ESTRUCTURA DE LA TIERRA

Transcripción

1 ESTRUCTURA DE LA TIERRA Algunas de las características del planeta Tierra se conocen muy bien, pero otras no a pesar de ser el planeta en el que vivimos. Se conoce bastante bien su parte superficial, pero su interior no. De los 6000km que tiene de radio, sólo se han hecho perforaciones de menos de 14km, prácticamente sólo hemos arañado la superficie. Aunque el hombre hasta ahora no haya penetrado más, no significa que no se sepa nada de la estructura de la Tierra a más profundidad, pero lo que se conoce es de una manera indirecta. Por ejemplo, se sabe que durante esos primeros kilómetros en los que se ha profundizado, la temperatura aumenta progresivamente 1ºC por cada 30 metros de profundidad. Se supone que en el centro del planeta la temperatura puede estar en torno a los 5000ºC. A medida que se profundiza en el interior de la Tierra, aumenta la temperatura (que favorece la fusión de los materiales) pero también aumenta la presión (que favorece el que se encuentren en estado sólido). Las condiciones de presión del interior de la Tierra no se pueden conseguir en laboratorio, por tanto, no se sabe exactamente cómo se comportarán los materiales en esas condiciones. Un terremoto es una vibración de una zona del interior de la Tierra. El lugar que vibre se llama hipocentro y se denomina epicentro al punto de la superficie de la Tierra que esá justo encima del hipocentro. La vibración se transmite en todas las direcciones mediante las llamadas ondas sísmicas. Hay varios tipos de ondas, pero nosotros nos fijaremos en 2 principalmente, las ondas P y las ondas S. Las ondas P son más rápidas que las S. Son además ondas longitudinales (el material vibra en la misma dirección en la que se propaga la onda, igual que en las ondas del sonido). Estas ondas se transmiten por medios materiales en estado sólido y líquido. Las ondas S son ondas transversales (las partículas vibran en dirección perpendicular a la dirección de propagación de la onda, como ocurre con una cuerda que agitamos con la mano). Este tipo de ondas necesitan un medio rígido (sólido) para transmitirse. Imagínate que tienes una cuerda y la agitas hacia arriba y hacia abajo, se forma una onda que se transmite por la cuerda, pero si en lugar de una cuerda, ponemos una goma (que no es rígida), no se forma la onda. Cuando se observa que las ondas S no se transmiten por el interior de la tierra, significa que esa zona no está sólida. Por otro lado, tanto las ondas P como las ondas S viajan más rápidamente en medios densos que en medios ligeros. Viendo su velocidad de propagación, nos hacemos una idea de la composición del interior de la Tierra. Si, por ejemplo, se observa un aumento brusco de la velocidad, eso significa que ha habido un cambio de composición a materiales más densos. Cada vez que hay un terremoto, las vibraciones se pueden detectar en puntos muy alejados del epicentro, incluso en el lado opuesto de la Tierra. Viendo los tiempos que tardan en llegar las ondas a los distintos observatorios que hay por el mundo nos hacemos una idea de la velocidad de las ondas y con esto, una idea de la composición de la Tierra. Viendo en que zonas llegan ondas P pero no ondas S nos hacemos una idea del estado de agregación ( si son sólidos o líquidas) las distintas zonas del interior de la tierra.

2 CAPAS DE LA TIERRA Aunque hay muchas capas, nosotros vamos a simplificar la estructura de la tierra a 3 capas: corteza, manto y núcleo.

3 Corteza terrestre La corteza terrestre es una capa fina, la más fina de la Tierra. Mide entre 10 km de profundidad en los fondos de los océanos a 100Km debajo de los continentes. Está formada por dos tipos de corteza la oceánica y la continental. La corteza oceánica es contínua y cubre todo el planeta, mientras que la continetal es discontinua y está sólo en los continentes. La corteza oceánica es de naturaleza basáltica (el basalto es un tipo de roca). La corteza continental es de naturaleza granítica (es granito es otro tipo de roca, precisamente la que más abunda en San Martín) y es discontinua, no cubre todo el planeta, sino las zonas emergidas que forman los continentes. La corteza continental es más ligera que la oceánica y flota sobre esta. Corteza continental Corteza oceánica Manto Va desde el final de la corteza ( a 10km de profundidad en los oceanos y a 100 en los continentes) hasta los 3000km de profundidad. Es más denso que la corteza y su densidad va aumentando a medida que se profundiza. Su temperatura va desde lo 100ºC a los 3500ºC en sus zonas más profundas. Núcleo. Es la capa más profunda y densa. Se piensa que esta formado principalmente de hierro y níquel. La Tierra tiene un campo magnético que se piensa esta originado en el núcleo. El núcleo tiene dos partes, el núcleo externo que es líquido y el núcleo interno que se piensa que está sólido.

4 Tectónica de placas. La corteza terrestre está fragmentada en placas. Las principales 11 placas que forman la corteza en la actualidad se pueden observar en el siguiente dibujo: Estas placas no son estáticas, sino que se mueven aunque muy lentamente. A lo largo de la historia de la Tierra, las formas y las posiciones de los continentes han ido cambiando. Por ejemplo, hace 500 millones de años era bastante diferente a la actualidad:

5 Distinguimos tres tipos de límites entre placas: constructivos, destructivos y transformantes Límites constructivos Se producen cuando dos placas tectónicas se separan. Son zonas en las que se forma corteza terrestre. Por ellos salen materiales procedentes del manto formando una especia de cordillera muy larga con un valle central característico llamado rift La más larga de estas dorsales es la dorsal atlántica (en rojo en el dibujo de abajo) que recorre todo el océano atlántico de norte a sur. Como se está generando corteza en ella, América se está separando de Europa y África, pero hace millones de anos estaban juntas. Fíjate cómo coincide la forma de la costa de América del Sur con la de África. Las dorsales están normalmente bajo los océanos, pero en algunas ocasiónes están por encima del nivel del mar, como en Islandia, donde la salida de material produce unos volcanes lineales característicos.

6 Bordes destructivos Se producen cuando dos placas se juntan. En ellos se va destruyendo corteza. Nos podemos encontrar distintas posibilidades, que una placa continental choque con otra también continental, que choque con una oceánica o que sean dos placas oceánicas las que chocan entre sí. Convergencia continental-oceánica. Al juntarse una placa oceánica con un a continental, la placa oceánica se va metiendo por debajo de la continental creando una zona de subducción. En la parte oceánica se crea una fosa que es una zona de gran profundidad en el mar. En la parte continental se crea una cordillera. En el plano de contacto entre las placas se producen terremotos y se generan volcanes.

7 Un ejemplo de este tipo de borde está entre la placa de América del Sur y la placa del pacífico. Los Andes son la cordillera que se ha formado, La fosa de Perú Chile es la fosa. Los terremotos son frecuentes como el del 27 de febrero de 2010 de Chile. Convergencia continental continental Cuando chocan dos placas continentales se forma una cordillera, como en el caso del Himalaya que es el producto de la colisión entre la placa india y la placa euroasiática.

8 Convergencia oceánica-oceánica Cuando chocan dos placas oceánicas, se forma una fosa oceánica y como producto del vulcanismo pueden aparecer islas de tipo volcánico que con frecuencia forman toda una línea de islas a lo largo del límite de la placa, como es el caso del archipiélago de las Filipinas Bordes transformantes Se producen cuando hay un desplazamiento lateral entre dos placas. Ni se genera ni se destruye corteza en ellos, pero sí hay frecuentes terremotos producto del rozamiento entre las placas. Un ejemplo famoso de este tipo de borde es la falla de San Andrés en California En la imagen de las placas se indica cual es el movimiento de las mismas por tanto se puede deducir el tipo de borde que hay en cada caso.

9 Pliegues Como consecuencia de las fuerzas que mueven la corteza terrestre, las rocas se pueden deformar formando pliegues. Los pliegues se observan cuando podemos ver un corte del mismo por que el terreno se haya erosionado o por que lo haya cortado el hombre al construir una carretera, por ejemplo. Partes de un pliegue Valle Buzonamiento Charnela: zona de mayor curvatura del pliegue. Plano axial: plano que contiene todas las líneas de charnela. Corta el pliegue. Eje de pliegue: Intersección del plano axial con la superficie del pliegue Dirección: ángulo que forma el eje del pliegue con la dirección geográfica norte-sur. Flancos: mitades en que divide el plano axial a un pliegue. Cresta: zona más alta de un pliegue convexo hacia arriba. Valle: zona más baja de un pliegue cóncavo hacia arriba. Buzonamiento: ángulo del plano axial con la horizontal

10 Tipos de pliegues Anticlinal: pliegue que tiene su parte más vieja en el núcleo Sinclinal: Pliegue que tiene su parte más joven en el núcleo Anticlinal Sinclinal Pliegue simétrico: tiene los dos flancos iguales Pliegue simétrico: tiene los dos flancos diferentes Asimétrico Simétrico Según el buzonamiento, los pliegues pueden ser verticales (buzonamiento de 90º), inclinados (buzonamiento menor de 90º) o tumbados ( ángulo de buzonamiento muy pequeño:

11 Fallas y diaclasas Las fuerzas que mueven la corteza terrestre pueden producir fracturas. Cuan do no hay desplazamiento entre los dos bloques producto de la fractura, esta recibe el nombre de diaclasa y cuando sí lo hay, se llama falla. Elementos de una falla Plano de falla: Plano o superficie a lo largo de la cual se desplazan los bloques que se separan en la falla. Con frecuencia el plano de falla presenta estrías, que se originan por el rozamiento de los dos bloques. Labio levantado: También llamado Bloque Superior, es el bloque que queda por encima del plano de falla. Labio hundido: También llamado Bloque Inferior, es el bloque que queda por debajo del plano de falla. Dirección: Ángulo que forma una línea horizontal contenida en el plano de falla con el eje norte-sur. Buzamiento: Ángulo que forma el plano de falla con la horizontal. Salto de falla: Distancia entre un punto dado de uno de los bloques (p. ej. una de las superficies de un estrato) y el correspondiente en el otro, tomada a lo largo del plano de falla.

12 Tipos de fallas Las fallas se clasifican en tres tipos en función de los esfuerzos que las originan y de los movimientos relativos de los bloques: Falla normal. Este tipo de fallas se generan por tracción. Tienen un buzonamiento de más de 90º Falla inversa. Este tipo de fallas se genera por compresión. Tiene un buzonamiento de menos de 90 º Falla transversal. Estas fallas son verticales y el movimiento de los bloques es horizontal Falla inversa Falla normal Falla transversal Ejemplo de falla normal.

13 Meteorización La meteorización es el proceso de desintegración y descomposición de una roca en materiales de menor tamaño. Tipos de meteorización meterización física: Produce desintegración o ruptura en la roca, sin afectar a su composición química o mineralógica. Los agentes que la provocan son: La descompresión: Cuando se elimina material que está sobre las rocas por efecto de la erosión, disminuye la presión a la que estaban sometidas y tienden a dilatarse. A causa de esta dilatación comienzan a experimentar la formación de fracturaso diaclasas con lo que se forman losas horizontales (lanchas). Termoclastia: es la fisura de las rocas como consecuencia de la diferencia de temperatura entre interior y superficie. La diferencia térmica día-noche es la causa: durante el día, al calentarse, la roca se dilata; sin embargo, por la noche, al enfriarse, se contrae. Al cabo de un tiempo acaba rompiéndose. Este tipo de meteorización es importante en climas extremados con gran oscilación térmica entre el día y la noche (como el desierto) Gelifracción: es la rotura de las rocas aflorantes a causa de la presión que ejercen sobre ellas los cristales de hielo. El agua, al congelarse, aumenta su volumen. Si se encuentra en el interior de las rocas, ejerce una gran presión sobre las paredes internas que acaba, tras las repetición, por fragmentarlas. Este tipo de meteorización es importante en climas húmedos y con repetidas alternancias hielo-deshielo (+0 C/-0 C), como los montañosos. Haloclastia: es la rotura de las rocas por la acción de la sal. En determinados ambientes hay una gran presencia de sal. Esto es en los ambientes áridos, ya que las lluvias lavan el suelo llevándose consigo la sal. La sal, se incrusta en los poros y fisuras de las rocas, y, al recristalizar y aumentar de volumen, aumenta la presión que ejercen sobre las paredes internas (similar a la gelifracción) con lo que se puede ocasionar la ruptura. El resultado son rocas muy angulosas y de menor tamaño, lo que generalmente da lugar a los procesos de erosión.

14 Meteorización química Se produce un cambio de composición química de la roca provocando la pérdida de coherencia y alteración de la roca. Los procesos más importantes son los atmosféricos, el vapor de agua, el oxígeno y el dióxido de carbono que están implicados en: Oxidación: Al reaccionar algunos minerales con el oxígeno atmosférico. Disolución: Importante en minerales solubles como cloruros, nitratos y en rocas calcáreas Hidrólisis: Es el producto de reacciones acido-base de las rocas en contacto con el agua Meteorización Biológica Se produce cuando el agente que disgrega la roca es un organismo vivo. El proceso puede ser de tipo físico como por ejemplo cuando el crecimiento de las raíces de un árbol rompe una roca o de tipo químico cuando por ejemplo el crecimiento de un hongo produce ácidos que reáccionan químicamente con la roca, hidrolizándola. Erosión La erosión es el proceso de desgaste del terreno por agentes geológicos externos tales como corrientes de agua aire o hielo. La erosión se produce en la capa superficial del terreno. Una vez que el material ha sido arrancado es transportado y por último se deposita en una zona diferente. El proceso total tiene tres partes: Erosión Transporte del material arrancado Sedimentacióm de ese material. Los distintos agentes erosivos producen relieves característicos. Algunos de estos agentes más importantes son: El viento Los ríos

15 Los torrentes La escorrentía de aguas superficiales Los glaciares fenómenos de ladera. El viento El viento es un agente erosivo que arranca material de la roca gracias a las propias partículas que arrastra y que se comportan como una lima. Como la cantidad de partículas es más grande cerca de la superficie, el viento tiende a desgastar mas cerca del suelo produciendo formas características como los de la ciudad encantada de Cuenca. El mismo viento que arranca el material puede transportarlo a cierta distancia que será mayor cuanto más fino sea el material y más fuerte el viento. Cuando ese material se deposita puede producir formaciones carácterísticas como las dunas. Los ríos Los ríos son uno de los agentes erosivos más importantes. El agua tiene una capacidad erosiva que depende de su velocidad. Cuanto más rápido va mayor es esta capacidad. Los ríos tienen tres zonas diferenciadas donde su comportamiento erosivo es diferente: Tramo alto Tramo medio tramo bajo Tramo alto Es el primer tramo del río, donde la inclinación del cauce es grande y el río corre con mucha fuerza. Se produce mucha erosión y transporte, pero prácticamente nada de sedimentación. Como consecuencia de ello, se producen vales en V cerrada característicos

16 Tramo medio La inclinación es mucho mas pequeña, el agua discurra a menor velocidad. Se producen tanto fenomenos de erosión como de sedimentación. Ocasionalmente el río se desborda. Al azorlo ocupa un gran espacio, con lo que su velocidad disminuye y la sedimentación aumneta. Como consecuencia de ello nos encontramos vallea abiertos que tiene los bordes inclinados pero con una zona central más o menos llana. Son los llamados valles en artesa. A veces el río, debido a la sedimentación de materiales, ciega su camino y tiene que ir buscando otro produciendos cursos con muchas curvas llamadas meandros. En los meandros la velocidad del río es mayor en la parte de fuera de la curva que en la de dentro. Por tanto, predomina la erosión en la parte de fuera y la sedimentación en la de dentro. Esto hace que cada vez las curvas se vayan acentuando más y más. Pede llegar a ser una curva tan cerrada que los dos lados se junten. Entonces queda un meandro abandonado. Es frecuente que en los tramos medios se observen terrazas fluviales, esto es restos la parte llana del río con distintas antigüedades y distintas alturas. En el siguiente dibujo se muestra cómo evoluciona un valle en el tramo medio de un río con el paso del tiempo.

17 Tramo bajo En el tramo bajo se produce la desembocadura del río. La velocidad del agua es muy baja por lo que el fenómeno que predomina es el de la sedimentación. El deposito de los materiales en la desembocadura Puede generar la aparición de islas y formaciones en las que lenguas de tierra penetran en el mar. En ocasiones se puede cegar la desembocadura y entonces el río tiene que buscar cauces alternativos produciéndose unas formaciones llamadas deltas. Torrentes Son semejantes a los ríos, pero tienen carácter estacional, sólo están presentes en determinados momentos, cuando las lluvias son muy abundantes. Como su caudal es grande en esos momentos, su acción erosiva es importante. Tienen tres zonas diferenciadas, la cuenca de recpción, que es la zona que recoge el agua del torrente, el canal de desagüe, que es el cauce del torrente y el cono de deyección que es la zona donde se deposita el material una vez que la velocidad del torrente ha disminuido, normalmente por abrirse mucho el cauce. El canal de desagüe suele producir cortes en v pronunciados.

18 Aguas de escorrentía Se trata de un flujo de agua que no tiene un cauce definido. La acción erosiva sucede cuando hay abundancia de precipitaciones y puede ser muy importante. Cuando el terreno es blando se producen cárcavas y en ocasiones, si existen restos de material duro en la parte superficial, pueden aparecer unas formaciones espectaculares llamadas chimeneas de adas. Chimeneas de adas Cárcavas La cobertura vegetal disminuye mucho la acción erosiva de estas aguas de escorrentía porque las raíces sostienen el terreno. Los glaciares Los glaciares son como ríos de hielo. Aunque pueda parecer que están quietos, fluyen aunque lentamente. Su acción erosiva es tremenda porque tanto el hielo como las rocas que arrastra el glaciar se comportan como una tremenda lima muy enérgica. La erosión se produce a todo lo ancho de la sección del glaciar, produciéndose valles en U característicos. Los glaciares pueden transportar piedras enormes, de muchas toneladas y, por su puesto, tambien piedras más pequeñas. El transporte se produce hasta la zona donde el glaciar se funde. Se forman entonces unos montículos de material transportado por el glaciar que reciben el nombre de morrenas

19 Fenómenos de ladera Son caídas de material de las montañas directamente por efecto de la gravedad. Son más fáciles cuando el terreno está humedo. Colada de barro Deslizamiento Alud Desprendimientos

20 Diferenciamos 3 tipos de rocas: Rocas ígneas Rocas sedimentarias Rocas metamórficas. Rocas ígneas Tipos de rocas Provienen de un material fundido. Dependiendo de cómo se produce el enfriamiento nos encontramos con dos grandes grupos: Rocas plútónicas. Tienen un enfriamiento lento que se produce en el interior de la tierra. Como consecuencia de ello, las moléculas se pueden ordenar y se forman cristales. Las roca más características de este tipo son el granito y el basalto. Granito Basalto Rocas volcánicas. Salen a la superficie de la tierra aún estando fundidas y se enfrían ahí rápidamente. Como consecuencia de ello, su estructura interna está desordenada. Pueden tener aspecto semejante al vidrio, como en el caso de la obsidiana o mostrar burbujas como restos de los gases que tenía como en el caso de la piedra pómez Obsidiana Piedra pómez

21 Rocas sedimentarias. Son el producto de la cementación y consolidación de los sedimentos acumulados productos de la erosión. Con frecuencia se observan un bandeado típico de los sedimentos. Pueden aparecer fósiles en ellas que se depositaron conjuntamente con el resto del sedimento que nos informan de la época en que se produjo este, porque las formas de vida que ha habido en la Tierra, han ido cambiando de unos periodos geológicos a otros. Normalmente se trata de rocas mas blandas que las plutónicas y algunas pueden ser porosas. Ejemplos de estas rocas son las calizas, las areniscas, los conglomerados o el carbón. Arenisca Caliza con fósil de amonites Conglomerado Hulla, un tipo de carbón

22 Rocas metamórficas Las rocas metamórficas provienen de las rocas sedimentarias pero han sufrido un proceso de recristalización por efecto de la temperatura y la presión del interior de la Tierra, pero sin que exista fusión completa de la misma. Cuando los cristales son planos o alargados y la presión tenía una dirección concreta, entonces se disponen de manera perpendicular a las fuerzas formando unos planos de foliación por donde la roca tiene más facilidad para romperse. Ejemplos de estas rocas son las pizarras, procedentes del metamorfismo de las arcillas, el mármol que proviene del metamorfismo de las calizas, las cuarcitas provenientes del metamorfismo de arenas silíceas o el gneis que tiene una composición similar al granito, pero en el que los minerales se organizan en bandas claras y oscuras también por efecto de una presión direccional. gneis Mármol Cuarcita Pizarra

23 Ciclo litológico Unos tipos de roca pueden transformarse en otros por acción de la erosión, el metamorfismo y la fusión Rocas igneas fusión erosión fusión Rocas metamórficas metamorfismo erosión Rocas sedimentarias