TEMA 1. LA TIERRA Y SU DINÁMICA

Transcripción

1 TEMA 1. LA TIERRA Y SU DINÁMICA

2 1. ORIGEN Y EVOLUCIÓN DEL UNIVERSO

3 El universo es el conjunto de todas las cosas creadas. La cosmología es la disciplina científica que estudia la estructura del universo, así como lo concerniente a su origen, evolución y estimación futura.

4 El Universo contiene galaxias, cúmulos de galaxias o hipergalaxias, y estructuras de mayor tamaño llamadas supercúmulos, además de materia intergaláctica. Su origen era atribuido en los antiguos pueblos de la Tierra a una fuerza divina creadora de misteriosas materias. Para ellos, el Universo se limitaba al firmamento visible, pues los aparatos de visualización que se disponían únicamente prestaban auxilio al ojo humano.

5 Todavía no se tiene conocimiento real de la magnitud del Universo, a pesar de la avanzada tecnología disponible en la actualidad; se ha convenido que su origen se debe a la explosión y posterior expansión de la materia que se encontraba concentrada en un punto, teoría denominada del big-bang.

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7 Modelo de Universo estático En 1917, 12 años antes de que Edwin Powell Hubble describiese su Ley sobre la Velocidad de recesión de las galaxias, el físico Albert Einstein, autor de la Teoría de la Relatividad, propuso un modelo de Universo basado en su famosa teoría. Este modelo consideraba el tiempo como una cuarta dimensión, demostrando que la gravitación de las materias era equivalente a una curvatura espacio-tiempo cuatridimensional.

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9 Einstein cometió lo que él calificaría como "el mayor error de mi vida", al no predecir la expansión del Universo, pues introdujo en sus ecuaciones una "constante cosmológica" que compensase la expansión que su propia teoría demostraba, al considerar que siendo el Universo estático, las galaxias debían contar con alguna fuerza de repulsión que equilibrase las fuerzas de gravitación mutua entre ellas.

10 Modelo de Universo estacionario Del modelo de Universo en expansión de Friedmann, y otros anteriores que tenían en cuenta el "principio cosmológico", derivó en 1948 otro modelo de Universo, el del "Universo estacionario". Este modelo fue presentado en 1948 por los astrónomos británicos Hermann Bondi, Fred Hoyle y Thomas Gold. Para ellos, desde una concepción filosófica, la teoría de un comienzo repentino del Universo era insatisfactorio. Sus planteamientos se resumen en el principio de que el Universo es el mismo siempre y desde cualquier posición, y en la teoría de la "creación continua", por la cual la pérdida de densidad del Universo durante su expansión, queda compensada con la creación continua de materia que mantendrían la actual apariencia del Universo.

11 Tras ser descubiertas en 1965 las radiaciones de fondo de microondas (estimadas como las radiaciones remanentes de la primera gran explosión o Big-bang), así como los quásares (consistentes en fuentes de radiación relacionadas con la recesión de las galaxias), la teoría del Universo estacionario quedó desautorizada para la mayoría de los cosmólogos, por su incompatibilidad y contradicción con la teoría del Bigbang.

12 Modelo de Universo en expansión De forma simultánea a la exposición de la teoría de Einstein sobre un Universo estático, el astrónomo holandés Willem de Sitter desarrolló también en el mismo año 1917 otros modelos de Universos no estáticos, dando soluciones a las ecuaciones de Einstein. Posteriormente, le siguieron otros modelos basados en Universos en expansión, como el del matemático ruso Alexander Friedmann en 1922, o el del sacerdote belga Georges Lemaitre en 1927.

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14 La teoría del Big-bang o Gran Explosión sobre el origen del Universo, tuvo su punto de comienzo precisamente con el modelo de Friedmann, ateniéndose al "principio cosmológico", y en el cual la densidad de la materia en el Universo es un parámetro fundamental para la solución de la incógnita. Friedmann afirmaba que las galaxias no son más que fragmentos de lo que llamó "núcleo primordial", que tras su explosión salieron despedidos dando lugar a la expansión del Universo. Este modelo de Friedmann es el generalmente aceptado, y que posteriormente retocaría en 1948 el físico ruso nacionalizado estadounidense George Gamow.

15 Para Friedmann, el Universo se expandirá o contraerá en lo que llamó "Universo abierto" y "Universo cerrado", dependiendo de la densidad media de la materia que contenga. Si la materia es relativamente poca, el Universo se expandirá de forma indefinida, pues la atracción gravitatoria mutua entre las galaxias no será suficiente para disminuir las velocidades de recesión; esto sería un "universo abierto". Por el contrario, si la densidad de materia supera un valor crítico, que se ha estimado en 5x10-30 g/cm3, entonces se produciría un descenso de la expansión hasta detenerse, para finalmente contraerse hasta el extremo del colapso gravitacional de todo el Universo; esto sería un Universo de extensión finita o "Universo cerrado".

16 Universo oscilante o pulsante Partiendo de un modelo de Universo en expansión, existe una teoría llamada "Universo oscilante o pulsante" según la cual, un Universo colapsado tras producirse la contracción, daría lugar a una nueva Gran Explosión de ese punto de alta densidad, expandiéndose de nuevo, para volver a colapsarse y explosionar, y así hasta el infinito.

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18 La teoría del Big-Bang El Universo es un sistema físico en expansión. La teoría aceptada actualmente es la del Big-Bang o Gran Explosión, donde se considera al Universo como un sistema en expansión continua a partir de una explosión inicial. Esta teoría es atribuida al matemático ruso Alexander Friedmann en 1922, posteriormente retocada en 1948 por el físico ruso nacionalizado estadounidense George Gamow. No obstante, esta teoría no explica en que condiciones se encontraba la materia antes de la Gran Explosión, a la cual no se podría aplicar las leyes físicas actuales. Por ello, las condiciones posibles que pudieron haber iniciado la explosión, se han desarrollado en otra teoría cosmológica propuesta a comienzos de la década de 1980, y conocida como Teoría Inflacionaria.

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20 Según la teoría del Big-Bang, hace unos quince mil millones de años el Universo se reducía a un punto, donde toda la materia estaba fuertemente comprimida en un mínimo espacio de ilimitada densidad y elevadísimas temperaturas, y en donde la curvatura del espacio-tiempo era infinita. En un momento dado sobrevino la Gran Explosión o estallido primario y comenzó la evolución de nuestro universo.

21 Dado que por definición nada de lo que podamos conocer estuvo fuera del átomo primario, es mejor imaginar lo sucedido desde dentro. Tras el estallido primario el espacio se fue estirando, y la materia y la energía se fueron expandiendo junto a él, a la vez que se enfriaban rápidamente. A los pocos segundos de la explosión inicial, los fotones y otras partículas colisionaron unas con otras y se desintegraron o se transformaron en otras distintas. Al tiempo que el Universo se iba enfriando, daba lugar a las primeras partículas materiales, átomos de hidrógeno y helio; a su vez los fotones se propagaron libremente y se hizo la luz.

22 La radiación de la bola de fuego, que tanto entonces como ahora llenaba el universo, fue desplazándose a través del espectro, pasando de los rayos X al ultravioleta, y de éste a través de los colores visibles del arco iris hasta el infrarrojo y a las regiones de radio. Los restos de esta bola de fuego no serían otra cosa que la radiación cósmica de fondo que emana de todas partes y puede ser detectada hoy en día gracias a los radiotelescopios, y que se pudo recibir por primera en 1965 dando elementos para la confirmación de la teoría de la Gran explosión. Con el tiempo, el tejido del espacio continuó expandiéndose, la radiación fue enfriándose y poco a poco el espacio se volvió por primera vez oscuro en la luz visible ordinaria, tal como ahora es.

23 La teoría inflacionaria La teoría generalmente aceptada del big-bang, por la cual el Universo surgió de una Gran Explosión inicial que expandió la materia contenida en un punto de extrema condensación, dejó no obstante algunos problemas sin resolver. Para ello, el físico estadounidense Alan Guth desarrolló a principios de 1980 la Teoría Inflacionaria, que intenta explicar como se produjeron los acontecimientos durante los primeros momentos de la creación del Universo.

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25 Uno de los puntos oscuros de la teoría del bigbang es el relativo a la uniformidad que presenta el actual Universo, el cual se explica difícilmente si se admite la rapidez de expansión de la materia desde el primer momento, que no permitiría desarrollar tal uniformidad. Otro punto a tener en cuenta, es que las leyes físicas normales no podrían aplicarse al estado en que se encontraría la materia en aquellos tiempos en que se produjo la explosión.

26 Alan Guth se apoyó en trabajos de notables físicos, como los estudios de Stephen Hawking sobre campos gravitatorios ultrafuertes existentes en las proximidades de los agujeros negros, que demuestran que la materia del Universo podría haberse creado a partir de fluctuaciones cuánticas dentro de un espacio "vacío". Guth recurre pues a la Teoría del Campo Unificado (véase más abajo), para explicar el estado primigenio de la materia, de la que partirían las condiciones iniciales para producirse la Gran Explosión. En una zona del desordenado estado original de la materia, se podría haber producido un rápido abultamiento que permitiría la formación de un Universo visible.

27 2. ORIGEN Y EVOLUCIÓN DEL SISTEMA SOLAR

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29 Cualquier teoría que pretenda explicar el origen del Sistema Solar debe tener en cuenta: El Sol y los planetas giran en el mismo sentido. Los planetas giran describiendo órbitas casi circulares en el mismo plano y los satélites lo hacen respecto a sus planetas. Los planetas cercanos son más pequeños y los exteriores mayores. Los planetas más densos y ricos en silicatos están cercanos al sol; los más ligeros y gaseosos están alejados. Las sustancias más densas están hacia el interior de los planetas. Los planetas presentan huellas de impactos de meteoritos.

30 a) Teoría nebular de Kant- Laplace El sistema solar se originó por la contracción de una masa de polvo y gas. Por su propia gravedad, empezó a concentrarse y condensarse. Como consecuencia de ello, comenzó a girar cada vez más rápido. Al aumentar la velocidad de giro, la nube se aplanó. Llegó un momento en que la fuerza centrífuga del plano ecuatorial era tan intensa que se desprendió un anillo de gas y polvo. El mismo proceso siguió, formando 9 anillos al aumentar la velocidad. La materia de los anillos se agrupó hasta formar los planetas.

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32 b) Teoría de las mareas ( Chamberlain y Moulton) El Sol se formó a partir de una nebulosa pero sin desprender anillos de materia. Tiempo después, otra estrella pasó cerca del Sol atrayendo materia incandescente de éste. Cuando esta materia se enfrió originó los planetas. La forma del puente de materia formado es estrecho por los extremos y ancho por el centro (de ahí que Júpiter sea el planeta masivo).

33 c) Teoría de la estrella binaria (Hoyle) En algún momento del pasado, el Sol tuvo una estrella compañera que orbitaba junto a él. Esta estrella explotó como una supernova y sus restos se esparcieron por el espacio. Dada la cercanía del Sol, gran parte de estos restos fueron atraídos por él formando los planetas.

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35 d) Hipótesis de Weizsäcker El gas que formaba la primitiva nebulosa no giraba en bloque, sino que lo hacía en diferentes sentidos. En las zonas de contacto entre remolinos con diferente sentido se formaron los planetas.

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37 e) Teoría de los planetesimales: la visión actual El sistema solar empezó a formarse hace 5000 m.a. a partir de una nebulosa de polvo y gas en contracción. La atracción gravitatoria entre la materia la hizo contraerse y girar. Al irse concentrando la materia en el centro, la temperatura y la presión se elevaron hasta llegar a un punto en el que se iniciaron las reacciones termonucleares, que hacen que las estrella irradien luz y calor. Fue el nacimiento del sol.

38 Las reacciones termonucleares provocaron el desprendimiento de gran cantidad de energía, proyectando gran parte de la materia residual hacia el exterior. El resto de la materia formó un disco plano alrededor del sol. Las altas temperaturas cercanas al Sol disminuían al alejarse de él. La gradación de temperaturas fue la responsable de la diferenciación geoquímica de los planetas.

39 Los átomos más refractarios (hierro y silicatos) se condensan a altas temperaturas, por tanto, se mantienen más cerca del Sol. Los átomos más volátiles, lo hacen a temperaturas menores, es decir, más alejados del Sol. Con el tiempo, las concentraciones de materia fueron creciendo hasta formar cuerpos sólidos, los planetesimales. Los planetesimales comenzaron a colisionar entre sí, destruyéndose y volviéndose a juntar hasta formar cuerpos más grandes: los planetas.

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41 f) Los planetas Cuerpos que giran alrededor del Sol siguiendo órbitas elípticas. No tienen luz propia, sino que reflejan la que reciben la del Sol.

42 Planetas terrestres o interiores Son los más cercanos al Sol. Sólidos: formados por materiales rocosos. De pequeño tamaño. Tienen pocos o ningún satélite. Muy densos. Sin anillos. Son: Mercurio, Venus, Tierra y Marte.

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44 Planetas gigantes o exteriores Más alejados del Sol. Formados por grandes masas de gases (H y He) y líquidos unidos por gravedad a un núcleo sólido. De gran tamaño. Numerosos satélites. Baja densidad. Todos presentan anillos. Son Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.

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46 3. EL ESTUDIO DE LA TIERRA

47 a) INTRODUCCIÓN En la mitología griega, Hades era el tercer hijo de Cronos. Al nacer fue devorado por su padre y en él permaneció hasta que Zeus, su hermano, venció a Cronos y lo liberó. Los tres hermanos se repartieron el Universo: - A Zeus le correspondió el cielo. - A Poseidón los mares. - A Hades el mundo inferior.

48 ZEUS

49 POSEIDÓN

50 HADES

51 La entrada al reino de Hades era guardada por Cerbero, el perro de tres cabezas. Los griegos estaban convencidos de que el acceso al mundo inferior resultaba muy difícil para los vivos.

52 Esa dificultad de acceso no ha impedido imaginarse cómo podía ser el interior de la Tierra. Durante muchos siglos se pensó en la existencia de un fuego interior bajo un cascarón rocoso superficial. Los volcanes parecían avalar esta idea.

53 Para otros científicos, el interior terrestre debía de encontrarse frío y sólido: si existiera el fuego central, la superficie terrestre resultaría mucho más inestable.

54 A pesar de los numerosos estudios realizados a lo largo del siglo XX para descubrir cómo es el interior del planeta, aún hoy es mucho lo que se ignora de él. Cerbero parece seguir vigilando para dificultarnos el conocimiento de ese mundo interior.

55 CONCLUSIONES: El estudio de la parte externa de la Tierra es bastante fácil, ya que tenemos acceso directo a ella. Sólo podemos tener conocimiento directo de la parte más superficial. Hay manifestaciones evidentes de que algo actúa en el interior: volcanes, terremotos, geíseres, etc

56 b) Métodos de estudio del interior 1. Métodos directos: de la Tierra Se basan en la observación directa de la superficie. - Observación de rocas superficiales: algunas rocas se han formado en la misma superficie y otras se han originado en el interior, aunque actualmente afloran al haber sido erosionados los materiales que las cubrían.

57 ROCAS ENDÓGENAS

58 ROCAS EXÓGENAS

59 - Sondeos: consisten en la extracción de muestras de rocas situadas a profundidad. La máxima profundidad alcanzada es de 10 a 15 Km.

60 MUESTRAS OBTENIDAS EN LOS SONDEOS

61 - Experiencias de laboratorio: tratan de reproducir a escala reducida algunos de los procesos que suceden en el interior de la Tierra.

62 2. Métodos indirectos: Se apoyan en cálculos y deducciones a partir de datos obtenidos al estudiar las propiedades físicas de los materiales que componen la Tierra. - Estudio de las ondas sísmicas: * Cualquier movimiento brusco de la corteza terrestre se transmite desde su origen (hipocentro) mediante un tren de ondas semejantes a las que se forman al lanzar una piedra a un lago. Estas ondas reciben el nombre de ONDAS SÍSMICAS.

63 * Se propagan siguiendo las mismas leyes que cualquier otra onda. Cuando pasan de un medio a otro distinto cambian de dirección y se reflejan o se refractan (según la ley de Snell). * Su velocidad de propagación depende de la composición del material por el que se propagan (su velocidad aumenta cuando aumenta la rigidez y disminuye la densidad).

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66 ONDAS P, PRIMARIAS O LONGITUDINALES Son ondas de compresión. Se desplazan las partículas adelante y atrás en la dirección de propagación del movimiento sísmico. Se desplazan a gran velocidad (8 Km/seg). Son las primeras en llegar a las estaciones registradoras. Se propagan por todos los medios, tanto sólidos como fluidos. v p = k + 4/3 µ ρ

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68 ONDAS S, SECUNDARIAS O TRANSVERSALES Son ondas de cizalla, transversales. Las partículas se mueven a un lado y otro, perpendicularmente a la dirección de propagación del movimiento sísmico. Se desplazan a una velocidad menor (4,5 Km/seg), por tanto, son las segundas en registrarse. Sólo se propagan por medios sólidos. v s = µ / ρ

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70 ONDAS DE RAYLEIGH Son ondas superficiales. Las partículas se mueven describiendo un movimiento elíptico que se vuelve contrario al de propagación en la cresta de la onda.

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72 ONDAS DE LOVE Son ondas superficiales. Las partículas se mueven de un lado a otro, perpendiculares a la dirección de.propagación del movimiento sísmico.

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74 - Medidas de la gravedad: Si la Tierra fuera totalmente esférica y homogénea, en todas partes la atracción gravitatoria sería idéntica. Como es evidente, esto no se cumple. Utilizando gravímetros se comparan las medidas con los valores teóricos calculados. Antes de tomar las medidas hay que hacer unas correcciones: Referidas a la latitud: cuanto más nos alejamos del ecuador más gravedad hay. Referidas a la altitud: a mayor altitud, menor gravedad.

75 Si después de realizar las correcciones todavía existen anomalías, sólo pueden deberse a la naturaleza de las capas que hay por debajo. Anomalía positiva (mayor que el valor teórico): puede indicar la existencia de una capa densa de minerales metálicos, que ejercen mayor atracción. Anomalía negativa (menor que el valor teórico): puede significar la presencia de rocas poco densas, como las asociadas a yacimientos petrolíferos, que ejercen menor atracción.

76 - El campo magnético terrestre: La idea de que la Tierra actúa como un gigantesco imán es conocida desde antiguo. Es la base de la brújula. William Gilbert demostró que las lineas de fuerza del campo magnético siguen una trayectoria curva: Salen por el polo Norte magnético y entran por el polo Sur magnético.

77 Las líneas de campo, en el ecuador, adoptan la forma de circunferencias concéntricas. Además se sabe que: El eje del campo magnético no coincide con el eje de rotación. La polaridad del campo ha variado a lo largo de la historia. La formación y mantenimiento del campo magnético están relacionados con la estructura del interior del planeta.

78 Hoy día, la idea más aceptada es la de la dinamo autoexcitada. El campo magnético se origina por el movimiento de las cargas eléctricas de los electrones y los núcleos de los átomos que componen el núcleo externo de la Tierra. El movimiento se produce por efecto del calor. Todo campo magnético lleva asociado un campo eléctrico por inducción. Este campo eléctrico, a su vez, generaría un campo magnético que realimentaría al primero. No hace falta, pues, un campo externo para mantener la imantación. El campo magnético terrestre se origina por el movimiento del material fundido del núcleo externo.

79 b) Modelo de estructura concéntrica El modelo en capas del interior terrestre se ha podido elaborar gracias al estudio de las DISCONTINUIDADES : zonas en la cual la velocidad de propagación de las ondas sísmicas varía bruscamente.

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82 c) Unidades geoquímicas: 1. Corteza: Es la capa más superficial de la geosfera. En comparación con el resto de la geosfera es una capa muy delgada. Representa el 1,6% del volumen de la Tierra.

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84 - Corteza oceánica: Constituye un 60% de la corteza. Es más delgada pero más densa. Se encuentra bajo los océanos hasta una profundidad de 5 a 10 Km. Es más reciente. Composición: Capa sedimentaria: muy fina. No siempre presente. Capa basáltica: basaltos y rocas afines (gabros). Se origina en las dorsales oceánicas.

85 - Corteza continental: Representa un 40% de la corteza. Tiene mayor espesor (30 a 70 Km.) y menor densidad. Sus rocas son más antiguas. Composición: Capa sedimentaria: sedimentos y rocas de bajo metamorfismo. Capa granítica: granito y rocas de metamorfismo medio. Capa basáltica: Rocas de alto metamorfismo y rocas basálticas y gabros.

86 2. Manto: Zona comprendida entre las discontinuidades de Mohorovicic y Gutenberg. Representa el 83% del volumen terrestre. La variación de velocidad de las ondas sísmicas permite detectar 3 zonas: Manto superior: formado de peridotita (roca formada por piroxeno y olivino). Zona de transición: aumenta la velocidad de las ondas sísmicas al pasar por aumento de la presión el olivino a espinela (mineral más rígido). Manto inferior: formado por perovskita (procedente de la transformación de la espinela), roca más densa. Vuelve a aumentar la velocidad de las ondas sísmicas.

87 Capa D Zona de transición entre el manto y el núcleo. Es una capa muy irregular de entre km. de grosor. Formada por materiales en continua reacción entre el manto y el núcleo.

88 3. Núcleo: Es la esfera central del planeta. Representa el 16% del volumen total de la Tierra. Se piensa que está formado por hierro con un 5% de niquel y algo de oxígeno y azufre: Por su alta densidad (10-13 g/cm 3 ) Por su comportamiento ante las ondas sísmicas. Y por el papel que se le atribuye en la creación del campo magnético.

89 En él se distinguen dos zonas: Núcleo externo: capa fluida que no permite el paso de las ondas S. Núcleo interno: capa sólida.

90 d) Unidades dinámicas: Resultan al considerar el comportamiento de las diferentes capas y de su influencia sobre la tectónica del planeta.

91 1. Litosfera: Abarca la corteza y parte del manto superior. Grosor de Km. Dividida en placas que se desplazan unas con respecto a otras. Sólida.

92 2. Astenosfera(?): Se consideraba un nivel con comportamiento fluido. Zona de baja velocidad del manto.

93 3. Mesosfera: Se corresponde con el manto. Capa capaz de fluir por convección y mover las placas litosféricas.

94 4. Endosfera: Es la capa interna. Se divide en otras dos: Núcleo externo: Capa fluida. En convección. Genera el campo magnético terrestre. Núcleo interno: Capa sólida. Actúa como fuente de calor generado al diferenciarse los materiales que lo forman.

95 4. HIPÓTESIS QUE EXPLICAN LA DINÁMICA TERRESTRE

96 La Tierra es un planeta dinámico que cambia constantemente debido a diversos procesos geológicos. Rápidos, violentos y evidentes: terremotos, volcanes. Lentos e inapreciables: formación de cordilleras.

97 A) HIPÓTESIS OROGÉNICAS Surgieron para explicar el origen de las fuerzas tectónicas que elevaron y plegaron las cordilleras. a) Hipótesis fijistas: - La situación de los continentes y océanos es la misma que la que tenían en el momento de su formación. - Las cordilleras se formaron por diversas fuerzas y empujes verticales.

98 b) Hipótesis movilistas Los continentes habían cambiado su posición durante el tiempo y al moverse habían originado fuerzas horizontales capaces de comprimir grandes masas de roca hasta plegar y elevar las cordilleras.

99 TEORÍA DE LA DERIVA A) ENUNCIADO: CONTINENTAL Teoría apoyada por Alfred Wegener. Para Wegener los continentes se movían mientras los océanos eran estables y permanentes.

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101 Afirmaba que los bloques continentales hace unos 225 m.a., se hallaban unidos en una única masa de tierra, a la que llamó PANGEA.

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103 Una primera fragmentación originó dos supercontinentes: LAURASIA (al norte) y GONDWANA (al sur).

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105 La posterior separación y desplazamiento de los fragmentos resultantes llegó a constituir la Tierra tal y como la conocemos.

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109 Según él, los continentes se comportaban como balsas que se desplazaban flotando sobre la capa basáltica (Sima). Los continentes estaban formados por: Capa granítica (Sial): rígida y poco densa. Capa basáltica (Sima): plástica y más densa. Los mecanismos responsables del desplazamiento eran dos: Fuerza debida al giro de la Tierra que arrastraba a los continentes hacia el ecuador. Fuerza de inercia que los desplazaba lateralmente.

110 B) PRUEBAS QUE APOYAN LA TEORÍA 1. Acoplamiento geográfico de los bordes continentales: Las líneas de costa atlánticas de África y Sudamérica encajaban perfectamente (realmente lo que encajaba era el talud continental).

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112 2. Correspondencia y continuidad entre estructuras tectónicas de continentes hoy alejados: Ejm: Cadena montañosa surafricana y montañas que rodean Buenos Aires. Meseta de gneiss de Africa central y Meseta de Brasil. Afectaba al tipo de rocas y a las direcciones de los plegamientos.

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116 3. La existencia de glaciaciones de hace 250 m.a. en lugares ahora muy distantes:

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119 4.Distribución biogeográfica actual: En continentes, hoy alejados, se encuentran seres vivos de hábitat continental, pertenecientes a los mismos grupos, o muy emparentados entre si y con antecesores comunes. Ejemplos: Manatíes (mamíferos que habitan ríos y mares someros) pueden encontrarse en África occidental, Centroamérica y África del sur. Marsupiales: en Australia y Sudamérica.

120 5. Distribución biogeográfica de fósiles: En diversas épocas hay una coincidencia casi completa de grupos fósiles, antes de la separación continental. Tras la fragmentación, los fósiles muestran una evolución diversificada al quedar aislados en distintos continentes.

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126 C) OBJECIONES A LA TEORÍA: El movimiento no se debe a la rotación terrestre. No se desplaza la capa granítica sobre la basáltica. Los continentes se mueven de forma más lenta de lo que supuso Wegener.

127 LA EXPANSIÓN DEL FONDO OCEÁNICO A) ENUNCIADO: Teoría apoyada por Harry Hess (geólogo estadounidense). Los océanos están sujetos a continuas modificaciones, las cuales provocan los movimientos continentales. Las cordilleras mediooceánicas (dorsales) se constituyen como las zonas activas donde se genera la corteza oceánica, al encontrarse sobre una rama ascendente de una célula de convección del manto. Las fosas oceánicas se constituyen como las zonas donde se destruye la corteza oceánica al encontrarse sobre una rama descendente de una célula de convección del manto.

128 B) ETAPAS: 1. Etapa inicial: El material fundido del manto asciende, presionando la litosfera, la cual se abomba. 2. Etapa de rift-valley: la litosfera se rompe dando lugar a un sistema de fallas (rift, graben o fosa tectónica) como consecuencia del hundimiento de los bloques centrales.

129 3. Etapa de Mar Rojo: El material del manto se introduce por el rift y separa los bloques fragmentados. Las aguas continentales se acumulan en estas zonas deprimidas dando lugar a primitivos océanos. 4. Etapa atlántica: El primitivo océano se amplia. El magma se deposita a ambos lados del rift originando una dorsal oceánica. 5. Etapa de subducción: La expansión oceánica se detiene en algún momento, de forma que el suelo oceánico debe reintegrarse en el manto. Si esto no ocurriese y la corteza oceánica creciera de forma indefinida, nuestro planeta aumentaría de volumen.

130 C) PRUEBAS QUE APOYAN LA TEORÍA: 1. La temperatura bajo las dorsales es mucho mayor debido al ascenso de magmas calientes de la astenosfera. 2. Edad de las rocas: se encuentran rocas de edades iguales situadas, más o menos simétricamente, a distancias semejantes del centro de la dorsal. 3. Magnetismo de las rocas: existencia de rocas de la misma edad, a ambos lados de la dorsal, magnetizadas de la misma forma. 4. La velocidad de las ondas sísmicas bajo las dorsales disminuye, como corresponde a una capa más plástica.

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134 LA TECTÓNICA DE PLACAS Modelo de funcionamiento de la corteza terrestre que explica y relaciona de forma global los diversos fenómenos tectónicos: formación de montañas, océanos, fosas, terremotos y desplazamiento continental.

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138 Esta teoría se apoya en los siguientes puntos: 1. La litosfera abarca la corteza y parte del manto superior. 2. La litosfera se halla dividida en grandes placas, cuyos límites quedan definidos por grandes líneas sísmicas y volcánicas. 3. Las placas litosféricas se pueden desplazar porque el calor emitido por el núcleo pasa a la mesosfera que a su vez se enfría a través de la litosfera. El calor genera corrientes de convección que arrastran las placas.

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142 4. El material del manto sale a través de las dorsales medioceánicas, forma corteza oceánica que se separa de la dorsal y origina fallas transformantes. 5. La corteza oceánica se destruye en las zonas de fosas introduciéndose por debajo de otra placa hacia el manto (subducción) o bien cabalgando sobre una placa (obducción). 6. El vulcanismo localizado en el interior de las placas se debe a la existencia de material profundo del manto, muy caliente, que asciende al tener menos densidad. Es lo que se conoce como punto caliente.

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145 A) LÍMITES O BORDES DE PLACAS: a) Bordes divergentes o constructivos: Son las zonas de la litosfera donde se crea nueva corteza oceánica. También se llaman bordes divergentes, porque las placas se alejan. Las dorsales son cordilleras marinas que suelen tener unos 1000 Km. de ancho y elevaciones de 1 a 4 Km. En su zona central presentan un valle o fosa tectónica, llamado rift.

146 No forman alineaciones continuas sino que están interrumpidas por fallas transformantes que desplazan lateralmente sectores de la dorsal. En el interior de los continentes pueden aparecer grandes depresiones análogas a los rift de las dorsales, son los rift intracontinentales (ejm: rift valley de África oriental.

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158 b) Bordes convergentes o destructivos: Son las zonas de la litosfera donde se destruye corteza oceánica al subducir una placa bajo la otra. También se llaman bordes convergentes, porque la placas se acercan y chocan. Las tensiones y fricciones producidas en este proceso pliegan los materiales de la litosfera y dan lugar a cadenas montañosas u orógenos.

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165 c) Bordes conservativos o pasivos: No se origina ni se destruye corteza. Se caracterizan por un desplazamiento lateral de las placas. El plano de fractura es caso vertical. Las rocas entre ambas placas en movimiento generan importantes tensiones que se manifiestan en forma de violentos terremotos cuando se relajan (liberan gran energía).

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170 B) OROGÉNESIS: Conceptos de orogénesis y orógenos: Orogénesis: procesos de deformación tectónica que tiene lugar en márgenes continentales como resultado de una zona de subducción o por colisión continental. Orógeno: masa de rocas deformadas tectónicamente y de rocas ígneas asociadas que se originan durante una orogenia.

171 TIPOS DE ORÓGENOS: a) Orógenos de borde continental activo, de tipo andino, térmicos o de subducción: Se produce por el choque de corteza oceánica con corteza continental. Se produce magmatismo. Las fosas se llenan de sedimentos. La compresión y plegamiento de los materiales produce una elevación. Aumenta la temperatura como consecuencia del rozamiento entre las placas y por la llegada de la placa que subduce a zonas profundas. Al aumentar la temperatura se produce la fusión de los materiales originando magma, que dará lugar a volcanes, plutonismo y metamorfismo. El orógeno emerge y se adosa al continente.

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173 Pueden diferenciarse dos tipos de orógenos de subducción: 1. Orógenos de tipo chileno: (Andes) - Gran cadena montañosa, rica en volcanes, frente a una fosa poco profunda. - El ángulo de inclinación de la placa que subduce es pequeño. - El roce entre las dos placas comprime los materiales. - La enorme fricción funde las rocas y forma el magma que emerge por los volcanes.

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176 Los Andes

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178 b) Orógenos de tipo Marianas: - Conjunto de islas de carácter volcánico situadas frente a fosas muy profundas. - Ángulo de inclinación para la placa que subduce muy alto. - El calor generado por el roce funde las rocas. - El magma sale al exterior y constituye un conjunto de islas a modo de arco.

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185 b) Orógenos de colisión entre continentes, mecánicos o de tipo himalayo: Se producen cuando dos masas continentales colisionan después de que haya desaparecido por subducción la zona de litosfera oceánica que las separaba. No se produce magmatismo. Tras la colisión, los materiales que forman ambos continentes se imbrican uno en otro, sufren grandes plegamientos y llegan a cabalgar unos sobre otros (obducción).

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191 5. EL MOTOR DE LAS PLACAS

192 Las hipótesis más aceptadas se refieren a la existencia en el manto de un flujo de materiales, en forma de movimientos convectivos o corrientes de convección. En las dorsales dos corrientes ascendentes cálidas divergen y producen tensión y formación del fondo oceánico, al salir parte de sus materiales al exterior. La subducción se produce donde una corriente se enfría y desciende nuevamente.

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198 El modelo de la subducción profunda es el más aceptado en la actualidad. Plantea una convección difusa que afecta a todo el manto, llegando hasta el límite núcleo-manto.

199 6. CONSECUENCIAS DE LA DINÁMICA LITOSFÉRICA

200 DEFORMACIONES Y ESTRUCTURAS TECTÓNICAS: A) CONCEPTO DE DEFORMACIÓN: Respuesta dada por los materiales ante la actuación de fuerzas.

201 B) TIPOS DE FUERZAS: a) Compresión: Par de fuerzas alineadas y convergentes. b) Distensión: Par de fuerzas alineadas y divergentes.

202 c) Fuerzas de cizalla: Par de fuerzas no alineadas y convergentes.

203 C) DIAGRAMA ESFUERZO-DEFORMACIÓN. TIPOS DE DEFORMACIÓN : Este diagrama muestra el comportamiento de una roca frente a la deformación.

204 a) Deformación elástica Es proporcional a la fuerza, por tanto, al cesar la fuerza, el material recupera la forma original (se rompe si es muy rígido). Ejm. Vibración que se produce en la superficie de la Tierra al paso de una onda sísmica.

205 b) Deformación plástica o continua Por encima del límite de elasticidad el material no recupera la forma primitiva y queda deformado permanentemente. Ejm. Pliegues.

206 c) Deformación por rotura o discontinua Por encima del límite de rotura, la roca cede y se fractura. Ejm. Fallas.

207 D) FRACTURAS: a) Diaclasas: Fracturas de las rocas sin desplazamiento relativo de los bloques. Constituyen las grietas y fisuras presentes en la mayoría de los materiales de la corteza. Se producen por fuerzas de distensión.

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210 b) Fallas: Fracturas en las que existe un desplazamiento relativo de los bloques a ambos lados del plano de rotura. Se producen por compresión o distensión

211 1. Elementos de una falla: Plano de falla: superficie de fractura respecto a la cual se han desplazado los bloques. Labios: cada uno de los bloques desplazados: Labio o bloque levantado. Labio o bloque hundido. Línea de falla: intersección del plano de falla con la superficie topográfica. Salto de falla: desplazamiento relativo entre dos puntos situados juntos antes de la fractura.

212 Espejo de falla: zona del plano de falla pulida por la fricción de los bloques. Estrías: arañazos producidos en el plano de falla por el desplazamiento de los bloques. Siempre aparecen en la misma dirección del desplazamiento. Buzamiento: ángulo de inclinación del plano de falla respecto a la horizontal.

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214 2. Tipos de fallas:

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221 Cabalgamientos: una falla inversa con el plano de falla muy inclinado de manera que los materiales más antiguos cabalgan sobre otros más nuevos.

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223 Pliegue-falla: uno de los flancos se rompe y se desplaza sobre el otro.

224 3. Asociaciones de fallas:

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229 E) PLIEGUES:

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235 a) Elementos de un pliegue: 1. Charnela: línea imaginaria que define la máxima curvatura. 2. Plano axial: superficie que contiene todas las líneas de charnela. Divide al pliegue lo más simétricamente posible. 3. Flancos: cada una de las superficies situadas a los lados de la charnela. 4. Núcleo: parte más interna del pliegue. 5. Eje: línea de intersección del plano axial con la superficie topográfica.

236 6. Inmersión: ángulo que forma el eje con la horizontal. 7. Vergencia: ángulo que forma el plano axial con el plano vertical.

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238 b) Clasificación de los pliegues: 1. Geométrica: - Anticlinal: * Convexo. * Flancos divergentes desde la charnela. * El núcleo contiene los materiales más antiguos. - Sinclinal: * Cóncavo. * Los flancos convergen hacia la charnela. * El núcleo contiene los materiales más modernos.

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248 2. Según la vergencia: - Rectos: vergencia 0º. - Inclinados: vergencia de 0 a 45º. - Tumbados: vergencia de 45 a 90º. - Acostados: vergencia de 90º.

249 Rectos

250 Inclinados y tumbados

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254 Acostados

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