Aunque la reconstrucción del origen del Sistema Solar es complejo porque apenas quedan huellas.

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1 LA TIERRA Y SU DINAÁ MICA 1 Formación de la Tierra y el Sistema Solar Aunque la reconstrucción del origen del Sistema Solar es complejo porque apenas quedan huellas. Actualmente, la teoría más aceptada es la teoría planetesimal: El Sistema Solar se formó hace unos millones de años a partir de una nebulosa localizada en el brazo de Orión de una galaxia espiral (la Vía Láctea) La nebulosa, formada por gases y polvo interestelar, empezó a girar y a contraerse debido a la gravedad. De esta forma, se formó una gran masa central y un disco aplanado que giraba en torno a ella. La colisión de las partículas de la masa central liberó mucha energía, empezó la fusión nuclear y con el tiempo originó el Sol. Las partículas del disco siguieron chocando y formaron otras mayores llamadas planetesimales. Los planetesimales, por un proceso de acreción (choque y unión) dieron lugar a los planetas primitivos del Sistema Solar que fueron atrayendo a los planetesimales que había cercanos a su órbita. La Tierra, al inicio de su formación (hace unos m.a.), estaba fundida debido al choque de planetesimales, lo que favoreció la diferenciación en capas de materiales dependiendo de su densidad: corteza (menos densa), manto (densidad intermedia) y núcleo (más denso). Al cesar el choque de planetesimales, la Tierra se fue enfriando y, con el tiempo, se originaron la atmósfera y la hidrosfera. 2 Métodos de estudio del interior terrestre La investigación del interior de nuestro planeta se realiza mediante dos tipos de métodos: 2.1 Métodos directos: Se basan en el estudio directo de los materiales terrestres. Estos métodos tienen muchas limitaciones. Nos informa que a medida que profundizamos, la temperatura va aumentando Minas: Son excavaciones que se realizan para la extracción de minerales, no permiten alcanzar ni 4 km de profundidad Sondeos: Son perforaciones taladradas en el subsuelo. El más profundo no ha superado los 14 km (apenas nada comparado con los km del radio terrestre) Materiales arrojados por los volcanes: Estudio de los fragmentos de roca sin fundir (intrusiones) que arrastra el magma al ascender a la superficie Afloramientos de rocas: Estudio de las rocas formadas en el interior sacadas a la superficie por fenómenos como la erosión. 2.2 Métodos indirectos Se apoyan en diversas investigaciones: Estudio de meteoritos: Nos informan que formaron los planetas primitivos Propiedades físicas de la Tierra Magnetismo, gravedad, densidad.

2 2.2.3 Métodos sísmicos Análisis de la propagación de las ondas que producen los terremotos. 3 Los terremotos y el método sísmico Los terremotos (o seísmos) consisten en movimientos bruscos de las capas superficiales de la Tierra producidos por la fractura y el posterior desplazamiento de grandes masas rocosas del interior de la corteza terrestre. Los movimientos sísmicos liberan gran cantidad de energía de forma repentina y violenta, pudiendo llegar a ser muy destructivos. 3.1 Magnitud e intensidad de un terremoto La magnitud de un terremoto nos permite conocer la energía liberada durante el seísmo. Para medirla se utiliza la escala de Richter, que consta de 9 grados. Cada grado supone una liberación de energía 10 veces superior a la del grado anterior. La intensidad de un terremoto evalúa los efectos destructivos que provoca. Para medirla se comparan estos efectos destructivos del seísmo con las descripciones de una escala de 12 grados (1=se detecta hasta 12 destrucción total), establecida por el sismólogo italiano Mercalli en Elementos de un terremoto Hipocentro Es el punto de origen del terremoto en el interior de la corteza terrestre. Desde el hipocentro se originan las ondas sísmicas ya que es el lugar donde se libera la energía Epicentro Es el punto situado en la superficie terrestre, vertical respecto al hipocentro, donde primero llegan las ondas sísmicas y se perciben los efectos del seísmo con más intensidad Ondas sísmicas Surgen del hipocentro del terremoto. Son las vibraciones que transmiten el movimiento en todas las direcciones del espacio y producen las catástrofes. Son uno de los medios más importantes para el conocimiento del interior de la Tierra. En los terremotos se originan diferentes tipos de ondas sísmicas: Ondas primarias o longitudinales (ondas P). Viajan por el interior de la Tierra. Causan un desplazamiento longitudinal: desplazan la materia en la misma dirección que se mueve la onda. Se propagan por medios sólidos y líquidos (aunque en los líquidos disminuyen su velocidad) Ondas secundarias o transversales (ondas S) Viajan por el interior de la Tierra. Causan un desplazamiento transversal: desplazan la materia formando un ángulo recto respecto a la onda. Solo se propagan por medios sólidos. Ondas superficiales (ondas L) Se desplazan por la superficie terrestre. Provocan que se mueva el suelo, o el oleaje oceánico.

3 Son las responsables de los daños que se producen en las zonas habitadas. Love: Hacen vivar la superficie en zig-zag. Rayleigh: Son similares al movimiento de las olas del mar. 3.3 Método sísmico Las ondas sísmicas se detectan mediante sismógrafos, que registran los datos en unos gráficos denominados sismogramas. Las ondas sísmicas P y S se desvían al atravesar distintos tipos de materiales, que provocan que aumente o disminuya su velocidad. Estos cambios bruscos en la velocidad de las ondas sísmicas se denominan discontinuidades y nos informan de zonas con diferentes materiales o estado físico. Con los datos de los sismógrafos, se construyen gráficas de velocidades de las ondas sísmicas a distintas profundidades. Tipos de discontinuidades Discontinuidad de Moho (10-70km) Separa la corteza del manto del terrestre. Discontinuidad de Repetti ( km) Separa manto superior e inferior Discontinuidad de Gutenberg (2900km) Separa el manto del núcleo terrestre. Discontinuidad de Wiechert-Lehman (5150km) Separa núcleo externo e interno 4 Estructura interna de la Tierra (modelo geoquímico y modelo geodinámico) Nos lo estudiamos por el libro y lo que hicimos en clase.

4 5 De la Deriva Continental a la Tectónica de Placas 5.1 Antecedentes a la deriva continental.(solo por curiosidad) Los navegantes portugueses observaron las coincidencias entre los mapas que habían elaborado al circunnavegar las costas de Africa y Brasil. En 1600 Giordano Bruno defendía que las tierras y los mares habían cambiado muchas veces su posición En 1620, el filósofo francés Francis Bacon llamó la atención que América del Sur y África encajaban perfectamente. Cien años después, Alexander von Humboldt afirmaba que el Viejo y el Nuevo Mundo se habían separado debido a los efectos de las aguas caídas en el Diluvio Universal que circulando de Norte a Sur habían excavado el Atlántico. En 1858 Antonio Snider-Pellegrini habló por primera vez de un súpercontinente antes de la apertura del Atlántico, explicando así los similares fósiles en Europa y Norteamérica. En 1910 el norteamericano F. B. Taylor publicó un extenso trabajo donde proponía una hipótesis elaborada de lo que hoy se conoce como deriva continental basándose en la forma y distribución de las cordilleras en Asia y Europa 5.2 Teoría de la deriva continental de Wegener 1912 Alfred Wegener sugirió que los continentes, hace 250 millones de años, estaban juntos formando un gran continente (Pangea= toda la tierra) rodeado de un océano (Panthalassa). Este continente se rompió en trozos que se desplazaron sobre el fondo oceánico hasta el lugar que ocupan en la actualidad. Los científicos de su época lo consideraron un revolucionario y no le creían. Por eso Wegener murió buscando pruebas que apoyasen su teoría. Encontró algunas, pero no supo explicar la razón del movimiento de los continentes Pruebas Geográficas: las líneas de costa de algunos continentes encajan como las piezas de un rompecabezas. Paleoclimáticas: basadas en rastros de los climas del pasado: existen restos de glaciares donde actualmente no hay nieve. Geológicas: los tipos de rocas antiguas coinciden si juntamos continentes alejados. Biológicas/Paleontológicas: se han encontrado fósiles de la misma especie de animales o vegetales en continentes ahora alejados Críticas En sus pruebas utilizó argumentos falsos junto a otros muy buenos, por lo que cuando se desmontaron los falsos los otros dejaron de importar. No supo explicar de forma convincente el origen del movimiento Nuevas pruebas que apoyan la deriva continental y conducen a la tectónica de placas A. Las corrientes de convección (Arthur Holmes) Mecanismo para explicar el transporte de bloques generados a partir de Pangea: la existencia de corrientes de convección del interior del manto de la Tierra, generadas por el calor del núcleo de la Tierra. Las corrientes, al chocar con la placa continental en la superficie del planeta, se "bifurcan" y vuelven a zambullirse hacia el centro del planeta.

5 Si al momento de bifurcarse se encuentran con otras corrientes de sentido opuesto se generan zonas de distensión (donde se creará fondo oceánico). Si las corrientes de direcciones opuestas se encuentran y sumergen otra vez hacia el interior de la Tierra, surgen zonas de compresión (donde se originarán las cordilleras). B. Geosinclinal de Samfrau (Alexander du Toit) Utilizó un geosinclinal del Paleozoico, llamado el geosinclinal de Samfrau que afectó al cono sur de Sudamérica, sur de África y Australia oriental. Ese geosinclinal "surge como un solo trazo" al juntar esos continentes en el supercontinente de Gondwana. C. Ajuste de los continentes (Ajuste de Bullard) Bullard y sus colaboradores, basándose en la observación de Du Toit, de que la concordancia debería establecerse por la línea de la plataforma continental, y empleando técnicas geométricas y ordenadores, lograron obtener un ajuste muy preciso de los continentes alrededor del Atlántico. D. Sonar En los años 60 se comenzó a descubrir cómo es el fondo oceánico gracias a este invento. Primero se descubrió una enorme DORSAL MEDIOCEÁNICA en el ATLÁNTICO. E. Expansión del fondo oceánico (Harry Hess) Al estudiar la antigüedad de las rocas del fondo oceánico, se ve que: 1.- Las más alejadas de la dorsal son más antiguas, y las más próximas a la dorsal son muy modernas. 2.- Las épocas de formación de estas rocas se distribuyen simétricamente a ambos lados de la dorsal F. Paleomagnetismo y simetría del bandeado magnético (Vine y Mathews) Los basaltos que se forman en las dorsales contienen minerales magnéticos, como la magnetita, que se imantan durante su formación y conservan ese magnetismo cuando se cristalizan. A lo largo de la historia ha habido inversiones magnéticas (cambios de polaridad en los minerales de los fondos oceánicos) De esta forma se observan alternancia de bandas de polaridad normal e invertida que son simétricas a ambos lados de la dorsal. G. Otras pruebas que apoyan la tectónica de placas El grosor de sedimentos es mayor en las zonas cercanas al continente (donde la litosfera oceánica es más antigua) que cerca de las dorsales. Pruebas geodésicas: basadas en la emisión de rayos láser o de ondas de radio que permiten medir la velocidad de movimiento de las placas. o Interferometría: Se utilizan radiotelescopios que reciben señales de radio emitidas por los quásares. Los cambios de posición en los continentes implican un desfase en la recepción de la onda, pudiendo medir movimientos de 2mm/año. o GPS: Basándose en las señales radioelectrónicas de los satélites, se pueden medir distancias con mucha precisión. o Sistema SLR (Satellite Laser Ranging):Utiliza rayos laser que son emitidos desde una estación situada en una placa litosférica y reflejados en un satélite y recibidos en otra estación situada en una placa diferente. Cualquier movimiento entre las estaciones es detectado con precisión (similar a la interferometría).

6 Pruebas basadas en focos sísmicos que forman el plano de Benioff: Terremotos superficiales, terremotos intermedios, terremotos profundos. 5.3 Teoría de la tectónica de placas A partir de 1960, como hemos visto, diversos investigadores han corregido la hipótesis de la deriva continental de Wegener. Todos los descubrimientos se recogen en la teoría de la tectónica de placas: La parte sólida de la Tierra, llamada litosfera (formada por la corteza y parte del manto), está dividida en grandes bloques (placas litosféricas o tectónicas) que encajan entre sí y flotan sobre una capa del manto, más densa, parcialmente fundida y con comportamiento plástico, a la que algunos llaman astenosfera y otros (más recientemente) manto sublitosférico Diferencias entre Deriva Continental y Tectónica de placas Esta teoría se diferencia de la de Wegener en que no son los continentes sólo los que se mueven sobre el fondo del océano, sino que se mueven las placas litosféricas sobre el manto. Se distinguen tres tipos de placas: formadas por litosfera continental (placas continentales), litosfera oceánica (placas oceánicas) o ambas (placas mixtas). En cualquier caso, según su tamaño, pueden ser grandes o pequeñas (microplacas) Explica la causa de que se muevan las placas: las rocas a altas temperaturas del interior suben, se van enfriando y luego bajan formando corrientes cíclicas, llamadas corrientes de convección, que desplazan las placas Límites de placas Al moverse, las placas pueden: Separarse (Bordes divergentes): cuando sube material del interior que se enfría y forma grandes elevaciones volcánicas (dorsales oceánicas). Si ocurre en una placa continental, forma primero un valle con bordes escalonados por las fracturas e intensa actividad volcánica (rift intracontinental) Colisionar (Bordes convergentes): al final una placa se hunde bajo la otra (Subducción) o cabalga sobre ella (Obducción). Forman fosas tectónicas y cordilleras y están asociadas terremotos y volcanes. Pueden ser de tres tipos: océano-océano (origina arcos de islas), océano-continente (origina cordilleras marginales como los Andes) y continente-continente (origina cordilleras intracontinentales como los Pirineos o el Himalaya). Se deslizan unas respecto a otras (Bordes neutros o fallas transformantes): están asociadas a terremotos. Tipo de Borde Movimiento existente Fondos oceánicos Relieves que origina Constructivo o Separación Se crea nueva litosfera Dorsales oceánicas y rift divergente oceánica continentales Destructivo o Acercamiento y Se destruye litosfera Fosas tectónicas, arcos de convergente colisión oceánica islas y cordilleras Pasivos, neutros o transformantes Deslizamiento lateral Ni se crea ni se destruye litosfera Fallas transformantes

7 6 Ciclo de Wilson Describe los procesos cíclicos de ruptura y formación de continentes. 2. Fase de fragmentación continental (formación de un domo térmico): el calor acumulado bajo la litosfera continental provoca la dilatación de los materiales y la formación de un domo térmico. 1. Fase de fragmentación continental (formación de un rift continental: aparecen grandes fracturas, los bloques se desplazan y se adelgaza la litosfera formando un valle de rift continental. 4. Fase de mar (golfo oceánico) estrecho: La separación se completa y comienza a generarse litosfera oceánica y una pequeña dorsal. 3. Fase de océano tipo Atlántico (cuenca oceánica con márgenes estables): La separación prosigue y la extensión del fondo oceánico aumenta considerablemente. 6. Fase de océano tipo Pacífico (cuenca oceánica que se reduce): El océano empieza a cerrarse por la aparición de zonas de subducción en sus bordes debido al aumento de la densidad de la placa al enfriarse y al peso de sedimentos 5. Fase de acercamiento (cuenca oceánica con estrecha): El cierre casi se ha completado, ambos continentes se acercan con sedimentos en sus bordes y cordilleras marginales. 8. Fase de colisión continental (cierre de cuenca oceánica): La litosfera oceánica desaparece totalmente por subducción, los continentes colisionan y los sedimentos atrapados en medio se deforman. 7. Fase de obducción: La masas continentales se suturan, se produce cabalgamiento y se forma una cordillera intracontinental.

8 7 El relieve oceánico y formación de dorsales El relieve oceánico se forma en las dorsales oceánicas y se destruye en las fosas oceánicas. Para que se forme una dorsal, material del manto a alta temperatura adelgaza la litosfera (o la abomba) hasta que se rompe formando un rift. La separación se completa y se forma nueva litosfera oceánica y una dorsal. 8 La formación de las cordilleras (OROGÉNESIS) La orogénesis es el conjunto de procesos por los que se forman las grandes cordilleras montañosas u orógenos. 8.1 Teorías fijistas Las primeras teorías orogénicas eran fijistas (pensaban que la distribución de continentes y océanos siempre había sido la misma). Entre ellas, destacan: La teoría contraccionista: Al ir disminuyendo la temperatura de la Tierra, la corteza (externa) se solidificó antes por lo que se arrugó al ir enfriándose el interior. La teoría del geosinclinal: En el fondo de un pliegue (geosinclinal) se fueron acumulando sedimentos, el peso de esos sedimentos hace que el geosinclinal los comprima y se forme una cordillera. 8.2 Según la tectónica de placas Se diferencian tres tipos de orógenos dependiendo de las placas implicadas (están relacionados con los tres tipos de límite convergente). Orógenos de tipo andino. Orógenos de tipo alpino o de colisión. Arcos de islas. A. Orógenos de tipo andino: Cuando chocan placa oceánica y placa continental: Los Andes. Una placa oceánica choca y subduce bajo la placa continental. Ocurren los siguientes procesos: Sobre la placa oceánica se acumulan sedimentos procedentes de la erosión en el continente. La litosfera oceánica se fractura y subduce bajo la continental (debido al peso de los sedimentos y a su mayor densidad). Se forma una fosa oceanica. Durante la subducción, los sedimentos del fondo marino son arrastrados, sufren metamorfismo debido a las elevadas presiones y temperaturas (se crea un prisma de acreción), se pliegan, emergen y contribuyen al crecimiento del continente. El rozamiento provoca un aumento de temperatura que funde parcialmente la litosfera que subduce y puntos en la base de la litosfera que cabalga ocasionando vulcanismo. Las elevadas presiones producen fracturas y cabalgamientos en la litosfera continental y originan terremotos. La erosión superficial del relieve y el empuje del magma, provocan un levantamiento de la placa continental (levantamiento isostático)

9 B. Arcos de islas. Cuando chocan dos placas oceánicas. Una placa oceánica subduce bajo la otra. Se forman arcos de islas. Características: No se forma prisma de acreción La placa subduce con mayor ángulo que en el orógeno andino. Presenta fosas muy profundas. A ella se asocian metamorfismo, terremotos y vulcanismo. C. Orógeno de colisión o alpino. Cuando chocan una placa continental y otra placa continental: Himalaya La placa que se hunde es una placa mixta : La placa litosfera oceánica subduce totalmente bajo la placa continental y los dos continentes se sueldan. Los sedimentos situados entre ambas placas litosféricas se pliegan, sufren metamorfismo y se elevan. Chocan las dos litosferas continentales y una cabalga sobre la otra (Obducción). Se forma una cordillera intracontinental. En ellas se producen metamorfismo y terremotos.