Métodos de estudio de La Tierra

El interior de la Tierra es en su inmensa mayoría inaccesible: Sondeos con toma de muestras: no suelen alcanzar más de 10 Km Son excepcionales las rocas que afloran procedentes de profundidade mayores

de unas decenas de Km. No las hay de más de 100Km. El radio de la Tierra es de 6.400 Km sin embargo se conoce con relativa claridad

el interior:Por ello, gran parte la información que tenemos sobre la estructura y dinámica interna de la Tierra proviene de métodos de estudio indirectos.

o Métodos astronómicos permiten conocer la masa y la densidad o Los meteoritos nos dan claves de su composición interna o La gavimetría nos informa de cambios en la densidad de las capas

superficiales y del grosor de estas capas o El geomagnetismo nos informa de la presencia de rocas magnéticas y la

edad de determinados eventos geológicos o La geotermia nos informa de la presencia de flujos internos calientes y

del grosor de la cortezao El principal método de estudio del interior de la tierra es la Sismología

MÉTODO SÍSMICO

Está basado en el estudio de la propagación de ondas sísmicas en el interior del planeta. En un seismo, desde el hipocentro, la energía se propaga a través de ondas sísmicas. Dichas ondas son elásticas y tienen capacidad de reflexión (rebote) y de refracción (desvío) por lo que ofrecen la oportunidad de conocer la naturaleza del interior terrestre, una vez que son analizadas después de ser recibidas y registradas en los correspondientes sismógrafos de toda una red mundial de observatorios.La propagación de las ondas sísmicas depende de la densidad:

- Más densidad = Más velocidad.- Menos densidad = Menos velocidad.

Existen tres tipos de ondas sísmicas:

1. Ondas longitudinales o P: Las partículas se mueven el la misma dirección de propagación de la onda, comprimiendo y expandiendo sucesivamente la roca. Su propagación depende de la compresibilidad, por lo tanto atraviesan sólidos y líquidos, ya que estos son materiales comprensibles. Son las más veloces y se propagan como el sonido.

2. 2. Ondas transversales o S: Las partículas se mueven en dirección perpendicular a la dirección de propagación de la onda. Depende su propagación de la elasticidad, como sólo los sólidos tienen esta propiedad no pasan por materiales líquidos. Son las segundas en llegar y se desplazan como el movimiento de una cuerda.

3. 3. Ondas superficiales o L: Son las más lentas y las últimas en llegar al sismógrafo. El movimiento de las partículas es en zigzag, de manera parecida al oleaje oceánico empujando un barco o las ondas que produce una piedra

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cuando cae al agua.Estas son las que producen las catástrofes en la superficie y su intensidad se mide con la escala de Rithter.

El comportamiento y la velocidad de las ondas P y S por el interior de La Tierra varían bruscamente en unas zonas llamadas discontinuidades sísmicas. La importancia de este hecho radica en que dichas discontinuidades separan zonas de materiales de distinta naturaleza, dividiendo el globo en tres porciones concéntricas principales:

o Corteza: Desde superficie sólida a la discontinuidad de Mohorovicic. Espesor variable de 5 a 100 Km

o Manto: Desde discontinuidad de Mohorovicic a la de Gutenberg. Espesor de 2900 Km

o Núcleo. Desde la discontinuidad de Gutenberg al centro de la Tierra.. La discontinuidad de Lehman separa un núcleo externo fundido de un núcleo interno sólido.

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RESUMEN DE LA FORMACIÓN TERRESTRE

En su formación por acreción de planetesimales la Tierra pasó por un periodo de fusión.Esto determinó la distribución de sus materiales en capas concéntricas por densidades. Planetesimales con agua, silicatos, metales (sobre todo Fe y Ni) Los gases y agua escaparon al lucir el sol dejando silicatos y Fe La fusión de la Tierra produjo :

o La destilación de agua y gases que formaron la atmósfera. N2 y CO2 o Una capa principal de silicatos. o Una capa interna de aleaciones de hierro

Posteriormente los seres vivos secuestraron gran parte del CO2 y produjeron oxígeno. El oxígeno terrestre es de origen biológico producido por la fotosíntesis.

MODELO GEOSTÁTICO DEL INTERIOR TERRESTRE.

La Tierra está estructurada en capas de densidad creciente. ( de dentro a fuera)Presenta grandes cambio en composición o estado físico se manifiestan en discontinuidades sísmicas

• Corteza . Es la capa más superficial y tiene un espesor que varía entre los 12 km, en los océanos, hasta los 80 km en cratones (zonas más antiguas de los núcleos continentales). La corteza está compuesta por:

- Basalto en las cuencas oceánicas formando la corteza oceánica. - Granito en los continentes formando la corteza continental.

• Manto . Es una capa intermedia entre la corteza y el núcleo que llega hasta una profundidad de 2900 km. El manto está compuesto por peridotita. El cambio de la corteza al manto está determinado por la discontinuidad de Mohorovicic. El manto se divide a su vez en manto superior y manto inferior. Entre ellos existe una separación determinada por las ondas sísmicas llamada discontinuidad de Repetti (700 km).

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• Núcleo : es la capa más profunda del planeta y tiene un espesor de 3.475 km. El cambio del manto al núcleo está determinado por la discontinuidad de Gutenberg (2.900 km) poniendo de manifiesto que el Nucleo externo es líquido ya que las ondas S no o atraviesan. El núcleo está compuesto de una aleación de hierro y níquel y es en esta parte donde se genera el campo magnético terrestre. Éste se subdivide a su vez en el núcleo interno, el cual es sólido, y el núcleo externo, que es líquido. Esta división se produce en la discontinuidad de Lehman (5.150 km).

MODELO GEODINÁMICO DEL INTERIOR TERRESTRE.

• Litosfera . Es la parte más superficial que se comporta de manera elástica. Tiene un espesor de 250 km y abarca la corteza y la porción superior del manto.

Astenosfera. Capa del manto superior que se comporta de manera plástica. Las ondas sísmicas disminuyen su velocidad (capa de baja velocidad)

Está formada por Pirolita una mezcla de dunita y peridotita, en ella se producen las corrientes convectivas.• Mesosfera . También llamada manto inferior. Comienza a los 700 km de

profundidad, donde los minerales se vuelven más densos sin cambiar su composición química.

• Capa D. Capa de transición entre la mesosfera y la endosfera. Es una capa fluida que puede atravesar la litosfera formando volcánes, o puntos calientes.

• Endosfera. Corresponde al núcleo del modelo geoestático. Formada por una capa externa muy fundida donde se producen corrientes o flujos y otra interna, sólida y muy densa.

UN DEBATE SOBRE LA ASTENOSFERA ¿Existe la astenosfera? ¿Es necesaria para explicar o entender la teoría de la Tectónica de Placas...? Durante años se ha afirmado que en el interior de la Tierra, a 100 kilómetros de profundidad, existía una franja llamada ASTENOSFERA, que, por su baja viscosidad, explicaba el movimiento continuo de los continentes dentro de la teoría de la Tectónica de Placas. Hace una década, la idea de esta franja como imprescindible para completar esa teoría se desvaneció al comprobarse que esa franja era en realidad inexistente...

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NATURALEZA DE LA MATERIA MINERAL

La Materia mineral está compuesta por elementos químicos que forman minerales y rocas.MINERALESUn mineral es una sustancia sólida, natural, no producida por los seres vivos, que tiene una composición química determinada.Habitualmente los minerales no se encuentran aislados en la naturaleza, sino formando rocas.Los minerales tienen estructura cristalina:

A. Si el mineral presenta ordenamiento interno pero apariencia externa irregular, se llama Materia CRISTALINA.

B. Si el mineral presenta ordenamiento interno y apariencia externa poliédrica, se llama CRISTAL. O MATERIA CRISTALIZADA.

Las sustancias minerales que no poseen estructura cristalina (son amorfos), se llaman mineraloides. Ejemplos: Goethita, vidrio, etc

CLASIFICACIÓN DE LOS MINERALES

Los minerales se clasifican por su composición química, agrupándose en clases en función del tipo de compuesto y su principal componente químico.

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SilicatosCarbonatosSulfatosOxidos e hidróxidos

SulfurosHalurosElementos nativos 

 

Elementos nativosLos elementos nativos son un grupo de minerales compuestos por elementos químicos que no se combinan con otros.Elementos nativos son por ejemplo: oro, azufre.

SulfurosLos sulfuros son minerales formados por átomos de azufre y minerales en proporciones variables.Ejemplos: pirita, cinabrio, galena

Oxidos e HidróxidosLos óxidos son un grupo de minerales en los que el oxigeno se combina con metales.Algunos ejemplos: magnetita, hematites, goethita.

HalurosLos haluros son sales que resultan de la combinación de un elemento halógeno (Cloro, Bromo, Fluor o Iodo) con el oxígeno.Ejemplos: fluorita, halita

SulfatosLos sulfatos son compuestos complejos formados por la combinación de azufre y oxigeno junto con cationes. El grupo SO4 es su unidad fundamental.Ejemplos: yeso, baritina.

Carbonatos

Los carbonatos son minerales formados por combinaciones de carbono, oxigeno y distintos metales. Su unidad fundamental es el grupo CO3.Como ejemplos podemos nombrar a la calcita y la siderita.

 SilicatosLos silicatos forman el grupo mineral más importante ya que constituyen más del 90% de la corteza terrestre. Su unidad fundamental es el grupo SiO4: un átomo de silicio y cuatro átomos de oxigeno, se presenta en tetraedros. Dentro de los silicatos podemos hacer una subdivisión teniendo en cuenta cómo se combinan los átomos de Silicio y Oxígeno:

Nesosilicatos: tetraedros aislados. Ej: granate, olivino. Sorosilicatos: tetraedros en parejass. Ej. vesubiana, epidota. Ciclosilicatos: tetraedros en anillos. Ej. berilo, turmalina. Inosilicatos: tetraedros en láminas. Ej. horn-blenda, augita. Filosilicatos: tetraedros en filas. Ej. moscovita, biotita. Tectosilicatos: Tetraeddros en red tridimensional. Ej.:cuarzo, ortosa.

 

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ROCASUna roca es un agregado multi-granular, de un mineral (roca homogenea) o de varios minerales (roca heterogenea), con composición química variable.

Existen numerosos tipos de roca, y sus características dependen del tipo de minerales que la componen, sus cantidades relativas y la manera en que se reunieron para dar forma a un cuerpo sólido unificado. De estas propiedades dependerá también el aprovechamiento futuro de la roca por el ser humano.

Existen muchas rocas diferentes con características muy variables.La clasificación más habitual se basa en su mecanismo de formación:

Roca

Ígneas o MagmáticasPlutónicas o intrusivas

EndógenasVolcánicas o efusivasFilonianas

Metamórficas

SedimentariasSuelen clasificarse por modo de formación

DetríticasExógenasQuímicas

Orgánicas

Son rocas ígneas las que proceden de la consolidación de una masa de rocas fundidas (un magma)Se clasifican por el lugar de consolidación del magma en

o Plutónicas : El magma consolida en profundidad a altas temperaturas o Volcánicas : El magma consolida en superficie o Filonianas : El magma consolida en grietas por las que ha migrado

Son rocas metamórficas las que han sufrido grandes presiones y temperaturas pero sin llegar a fundir.

Son rocas sediementarias las que se forma a partir de sediementos. (Materiales sólidos depositados en la corteza terrestre)Se suelen clasificar atendiendo al tipo de sedimento que más abunda en la roca:

o Detríticas - Fragmentos de otras rocas o Químicas - Precipitados químicos o Orgánicas - Restos de seres vivos

A las rocas ígneas y metamórficas se las agrupa en rocas endógenas porque las condiciones necesarias para producirlas se han originado en el interior de la tierra. Las sedimentarias son exógenas

A las rocas endógenas que se han generado a gran profundidad (metamórficas de alto grado y plutónicas) a veces se las nombra como rocas cristalinas por presentar cristales visibles de tamaño visible.

CICLO DE LAS ROCAS

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Es el conjunto de procesos y transformaciones que sufren las rocas preexistentes para originar nuevas. Está asociado al ciclo hidrológico en sus procesos externos y al calor interno en sus procesos internos.

Cualquier roca que alcance la superficie se meteoriza y erosiona.

Los sedimentos pueden sufrir el proceso de litificación o litogénesis sedimentaria y formar rocas sedimentarias.

Cualquier roca sometida a altas presiones y/o temperaturas sufre metamorfismo y se convierte en una roca metamórfica.

Si la temperatura asciende lo suficiente la roca metamórfica se funde y da lugar a un magma

La consolidación de un magma da luga a una roca ígnea.

A los largo de la historia de la Tierra casi todos los minerales han sido modificados varias veces, han pasado por diversos tipos de rocas o se han destruído para formar otros nuevos.

USOS DE LAS ROCAS Y LOS MINERALES

Los minerales de mayor interés económico se encuentran en las rocas en pequeñas proporciones. No obstante, a veces estos minerales se concentran en yacimientos. En los yacimientos, llamamos mena a los minerales que son el objetivo de la explotación y ganga al resto de minerales presentes. Los yacimientos más importantes se construyen para extraer minerales que contienen metales como el hierro, el cobre, el plomo, etc.

Las rocas se usan, sobre todo, en la construcción de edificios, de carreteras y de puentes. Por ejemplo las arcillas, arenas, grabas, yeso, etc. Algunas rocas se usan como fuente de energía. Por ejemplo los carbones, el petróleo y el gas.

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http://www.librosvivos.net/smtc/homeTC.asp?TemaClave=1125http://www.uned.es/cristamine/min_descr/busqueda/alf_mrc.htm

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