aquel entonces, llamados creodontos, fueron el tronco del que evolucionarían los perros y los gatos modernos. El final de esta época fue testigo de la primera adaptación de los mamíferos a la vida marina. En el próximo capítulo se comentan los otros tres periodos la Era Terciaria: Oligoceno, Mioceno y Plioceno El Cenozoico: Oligoceno, Mioceno y Plioceno El Oligoceno se inició hace unos 35,4 millones de años y finalizó hace unos 23,3 millones de años. Las colisiones entre las placas de la corteza terrestre continuaron sin pausa desde el eoceno. En el hemisferio oriental, los restos afro árabes e indios del anterior supercontinente de Gondwana chocaron con Eurasia al norte, cerrando el extremo oriental del mar de Tetis y dejando en su lugar un residuo muy mermado, el Mediterráneo. Las fuerzas de compresión generadas por la colisión contribuyeron a elevar un extenso sistema de cadenas de montañas, desde los Alpes en el Oeste hasta el Himalaya en el Este. Mientras tanto, la placa australiana chocaba contra la Indonesia, y la norteamericana había empezado a solaparse sobre la del Pacífico. El clima siguió siendo subtropical y húmedo en toda Norteamérica y Europa, pero había comenzado una tendencia al enfriamiento global a largo plazo, que culminaría en los periodos glaciales del pleistoceno. Los mamíferos estaban ya establecidos como forma de vida terrestre dominante. Équidos antecesores de los actuales caballos, rinocerontes (un subgrupo, el Baluchitherium de Asia central, es el mamífero terrestre más grande de

21 todos los tiempos), Los camellos del tamaño de ovejas, y los primeros elefantes, carentes tanto de colmillos como de trompa. Los creodontos se habían diferenciado ya para dar lugar a los antecesores de los actuales perros y gatos. Los roedores estaban muy extendidos, y entre los primates se encontraban el tarsero y el lémur. De los estratos del oligoceno se han extraído huesos de los primeros monos del Viejo Mundo, así como los de una única especie de gran simio. El Mioceno comenzó hace 23,3 millones de años y finalizó hace 5,2 millones de años. La elevación de las grandes cordilleras montañosas que había comenzado durante el oligoceno, siguió adelante, acabando de forma los Alpes en Europa, el Himalaya en Asia y las cadenas montañosas del continente americano. Los sedimentos producidos por la erosión de estos sistemas se depositaron en cuencas marinas poco profundas, para terminar convirtiéndose en la localización de ricos depósitos petrolíferos en California, Rumania y la costa oeste del mar Caspio. El clima del mioceno era más fresco que el de la época precedente. En el hemisferio sur se había establecido ya un sistema circumplanetario de corrientes oceánicas, que aislaba a la Antártida de las corrientes más cálidas del resto del mundo. Esto favoreció la aparición de un gran casquete de hielo antártico. En el hemisferio norte, grandes áreas antes cubiertas por espesos bosques se convirtieron en grandes praderas. La fauna del mioceno contempla la aparición del mastodonte, al igual que el mapache y la comadreja. Durante esta época, los grandes simios, relacionados con el orangután, vivían en Asia y en la parte sur de Europa. El Plioceno se extiende desde hace 5,2 millones de años hasta 1,6 millones de años atrás. En el oeste de Norteamérica, la subducción de la placa tectónica del Pacífico contribuyó a la elevación de sierra Nevada y de la cordillera volcánica de las Cascadas. En Europa, los Alpes continuaron su ascensión apoyados por el movimiento de la tectónica de placas que empujaba y combaba la corteza en una región amplia de este continente. Al final del mioceno, la colisión de las placas africana e ibérica había formado el sistema bético-rifeño y cortado la comunicación entre el Mediterráneo y el Atlántico, con lo que se produjo la desecación del primero, en cuya cuenca se instaló un clima árido depositándose grandes cantidades de sales. Al iniciarse el plioceno se volvió a abrir el paso y el Mediterráneo se llenó de nuevo. El clima se hizo más frío y seco. Los mamíferos se habían establecido desde hacía tiempo como la forma de vida vertebrada dominante y es durante el plioceno cuando se produce la evolución de un grupo de primates, los homínidos, con diversas especies, desde los Australopitecinos al Homo habilis y al Homo erectus, consideradas antepasados directos del Homo sapiens. El próximo capítulo trata sobre los últimos periodos del Cenozoico, conocidos como Era Cuaternaria

22 Historia Geológica: El Cuaternario El Cuaternario es el periodo del Cenozoico que empezó 1,64 millones de años, y comprende hasta nuestros días. El cuaternario se divide en pleistoceno, la primera y más larga parte del periodo, que incluye los periodos glaciales, y la época reciente o postglacial, también llamada holoceno, que llega hasta nuestros días. El pleistoceno es llamado a veces "la era del Hombre", porque los seres humanos evolucionaron en este periodo. En el siguiente periodo, el Holoceno, los seres humanos fueron capaces de desarrollar una vida organizada en grupos sociales a la que llamamos civilización El Pleistoceno En la primera parte del Cuaternario, llamada Pleistoceno, el hielo se extendió en forma de glaciares sobre más de una cuarta parte de la superficie terrestre. En las regiones libres de hielo, la flora y la fauna dominantes eran esencialmente las mismas que las del plioceno. Un sistema glaciar estaba centrado sobre Escandinavia, y se extendía hacia el sur y hacia el este a través del norte de Alemania y el oeste de Rusia, y hacia el suroeste sobre las islas Británicas. El segundo gran sistema glaciar del hemisferio norte cubría la mayor parte de Siberia. Otro sistema glaciar cubrió Canadá y se extendió hasta Estados Unidos. Las regiones ártica y antártica estaban también cubiertas de hielo, al igual que la mayoría de los picos de las montañas altas de todo el mundo. Los efectos topográficos de la acción de los glaciares durante el pleistoceno son perceptibles en buena parte del mundo. A finales del pleistoceno, no obstante, en Norteamérica se habían extinguido muchas especies de mamíferos, incluidos la llama, el camello, el tapir, el caballo y el yak. Otros grandes mamíferos, como el mastodonte, el tigre dientes de sable y el perezoso terrestre, se extinguieron en todo el mundo. Mientras se acumulaba hielo y nieve en las latitudes altas, en las más bajas aumentaban las lluvias, lo que permitió que la vida vegetal y animal floreciera en áreas del norte y el este de África que hoy son yermas y áridas. Se han descubierto

23 pruebas de que el Sahara estuvo ocupado por cazadores nómadas, así como por jirafas y otros rumiantes durante el pleistoceno tardío El Holoceno Durante la época reciente, el Holoceno, que comenzó hace unos años, el deshielo hizo subir treinta o más metros el nivel del mar, inundando grandes superficies de tierra y ensanchando la plataforma continental del oeste de Europa y el este de Norteamérica. En general, es una época de clima cálido, en el que se asientan las actuales distribuciones geográficas de la fauna y la flora. Los seres humanos empezaron a organizarse en grupos sociales que se concentraban en "ciudades" (de ahí proviene la palabra "civilización"). Paulatinamente empezaron a compaginar la caza y la pesca con la agricultura y la ganadería, lo que provocó el asentamiento en lugares estables y el abandono de la vida nómada. A pesar de que, como periodo geológico, se extiende hasta nuestros días, el estudio del Holoceno se extiende hasta la invención de la escritura. El primer escrito que se conoce se atribuye a los sumerios de Mesopotamia, hace unos años. A partir de este momento empieza lo que llamamos "historia"

24 3.- CONTINENTES ANTIGUOS Gondwana GONDWANA (Gondwana land).- Supercontinente que se cree ha existido en el hemisferio sur hasta el cretácico. Se componía de América del Sur, África, Arabia, Madagascar, India, Sri Lanka, Australia, Nueva Zelanda y Antártico. subcontinente indio. Gondwana fue el continente meridional que existió durante el paleozoico y el mesozoico inferior. Comprendía la mayor parte de lo que ahora son Sudamérica, África (incluida Madagascar), Australia, Antártida y la península Indostánica o El movimiento de las placas originó a finales del precámbrico un supercontinente o Pangea I, del que poco a poco se desgajó Gondwana. Entre principios del carbonífero y finales del pérmico, Gondwana y los distintos protocontinentes, antecesores de Norteamérica, Europa y Asia, se fueron aproximando y se ensamblaron otra vez en una única masa gigantesca de tierra llamada Pangea II. Durante estos periodos, Gondwana estaba situada en las inmediaciones del polo sur, y por ello su clima era, según las zonas, frío o glaciar. Los depósitos caóticos de cantos irregulares en Brasil o en el sur de África son vestigios de la glaciación pérmica. Durante el triásico, al principio de la era mesozoica, se inició la fragmentación de Pangea en dos bloques: Laurasia al norte y Gondwana al sur. En medio de ambos se abrió el mar de Tetis, del cual el Mediterráneo constituye un vestigio. Comenzó a formarse el océano Índico, de tal forma que se mantuvieron unidas África y Sudamérica mientras el resto de los continentes se separaba. Durante el jurásico y el cretácico continuó la fragmentación de Gondwana, al tiempo que progresaba la formación del océano Atlántico. Mientras tanto, el subcontinente indio se dirigía hacia su posición actual y Australia se desgajaba de la Antártida. Los registros fósiles indican que el clima, frío a principios del triásico, se fue tornando más cálido y permitió el desarrollo de una flora tropical

25 3.2.- Pangea Alfred Wegener postuló, a principios del siglo XX, la existencia de este gran continente para poder explicar varios fenómenos geológicos y biológicos. Entre ellos están: la correspondencia entre las costas atlánticas de África y Sudamérica, la semejanza entre sistemas montañosos paleozoicos de ambos lados del Atlántico y la distribución de algunos grupos de seres vivos, como los marsupiales. Wegener concluyó que los continentes actuales, separados, se han desplazado lateralmente a partir de uno mayor al que denominó Pangea. La opinión de Wegener fue considerada radical por muchos geólogos de su época. Según el registro fósil, en el carbonífero, la flora predominante en las zonas que ahora son Eurasia y Norteamérica era tropical, mientras que la de Gondwana, el supercontinente que comprendía la mayor parte de lo que ahora son Sudamérica, África, el subcontinente indio y Australia, era propia de climas fríos. El primer tipo ha dado lugar a los yacimientos de carbón más importantes. Esta flora tropical se desarrolló en pantanos que estaban habitados por insectos gigantescos, crustáceos y algunos anfibios. Durante el pérmico, último periodo de la era paleozoica, en Pangea se produjo la primera diversificación de los reptiles. Los movimientos continentales continúan en la actualidad y se sigue produciendo un ciclo que comenzó cuando se formó Pangea. Sin embargo, este continente es el resultado de un ciclo anterior en el que otras masas continentales se desplazaron hasta quedar unidas. Modernamente se habla de Pangea II para referirse al supercontinente que se formó a finales del paleozoico y se disgregó a lo largo del mesozoico, reservando el término de Pangea I para una anterior agrupación continental habida a finales del proterozoico (precámbrico). De esta manera, se había producido un ciclo de disgregación y reagrupación entre Pangea I y Pangea II que posiblemente reprodujera ciclos anteriores desarrollados en el Proterozoico (pangeas más antiguas) de las que, sin embargo, no hay pruebas Columnas Estratigráficas. Par el estudio de este punto del trabajo debemos saber lo que significan diversos términos; comenzaremos por estrato, se le conoce así, a la masa mineral en forma de capa, que presenta un espesor próximamente uniforme de 1cm. que constituye a los terrenos sedimentarios; basándose en los fósiles que contienen, se pueden poner en correlación estratos de rocas de distintos lugares. Al establecer nuevas relaciones, los geólogos empezaron a componer grandes grupos que se convirtieron en el fundamento de la división del tiempo geológico en vastos bloques. De esta forma, se dividió la historia de la Tierra (precámbrica, paleozoica, mesozoica y cenozoica); éstas, a su vez, fueron fragmentadas en periodos. Esta clasificación es fundamental en el estudio de la geología. Es importante saber que la estratificación es la disposición de las partículas que constituyen a las capas o estratos de un terreno y esta se refiere únicamente a las rocas sedimentarias, otro término es el de fisialidad esta se refiere a la característica que presentan las rocas de poder partirse en laminas muy delgadas como escamas

26 La Estratigrafía, rama de la geología cuya finalidad es el estudio de las rocas vistas como capas o estratos. Centrada en especial en las rocas sedimentarias, la disciplina se ha extendido a todos los tipos de rocas y a sus interrelaciones, en especial las cronológicas. Conociendo estos términos desarrollaremos el tema. La estratificación anteriormente mencionada puede ser: paralela, es cuando las capas se mantienen paralelas (relativamente), en su extensión. Y cruzada cuando las capas presentan una estratificación inclinada. La escala relativa se confeccionó aplicando los principios de la estratigrafía. Uno de ellos es la ley de la superposición que conforme al principio de horizontalidad: que explica los estrados cuando se depositan son horizontales o casi horizontales y al principio básico de estratigrafía: Este tema de estudio fue iniciado en Inglaterra por William Smith, que realizó el primer mapa geológico de Inglaterra (1815), y en Francia por Georges Cuvier y Brongniart. Dicha ley de superposición establece que, en una sucesión no perturbada de estratos, las capas más jóvenes yacen sobre las más antiguas. Esto permite una apreciación del cambio de las condiciones con el tiempo. Ya que Con las técnicas disponibles en la época, los geólogos del siglo XIX sólo podían componer una escala de tiempo relativa. Así, la edad de la Tierra y la duración de las unidades de esta escala permanecieron desconocidas hasta principios del siglo XX. Poco después del descubrimiento de la radiactividad, se desarrollaron los métodos radiométricos de datación. Con ellos, se pudo calibrar la escala relativa de tiempo geológico creando una absoluta. El segundo, que los lechos de roca se caracterizan por su contenido de fósiles, lo que facilita el seguimiento de los lechos en el terreno entre distintas afloraciones. La variación observada entre las formas de vida en las series de rocas llevó al desarrollo, durante el siglo XIX, de la columna estratigráfica, una tabla basada en las sucesiones de rocas a lo largo del tiempo geológico. Los estratos se han depositado originalmente a su densidad y en capas horizontales superpuestas, gracias a esto en la estratigrafía se puede determinar la edad relativa de los estratos. Sin embargo la mayoría de los estratos no presentan continuidad estratigráfica o concordancia esto debido a la ausencia de una o varias capas lo cual crea la discontinuidad estratigráfica o discordancias interrupción temporal en una secuencia estratigráfica esto debido a un cambio en el régimen, en el cual dio lugar a que cesara el depósito durante un intervalo considerado de tiempo. Existen diferentes tipos de discordancia entre ellos: La discordancia angular: cuando las rocas descansan sobre una formación inclinada. La discordancia litológica cuando la capa de rocas sedimentarias descansa sobre ígneas y metamórficas. La discordancia erosional: cuando los estratos de dos formaciones paralelas presentan como plano de separación una superficie irregular. La discordancia estratigráfica: cuando varias capas son separadas por planos de estratificación

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28 4.- LA TEORIA DE LA TECTONICA DE PLACAS Tectónica de placas Tectónica de placas, teoría de tectónica global (deformaciones estructurales geológicas) que ha servido de paradigma en la geología moderna, para la comprensión de la estructura, historia y dinámica de la corteza de la Tierra. La teoría se basa en la observación de que la corteza terrestre sólida está dividida en unas veinte placas semirrígidas. Las fronteras entre estas placas son zonas con actividad tectónica donde tienden a producirse sismos y erupciones volcánicas. Los Himalayas son generalmente conocidos como el 'techo del mudo' porque presentan los picos más altos de la Tierra. El más famoso es el Monte Everest a 8,848 metros sobre el nivel del mar. La roca que lo cubre es piedra caliza, que se forma en el fondo de los mares cálidos y poco profundos y que se compone totalmente de fósiles marinos, desde plancton hasta almejas y peces. Durante años, los geólogos no lograban explicar cómo los residuos endurecidos de pequeños organismos marinos podían existir en la cumbre de una montaña. Durante miles de millones de años se ha ido sucediendo un lento pero continuo desplazamiento de las placas que forman la corteza del planeta Tierra, originando la llamada "tectónica de placas", una teoría que complementa y explica la deriva continental. Los continentes se unen entre sí o se fragmentan, los océanos se abren, se levantan montañas, se modifica el clima, influyendo todo esto, de forma muy importante en la evolución y desarrollo de los seres vivos. Se crea nueva corteza en los fondos marinos, se destruye corteza en las trincheras oceánicas y se producen colisiones entre continentes que modifican el relieve. Aunque la revolución de la tectónica de placas en el pensamiento geológico ha ocurrido hace poco (en las décadas de 1960 y de 1970), las raíces de la teoría fueron establecidas por observaciones y deducciones anteriores. En uno de estos descubrimientos, James Hall, geólogo neoyorquino, observó que los sedimentos acumulados en cordilleras montañosas son al menos diez veces más gruesos que los del interior continental de la Tierra. Este hecho estableció las bases de la teoría geosinclinal posterior que afirma que la corteza continental crece por acumulaciones progresivas originadas como geosinclinales antiguos y plegados, endurecidos y consolidados en placas. Esta teoría quedó bien establecida en el siglo XX. Otro descubrimiento del siglo XIX fue la existencia de una dorsal en medio del océano Atlántico; hacia la década de 1920, los científicos llegaron a la conclusión que esta dorsal se extendía dando casi una vuelta completa a la Tierra

29 4.2.- Las Bases de la Teoría Según la teoría de la tectónica de placas, la corteza terrestre está compuesta al menos por una docena de placas rígidas que se mueven a su aire. Estos bloques descansan sobre una capa de roca caliente y flexible, llamada astenosfera, que fluye lentamente a modo de alquitrán caliente. Los geólogos todavía no han determinado con exactitud como interactúan estas dos capas, pero las teorías más vanguardistas afirman que el movimiento del material espeso y fundido de la astenosfera fuerza a las placas superiores a moverse, hundirse o levantarse. El concepto básico de la teoría de la tectónica de placas es simple: el calor asciende. El aire caliente asciende por encima del aire frío y las corrientes de agua caliente flotan por encima de las de agua fría. El mismo principio se aplica a las rocas calientes que están bajo la superficie terrestre: el material fundido de la astenosfera, o magma, sube hacia arriba, mientras que la materia fría y endurecida se hunde cada vez más hacia al fondo, dentro del manto. La roca que se hunde finalmente alcanza las elevadas temperaturas de la astenosfera inferior, se calienta y comienza a ascender otra vez. Este movimiento continuo y, en cierta forma circular, se denomina convección. En los bordes de la placa divergente y en las zonas calientes de la litosfera sólida, el material fundido fluye hacia la superficie, formando una nueva corteza