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Escuela de Minas de la Universidad Nacional de Jujuy
GEOLOGIA
Conceptos y Estructura Tierra Fuentes bibliográficas virtuales principales:
http://www.geovirtual2.cl
Tarbuck y Lutgens. Libro Ciencias de la Tierra
Apuntes Geología General. FCEFyN. Universidad Córdoba
Año 2020
Ing. Juan Francisco Tarifa -docente
Apuntes Tema 1a
INTRODUCCION
O GEOSFERA
SISTEMA TIERRA
Por tanto el sistema Tierra, está formado por cuatro estados: la atmósfera , la hidrosfera, la biosfera y la geósfera.
Se caracterizan por interacciones continuas entre ellas a medida que el aire entra en contacto con las rocas, las rocas con el agua y el agua con el aire. Además, la biosfera, que constituye la totalidad de vida vegetal y animal, interacciona los tres reinos físicos.
La Ciencia del Sistema Tierra tiene como objeto comprender
mejor nuestro planeta, de cómo están interconectados sus componentes (tierra, agua, aire y formas de vida) en un sistema integral compuesto por numerosas partes interactuantes denominados subsistemas.
CONCEPTO DE GEOLOGIA: La geología, del griego geo «tierra», y logos «discurso», es la ciencia que persigue la comprensión del planeta o Tierra sólida. Entender la Tierra constituye un reto, porque es un cuerpo dinámico con muchas partes que interaccionan y una historia larga y compleja. En el transcurso de su larga existencia, la Tierra ha ido cambiando.
LA GEOLOGIA Y SU RELACION CON OTRAS CIENCIAS
GEOLOGIA FISICA Y GEOLOGIA HISTORICA
La Geología se divide tradicionalmente en dos grandes áreas:
La Geología física, estudia los materiales que componen la tierra y busca comprender los diferentes procesos que actúan debajo y encima de la superficie terrestre.
La Geología histórica estudia el origen de la Tierra y su evolución a lo largo del tiempo, por tanto, procura ordenar cronológicamente los múltiples cambios físicos y biológicos que han ocurrido en el pasado geológico.
Muchos de los procesos terrestres son estudiados por los geólogos. Los volcanes, las inundaciones, los terremotos y los deslizamientos, denominados riesgos geológicos son simplemente procesos naturales, pero se vuelven peligrosos cuando hay personas donde estos procesos suceden. También se estudian los recursos como el agua y el suelo, los minerales metálicos y no metálicos y la energía, entre otros.
GEOLOGIA FISICA Y GEOLOGIA HISTORICA
LA MAGNITUD DEL TIEMPO GEOLÓGICO DE LA TIERRA
La escala de tiempo geológico subdivide los 4.500 millones de años de la historia de la Tierra en unidades diferentes: la mayor unidad de tiempo definida es el Eón, que se divide a su vez sucesivamente en Eras, Periodos y Épocas. Los tres eones, el Hádico o mundo subterráneo, el Arcaico (antiguo) y el Proterozoico (anterior a la vida), se denominan también el Precámbrico. El eón Fanerozoico (vida visible) contiene abundante fósiles que documentan tendencias evolutivas.
NATURALEZA DE INVESTIGACION CIENTIFICA
La ciencia nos dice que el mundo natural se comporta de forma constante y predecible y que descubrir modelos se debe partir de ellos para hacer predicciones de hechos. Para ello, es necesario realizar observaciones y estudios en forma sistemática. Ejm: sabiendo cómo se forman los depósitos de petróleo a través de modelos, los geólogos pueden predecir los sitios más favorables para la exploración.
Pare ello debe llevar adelante el método científico que consiste en cumplir con ciertas etapas:
(1) recolección de datos científicos por observación y medición;
(2) desarrollo de una o varias hipótesis que expliquen esos datos;
(3) desarrollo de observaciones y experimentos para probar la hipótesis; y
(4) aceptación, modificación o rechazo de las hipótesis sobre la base de extensas pruebas
TEORIAS SOBRE EL ORIGEN DEL UNIVERSO Se pueden distinguir dos clases de teorías: las explosivas o pulsantes y las estacionarias o estáticas. La mas aceptada es la teoría que plantea un Universo Evolutivo o Explosivo, a partir de la teoría de la relatividad de Einstein y Friedman, que sostienen un Universo en movimiento constante y expandiéndose indefinidamente a partir de un punto infinitesimal original (tiempo cero donde la materia y energía están comprimidos) a partir hace unos 18-20 mil millones de años de una Gran Explosión denominado Big Bang
LA VIA LACTEA El escenario del Big Bang, una explosión incomprensiblemente grande que lanzó hacia el exterior toda la materia del universo a velocidades increíbles. En ese momento, los restos de la explosión, que consistían casi por completo en hidrógeno y helio, empezaron a enfriarse y condensarse en las primeras galaxias y estrellas. En una de estas galaxias, la Vía Láctea, fue donde nuestro Sistema Solar y el planeta Tierra tomaron forma.
EL SISTEMA SOLAR La hipótesis de la nebulosa primitiva sugiere que los cuerpos de nuestro Sistema Solar se formaron a partir de una enorme nube en rotación denominada nebulosa solar y se deduce que la Tierra y los otros planetas se formaron esencialmente al mismo tiempo, y de la misma materia primordial que el Sol.
EL SISTEMA SOLAR Está constituido por el Sol, nueve planetas, varios planetas enanos,42 satélites, millones de asteroides, una veintena de cometas y numerosos meteoritos, añadiendo gas y polvo.
EL SOL Es una estrella, donde se dan reacciones termonucleares, situado a unos 150 millones de Km de la Tierra, con un diámetro 100 veces mas que el de la Tierra, compuesto en su mayor parte por hidrogeno (78 %), helio (20 %) y 2% otros 60 elementos. Posee una temperatura superficial de unos 5.700 °C y en el núcleo unos 800.000°C. La fuente de energía es la conversión del Hidrogeno en Helio en el interior del sol.
LA FORMACION DE LA LUNA La Luna se encuentra a 382.171 Km. de la Tierra, posee un diámetro de 3.460 Km y una masa que es 0,012 veces la de la Tierra. Su densidad es 3,36 g/cm3, la temperatura máxima de la superficie es 100ºC y el período de rotación sobre su propio eje es de 27,3 días terrestres.
NUESTRO PLANETA TIERRA Hace 4.500 millones de años se forma la Tierra por aglomeraciones de partículas sólidas del espacio; pero el calor de la acreción (crecimiento de un cuerpo por agregados de otros menores) y la desintegración de elementos radiactivos, produce el núcleo de hierro líquido rodeado de materia turbulenta (calor). Posteriormente por diferenciación de densidades de masa, el núcleo se rodea de un manto y éste de una corteza primitiva. Los gases atrapados por el manto escapan de la corteza produciendo una atmósfera enriquecida en agua. Seguidamente sobreviene la precipitación para formar los océanos, en un proceso que dura 1.500 millones de años. Como resultado aparece la atmósfera liberando oxigeno gracias entre otros, a la fotosíntesis de los primeros organismos vivos. La vida en la Tierra se inicia en los océanos hace más de 3.000 millones de años. En esta historia de evoluciones el clima terrestre ha mostrado dramáticas modificaciones. (Ver video de TP N°1)
LA FORMACION DE LA TIERRA
FORMAS DE LA TIERRA
LA TIERRA La tierra es un planeta diferenciado en capas.
LA TRASLACION DE LA TIERRA
El eje inclinado de la tierra y la rotación de la tierra alrededor de sol (1 año= una vuelta) provocan las estaciones. En febrero el hemisferio sur muestra una inclinación hacia al sol. En junio el hemisferio norte se inclina más hacia al sol.
DATOS GENERALES DE LA TIERRA
Radio ecuatorial: 6378 km
Radio polo/polo: 6357 km
La tierra es un esferoide ovalado. Por la rotación de la tierra el radio ecuatorial es 21 km más largo que el radio polo N-polo S. La forma de la tierra entonces es un elipsoide de rotación.
Edad : 4.500 millones de años
Volumen total del planeta: 1.082.000 km³
Densidad o peso especifico promedio : 5.517 g/cmᶟ
La tierra tiene una densidad alta comparada con una roca común, ejm cuarzo de 2,65 g/cm³. La causa es la acumulación de minerales pesados en el núcleo. Es decir los minerales pesados durante la formación de la tierra se movieron hacia abajo, los livianos se quedaron en la corteza.
LA TIERRA Como bien vimos, la tierra es un planeta diferenciado en capas.
ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA La tierra joven probablemente era una mezcla homogénea sin continentes ni océanos. Mediante el proceso de diferenciación el hierro y el níquel bajaron hacia al centro de la Tierra y los elementos más livianos subieron hacia la superficie y formaron la corteza. Hoy día la Tierra está construida por zonas.
ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA
Corteza terrestre: entre 0 y 50 km, en parte está dividida en una zona superior y una zona inferior por la discontinuidad de Conrad, que se ubica en una profundidad de unos 20 km. En montañas altas la corteza continental es más profunda. En los Alpes la corteza continental llega hasta una profundidad de 55km.
Discontinuidad de Moho es la división entre corteza y manto. Hasta los 900 km, se conforma el Manto Superior compuesto por una litosfera sólida y rígida y de una astenósfera parcialmente fundida y plástica y una zona de transición; luego desde los 900 km hasta los 2900 km se conforma el Manto Inferior.
Discontinuidad de Gutenberg es la división entre manto y núcleo. Desde los 2900 a 4980 km, se conforma el núcleo exterior compuesto de líquido de hierro y desde los 4980 – 6370 km, el núcleo interior que es un compuesto sólido y denso de hierro.
CORTEZA TERRESTRE Capa externa mas fina de la tierra. Se divide en corteza continental y corteza oceánica.
Corteza
CORTEZA TERRESTRE
La corteza oceánica tiene alrededor de 7 km de grosor y está compuesta por rocas ígneas oscuras denominadas basaltos. Por el contrario, la corteza continental tiene un grosor medio de entre 35 y 40 km, pero puede superar los 70 km en algunas regiones montañosas. A diferencia de la corteza oceánica, la corteza continental consta de muchos tipos de rocas.
El nivel superior de la corteza continental tiene la composición media de una roca granítica. Las rocas continentales tienen una densidad media de unos 2,7 g/cmᶟ. Las rocas de la corteza oceánica son más densas (aproximadamente 3,0 g/cmᶟ) que las rocas continentales.
SUPERFICIE DE LA TIERRA
En la superficie de la Tierra cabe distinguir dos grandes ambientes, continentes y océanos. El primero cubre aproximadamente 1/3 de la superficie total y alcanza altitudes máximas cercanas a 9.000 metros sobre el nivel del mar (m.s.n.m.). Los océanos componen los 2/3 restantes de superficie y constituyen depresiones ocupadas por agua, rodean a los continentes y llegan a profundidades máximas que sobrepasan los 11.000 m.
La corteza oceánica es relativamente homogénea; mientras que la corteza continental por el contrario es muy heterogénea, con una variada gama de rocas de diferente composición.
SUPERFICIE DE LA TIERRA
ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA La imagen del corte de la tierra en escala no distorsionada muestra una cierta igualdad a al corte de una manzana. La cáscara tiene en escala casi el mismo espesor que la corteza. Además la figura en escala muestra muy bien que el núcleo en conjunto con el manto inferior forman una gran parte de nuestro planeta.
LA COMPOSICION QUIMICA DE LAS CAPAS
EL CAMPO MAGNÉTICO TERRESTRE Es la zona de influencia del campo magnético de la Tierra que se cree es generado en el núcleo, desde donde se originan el flujo de líneas magnéticas
TEMPERATURA – GRADIENTE GEOTERMICO
Un promedio de mediciones efectuadas en excavaciones y perforaciones en distintos lugares del mundo indica que la temperatura aumenta en un 1°C cada 30 metros de profundidad. Se ignora si por debajo de las máximas profundidades conocidas por el hombre se mantiene ese gradiente, pero se supone que la temperatura sigue en aumento hasta centro de la Tierra. Se deduce , por lo tanto que las temperaturas en el interior del planeta son muy elevadas.
ACTIVIDAD EN LA LITOSFERA TERRESTRE
Los primeros 100 km de la litosfera. El promedio corteza continental (100m), promedio corteza oceánica (-4700m). La mina más profunda (alrededor de 3200 m) y la perforación más profunda (alrededor de 12.000 m).
La formación de magma a 100 km y su migración hacía cámaras magmáticas desde 30 km de profundidad.
