Las Ciencias Geológicas. La corteza terrestre. El ciclo geológico de las rocas

Transcripción

1 Las Ciencias Geológicas. La corteza terrestre. El ciclo geológico de las rocas

2 Bibliografía recomendada y utilizada en las diapositivas Tarbuck, E.J., Lutgens, F.K. (1999). Ciencias de la Tierra. Prentice Hall, Madrid. Web de Geología de la Universidad de Tromso (Noruega): Web de Geología University of Bristol Geoesfera. Documentales de la BBC

3 La Geología Geología la ciencia que persigue la comprensión del planeta Tierra Geología histórica busca comprender el origen de la Tierra y su evolución a lo largo del tiempo Geología física estudia los materiales que componen la tierra y busca comprender los diferentes procesos que actúan debajo y encima de la superficie terrestre

4 La Geología La Geología, el hombre y el medio ambiente Existen numerosas relaciones importantes entre la humanidad y el entorno natural Los problemas y cuestiones tratados por la Geología incluyen Los riesgos naturales, los recursos y las cuestiones ambientales

5 La Geología Algunas reseñas históricas acerca de la Geología La naturaleza de nuestro planeta ha sido objeto de estudio durante siglos Catastrofismo Uniformismo y el nacimiento de la Geología actual

6 Tiempo geológico La magnitud del tiempo geológico Supone enormes períodos de tiempo (millones o miles de millones de años) Es importante la apreciación de la magnitud del tiempo geológico porque muchos procesos son graduales

7 Tiempo geológico La datación relativa y la escala de tiempo geológico La datación relativa significa que los datos se colocan en su frecuencia u orden adecuados sin conocer su edad en años Los geólogos pueden ahora asignar fechas bastante exactas a los acontecimientos de la historia de la Tierra

8 Material complementario: Traducido de la web de Geología de la Universidad de Bristol: Tiempo geológico

9 Tiempo geológico Parte 1. La Edad de la Tierra

10 Edad de la Tierra (1): Eternidad En la filosofía clásica la Tierra era eterna, y su edad irrelevante Aristóteles ( AC)

11 Edad de la Tierra (2): La Biblia. Catastrofismo In 1654 James Ussher calcula que la Tierra fue creada en 4004 AC Obtuvo esta cifra utilizando datos de la Biblia y de otros textos de Oriente Medio La fecha se hizo tan popular que fue impresa con el Libro del Genesis 4004 BC Obispo Ussher ( )

12 Edad de la Tierra (3): Experimentos In 1760, Buffon midió el tiempo de enfriamiento de bolas de hierro fundido de diferente tamaño Una de las bolas de hierro de Buffon Extrapolando al tamaño de la Tierra (75,000 años para enfriarse) Conde de Buffon ( )

13 Edad de la Tierra (4): Más Física In 1862, Lord Kelvin asume que la Tierra originalmente tenía una temperatura de 7000 F Gradiente geotérmico Asume un gradiente geotérmico (1 F/50 ft) Estima la edad de enfriamiento (20 millones de años) Lord Kelvin ( ) William Thompson

14 Edad de la Tierra (5): Geología Charles Lyell ( ) Si la velocidad de sedimentación en el pasado fue similar a la actual, la Tierra deberá ser muy antigua (centenares de millones de años)

15 Edad de la Tierra (6): Salinidad En 1899, John Joly calcula la edad de la Tierra usando la salinidad del océano ( million years) Cuánta sal había en el océano? Cuánta sal aportan los ríos cada año? John Joly ( ) cristales de sal

16 Tiempo geológico Parte 2. La Historia de la Tierra

17 Geología Histórica (1): Estratos Howard Falcon-Lang Estrato más joven Nicolas Steno ( ) Estrato más viejo

18 Geología Histórica (2): Lagunas. Uniformismo Copyright Marli Miller, University of Oregon Siccar Point La discontinuidad de Hutton muestra que había grandes lagunas en el registro geológico del tiempo. James Hutton ( )

19 Geología Histórica (3): Mapas William_Smith.g.jpg William Smith ( ) Algunos de los Fósiles de Smith El mapa que cambió el mundo

20 Geología Histórica (4): Fósiles Georges Cuvier ( ) Cuvier Charles Lyell ( ) Cuvier mostró que algunos animales se habían extinguido Lyell usó los tipos de fósiles para dividir el tiempo geológico Las rocas antiguas contienen más fósiles de animales extinguidos que las rocas más jóvenes

21 Geología Histórica (5): Estratigrafía Sedgewick Murchison El estudio de la edad las rocas clasifica la historia de la Tierra en períodos geológicos y nace una nueva ciencia: estratigrafía

22 Geología Histórica (6): Datación relativa.períodos Cámbrico Ordovícico Carbonífero Triásico Silúrico Devónico Cuaternario Cretácico Jurásico Terciario Pérmico

23 Geología Histórica (7): Ejemplo Impacto Paleógeno Extinción Cretácico

24 Eón Período Época Desarrollo de plantas y animales Espacio de tiempo relativo de las eras Fanerozoico Mesozoico Cenozoico Cuaternario Terciario Cretácico Jurásico Tirásico Pérmico Pensilvaniense Misisipiense Holoceno 0,01 Pleistoceno Plioceno 1,8 Mioceno 5,3 Oligoceno 23,8 Eoceno 33,7 Paleoceno 54,8 «Edad de los reptiles» «Edad de los anfibios» Desarrollo de los seres humanos «Edad de los mamíferos» Extinción de los dinosaurios y otras muchas especies Primeras plantas con flores Primeras aves Dinosaurios dominantes Extinción de los trilobites y muchos otros animales marinos Primeros reptiles Grandes pantanos carboníferos Anfibios abundantes Cenozoico Mesozoico Paleozoico Precámbrico La escala de tiempo geológico Devónico Silúrico «Edad de los peces» Primeros insectos fósiles Peces dominantes Primeras plantas terrestres Ordovícico Cámbrico «Edad de los invertebrados» Primeros peces Trilobites dominantes Primeros organismos con concha Proterozoico Arcaico Hádico Denominado colectivamente precámbrico, abarca alrededor del 88 por ciento de la escala de tiempo geológico Primeros organismos pluricelulares Primeros organismos unicelulares Origen de la Tierra

25 Tiempo geológico Parte 3. Datación radiactiva

26 Datación radiactiva (1): Descubrimiento En 1896, el descubrimiento de la radiactividad allanó el camino para la datación precisa de los acontecimientos en el registro geológico. Henri Becquerel ( )

27 Datación radiactiva (2): Vida media Vida media: 0 Vida media: 1 Vida media: 2 Vida media o período de semidesintegración: tiempo que transcurre para que se desintegren la mitad de los átomos de una muestra

28 Datación radiactiva (3): Series de desintegración Series de desintegración Vida media 40 K to 40 Ar 1250 Ma 147 Sm to 143 Nd 1060 Ma 235 U to 207 Pb 704 Ma Escala de tiempo geológico 238 U to 206 Pb 4468 Ma 14 C to 14 N 5370 years Arqueología Diferentes isótopos radiactivos tienen distinta vida media Isótopos con larga vida media se usan para datar rocas antiguas

29 Datación radiactiva (4): Pioneros Rutherford descubrió una técnica para datar la edad de las rocas en Ernest Rutherford ( ) Arthur Holmes ( ) Holmes perfeccionó ese método de datación radiactiva y en 1913 calculó que la edad de unas rocas de Ceilán era de 1600 millones de años

30 Datación radiactiva (5): Rocas más antiguas Zircon mineral Las rocas más antiguas son los gneises de Acasta al norte de Canada 4030 millones de años Gneises de Acasta

31 Datación radiactiva (6): El grano mineral más antiguo La escama mineral más antigua en Jack Hills, Australia El material erosionado de la primera corteza y luego depositado en una nueva roca. Fecha de la primera corteza de la Tierra alrededor de 4404 millones de años 4404 Ma zircon grain NASA

32 Datación radiactiva (7): Meteoritos Meteorito del Cañón del Diablo Nebulosa del Cangrejo Los meteoritos tienen la edad de la formación del Sistema Solar y de la Tierra (4550 millones de años)

33 Eón Período Época Desarrollo de plantas y animales Espacio de tiempo relativo de las eras Fanerozoico Mesozoico Cenozoico Cuaternario Terciario Cretácico Jurásico Tirásico Pérmico Pensilvaniense Misisipiense Holoceno 0,01 Pleistoceno Plioceno 1,8 Mioceno 5,3 Oligoceno 23,8 Eoceno 33,7 Paleoceno 54,8 «Edad de los reptiles» «Edad de los anfibios» Desarrollo de los seres humanos «Edad de los mamíferos» Extinción de los dinosaurios y otras muchas especies Primeras plantas con flores Primeras aves Dinosaurios dominantes Extinción de los trilobites y muchos otros animales marinos Primeros reptiles Grandes pantanos carboníferos Anfibios abundantes Cenozoico Mesozoico Paleozoico Precámbrico La escala de tiempo geológico Devónico Silúrico «Edad de los peces» Primeros insectos fósiles Peces dominantes Primeras plantas terrestres Ordovícico Cámbrico «Edad de los invertebrados» Primeros peces Trilobites dominantes Primeros organismos con concha Proterozoico Arcaico Hádico Denominado colectivamente precámbrico, abarca alrededor del 88 por ciento de la escala de tiempo geológico Primeros organismos pluricelulares Primeros organismos unicelulares Origen de la Tierra

34 Una visión de la Tierra La Tierra es un planeta pequeño y autónomo Las cuatro esferas de la Tierra Hidrosfera Atmósfera Biosfera Tierra sólida

35 Evolución temprana de la Tierra El origen del planeta Tierra La mayoría de los investigadores cree que la Tierra y los otros planetas se formaron esencialmente al mismo tiempo Hipótesis de la nebulosa Nube en rotación denominada nebulosa solar Compuesta de hidrógeno y helio La nebulosa empezó a contraerse hace cerca de millones de años

36 Evolución temprana de la Tierra El origen del planeta Tierra Hipótesis de la nebulosa Adopta la forma de un disco plano con protosol en el centro Los planetas interiores empezaron a formarse a partir de sustancias metálicas y rocosas Los planetas exteriores, más grandes, empezaron a formarse a partir de fragmentos de hielo (H 2 O, CO 2 y otros)

37 Evolución temprana de la Tierra Formación de la estructura en capas de la Tierra Los metales se hundieron hacia el centro Las rocas fundidas ascendieron para formar la corteza primitiva La diferenciación química estableció las tres divisiones básicas del interior de la Tierra La atmósfera primitiva se desarrolló a partir de los gases del interior de la Tierra

38 Material complementario : para obtener información rápida sobre el origen del Universo y del planeta Tierra Por ejemplo: ch?v=ef8tgxotenm

39 Estructura interna de la Tierra Capas definidas por su composición Corteza Manto Núcleo Capas definidas por sus propiedades físicas Litosfera Astenosfera Mesosfera Núcleos interno y externo

40 Capas definidas por su composición Corteza capa externa comparativamente fina cuyo grosor oscila entre 3 km, en las cordilleras oceánicas, y 70 km, en algunos cinturones montañosos Manto una capa de roca sólida (rica en sílice) que se extiende hasta una profundidad de unos km Núcleo una esfera rica en hierro con un radio de km

41 Descubrimiento de los límites principales de la Tierra El Moho (discontinuidad de Mohorovicic) Descubierto en 1909 por Andriaja Mohorovicic Separa los materiales de la corteza de las rocas del manto subyacente Lo identificó por un cambio en la velocidad de las ondas P

42 Descubrimiento de los límites principales de la Tierra Límite núcleo-manto Descubierto en 1914 por Beno Gutenberg Se basó en la observación de que las ondas P desaparecen por completo a unos 105 desde un terremoto y reaparecen a los 140 El cinturón de 35 de anchura se denomina zona de sombra de las ondas P

43 Epicentro del terremoto Manto Registro de ondas P Núcleo externo Núcleo interno Zona de sombra de las Zona de sombra de las ondas P ondas P Zona de sombra de las ondas P Registro de ondas P

44 Litosfera Profundidad (km) Corteza oceánica Corteza continental Litosdera (esfera de roca) Astenosfera Mesosfera Astenosfera (esfera débil) Litosfera Corteza Mesosfera (manto inferior) La Manto Núcleo interno Núcleo Núcleo externo estructura en capas de la Tierra Figura 1.5

45 Material complementario : para obtener información de la estructura interna de la Tierra d/webgeology/webgeology_files/ spanish/interiortierra_8.html

46 La superficie de la Tierra La superficie de la Tierra Continentes Océanos Continentes Cinturones montañosos Los rasgos más prominentes de los continentes El interior estable También denominado cratón compuesto por escudos y plataformas estables

47 La superficie de la Tierra Cuencas oceánicas Márgenes continentales Incluye la plataforma continental, el talud continental y el pie de talud Cuencas oceánicas profundas Llanuras abisales Fosas submarinas Montes submarinos

48 La superficie de la Tierra Cuencas oceánicas Sistema de dorsales oceánicas La estructura topográfica más prominente de la Tierra Compuesto por rocas ígneas que han sido fracturadas y elevadas

49 Material complementario : Tectónica de placas lerud/webgeology/webgeolog y_files/spanish/plate_tect_sp.html

50 Las rocas y el ciclo de las rocas Tipos de roca básicos Rocas ígneas Enfriamiento y solidificación del magma (roca fundida) Entre ellas están el granito y el basalto Rocas sedimentarias Se acumulan en capas de la superficie terrestre Los sedimentos se forman a partir del desgaste de rocas preexistentes

51 Las rocas y el ciclo de las rocas Tipos de roca básicos Rocas sedimentarias Entre ellas están la arenisca y la piedra caliza Rocas metamórficas Formadas por el «cambio» de las rocas ígneas, sedimentarias u otras metamórficas preexistentes Las fuerzas impulsoras se incrementan con el calor y la presión Entre ellas están el gneis y el mármol

52 Las rocas y el ciclo de las rocas El ciclo de las rocas: uno de los subsistemas de la Tierra La curva que implica el proceso por el cual una roca cambia a otra Ilustra los diferentes procesos y caminos en los que los materiales terrestres cambian tanto en la superficie como dentro de la Tierra

53 Sedimento Meteorización, transporte y sedimentación Cementación y compactación (litificación) Ascenso, meteorización, transporte y sedimentación Ascenso, meteorización, transporte y sedimentación El ciclo de las Enfriamiento y solidificación, cristalización Roca ígnea Calor y presión Roca sedimentaria Calor y presión (metamorfismo) rocas Fusión Fusión Calor Roca metamórfica