Unidad01 III . Introduccion a La Geologia

UNIDAD 1(III): INTRODUCCIN A LA GEOLOGA

Ingeniera Geolgica III Ciclo Ingeniera Civil y Ambiental

Ciclo 2013-III

Mgtr. Salvador Sobrecases Mart

UNIVERSIDAD CATLICA SANTO TORIBIO DE MOGROVEJO

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NDICE

1. ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA

3. LAS ROCAS Y EL CICLO DE LAS ROCAS

4. TEORA DE TECTNICA DE PLACAS

2. LA SUPERFICIE DE LA TIERRA

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MTODOS INDIRECTOS

MTODO SSMICO

La mayora de los que se conoce del interior terrestre se debe al estudio de las ondas ssmicas.

El mtodo consiste en medir el tiempo que las ondas ssmicas (P y S) tardan en ir desde donde son producidas hasta una estacin sismogrfica, lo que depende de las propiedades de los materiales que atraviesen.

INTERNAS SUPERFICIALES

MTODOS INDIRECTOS

MTODO SSMICO

PROPIEDADES DE LAS ONDAS SSMICAS

Su velocidad depende de la densidad y elasticidad de los materiales que atraviesen. Cuanto ms rgido el material, ms deprisa viajan.

Dentro de un mismo material, la velocidad suele aumentar, al hacerlo la presin, que comprime las rocas. Las ondas P, al ser compresivas, pueden trasmitirse por los lquidos al igual que por los slidos, pues ambos se

oponen a la compresin.

Las ondas S, de cizalla, no pueden transmitirse en los lquidos, porque stos no se oponen a la cizalla, sino que fluyen.

Las ondas P viajan ms deprisa que las S en cualquier material. Cuando las ondas ssmicas pasan de un material a otro de caractersticas distintas, la onda se refracta, como la luz

que pasa del aire al agua, y parte de la energa se refleja en el lmite de ambos materiales, llamado discontinuidad.

Estudiando las diferencias de velocidad y la refraccin y reflexin de las ondas ssmicas se puede estudiar el interior terrestre.


1. PRESENTACIN GENERAL DE LA TCNICA 2. DIMENSIONADO 3. EJECUCIN Y MAQUINARIA 4. CONTROL DE EJECUCIN

EL INTERIOR DE LA TIERRA

Si el interior de la Tierra fuera homogneo, las ondas ssmicas se propagaran en lnea recta.

Sin embargo, al aumentar la velocidad con la profundidad, en realidad se propagan siguiendo lneas curvas por la refraccin de las ondas.

Con sismgrafos ms sensibles se detectaron cambios bruscos en la velocidad, lo que llev a la conclusin de la existencia de capas.

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CAPAS DEFINIDAS POR SU COMPOSICIN (UNIDADES GEOQUMICAS)

Estas capas se formaron probablemente en las primeras etapas de la historia de la Tierra, cuando, debido a la fusin parcial, los materiales se estratificaron por densidades.

Esto llev a tres regiones principales:

La corteza: capa externa y delgada, de 3 a 70 km de espesor, segn se mida en los

ocanos o en continentes, respectivamente. El manto: capa de roca slida, rica en slice, hasta 2900 km de profundidad. El ncleo: esfera rica en hierro.



LA CORTEZA

Grosor medio de 20 km. Capa ms delgada de la Tierra. Grandes diferencias entre la corteza continental y la

ocenica.

Corteza continental Corteza ocenica

Grosor entre los 35 km (interior estable) y los 70 Km (zonas montaosas).

Densidad media de sus rocas: 2,7 g/cm3. 4000 millones de aos

Mucho ms delgada (de 3 a 15 km). Ms densa (3 g/cm3). Mucho ms joven (180 millones de aos o

menos).



EL MANTO

Grosor de casi 2.900 km (abarca ms del 80% del volumen del planeta). Las ondas S viajan bien por el manto, por lo que se considera de roca slida.

Manto superior: Desde la discontinuidad de Moho hasta los 660 km. Manto inferior: Desde los 660 km hasta la discontinuidad de Gutenberg



EL NCLEO

El ncleo terrestre es una esfera de 3.486 km de radio (mayor que Marte). 1/6 del volumen y 1/3 de la masa de la Tierra. Presin millones de veces superior a la atmosfrica. Temperaturas de ms de 6.700 C. Tiene una capa externa lquida y otra interna slida.

Densidad y composicin El ncleo es muy denso, con una media de 11 g/cm3 y un mximo de 14 g/cm3. Se considera que ste est formado por una aleacin de hierro con un 5 a 10 % de

nquel y, quiz, otros compuestos como azufre y oxgeno.



CAPAS DEFINIDAS POR SUS PROPIEDADES FSICAS (UNIDADES DINMICAS)

Con la profundidad, aumenta la presin y la temperatura en el interior de la Tierra. 15C de media en la superficie. 1.400C a 100 km de profundidad. 6.700C del centro del planeta.

El aumento de la presin y la temperatura modifican la densidad de las rocas y, por tanto, sus propiedades fsicas y mecnicas.




Litosfera Es la capa superficial de la Tierra, fra y de carcter rgido, formada por la corteza y parte del manto superior. Puede llegar hasta unos 250 km de profundidad, aunque normalmente es de 100 km.




Astenosfera Situada bajo la litosfera y caracterizada por la disminucin de la velocidad ssmica. No est bien definida en todas las reas, encontrando las mayores variaciones bajo los continentes llegando a no detectarse en las zonas ms antiguas de los mismos. La disminucin de velocidad parece indicar una disminucin de la rigidez, explicada por la proximidad de esta zona a la temperatura de inicio de fusin.




Mesosfera Manto existente bajo la astenosfera. Es una capa intermedia, sometida a gran temperatura y presin y con capacidad para fluir (existencia de corrientes de conveccin). Se extiende hasta los 2.900 km de profundidad, donde empieza en ncleo.




Ncleo El ncleo est formado de hierro y nquel y se divide en dos capas. El ncleo externo, una capa de 2.270 km, es lquido, el flujo convectivo metlico en su interior genera el campo magntico terrestre. El ncleo interno, una esfera de 3.486 km, aunque a mayor temperatura, se comporta como un slido, debido a la presin.



Compuesta principalmente por: Continentes Cuencas ocenicas.

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CARACTERSTICAS DE LOS CONTINENTES

LOS CINTURONES MONTAOSOS

Son las regiones ms prominentes de los continentes. Los ms jvenes, de hasta 100 millones de aos, se hallan en zonas diferenciadas:

El cinturn del Pacfico (oeste de Amrica y arcos de islas volcnicas del Pacfico occidental).

El cinturn este-oeste que va desde los Pirineos y los Alpes hasta el Himalaya e

Indonesia. Tambin se encuentran montaas ms antiguas, como los Apalaches o los Urales.


Dos tipos de regiones diferenciadas:

reas extensas, planas y estables. Regiones elevadas formando cinturones montaosos.

CARACTERSTICAS DE LOS CONTINENTES

Los continentes presentan dos tipos de regiones diferenciadas: reas extensas, planas y estables, y regiones elevadas formando cinturones montaosos.

LOS CINTURONES MONTAOSOS

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CARACTERSTICAS DE LOS OCEANOS

La cartografa del fondo ocenico mediante snar ha determinado las siguientes estructuras:

MRGENES CONTINENTALES

Son las zonas cercanas a los continentes. Contienen la plataforma continental, el talud continental y el pie del talud.

En la mayora de las costas hay una plataforma submarina de suave pendiente llamada plataforma continental. Es continente sumergido.

El lmite continente-ocano viene dado por el talud continental, con gran

pendiente. Si no hay fosas, el talud acaba en una zona de menor pendiente, el pie de talud.

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CUENCAS OCENICAS PROFUNDAS

Se hallan entre los mrgenes continentales y las dorsales. Formadas por:

Llanuras abisales: regiones muy llanas. Fosas submarinas: depresiones de gran pendiente y con hasta 11.000 metros de

profundidad. Montes submarinos: volcanes sumergidos.

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DORSALES OCENICAS

Son las estructuras ms elevadas del fondo marino. Una inmensa cordillera que se extiende por todos los ocanos a lo largo de ms de 70.000 km, de origen volcnico y gran actividad magmtica.

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3. EL CICLO DE LAS ROCAS

LAS ROCAS Y EL CICLO DE LAS ROCAS

Las rocas son el principal componente de nuestro planeta.

Se encuentran en una variedad casi ilimitada, ya que se componen de una mezcla de cristales o granos ms pequeos, con composicin y propiedades diversas, llamados minerales.

Los minerales determinan en gran medida las propiedades fsicas y qumicas de las rocas.

Dichas propiedades permiten determinar cmo se formaron las rocas y facilita la localizacin de recursos minerales y energticos.

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4. TEORA DE LA TECTNICA DE PLACAS

Teora fijista (hasta s. XIX): Las cuencas ocenicas y los continentes son estructuras muy

antiguas y permanentes.

La corteza terrestre no poda moverse.

Teora movilista (s. XX): Los continentes se desplazan por la superficie terrestre.

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LA DERIVA CONTINENTAL

1915 (Wegner): teora radical la deriva continental

Hace 200 millones de aos los continentes actuales estaban unidos en uno solo llamado Pangea que en el Mesozoico comenz a fragmentarse hasta dar lugar a los continentes actuales.

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EVIDENCIAS GEOGRFICAS

Semejanza entre las lneas de costa de frica y Amrica del Sur.

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EVIDENCIAS PALEONTOLGICAS

Existencia de fsiles idnticos en continentes separados por ocanos

Mesosaurus, un reptil fluvial de hace unos 260 millones de aos, vivi en Sudamrica y frica.

Glossopteris, un helecho fsil de clima subpolar de la misma poca, se encontr en

frica, Australia, India, Sudamrica y la Antrtida.

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EVIDENCIAS GEOLGICAS

Rocas gneas de Brasil eran muy semejantes a otras halladas en frica. La cadena montaosa de los Apalaches, al este de Estados Unidos, parece continuarse en las montaas de Escandinavia, las Islas Britnicas y el norte de frica.

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EVIDENCIAS PALEOCLIMTICAS (paleo = antiguo)

Pruebas de clima glacial durante el Paleozoico (hace unos 300 millones de aos) en Sudamrica, frica, India y Australia, mientras que en otras partes de la Tierra haba un clima tropical.

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RECHAZO DE LA TEORA DE LA DERIVA CONTINENTAL

La teora de Wegener tena varios puntos dbiles:

La rotacin terrestre junto a la atraccin gravitatoria de la Luna eran los responsables del movimiento de los continentes.

Los continentes se desplazaban sobre los ocanos.

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PALEOMAGNETISMO

La Tierra acta como un imn gigantesco.

En su interior se genera un campo magntico que hace que, por ejemplo, las agujas de las brjulas sealen al polo norte magntico, muy cercano al polo norte geogrfico.

Las rocas gneas contienen minerales de tipo ferromagntico que tambin se orientan segn el campo magntico terrestre.

A medida que el magma se enfra, los minerales ferromagnticos se orientan segn dicho campo y una vez formada la roca gnea esa orientacin queda congelada y permanece en el tiempo, indicando dnde se encontraban los polos magnticos de la Tierra en el momento de su formacin.

Esos mismos minerales indican, por su inclinacin, la latitud de la roca cuando se magnetiz.

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EXPANSIN DEL FONDO OCENICO

ESTUDIO DEL FONDO OCENICO

Tras la II Guerra Mundial, gracias a inventos como el snar, se comenz un estudio sistemtico del fondo del ocano y se descubrieron cosas sorprendentes.

Los fondos ocenicos ms antiguos slo tenan 180 millones de aos, eran muy jvenes comparados con algunas rocas de la superficie de casi 4.000 millones de aos.

Por otro lado, la edad de las rocas aumentaba a medida que se encontraban ms

lejos de las dorsales, as como tambin creca el grosor de los sedimentos en la misma direccin.

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EXPANSIN DEL FONDO OCENICO

HIPTESIS DE LA EXPANSIN DEL FONDO OCENICO

Las dorsales eran lugares por donde ascenda material procedente del manto, expandiendo lateralmente el suelo ocenico y creando nueva corteza ocenica.

Esto explicaba la distribucin de edades y sedimentos de las rocas marinas.

Por otra parte, esta corteza se introduca nuevamente en el manto cerca de las fosas submarinas, destruyendo el suelo ms antiguo y justificando la juventud del fondo marino.

Las corrientes de conveccin de materiales del manto sern las responsables de este movimiento continental que Wegener no lleg a explicar.

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LA TECTNICA DE PLACAS

PLACAS TECTNICAS

La corteza y parte del manto superior (litosfera) se comportan como una capa rgida que est dividida en fragmentos llamados placas.

Las placas litosfricas se mueven unas respecto a otras, interaccionando y cambiando de tamao y forma.

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Deriva continental

Expansin del fondo ocenico

TECTNICA DE PLACAS


PLACAS TECTNICAS

El movimiento de las placas es muy lento (unos 5 cm al ao) pero constante, y es la causa de terremotos, volcanes y formacin de cordilleras. 47



BORDES DE PLACA

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Bordes divergentes o constructivos Las placas se separan Se crea nuevo suelo ocenico. Bordes convergentes o destructivos Las placas se juntan y se destruye suelo ocenico. Se forman fosas, o colisionan dando lugar a cadenas montaosas. Bordes de falla transformante o pasivos Las placas se deslizan una respecto a otra. No se forma ni se destruye litosfera.



BORDES DIVERGENTES

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Coinciden en su casi totalidad con las dorsales ocenicas.

Constantemente aflora magma procedente del manto y se crea litosfera ocenica

Dorsales: cadenas montaosas de origen volcnico con ms de 70.000 km de longitud global que recorren todos los ocanos.

Son anchas, de 1.000 a 4.000 km.

En su eje central suele aparecer una profunda falla llamada rift .



BORDES CONVERGENTES

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Fenmeno de subduccin: una placa se introducir bajo otra y se incorporar al manto.

I. CONVERGENCIA OCENICA-CONTINENTAL

Siempre que chocan una litosfera ocenica con una continental, la primera, ms delgada y densa, subduce bajo la segunda.

A medida que subduce, al agua que arrastra hace que el manto, a unos 100 km de profundidad, funda y ascienda en forma de magma basltico. Se forman arcos volcnicos continentales. Ejemplo: Los Andes



BORDES CONVERGENTES

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II. CONVERGENCIA OCENICA-OCENICA

Una de las placas ocenicas subduce bajo la otra y se producen los mismos fenmenos vistos. El resultado es un arco de islas volcnicas. Las Aleutianas, las Kuriles o Japn son ejemplos notables.



BORDES CONVERGENTES

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II. CONVERGENCIA CONTINENTAL-CONTINENTAL

Cuando dos litosferas continentales chocan, su grosor y poca densidad impiden que haya subduccin, por lo que ambas colisionan. El resultado es una cordillera intercontinental, formada por rocas muy plegadas, sedimentos marinos y fragmentos de arcos volcnicos. El caso ms llamativo es la cordillera del Himalaya.



BORDES DE FALLA TRANSFORMANTE O PASIVO

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Zonas donde las placas se desplazan una al lado de la otra sin que haya creacin ni destruccin de litosfera. La mayora se encuentran uniendo segmentos de las dorsales en las llamadas zonas de fractura.



EL MOTOR DE LAS PLACAS

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Actualmente, la mayora de los cientficos concuerdan en que el flujo convectivo en el manto es la fuerza impulsora del movimiento de las placas, pero los detalles se desconocen y son muy debatidos.


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