T-1 NUESTRO PLANETA: LA TIERRA.

Transcripción

1 T-1 NUESTRO PLANETA: LA TIERRA. 1.- LA FORMACIÓN DE LA TIERRA Y LA DIFERENCIACIÓN EN CAPAS. La hipótesis actual sobre la formación del sistema solar es la hipótesis nebular. Según esta hipótesis, hace unos 5 mil millones de años el sistema solar se formó a partir de una nube de gas hidrógeno gigante, procedente de la explosión de una supernova. La onda de choque de esta supernova pudo haber desencadenado la formación del Sol, causando el colapso gravitatorio de la nube de gas. Esta explosión inundaría el espacio circundante de los elementos, desde el carbono al hierro, que encontramos en la composición de la Tierra y que solo se forman en el interior de las estrellas. Acreción colisional. Tras la explosión se formó una protoestrella rodeada por un disco de materiales que giraban alrededor de la estrella y que chocaban entre sí. El choque y la unión de estos cuerpos generaban cuerpos de masa cada vez mayor. Acreción gravitacional. A medida que estos cuerpos iban creciendo en tamaño, su fuerza gravitatoria aumentaba, de forma que aumentaba su capacidad para atraer cuerpos más pequeños en una fase de crecimiento más rápida. A los cuerpos formados de esta manera se los conoce como planetésimos y su tamaño es de varios kilómetros. Formación de los planetas. La fuerza de la gravedad actúa sobre estos planetésimos provocando el impacto de unos con otros, lo que favorece la formación gradual de estructuras cada vez mayores que evolucionaron y dieron lugar a embriones planetarios. En cada región del disco comenzó a dominar un solo gran protoplaneta, ya que los cuerpos más grandes terminaron atrayendo los fragmentos más pequeños, de forma que barren todos los que van encontrando en su órbita al ir chocando con ellos. La aglomeración de estos cuerpos mediante impactos sucesivos permitió más tarde la aparición de los planetas y satélites. De esta forma se originan los planetas rocosos y, probablemente, los núcleos de los planetas gaseosos. Formación de las capas de la Tierra. La siguiente fase de formación consistiría en una diferenciación en distintas capas en el cuerpo planetario. Podemos imaginar que la temperatura del planeta era del orden de miles de grados centígrados debido a los choques y a la desintegración radiactiva de algunos de los elementos que los componen.

2 Debido a las altas temperaturas, se produjo la fusión de los diferentes materiales que componían la Tierra primigenia y se propició una diferenciación gravitatoria de sus elementos químicos. De esta manera se obtuvo una distribución concéntrica en función de la densidad de los elementos constituyentes, así como por las afinidades que tenían estos para asociarse y formar compuestos químicos estables. Es por ello que el hierro y el níquel se desplazaron hacia el interior, mientras que el silicio, carbono, aluminio y calcio se situarían en zonas más superficiales. Formación de la hidrosfera y atmósfera. La última fase tuvo lugar después de formarse la corteza terrestre. La Tierra fue sometida a una verdadera lluvia de objetos celeste de diversos tamaños que iban añadiendo masa al conjunto formado inicialmente. En ese momento también se formaron las capas fluidas del planeta. Al ir disminuyendo la temperatura, los gases provenientes de las emisiones volcánicas o de meteoritos, como el agua, dióxido de carbono, dióxido de azufre, se condensaron en la hidrosfera. El resto formaría parte de la atmósfera primitiva, cuya composición era muy diferente de la actual.

3 2.- INTERIOR DE LA TIERRA. El interior de la Tierra puede ser estudiado mediante diferentes métodos. Son los siguientes: Métodos de estudio del interior de la Tierra: Métodos directos: Sondeos. Sería lo más adecuado para conocer exactamente la composición y estructura de las diferentes capas. No obstante es imposible, ya que no somos capaces de perforar un túnel de 6300 km de profundidad hasta el interior de la Tierra. Volcanes. Podríamos estudiar los materiales que surgen de ellos. No obstante el magma sufre transformaciones al llegar a la superficie y enfriarse. Erosión de cordilleras, que dejan ver las capas inferiores. Meteoritos. Estudiando su composición nos podemos hacer una idea de la composición interna de la Tierra, ya que ésta se formó por la agrupación de estos cuerpos. Métodos indirectos: Gravimétricos. La aceleración de la gravedad sobre la superficie terrestre es de 9.8 m/s. Sin embargo sufre pequeñas variaciones debido a la densidad de los materiales que existen bajo la superficie. Magnéticos. Se basan en el estudio del campo magnético terrestre. Sugieren la presencia en el interior de la Tierra de un material de naturaleza metálico en dos estados físicos diferentes (sólido y, probablemente, líquido). La existencia de un núcleo interno sólido rodeado del núcleo externo fluido hace que esta capa funcione como una gigantesca dinamo, responsable del campo magnético del planeta. Además, el análisis de las propiedades del campo magnético terrestre permite deducir otros aspectos, como la posición variable de los polos magnéticos a lo largo de la historia de la Tierra (inversiones del campo magnético), su relación con la posición de los continentes, la apertura de los océanos y su edad Sísmicos. Se basan en el estudio de las ondas que se producen después de un terremoto. Para quien no sepa lo que son las ondas, imaginad que son como las ondas que se forman en un estanque de agua al lanzar una piedra. En el caso de los terremotos se forman tres tipos de ondas: 1.- Ondas P, primarias o longitudinales. Son capaces de atravesar los materiales sólidos, líquidos o gaseosos. Son ondas compresivas, es decir, que se desplazan en una

4 sucesión de compresiones y expansiones que se producen en la dirección en la que se propaga la onda. Son las que mayor velocidad alcanzan y, por tanto, las que antes son registradas por los sismógrafos. Su velocidad depende tanto de la rigidez como de la densidad de los materiales. 2.- Ondas S, secundarias o transversales. Vibran en dirección transversal a la del desplazamiento de la onda. Su velocidad es aproximadamente la mitad que la de las ondas P y depende únicamente de la rigidez de los materiales. Como la rigidez de los materiales fluidos es nula, no puede desplazarse en estos medios. 3.- Ondas L o superficiales. Se transmiten por la superficie y son las que provocan los mayores daños. Puesto que no se transmiten por el interior de la Tierra, no son útiles para su estudio. Propagación de las ondas sísmicas. Puesto que la velocidad de las ondas, e incluso su propagación o no dependen de la naturaleza de los materiales que atraviesan, su estudio es el que más información nos aporta sobre el interior de la Tierra.

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6 De esta forma se ha podido constatar que el interior de la Tierra está formado por varias capas de distinta composición, separadas por unos límites denominados discontinuidades. Modelos del interior de la Tierra: Tenemos dos modelos sobre el interior de la Tierra El modelo estático es el que está basado en la composición química y el estado físico de las capas. El modelo dinámico se basa en el comportamiento mecánico de los materiales que, como veremos, tiene consecuencias sobre la configuración de la superficie. Energía interna de la Tierra. La Tierra guarda calor en su interior. Este calor puede deberse a tres factores: 1.- Desintegración de elementos radiactivos. 2.- Calor residual procedente de la formación del planeta mediante colisiones. 3.- Calor desprendido al solidificarse materiales internos (calor latente de fusión).

7 3.- WEGENER: LOS CONTINENTES EN MOVIMIENTO. Teoría de deriva continental. Fue propuesta por Wegener en1915. Insistía en que los continentes se desplazan a lo largo de millones de años. Solo fue aceptada con muchas modificaciones 50 años después. Solo veremos las pruebas en que se basó: 1.- Pruebas geográficas. Coincidencia de los bordes continentales, y mayor coincidencia aún si consideramos los bordes de las plataformas continentales. 2.- Pruebas paleontológicas. Existencia de fósiles de animales y plantas de las mismas especies separadas en distintos continentes. 3.- Pruebas paleoclimáticas. Evidencia de climas muy distintos a los actuales en algunos continentes. Por ejemplo, se han encontrado fósiles de hojas de árboles en la Antártida. 4.- Pruebas geológicas y tectónicas. Antiguas cordilleras que se continúan en continentes actualmente separados.

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9 4.- TECTÓNICA DE PLACAS. LA TEORÍA CORRECTA. Fragmentación de la litosfera. La litosfera (capa más externa de la Tierra según el modelo dinámico) está fragmentada en 8 grandes placas y otras más pequeñas. Los bordes de estas placas coinciden con zonas geológicamente activas donde hay muchos volcanes o terremotos frecuentes. Recordemos que la litosfera sólida se apoya sobre la astenosfera líquida y caliente. Las placas serían como balsas que flotan en un mar de magma. Como el magma está caliente presenta movimientos de convección (el magma caliente sube y el frío desciende), provocando un movimiento como de rodillos que obliga a las placas a moverse.

10 Tectónica de placas. Puesto que las placas se mueven, se encuentra en continua interacción unas con otras. Estos movimientos relativos pueden ser de tres tipos principalmente: 1.- Bordes constructivos o divergentes. Las placas se separan formando nueva litosfera a medida que surge material de la astenosfera. Entre las dos placas se forma un océano, y en medio, una dorsal centroceánica. Ejemplo: la dorsal centroceánica del Atlántico, que como vemos en la siguiente fotografía, atraviesa Islandia.

11 2.- Bordes destructivos o convergentes. Las placas chocan frontalmente, lo que provoca que una de ellas se hunda bajo la otra. Este fenómeno se denomina subducción. Según los tipos de placas implicados podemos tener tres clases: Placa oceánica placa continental. La placa oceánica subduce bajo la continental. Al llegar a una determinada profundidad se funde y provoca arcos volcánicos. También se forman fosas oceánicas en el punto donde las placas contactan. Por otra parte, son zonas con gran actividad sísmica. Ejemplo: Cordillera de los Andes en América del Sur Placa oceánica placa oceánica. Las dos placas chocan, y la más pesada subduce. También se producen terremotos y se forman fosas. Además hay actividad volcánica, pero los materiales al salir forman arcos de islas.

12 Ejemplo: Japón Placa continental placa continental. Una placa subduce bajo la otra. Los materiales sedimentados se pliegan y se elevan formando una gran cordillera. Ejemplo: Cordillera del Himalaya al norte de la India. 3.- Desplazamiento lateral o falla transformante. Las placas se desplazan lateralmente, provocando terremotos de una manera periódica (aunque impredecible por el momento) Ejemplo: falla de San Andrés en California. Debido a todos estos movimientos hace 250 millones de años, todos los continentes estaban unidos formando un único supercontinente llamado Pangea. Rodeado por un océano llamado Pantalasa. Poco a poco el supercontinente se dividió en otros dos:

13 Gondwana (América del Sur, África, Antártida, Australia y la India) Laurasia (América del Norte, Europa y Asia) Entre ambos se formó el Mar de Tetis. Lentamente América del Norte y del Sur se separaron de sus compañeros y acabaron unidas. La Antártida, Australia y la India se separaron juntas para disgregarse posteriormente. La India viajó hacia el norte hasta chocar con Asia. De esta forma, los continentes se colocaron en sus posiciones actuales. Si dejamos pasar unos cuantos millones de años más, volverán a estar unidos. Parece que este proceso se ha repetido unas 5 veces desde que se formó la Tierra, por lo que en lugar de hablar de Pangea, deberíamos hablar de la Pangea V.

14 ACTIVIDADES. 1.- Qué se formó primero, el Sol o los planetas? 2.- Cómo se formaron las distintas capas de la Tierra? 3.- Cuál ha sido la importancia de los meteoritos en la formación de la Tierra? 4.- Qué diferencias existen entre la corteza oceánica y la continental? 5.- Cuál es la roca predominante en el manto? 6.- Nombra las discontinuidades existentes entre las diferentes capas del modelo geoquímico. 7.- Indica las diferencias entre el núcleo externo y el núcleo interno. 8.- Por qué sabemos que el núcleo externo es fluido? 9.- Qué son las placas litosféricas? Cómo se comportan? Por qué están limitadas? 10.- Indica los diferentes tipos de bordes de placa Explica cuál es el motor de las placas litosféricas.v 12.- Cómo se originan las corrientes de convección en el manto terrestre? 13.- Qué origina el movimiento de las placas? a) Las corrientes de convección debidas al calor del núcleo y el efecto gravitacional producido por el hundimiento de la placa litosférica dentro del manto. b) El efecto gravitacional producido por el hundimiento de la placa litosférica dentro del manto. c) Las corrientes de convección debidas al calor del núcleo Qué ocurre con la litosfera en los bordes convergentes? a) Se destruye litosfera, al entrar dentro del manto. b) Se crea litosfera al producirse enormes escapes de magma procedente del manto. c) Una placa pasa bajo la otra, de forma que se crean montañas Qué ocurre con la Litosfera en las placas divergentes? a) Se crea litosfera oceánica debido a las emanaciones de magma procedente del manto. b) Se produce un fenómeno conocido como Rift, que consiste en la unión de placas oceánicas. c) Se destruye litosfera puesto que se separan las placas La corteza continental a) Tiene un grosor medio de unos 30 Km. b) Está limitada por la discontinuidad de Gutenberg. c) Es más densa que la corteza oceánica. d) Está formada por lavas almohadilladas.

15 17.- El hipocentro es: a) El aparato en el que se registran los movimientos sísmicos. b) El lugar del núcleo donde se generan las ondas sísmicas. c) El lugar donde se originan las ondas sísmicas. d) El lugar de la superficie adonde llegan las ondas sísmicas Las variaciones bruscas en la velocidad de las ondas sísmicas a) Se manifiestan en el interior de la corteza terrestre. b) Permiten diferenciar sedimentos. c) Se llaman discontinuidades. d) Están relacionadas con las catástrofes superficiales que producen los terremotos Sabemos que una parte del núcleo se encuentra en estado de fusión, porque: a) Dejan de propagarse las ondas S. b) Las ondas S se hacen más rápidas. c) No se propagan las ondas L. d) Las ondas P van más deprisa Las ondas P se caracterizan por: a) Se desplazan a menor velocidad que las ondas S. b) Las partículas que atraviesan vibran perpendicularmente a la dirección de propagación. c) Son ondas de compresión. d) Se transmiten a través de fluidos Un método directo del estudio del interior de la Tierra es: a) El análisis de meteoritos. b) El análisis de lavas. c) El estudio de las discontinuidades. d) El estudio de ondas sísmicas Las ondas sísmicas cambian su velocidad y trayectoria a) Al entrar en una zona de sombra. b) Al penetrar en el núcleo superficial. c) Al pasar a un medio con características diferentes. d) Al viajar por la superficie terrestre Una placa litosférica es: a) Litosfera que se desliza sobre la astenosfera plástica. b) Porción del manto superior sobre la astenosfera rígida.

16 c) Todo lo que existe sobre la astenosfera sólida. d) Porción de litosfera que es arrastrada por las corrientes de convección En los límites divergentes a) Se destruye corteza oceánica. b) Se juntan los continentes. c) Se produce la subducción. d) Crecen las placas que se encuentra a sus lados.