LA TIERRA. ORIGEN Y ESTRUCTURA TIEMPO GEOLÓGICO TEMA 1
Págs. 24-26 ORIGEN DE LA TIERRA
ORIGEN DE LA TIERRA Cómo se formó la Tierra?... Cómo se formó la Atmósfera?
ORIGEN DE LA TIERRA Inicialmente se supone la existencia de una nebulosa protosolar, mezcla de nubes de gas, rocas y polvo en rotación (hipótesis de la nebulosa primitiva) Su composición química mayoritaria era de H y He, así como elementos pesados La explosión de una extrella hace 5.000 m.a. provocó una onda de choque que colisiona con la nebulosa e incrementa su rotación y gravedad.
ORIGEN DE LA TIERRA Se forma un disco protoplanetario, acumulando la mayor parte de su masa en el centro y posteriormente calentándose (protosol) El porcentaje de materia restante dispersado comenzó a condensarse y agregarse en materia incandescente Los mayores fragmentos planetesimales-, atrajeron a fragmentos de menor tamaño por la fuerza de gravedad. Así fueron incrementando su tamaño hasta dar lugar a los planetas, entre ellos la Tierra (hace 4.600 m.a.)
ORIGEN DE LA TIERRA Internamente, la actividad magmática del planeta Tierra era considerable. Los gases emitidos por esta dinámica interna, básicamente CO 2, SO 2, compuestos de nitrógeno y vapor de agua, se liberaron al exterior De esta manera se forma la atmósfera primigenia, compuesta básicamente por H 2 O (vapor de agua), CO 2, SO 2, CH 4, HCl, N 2 con ausencia de oxígeno (atmósfera reductora)
ORIGEN DE LA TIERRA La atmósfera primitiva, con vapor de agua, se fue enfriando y este vapor de agua condensándose Este hecho debió provocar grandes lluvias, una parte de las cuales, en contacto con el suelo, se evaporó de nuevo para volver a generar nuevas lluvias. La repetición de este ciclo aceleró en mayor medida el enfriamiento de la Tierra, hasta que se consiguió una temperatura similar a la actual y el agua pudo permanecer en estado líquido Así se forman los océanos y mares que conforman la hidrosfera
ORIGEN DE LA TIERRA Las partículas y moléculas de la atmósfera reductora fueron arrastradas por la lluvia, acumulándose en los nuevos océanos Estas moléculas y gases de la atmósfera primitiva reaccionaron entre sí originando las primeras moléculas orgánicas, como la glicina (aminoácido)
ORIGEN DE LA TIERRA Las moléculas orgánicas formadas en los océanos, quedarían en suspensión formando la denominada sopa primigenia (sopa nutritiva) Otra teoría (panspermia) dicen que las moléculas orgánicas vinieron a la Tierra a través del impacto de cuerpos cósmicos Recientemente, se ha confirmado la presencia de compuestos orgánicos en meteoritos o impregnados en satélites Stardust Puede haber vida en otros cuerpos celestes?
ORIGEN DE LA TIERRA En cualquier caso, independientemente de su origen, a partir de estas primeras moléculas orgánicas, por un proceso de evolución química van reaccionando y dando lugar a moléculas orgánicas más complejas como las biomoléculas orgánicas Los primeros lípidos permitieron desarrollar una capa o envoltura aislante que dio lugar a los primeros protoorganismos, similares algunas bacterias en la actualidad (surge la vida) Los primeros organismos irían consumiendo la materia orgánica inicial, hasta su agotamiento.
ORIGEN DE LA TIERRA En ese momento clave de agotamiento de materia orgánica, se presupone que un grupo de seres vivos fue capaz de desarrollar nuevas estrategias para crear su propia materia orgánica a partir de compuestos inorgánicos; bacterias anaeróbicas (que emplean H y SH 2 ) y fotosintéticas (bacterias de S, cianobacterias) autótrofas
ORIGEN DE LA TIERRA Resultado de la nueva actividad biológica autótrofa, comienza a liberarse oxígeno. Las consecuencias fueron drásticas: Desciende la concentración atmosférica de CO 2, disminuyendo el efecto invernadero y bajando la temperatura del planeta Aparecen reacciones de oxidación y con ello, organismos aerobios Aumento del O 2 en la atmósfera hasta la concentración actual (21%). Formación de la capa de O 3 (protección de la radiación u.v. del Sol), permitiendo la colonización de las tierras emergidas
EJERCICIOS Act. 28, pág. 26 ORIGEN DE LA TIERRA Puede existir vida en un planeta sin oxígeno? Justifica tu respuesta Act. 27, pág. 26 (para casa) Cómo se originó la materia orgánica en el planeta Tierra? Tabla pág. 25
Pág. 65 ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA
ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA En los primeros momentos de formación de la Tierra, se produjo una estratificación en capas por densidad Capas composicionales Ordenadas de menor a mayor densidad Corteza. Rocas ricas en oxígeno, silíceo, hierro y aluminio. Corteza continental presenta mayor espesor (30 70 km.) que la oceánica (3 10 km. Espesor) Manto. Rocas más densas, ricas en hierro y magnesio. Alcanza los 2.900 km. de profundidad Núcleo. Metálico y denso. Compuesto fundamentalmente por hierro.
ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA Las capas de la Tierra también se pueden clasificar según el grado de plasticidad o rigidez de la capa Capas dinámicas Litosfera. Capa rígida superficial. Engloba toda la corteza más una porción (100 km.) de manto superior rígido Astenosfera. Porción intermedia del manto superior. Sólida, pero con parte de materiales fundidos que le dan un carácter plástico. No representa un nivel continuo, sino corresponde a determinas zonas con materiales semifundidos Mesosfera. Capa sólida y rígida, pero más plástica que la litosfera Endosfera (núcleo). Fundido en su parte más externa (núcleo externo), núcleo interno rígido y sólido
ACTIVIDADES Es lo mismo corteza que litosfera? En qué se diferencian? Litosfera continental = Corteza continental (30-70 km. de espesor) + manto superior rígido Litosfera oceánica = Corteza oceánica (5-10 km. de espesor) + manto superior rígido
1. Composición y estructura del interior terrestre Es lo mismo corteza que litosfera? En qué se diferencian?
ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA POR QUÉ EL NUCLEO EXTERNO ESTÁ FUNDIDO Y EL INTERNO NO? Según se incrementa la profundidad de las capas de la Tierra, aumenta el punto de fusión de los materiales
ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA CÓMO PODEMOS CONOCER LA ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA?
Pág. 58-64 MÉTODOS DE ESTUDIO DEL INTERIOR DE LA TIERRA
MÉTODOS DE ESTUDIO DEL INTERIOR DE LA TIERRA La composición y actividad interna se estudia por diversos métodos de geofísica: Métodos directos. Estudio directo de los materiales - Estudio de rocas de superficie. Observación directa de rocas formadas en interior terrestre - Estudio de meteoritos. Con el mismo origen de la Tierra, caen a la superficie y nos informa de la posible composición interna de la tierra - Sondeos. Perforaciones de profundidad limitada (hasta 15 km.), que permiten conocer composición interna.
MÉTODOS DE ESTUDIO DEL INTERIOR TERRESTRE
MÉTODOS DE ESTUDIO DEL INTERIOR DE LA TIERRA Métodos indirectos - Gravimetría. Isostasia - Geomagnetismo - Geotermia - Sismología
MÉTODOS DE ESTUDIO DEL INTERIOR DE LA TIERRA Métodos indirectos. Gravimetría. Isostasia - Gravimetría; ciencia que estudia el campo gravitatorio de la Tierra - Ley Gravitación Universal de Newton; fuerza de atracción de un objeto proporcional a masa del objeto (mayor masa, mayor atracción ejerce sobre un segundo objeto) - Despejando la expresión matemática, se obtiene que la gravedad (aceleración de la fuerza de atracción) depende de la densidad del material Estudio de estructura interna de la Tierra g = 4/3 (G d π R)
MÉTODOS DE ESTUDIO DEL INTERIOR DE LA TIERRA Métodos indirectos. Gravimetría. Isostasia - Zonas montañosas; Se esperaba mayor g debido a que la corteza (continental) en estas zonas es más gruesa que la c. oceánica - Sin embargo se obtienen valores de g menores a los que correspondería por su masa, en comparación con la c. oceánica - Deben existir materiales ligeros más densos debajo de la montaña en los que se hunde la litosfera ASTENOSFERA - La isostasia es ese equilibrio hidrostático, de compensación, entre el material superior ligero y rígido (litosfera), y el inferior denso y plástico (astenosfera)
MÉTODOS DE ESTUDIO DEL INTERIOR DE LA TIERRA Imagen Pág. 59
MÉTODOS DE ESTUDIO DEL INTERIOR DE LA TIERRA Métodos indirectos. Gravimetría. Isostasia - Isostasia; condición de equilibrio que regula la posición de los materiales de la litosfera debido a la diferencia de densidad de sus partes. - Se resuelve en movimientos verticales (epirogénicos): - Erosión de litosfera Levantamiento - Sedimentación (se depositan materiales) Hundimiento
MÉTODOS DE ESTUDIO DEL INTERIOR DE LA TIERRA Métodos indirectos. Gravimetría. Isostasia - La isostasia regula la posición de los materiales de la litosfera. - Erosión de litosfera Levantamiento - Sedimentación (se depositan materiales) Hundimiento
MÉTODOS DE ESTUDIO DEL INTERIOR DE LA TIERRA Actividad 2, pág. 65 Basándote en la isostasia, podrías justificar por qué la corteza terrestre tienen un grosor de tan sólo 3 km. en los fondos oceánicos, mientras que bajo el Himalaya alcanza los 70 km.?
MÉTODOS DE ESTUDIO DEL INTERIOR DE LA TIERRA Métodos indirectos. Geomagnetismo - Estudio de los efectos producidos por el campo magnético terrestre - La Tierra actúa como un dipolo magnético, con norte y sur magnético - Mediante magnetómetro se detectan valores de campo magnético que difieren de valores calculados teóricamente Depende de presencia de minerales y rocas con propiedades magnéticas en interior terrestre - Minerales magnéticos; Magnetita - Rocas; Gabros, basaltos, etc.
MÉTODOS DE ESTUDIO DEL INTERIOR DE LA TIERRA Métodos indirectos. Geomagnetismo - Campo magnético varía con el tiempo - Inversiones térmicas; cambios de polaridad del campo magnético terrestre - Rocas se magnetizan en sentido contrario a como lo hacían anteriormente - Polaridad normal; polos magnéticos coinciden aprox. con polos geográficos (pequeña desviación de º) - Polaridad opuesta; polos magnéticos invertidos con respecto a los geográficos
u
MÉTODOS DE ESTUDIO DEL INTERIOR DE LA TIERRA Métodos indirectos. Geomagnetismo - Campo magnético varía con el tiempo - Inversiones magnéticas; cambios de polaridad del campo magnético terrestre - Rocas se magnetizan en sentido contrario a como lo hacían anteriormente - Polaridad normal; polos magnéticos coinciden aprox. con polos geográficos (pequeña desviación; ángulo de declinación) - Polaridad opuesta; polos magnéticos invertidos con respecto a los geográficos
MÉTODOS DE ESTUDIO DEL INTERIOR DE LA TIERRA Métodos indirectos. Geotermia - Estudia el calor y temperaturas internas de la Tierra - Gradiente térmico; incremento de Tª de 1ºC por cada 33 metros de profundidad Sólo válido para los primeros 10 km. - Áreas geotérmicas, con mayor flujo de calor; dorsales oceánicas, áreas orogénicamente activas, puntos calientes por ascenso de plumas térmicas, etc. - Origen del calor interno de la Tierra; desintegración de isótopos radiactivos - Consecuencias en superficie del calor interno; desintegración de isótopos radiactivos.
MÉTODOS DE ESTUDIO DEL INTERIOR DE LA TIERRA Métodos indirectos. Geotermia - Actividad volcánicas; manifestación de energía intern de la Tierra, consecuencia de emisión brusca de magma (erupción volcánica) procedente de capas inferiores - Materiales emitidos en erupción volcánica - Gases - Lava - Piroclastos
MÉTODOS DE ESTUDIO DEL INTERIOR DE LA TIERRA Métodos indirectos. Geotermia - Actividad volcánica; manifestación de energía interna de la Tierra, consecuencia de emisión brusca de magma (erupción volcánica) procedente de capas inferiores - Materiales emitidos en erupción volcánica - Gases. Vapor de agua, CO2, SO2, etc. - Lava. Magma en estado fluido - Piroclastos. Fragmentos de roca
MÉTODOS DE ESTUDIO DEL INTERIOR DE LA TIERRA Métodos indirectos. Geotermia - Tipos de erupciones - Explosivas - Efusivas - Extrusivas - Mixtas
MÉTODOS DE ESTUDIO DEL INTERIOR DE LA TIERRA Métodos indirectos. Geotermia - Erupción explosiva
MÉTODOS DE ESTUDIO DEL INTERIOR DE LA TIERRA Métodos indirectos. Geotermia - Erupción efusiva
MÉTODOS DE ESTUDIO DEL INTERIOR DE LA TIERRA Métodos indirectos. Geotermia - Erupción extrusiva
MÉTODOS DE ESTUDIO DEL INTERIOR DE LA TIERRA Métodos indirectos. Sismología - Seísmo; vibración del terreno por fricción de materiales de litosfera o consecuencia de actividad magmática - Hipocentro; zona del interior terrestre donde se produce fricción o rotura - Epicentro; pinto de superficie terrestre en la vertical con hipocentro, donde se registra máxima intensidad - La fricción o rotura provoca la liberación de gran cantidad de energía, que se transmite en forma de ondas sísmicas - La velocidad de las ondas depende de las propiedades físicas del medio - Sismógrafos detectan las ondas
MÉTODOS DE ESTUDIO DEL INTERIOR DE LA TIERRA Métodos indirectos. Sismología - Tipos de ondas sísmicas: - Ondas P (longitudinales). Partículas vibran en paralelo a dirección de la onda. Atraviesan cualquier material, a mayor velocidad cuanto más rígido sea - Ondas S (transversales). Partículas vibran perpendicularmente a dirección de propagación. No se transmiten en materiales fluidos. Velocidad aumenta con rigidez del material
MÉTODOS DE ESTUDIO DEL INTERIOR DE LA TIERRA Métodos indirectos. Sismología - Tipos de ondas sísmicas: - Ondas superficiales. Se propagan por superficie, a diferencia de ondas P y S. Son responsables de desperfectos. Dos subtipos: - Ondas L o Love. Movimientos laterales de partículas - Ondas R o Rayleigh. Movimientos en bucle en partículas (en forma de olas)
MÉTODOS DE ESTUDIO DEL INTERIOR DE LA TIERRA Métodos indirectos. Sismología - Tipos de ondas sísmicas: - Ondas superficiales. Se propagan por superficie, a diferencia de ondas P y S. Son responsables de desperfectos. Dos subtipos: - Ondas L o Love. Movimientos laterales de partículas - Ondas R o Rayleigh. Movimientos en bucle en partículas (en forma de olas)
Ejercicio A partir de un terremoto sucedido en Nueva Zelanda, Qué tipos de ondas sísmicas se registrarán en Australia? Y en España? Razona tu respuesta
1. Composición y estructura del interior terrestre Actividad 4, pág. 26. A partir de un terremoto sucedido en Nueva Zelanda, Qué tipos de ondas sísmicas se registrarán en Australia? Y en España? Razona tus respuestas En el caso de un terremoto con epicentro en Nueva Zelanda, en Australia se registrarían ondas P y ondas S, mientras que en España únicamente se registrarían ondas P El motivo es que en la trayectoria de las ondas P y S hasta España, atravesarían el núcleo externo lo que haría que desaparecieran las ondas S al estar fundido. Esta situación sucede en cualquier punto que se encuentre situado a más de 105º del epicentro del terremoto
Pág. 64. Comportamiento Densidad, velocidad y Temperatura en capas del interior terrestre
MÉTODOS DE ESTUDIO DEL INTERIOR DE LA TIERRA Ejercicios - Actv. 1, pág. 65. - Actv. 3, pág. 65 - Actv. 4, pág. 65 - Actv. 6, pág. 65 - Actv. 7, pág. 65 - Actv. 8, pág. 65
MÉTODOS DE ESTUDIO DEL INTERIOR DE LA TIERRA Ejercicios - Actv. 1, pág. 65. Cómo podemos conocer la estructura y composición del interior de la Tierra? Enuncia cinco métodos de estudio del interior terrestre y clasifícalos en directos e indirectos - Estudio de rocas en superficie - Estudio de meteoritos - Realización de sondeos - Gravimetría - Geomagnetismo - Geotermia - Sismología. Ondas P y S Métodos directos Métodos indirectos
MÉTODOS DE ESTUDIO DEL INTERIOR DE LA TIERRA Ejercicios - Actv. 3, pág. 65 - A qué nos referimos cuando hablamos de un periodo de polaridad normal? Y cuando nos referimos a uno de polaridad invertida? - Polaridad normal; polos magnéticos coinciden (aproximadamente) con geográficos. Polaridad coincide con la actual - Polaridad invertida; polos magnéticos invertidos con respecto a geográficos. Polaridad es opuesta a la actual
MÉTODOS DE ESTUDIO DEL INTERIOR DE LA TIERRA Ejercicios - Actv. 6, pág. 65 - Qué es el epicentro de un terremoto? y el hipocentro= - Hipocentro de un terremoto es la región del interior terrestre en la que se desencadena la vibración - Epicentro es el punto de la superficie en la vertical del hipocentro donde primero llegan las ondas
MÉTODOS DE ESTUDIO DEL INTERIOR DE LA TIERRA Ejercicios - Actv. 7, pág. 65 - Las tipologías de las ondas son: - Ondas P o longitudinales. Particulas vibran paralelamente a direccion de la onda.. - Ondas S o transversales. - Ondas superficiales - Ondas L o love - Ondas R o Rayleigh - Las ondas P y S son ondas que se transmiten exclusivamente en profundidad. De ellas, sólo las ondas P se propagan en materiales fundidos (líquidos)
MÉTODOS DE ESTUDIO DEL INTERIOR DE LA TIERRA Ejercicios - Actv. 8, pág. 65 - Porque su velocidad y capacidad para transmitirse varían dependiendo de las características del material que atraviesan como rigidez, densidad y composición de las capas internas
Págs. 25-26 TIEMPO GEOLÓGICO MÉTODOS DE DATACIÓN
TIEMPO GEOLÓGICO
Ejercicio HISTORIA DE LA TIERRA Sitúa en la era y el período geológico correspondiente los siguientes acontecimientos: -Aparición de los primeros seres vivos -Extinción de los dinosaurios -Aparición de los primeros seres humanos -Aparición de los primeros mamíferos -Primeras plantas con semillas -Aparición de los primeros insectos -Origen de los Alpes y el Himalaya
Ejercicio HISTORIA DE LA TIERRA Sitúa en la era y el período geológico correspondiente los siguientes acontecimientos: -Aparición de los primeros seres vivos. Era Precámbrico, Periodo Arcaico -Extinción de los dinosaurios. Era Mesozoico, Periodo Cretácico (finales) -Aparición de los primeros seres humanos. Era Cenozoico, Periodo Neogeno (Plioceno-Pleistoceno) -Aparición de los primeros mamíferos. Era Mesozoico, Periodo Triásico -Primeras plantas con semillas. Era Paleozoico, Periodo Devónico -Aparición de los primeros insectos. Era Paleozoico, Periodo Devónico (aparición). Expansión en Carbonífero y Pérmico -Origen de los Alpes y el Himalaya. Era Cenozoico, Periodo Paleogeno
HISTORIA DE LA TIERRA. MÉTODOS DE DATACIÓN Cómo se han datado los acontecimientos geológicos? Podemos distinguir entre datación relativa y absoluta Datación relativa. Nos indican si un objeto es más antiguo que otro, pero no indica su edad concreta. Se basa en un principio básico de estratigrafía que considera, en situaciones normales, que los niveles que están por debajo son más antiguos (se forman antes) que los que están por encima
HISTORIA DE LA TIERRA. MÉTODOS DE DATACIÓN Datación absoluta. En este caso se fecha en años o miles de años restos fósiles, rocas, etc. Se basan en la desintegración de isótopos radiactivos (radiocronología), en otros elementos hijos estables. Sabiendo la tasa de desintegración (velocidad de desintegración), y los % que quedan de elementos radiactivos y estables, se puede datar la edad de la roca, material, etc.
HISTORIA DE LA TIERRA. MÉTODOS DE DATACIÓN Ejemplo; Carbono 14 con restos de materia orgánica Al morir un organismo, el isótopo C-14 se comienza a descomponerse (es inestable) y se desintegra convirtiéndose en C- 12. Conociendo la velocidad de descomposición de C-14, y el remanente que queda de C-14 y C-12 en el organismo o materia orgánica, se puede conocer la edad de forma muy precisa.