ESTRUCTURA Y DINÁMICA TERRESTRE
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ÍNDICE
1. EL ORIGEN DEL SISTEMA SOLAR Y LA TIERRA2. EL ESTUDIO DE LA ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA 3. MODELO GEOQUÍMICO Y GEODINÁMICO DE LA TIERRA 4. EL MOTOR INTERNO DE LA TIERRA 5. MOVIMIENTOS VERTICALES DE LA LITOSFERA 6. MOVIMIENTOS HORIZONTALES DE LA LITOSFERA 7. INTRODUCCIÓN A LA TECTÓNICA DE PLACAS
RECURSOS
EL ORIGEN DEL SISTEMA SOLAR Y LA TIERRA
Sabemos que el Sol se formó hace unos 4.600 millones de años y, con él, todos los planetas y objetos que componen el Sistema Solar. Por lo que hemos observado en otros lugares de la Vía Láctea, parece que todo comenzó hace mucho, mucho tiempo, en una nebulosa…
Lectura: La formación del sistema solar
LA HIPÓTESIS NEBULAR
¿Dónde estamos?
Timelapse del universo
Formación del Sistema solar
Hace 4600 millones de años una nebulosa se vió sometida a las ondas generadas por la explosión de una o varias supernovas. Esto hizo que la nebulosa colapsara, comenzara a contraerse y girar sobre sí misma, adquiriendo forma de disco.
Debido a la gravedad y la gran velocidad de giro, gran parte de la masa de la nebulosa comenzó a concentrarse en su centro (H, He) y a liberar gran cantidad de energía hasta iniciar las reacciones de fusión nuclear. Nace entonces nuestra estrella, el Sol.
En el resto de la nebulosa, las partículas chocan y se fusionan originando otras mayores (entre varios cm y km) llamados PLANETESIMALES , mediante un proceso denominado de ACRECIÓN
las colisiones de los planetesimales y su acreción originaría los PROTOPLANETAS.
La inestabilidad orbital de estos protoplanetas hizo que muchos colisionaran entre sí durante millones de años para dar lugar a los planetas interiores y exteriores del Sistema Solar, entre ellos, la TIERRA
la formación de la geosfera
ORIGEN DE LA GEOSFERA
El origen de la geosfera se remonta a hace unos 4500 millones de años. La tierra se había formado por acreción de polvo, rocas y gases a partir de una nebulosa. En las primeras etapas y, a medida que la tierra se iba enfriando, los materiales que la formaban, por gravedad,fueron formando capas de distinta densidad. Así, las capas más profundas fueron ocupadas por materiales densos como el Fe mientras que las más superficiales con materiales como los silicatos de menor densidad.
Simulación práctica del origen de la geosfera
Curiosidades históricas
EL CURIOSO CASO DE LA LEY DE TITIUS-BODE
No se trata en absoluto de una ley. Se parece más a un truco y a uno que tampoco funciona siempre. Y no la inventó Bode. Pero la ley de Bode, que así se llama, ha jugado un papel importante en el descubrimiento de asteroides e incluso de planetas. La inventó Johann Daniel Titius (1729-1796), un profesor de matemáticas de Wittenberg en la que mostraba que la distancia de los planetas al Sol atienen a una fórmula constante cuando se miden en unidades astronómicas (una unidad astronómica [UA] es igual a la distancia que hay de la Tierra al Sol). La fórmula propuesta por Titius cayó en el olvido hasta que johann Elert Bode un astrónomo alemán, la recuperó en el siglo XVIII y la hizo suya sin mencionar a Titius.
La fórmula opera de este modo:
Johann Daniel Titius
Johann Elert Bode
donde N = 0, 3, 6, 12, 24, 48... (mercurio, venus, tierra, marte...)
A= N + 4 / 10
EL ESTUDIO DE LA ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA
2.1. MÉTODOS DE ESTUDIO DE LA ESTRUCTURA TERRESTRE
MÉTODOS DE ESTUDIO INDIRECTOS
MÉTODOS DE ESTUDIO DIRECTOS
- Densidad terrestre
- Temperatura
- Campo magnético
- Meteoritos
- Sísmico
- Erupciones volcánicas
- Estudio de rocas superficiales y Erosión
2.1.1. MÉTODOS DIRECTOS
- Permiten la observación y estudio directo de los materiales del interior de la tierra
- Dan una información limitada ya que solo permiten el estudio de las capas más superficiales
SONDEOS
MINAS
VOLCANES
SONDEOS
Consisten en perforaciones verticales de las que se extraen unos cilindros de roca llamados "testigos" a partir de los que se estudia la composición del interior de la tierra.
El Pozo Superprofundo de Kola (KSDB) fue un proyecto de prospección científica de la URSS para profundizar en la corteza terrestre. El más profundo, el SG-3, se completó en 1989, creando un pozo de 12.262 metros de profundidad el más profundo de los perforados hasta ahora. Esto se debió a las altas temperaturas, alcanzando 180°C, mucho más de los 100°C previstos. El bajar a 15.000 metros habría significado trabajar a 300°C .22
2.1.2. MÉTODOS INDIRECTOS
- Se basan en el estudio del interior de la tierra de forma indirecta, a partir de sus propiedades físicas y químicas
- Nos proporcionan gran cantidad de información
TEMPERATURA (GEOTÉRMICO)
DENSIDAD TERRESTRE
SÍSMICO
CAMPO MAGNÉTICO
METEORITOS
DENSIDAD TERRESTRE
TEMPERATURA (GEOTÉRMICO)
El estudio de la densidad es un método indirecto clásico que nos descubre que la Tierra no es homogénea, pues el valor teórico (5'52g/cm3) está muy separado de los encontrados en las rocas de la superficie (2'7 g/cm3). Esta diferencia indica que los materiales superficiales son menos densos que los que se encuentran en el interior terrestre.
La temperatura de la tierra aumenta con la profundidad. Este aumento representa un valor medio de 33ºC cada 100 de profundidad (GRADIENTE GEOTÉRMICO). Sin embargo, este gradiente no es continuo y varía en profundidad como puede observarse en la gráfica adjunta
METEORITOS
CAMPO MAGNÉTICO
Que la Tierra posea un campo magnético apoya la idea de que el núcleo es metálico.Según la teoría más aceptada, la Tierra funciona como una dinamo auto inducida: convierte energía mecánica en energía eléctrica. Según esta teoría el hierro fundido en el núcleo externo circula debido a:
- La rotación terrestre.
- Las corrientes de convención generadas por el calor interno. Este movimiento genera corriente eléctrica que produce campo magnético.
Son pequeños cuerpos planetarios, que caen sobre la superficie de la Tierra cuando cruzan su órbita. La mayoría se agrupan formando un cinturón de asteroides que orbitan entre Marte y Júpiter, por lo que tendrían la misma edad que el Sistema Solar. Siguiendo este razonamiento, han debido tener un origen muy parecido, por lo que se estudia su composición, suponiendo que muy similar sea la de la Tierra.
MÉTODO SÍSMICO
Las ondas sísmicas y su propagación
Los terremotos son vibraciones del terreno originadas al fracturarse enormes masas de rocas como consecuencia de fuerzas internas debidas al movimiento brusco de la corteza terrestre. Cuando estas masas se fracturan, se libera una gran cantidad de energía que se propaga en forma de ondas, ondas sísmicas, similares a las que se forman al lanzar una piedra al agua. Se transmiten en todas las direcciones, tanto por el interior de la roca como por la superficie.
Las fracturas originadas en el terreno se denominan fallas. El punto de origen de los terremotos se localiza en el interior del terreno a una profundidad variable y se denomina hipocentro. El lugar de la superficie más próximo a este, en el que se libera la energía transmitida, es lo que denominamos epicentro.
ONDAS SÍSMICAS
ONDAS P O PRIMARIAS
ONDAS P O PRIMARIAS
- Son las más rápidas y las que llegan antes a la superficie
- La vibración se produce en el sentido de avance de la onda.
- La velocidad de estas ondas es mayor cuanto menor es la densidad de la roca y, mayor cuanto más rígida .
- Se pueden transmitir en fluidos
ONDAS S O SECUNDARIAS
- Son más lentas, puesto que la vibración se produce en el sentido perpendicular a la propagación de la onda.
- La velocidad de estas ondas es mayor cuanto mayor es rigidez de la roca En ningún caso pueden atravesar fluidos.
ESTUDIO DE LAS ONDAS SÍSMICAS
EL ESTUDIO DE LAS ONDAS SÍSMICAS
El análisis de las variaciones en la trayectoria y velocidad de propagación de las ondas sísmicas P y S (producidas en terremotos o de forma artificial) al atravesar rocas de distinta composición y estado ha permitido establecer distintas zonas o capas en el interior de la tierra separadas por "discontinuidades" en las que se producen variaciones bruscas en la velocidad y trayectoria de las ondas sísmicas.Así, se ha podido establecer dos modelos del interior de nuestro planeta: un MODELO GEOQUÍMICO y MODELO GEODINÁMICO
.
REPASO RULETA
MODELO GEOQUÍMICO Y GEODINÁMICO DEL INTERIOR DE LA TIERRA
Dinámica interna de la tierra (resumen e introducción a la tectónica de placas)
MODELO GEOQUÍMICO
ESTÁ BASADO EN LA COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL INTERIOR DE LA TIERRA ESTABLECIENDO TRES CAPAS: CORTEZA, MANTO Y NÚCLEO, SEPARADAS POR DISCONTINUIDADES
PULSA SOBRE CADA CAPA DE LA IMAGEN PARA VER SU DESCRIPCIÓN
LA CORTEZA
CORTEZA CONTINENTAL
- Tiene mayor espesor que la corteza oceánica, pudiendo llegar hasta los 70 km de profundidad en zonas montañosas.
- Está constituida por rocas muy variadas, sedimentarias, metamórficas e ígneas. Abundan los granitos.
- Es mucho más antigua que la corteza oceánica, pudiendo tener rocas de más de 3800 millones de años, aunque varía según las zonas:
CORTEZA OCEÁNICA
- Su espesor es de 8-10 km.
- Está constituida por rocas como el basalto y el gabro.
- La corteza oceánica es relativamente joven, con edades máximas de 180 millones de años, siendo más modernas en las zonas cercanas a las dorsales y más antiguas cerca de los continentes.
- En la corteza oceánica se distinguen estas formas:
- Dorsales, que cruzan los océanos y que tienen una intensa actividad volcánica.
- Llanura abisal, un fondo plano y extenso.
- Fosas, profundas depresiones de hasta 11000 metros y de forma alargada.
EL MANTO
- El manto es la capa de la Tierra que se encuentra entre la corteza y el núcleo, desde la discontinuidad de Mohorovicic (unos 35 km) hasta la discontinuidad de Gutenberg (2900 km). Supone el 84% del volumen del planeta. Está formada por rocas ricas en silicatos de hierro y magnesio, como la peridotita, compuesta principalmente por el mineral olivino.
- Las condiciones físicas de las rocas del manto varían por el aumento de presión y temperatura, por lo que se distinguen tres zonas en el manto:
- Manto superior. Llega hasta los 650 km de profundidad. Como la presión es menor, las rocas están menos compactadas.
- Manto inferior. Desde los 650 a los 2900 km de profundidad, aproximadamente. Las rocas estás más compactadas y su densidad es mayor.
EL NÚCLEO
El núcleo es la parte más interna de la Tierra, formado por hierro y un poco de níquel, azufre y oxígeno. Por el comportamiento de las ondas sísmicas (las ondas s no lo atraviesan) se distinguen dos capas:
- Núcleo externo: fluido, desde los 2900 km hasta los 5100 km.
- Núcleo interno: sólido, desde los 5100 km hasta los 6370 km.
En el núcleo externo se producen corrientes de convección que son las causantes de la generación del campo magnético terrestre.
MODELO GEODINÁMICO
El modelo geodinámico está basado en el estado físico de las capas y en sus propiedades mecánicas ante las presiones y temperaturas a las que se encuentran. La presión y la temperatura afectan al comportamiento mecánico, densidad y estado de los materiales del interior de la Tierra. Por eso, este modelo divide la Tierra en unas capas que no son exactamente las mismas que las capas del método geoquímico, que las separaba por su composición química.
El modelo dinámico divide la Tierra según las discontinuidades aportadas por los estudios sísmicos, distinguiendo las siguientes zonas con distinto comportamiento antes la presión y temperatura: LITOSFERA, MESOSFERA y ENDOSFERA
PULSA SOBRE CADA CAPA DE LA IMAGEN PARA VER SU DESCRIPCIÓN
LA LITOSFERA
- La litosfera está constituida por la corteza (continental y oceánica) y la parte más externa del manto superior. Su espesor varía entre 50 y 100 km, según si es oceánica o continental.
- La litosfera, por los movimientos del manto sublitosférico, se fragmenta formando las placas litosféricas. Estas placas se desplazan sobre el manto interaccioando entre sí lo que ocasiona que en sus bordes se concentren fenómenos geológicos como el magmatismo (incluido el vulcanismo), la sismicidad o la orogénesis (formación de cadenas montañosas).
- Debajo de la litosfera, en algunos lugares, se pensaba que existía una zona de rocas parcialmente fundida llamada astenosfera (sobre las que se desplazaban las placas), aunque en la actualidad, no se considera una capa continua y, cuando aparece, se llama zona de baja velocidad de las ondas sísmicas.
corteza continental
corteza oceánica
manto superior
manto superior
LITOSFERA CONTINENTAL
LITOSFERA OCEÁNICA
MESOSFERA
- La mesosfera comprende el resto del manto que se encuentra bajo la litosfera. Es sólida, aunque tiene un comportamiento plástico en ciertas regiones que le permite fluir.
- Bajo la litosfera puede encontrarse una zona de baja velocidad de las ondas sísmicas denominada ASTENOSFERA, de comportamiento plástico y donde los materiales se encuentran semifundidos. En esta región se generan corrientes de convección procedentes de las zonas más profundas de la mesosfera.
- Estas corrientes de convección, ascienden desde el nivel D´, y descienden bajo la litosfera.
- El nivel o zona D´, en la parte inferior de la mesosfera, está parcialmente fundido por recibir calor del núcleo externo. Aquí se generan las corrientes de convección que provocan el movimiento de las placas tectónicas. En ocasiones, del nivel D´ salen penachos térmicos, magma muy caliente que llega hasta la litosfera formando lospuntos calientes (hot spots), con mucha actividad volcánica como Hawái o las Islas Canarias.
ENDOSFERA
La endosfera es la parte más interna de la Tierra, y coincide con el núcleo del modelo geoquímico. Las temperaturas son de unos 4500ºC. El calor se transmite del núcleo interno (sólido) al núcleo externo (fluido) y se generan corrientes de convección que propagan el calor hacia el exterior acumulándose la capa "D". Estas corrientes de convección son las causantes de la existencia del CAMPO MAGNETICO TERRESTRE.
EL MOTOR INTERNO DE LA TIERRA
Hace unos 4600 millones de años se formó la Tierra y el Sistema Solar a partir de una nebulosa que comenzó a girar, concentrando las partículas de polvo y gas interestelar. Los impactos que producían las nuevas partículas capturadas aumentaban la temperatura del planeta que se estaba formando.La energía interna de la Tierra proviene de dos fuente s principales:
- El calor acumulado en las en las primeras etapas de su formación
- la desintegracion de isotopos radiactivos
El flujo de calor desde el interior de la tierra a la superficie se conoce como flujo térmico y se lleva a cabo mediante: CONDUCCIÓN Y CONVECCIÓN
MOVIMIENTOS VERTICALES DE LA LITOSFERA
La litosfera se apoya sobre una capa de comportamiento plástico (manto sublitosférico) manteniendo un equilibrio de flotación llamado ISOSTASIA
Cuando este equilibrio se ve alterado se producen movimientos verticales de la litosfera para recuperar el equilibrio isostático
Si se produce un aumento de densidad sobre la litosfera el reajuste isostático producirá el hundimiento de la misma (SUBSIDENCIA)Por el contrario, cuando la litosfera pierde densidad el reajuste isostático lleva a una ELEVACION de la litosfera.
MOVIMIENTOS HORIZONTALES DE LA LITOSFERA
Hasta principios del siglo XX las ideas que predominaban sobre los continentes eran fijistas, es decir, sostenían la idea de que los continentes siembre habían estado fijos y en la misma posición que ocupan en la actualidad y que los únicos movimientos que se producían sobre ellos eran de tipo vertical. Sin embargo, a partir del siglo XX comienzan a surgir ideas y teorías movilistas para explicar el movimiento de los continentes y la formación de grandes cordilleras
TEORÍA DE LA DERIVA CONTINENTAL
teoría de las corrientes de convección
TECTÓNICA DE PLACAS
TEORÍA DE LA EXPANSIÓN DEL FONDO OCEÁNICO
cartografía del fondo oceánico
TEORÍAS FIJISTAS
6.1. HIPÓTESIS DE LA DERIVA CONTINENTAL
Aunque no fue el primero, el meteorólogo alemán Alfred Wegener, en 1912, formuló una completa hipótesis movilista sobre los desplazamientos de los continentes. Afirmaba que los continentes habían formado parte de un gran macrocontinente que se fragmentó, al que llamó PANGEA.Después, los continentes se desplazaron sobre el único oceáno, Pantalasa, hasta llegar a su posición actual..Para el planteamiento de esta hipótesis Wegener se basó en la observación de numerosos fenómenos del campo de la paleontología, paleoclimatología y geografía y presentó numerosas pruebas. Sin embargo,Wegener no puedo explicar de forma convincente cuál era la causa o el motor que producía el desplazamiento de los continentes.
Historia animada de la deriva continental
DÓNDE ESTABAS EN PANGEA
PRUEBAS DE LA DERIVA CONTINENTAL
ANIMACIÓN PANGEA
LOS CONTINENTES EN EL FUTURO
Artículo "100 años de la Deriva Continental”
PRUEBAS DE LA DERIVA CONTINENTAL
PRUEBAS GEOGRÁFICAS
PRUEBAS GEOLÓGICAS
PRUEBAS PALEOCLIMÁTICAS
PRUEBAS PALEONTOLÓGICAS
PUZZLE PANGEA Y PRUEBAS DE LA DERIVA
LA DERIVA CONTINENTAL PODRÍA HABER SIDO ASÍ, PERO NO
puzzle PANGEA Y pruebas de la deriva continental
PRUEBAS GEOGRÁFICAS
Wegener observó que los continentes, como África y Sudamérica, podrían haber estado unidos en el pasado, ya que las formas de sus costas parecen encajar. La coincidencia es mayor si en lugar de las costas, tratamos de hacer coincidir las plataformas continentales
PRUEBAS PALEOCLIMÁTICAS
Wegener utilizó algunas utilizó algunas rocas sedimentarias como indicadores de los climas en los que se originan, como tillitas en clima glacial, yeso y halita en clima árido, o carbón en clima tropical. Dibujó un mapa con los climas antiguos y observó que no se podrían haber dado en los continentes en las posiciones actuales.
PRUEBAS PALEONTOLÓGICAS
Wegener descubrió que, en continentes que actualmente se encuentran separados, se encontraban fósiles de las mismas especies. Incluso algunos de ellos eran terrestres como reptiles y plantas, por lo que no era posible que hubieran podido cruzar el océano. Esta es otra prueba más de que los continentes estuvieron unidos en Pangea hace millones de años.
PRUEBAS GEOLÓGICAS
Wegener observó que algunas formaciones geológicas continuaban a ambos lados del Atlántico. Tenían la misma edad y tipos de rocas, por lo que creía que habrían estado unidas. Por ejemplo, la existencia de diamantes en Brasil y Sudáfrica.
6.2. CARTOGRAFÍA DEL FONDO OCEÁNICO
Durante la segunda guerra mundial y gracias a la perseverancia y duro trabajo de la geógola y cartógrafa estadounidense Marie Tharp, la comunidad científica obtuvo el primer mapa del fondo oceánico. Con ello se descubrió la existencia de un enorme relieve submarino.En este relieve se encontrava una gran cadena montañosa que cruzaba el océano en toda su longitud, la DORSAL. En el centro de esta dorsal se encuentra una fisura denominada RIFT, a través del cual acciende material magmático, A ambos lados de la dorsal se extienden las LLANURAS ABISALES.
ARTÍCULO: MARIE THARP
6.3. hipótesis de las corrientes de comvección
En 1929, Arthur Holmes, un geólogo británico reconocido, postuló la hipótesis que bajo la corteza terrestre podíamos encontrar un manto de roca fundida, que provocaba corrientes de convección de lava que tenían fuerza para mover las placas litosféricas y, por ende, los continentes.Estas corrientes son producidas por diferencias de temperatura y densidad. Ayudadas por la gravedad hacen que los materiales más calientes asciendan en dirección a la superficie, ya que son menos pesado. Esto significa por tanto que los materiales más fríos son más densos y más pesados, por lo que descienden hacia el núcleo terrestre.
6.4. HIPÓTESIS DE LA EXPANSIÓN DEL FONDO OCEÁNICO
Harry Hess, oficial de la marina estadounidense, postuló, a principio de los años 60, a partir de los datos recogidos mediante sónar en el pacífico, la hipótesis de la expansión del fondo oceánico, afirmando que la corteza terrestre se formaba a partir del material magmático que asciende en las dorsales y que esta era transportada por las corrientes convectivas del manto. En el extremo de los fondos oceánicos se producía su destrucción, la corteza se hunde en el manto.Esta teoría propone que la corteza oceánica se renueva continuamente
Evidencias
EVOLUCIÓN DE LOS FONDOS OCEÁNICOS
Evidencias de la expansión del fondo oceánico
- La edad de la corteza oceánica es muy moderna cerca de las dorsales, pero aumenta de forma progresiva según nos alejamos de la dorsal, siendo más antigua cerca de las fosas marinas
- El espesor de sedimentos marinos es mayor en zonas alejadas de la dorsal y mínimo en regiones cercanas a la dorsal.
- Esta hipótesis fue constatada pocos años después tras los estudios paleomagnéticos y oceanográficos que realizaron los geólogos Frederick John Vine y Drummond Hoyle Matthews, descubridores de las anomalías magnéticas existentes en la corteza oceánica, bandas magnéticas simétricas a ambos lados de las dorsales indicando las inversiones magnéticas terrestres a lo largo de la historia
INTRODUCCIÓN A LA TECTÓNICA DE PLACAS
Con el conocimiento de los fondos oceánicos (Hess, 1962), surgió la Teoría de la Tectónica de Placas. Esta teoría explica, de una forma global, muchos fenómenos geológicos que hasta entonces se pensaba que no estaban relacionados.
postulados
POSTULADOS DE LA TECTÓNICA DE PLACAS
- La litosfera, que comprende la corteza más la parte superior del manto, está fragmentada en unos bloques rígidos llamados placas litosféricas.
- Las placas litosféricas se desplazan sobre una zona de comportamiento plástico, una zona de baja velocidad de las ondas sísmicas.(Astenosfera)
- La energía térmica del interior de la Tierra produce unas corrientes de convección en el manto que son capaces de arrastrar las placas litosféricas junto al tirón por gravedad de la placa que subduce y el empuje de la litosfera en crecimiento en la dorsal.
- El movimiento de las placas tectónicas y su interacción son las responsables de fenómenos como el vulcanismo, los seismos o la formacióin de cadenas montañosas
Mapa distribución de volcanes y terremotos
Distribución de terremotos
Causas del movimiento de las placas
LAS PLACAS TECTÓNICAS O LITOSFÉRICAS
La litosfera se encuentra fragmentada en placas litosféricas o tectónicas. El movimiento relativo de estas placas, como consecuencia de la energía interna del planeta produce el contacto entre sus límites o bordes y una intensa actividad geológica. Es esta actividad tectónica en los bordes de placas la que explica la formación de orógenos, islas volcánicas, el vulcanismo o la sismicidad.
Límites o bordes tectónicos
RECURSOS
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ESTRUCTURA Y DINÁMICA TERRESTRE
Índice de contenidos
criterios de evaluación
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ÍNDICE
1. EL ORIGEN DEL SISTEMA SOLAR Y LA TIERRA2. EL ESTUDIO DE LA ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA 3. MODELO GEOQUÍMICO Y GEODINÁMICO DE LA TIERRA 4. EL MOTOR INTERNO DE LA TIERRA 5. MOVIMIENTOS VERTICALES DE LA LITOSFERA 6. MOVIMIENTOS HORIZONTALES DE LA LITOSFERA 7. INTRODUCCIÓN A LA TECTÓNICA DE PLACAS
RECURSOS
EL ORIGEN DEL SISTEMA SOLAR Y LA TIERRA
Sabemos que el Sol se formó hace unos 4.600 millones de años y, con él, todos los planetas y objetos que componen el Sistema Solar. Por lo que hemos observado en otros lugares de la Vía Láctea, parece que todo comenzó hace mucho, mucho tiempo, en una nebulosa…
Lectura: La formación del sistema solar
LA HIPÓTESIS NEBULAR
¿Dónde estamos?
Timelapse del universo
Formación del Sistema solar
Hace 4600 millones de años una nebulosa se vió sometida a las ondas generadas por la explosión de una o varias supernovas. Esto hizo que la nebulosa colapsara, comenzara a contraerse y girar sobre sí misma, adquiriendo forma de disco.
Debido a la gravedad y la gran velocidad de giro, gran parte de la masa de la nebulosa comenzó a concentrarse en su centro (H, He) y a liberar gran cantidad de energía hasta iniciar las reacciones de fusión nuclear. Nace entonces nuestra estrella, el Sol.
En el resto de la nebulosa, las partículas chocan y se fusionan originando otras mayores (entre varios cm y km) llamados PLANETESIMALES , mediante un proceso denominado de ACRECIÓN
las colisiones de los planetesimales y su acreción originaría los PROTOPLANETAS.
La inestabilidad orbital de estos protoplanetas hizo que muchos colisionaran entre sí durante millones de años para dar lugar a los planetas interiores y exteriores del Sistema Solar, entre ellos, la TIERRA
la formación de la geosfera
ORIGEN DE LA GEOSFERA
El origen de la geosfera se remonta a hace unos 4500 millones de años. La tierra se había formado por acreción de polvo, rocas y gases a partir de una nebulosa. En las primeras etapas y, a medida que la tierra se iba enfriando, los materiales que la formaban, por gravedad,fueron formando capas de distinta densidad. Así, las capas más profundas fueron ocupadas por materiales densos como el Fe mientras que las más superficiales con materiales como los silicatos de menor densidad.
Simulación práctica del origen de la geosfera
Curiosidades históricas
EL CURIOSO CASO DE LA LEY DE TITIUS-BODE
No se trata en absoluto de una ley. Se parece más a un truco y a uno que tampoco funciona siempre. Y no la inventó Bode. Pero la ley de Bode, que así se llama, ha jugado un papel importante en el descubrimiento de asteroides e incluso de planetas. La inventó Johann Daniel Titius (1729-1796), un profesor de matemáticas de Wittenberg en la que mostraba que la distancia de los planetas al Sol atienen a una fórmula constante cuando se miden en unidades astronómicas (una unidad astronómica [UA] es igual a la distancia que hay de la Tierra al Sol). La fórmula propuesta por Titius cayó en el olvido hasta que johann Elert Bode un astrónomo alemán, la recuperó en el siglo XVIII y la hizo suya sin mencionar a Titius. La fórmula opera de este modo:
Johann Daniel Titius
Johann Elert Bode
donde N = 0, 3, 6, 12, 24, 48... (mercurio, venus, tierra, marte...)
A= N + 4 / 10
EL ESTUDIO DE LA ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA
2.1. MÉTODOS DE ESTUDIO DE LA ESTRUCTURA TERRESTRE
MÉTODOS DE ESTUDIO INDIRECTOS
MÉTODOS DE ESTUDIO DIRECTOS
2.1.1. MÉTODOS DIRECTOS
SONDEOS
MINAS
VOLCANES
SONDEOS
Consisten en perforaciones verticales de las que se extraen unos cilindros de roca llamados "testigos" a partir de los que se estudia la composición del interior de la tierra. El Pozo Superprofundo de Kola (KSDB) fue un proyecto de prospección científica de la URSS para profundizar en la corteza terrestre. El más profundo, el SG-3, se completó en 1989, creando un pozo de 12.262 metros de profundidad el más profundo de los perforados hasta ahora. Esto se debió a las altas temperaturas, alcanzando 180°C, mucho más de los 100°C previstos. El bajar a 15.000 metros habría significado trabajar a 300°C .22
2.1.2. MÉTODOS INDIRECTOS
TEMPERATURA (GEOTÉRMICO)
DENSIDAD TERRESTRE
SÍSMICO
CAMPO MAGNÉTICO
METEORITOS
DENSIDAD TERRESTRE
TEMPERATURA (GEOTÉRMICO)
El estudio de la densidad es un método indirecto clásico que nos descubre que la Tierra no es homogénea, pues el valor teórico (5'52g/cm3) está muy separado de los encontrados en las rocas de la superficie (2'7 g/cm3). Esta diferencia indica que los materiales superficiales son menos densos que los que se encuentran en el interior terrestre.
La temperatura de la tierra aumenta con la profundidad. Este aumento representa un valor medio de 33ºC cada 100 de profundidad (GRADIENTE GEOTÉRMICO). Sin embargo, este gradiente no es continuo y varía en profundidad como puede observarse en la gráfica adjunta
METEORITOS
CAMPO MAGNÉTICO
Que la Tierra posea un campo magnético apoya la idea de que el núcleo es metálico.Según la teoría más aceptada, la Tierra funciona como una dinamo auto inducida: convierte energía mecánica en energía eléctrica. Según esta teoría el hierro fundido en el núcleo externo circula debido a: - La rotación terrestre. - Las corrientes de convención generadas por el calor interno. Este movimiento genera corriente eléctrica que produce campo magnético.
Son pequeños cuerpos planetarios, que caen sobre la superficie de la Tierra cuando cruzan su órbita. La mayoría se agrupan formando un cinturón de asteroides que orbitan entre Marte y Júpiter, por lo que tendrían la misma edad que el Sistema Solar. Siguiendo este razonamiento, han debido tener un origen muy parecido, por lo que se estudia su composición, suponiendo que muy similar sea la de la Tierra.
MÉTODO SÍSMICO
Las ondas sísmicas y su propagación
Los terremotos son vibraciones del terreno originadas al fracturarse enormes masas de rocas como consecuencia de fuerzas internas debidas al movimiento brusco de la corteza terrestre. Cuando estas masas se fracturan, se libera una gran cantidad de energía que se propaga en forma de ondas, ondas sísmicas, similares a las que se forman al lanzar una piedra al agua. Se transmiten en todas las direcciones, tanto por el interior de la roca como por la superficie.
Las fracturas originadas en el terreno se denominan fallas. El punto de origen de los terremotos se localiza en el interior del terreno a una profundidad variable y se denomina hipocentro. El lugar de la superficie más próximo a este, en el que se libera la energía transmitida, es lo que denominamos epicentro.
ONDAS SÍSMICAS
ONDAS P O PRIMARIAS
ONDAS P O PRIMARIAS
ONDAS S O SECUNDARIAS
ESTUDIO DE LAS ONDAS SÍSMICAS
EL ESTUDIO DE LAS ONDAS SÍSMICAS
El análisis de las variaciones en la trayectoria y velocidad de propagación de las ondas sísmicas P y S (producidas en terremotos o de forma artificial) al atravesar rocas de distinta composición y estado ha permitido establecer distintas zonas o capas en el interior de la tierra separadas por "discontinuidades" en las que se producen variaciones bruscas en la velocidad y trayectoria de las ondas sísmicas.Así, se ha podido establecer dos modelos del interior de nuestro planeta: un MODELO GEOQUÍMICO y MODELO GEODINÁMICO .
REPASO RULETA
MODELO GEOQUÍMICO Y GEODINÁMICO DEL INTERIOR DE LA TIERRA
Dinámica interna de la tierra (resumen e introducción a la tectónica de placas)
MODELO GEOQUÍMICO
ESTÁ BASADO EN LA COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL INTERIOR DE LA TIERRA ESTABLECIENDO TRES CAPAS: CORTEZA, MANTO Y NÚCLEO, SEPARADAS POR DISCONTINUIDADES
PULSA SOBRE CADA CAPA DE LA IMAGEN PARA VER SU DESCRIPCIÓN
LA CORTEZA
CORTEZA CONTINENTAL
CORTEZA OCEÁNICA
- Dorsales, que cruzan los océanos y que tienen una intensa actividad volcánica. - Llanura abisal, un fondo plano y extenso. - Fosas, profundas depresiones de hasta 11000 metros y de forma alargada.
EL MANTO
EL NÚCLEO
El núcleo es la parte más interna de la Tierra, formado por hierro y un poco de níquel, azufre y oxígeno. Por el comportamiento de las ondas sísmicas (las ondas s no lo atraviesan) se distinguen dos capas:
- Núcleo externo: fluido, desde los 2900 km hasta los 5100 km.
- Núcleo interno: sólido, desde los 5100 km hasta los 6370 km.
En el núcleo externo se producen corrientes de convección que son las causantes de la generación del campo magnético terrestre.MODELO GEODINÁMICO
El modelo geodinámico está basado en el estado físico de las capas y en sus propiedades mecánicas ante las presiones y temperaturas a las que se encuentran. La presión y la temperatura afectan al comportamiento mecánico, densidad y estado de los materiales del interior de la Tierra. Por eso, este modelo divide la Tierra en unas capas que no son exactamente las mismas que las capas del método geoquímico, que las separaba por su composición química. El modelo dinámico divide la Tierra según las discontinuidades aportadas por los estudios sísmicos, distinguiendo las siguientes zonas con distinto comportamiento antes la presión y temperatura: LITOSFERA, MESOSFERA y ENDOSFERA
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LA LITOSFERA
corteza continental
corteza oceánica
manto superior
manto superior
LITOSFERA CONTINENTAL
LITOSFERA OCEÁNICA
MESOSFERA
ENDOSFERA
La endosfera es la parte más interna de la Tierra, y coincide con el núcleo del modelo geoquímico. Las temperaturas son de unos 4500ºC. El calor se transmite del núcleo interno (sólido) al núcleo externo (fluido) y se generan corrientes de convección que propagan el calor hacia el exterior acumulándose la capa "D". Estas corrientes de convección son las causantes de la existencia del CAMPO MAGNETICO TERRESTRE.
EL MOTOR INTERNO DE LA TIERRA
Hace unos 4600 millones de años se formó la Tierra y el Sistema Solar a partir de una nebulosa que comenzó a girar, concentrando las partículas de polvo y gas interestelar. Los impactos que producían las nuevas partículas capturadas aumentaban la temperatura del planeta que se estaba formando.La energía interna de la Tierra proviene de dos fuente s principales:
El flujo de calor desde el interior de la tierra a la superficie se conoce como flujo térmico y se lleva a cabo mediante: CONDUCCIÓN Y CONVECCIÓN
MOVIMIENTOS VERTICALES DE LA LITOSFERA
La litosfera se apoya sobre una capa de comportamiento plástico (manto sublitosférico) manteniendo un equilibrio de flotación llamado ISOSTASIA
Cuando este equilibrio se ve alterado se producen movimientos verticales de la litosfera para recuperar el equilibrio isostático
Si se produce un aumento de densidad sobre la litosfera el reajuste isostático producirá el hundimiento de la misma (SUBSIDENCIA)Por el contrario, cuando la litosfera pierde densidad el reajuste isostático lleva a una ELEVACION de la litosfera.
MOVIMIENTOS HORIZONTALES DE LA LITOSFERA
Hasta principios del siglo XX las ideas que predominaban sobre los continentes eran fijistas, es decir, sostenían la idea de que los continentes siembre habían estado fijos y en la misma posición que ocupan en la actualidad y que los únicos movimientos que se producían sobre ellos eran de tipo vertical. Sin embargo, a partir del siglo XX comienzan a surgir ideas y teorías movilistas para explicar el movimiento de los continentes y la formación de grandes cordilleras
TEORÍA DE LA DERIVA CONTINENTAL
teoría de las corrientes de convección
TECTÓNICA DE PLACAS
TEORÍA DE LA EXPANSIÓN DEL FONDO OCEÁNICO
cartografía del fondo oceánico
TEORÍAS FIJISTAS
6.1. HIPÓTESIS DE LA DERIVA CONTINENTAL
Aunque no fue el primero, el meteorólogo alemán Alfred Wegener, en 1912, formuló una completa hipótesis movilista sobre los desplazamientos de los continentes. Afirmaba que los continentes habían formado parte de un gran macrocontinente que se fragmentó, al que llamó PANGEA.Después, los continentes se desplazaron sobre el único oceáno, Pantalasa, hasta llegar a su posición actual..Para el planteamiento de esta hipótesis Wegener se basó en la observación de numerosos fenómenos del campo de la paleontología, paleoclimatología y geografía y presentó numerosas pruebas. Sin embargo,Wegener no puedo explicar de forma convincente cuál era la causa o el motor que producía el desplazamiento de los continentes.
Historia animada de la deriva continental
DÓNDE ESTABAS EN PANGEA
PRUEBAS DE LA DERIVA CONTINENTAL
ANIMACIÓN PANGEA
LOS CONTINENTES EN EL FUTURO
Artículo "100 años de la Deriva Continental”
PRUEBAS DE LA DERIVA CONTINENTAL
PRUEBAS GEOGRÁFICAS
PRUEBAS GEOLÓGICAS
PRUEBAS PALEOCLIMÁTICAS
PRUEBAS PALEONTOLÓGICAS
PUZZLE PANGEA Y PRUEBAS DE LA DERIVA
LA DERIVA CONTINENTAL PODRÍA HABER SIDO ASÍ, PERO NO
puzzle PANGEA Y pruebas de la deriva continental
PRUEBAS GEOGRÁFICAS
Wegener observó que los continentes, como África y Sudamérica, podrían haber estado unidos en el pasado, ya que las formas de sus costas parecen encajar. La coincidencia es mayor si en lugar de las costas, tratamos de hacer coincidir las plataformas continentales
PRUEBAS PALEOCLIMÁTICAS
Wegener utilizó algunas utilizó algunas rocas sedimentarias como indicadores de los climas en los que se originan, como tillitas en clima glacial, yeso y halita en clima árido, o carbón en clima tropical. Dibujó un mapa con los climas antiguos y observó que no se podrían haber dado en los continentes en las posiciones actuales.
PRUEBAS PALEONTOLÓGICAS
Wegener descubrió que, en continentes que actualmente se encuentran separados, se encontraban fósiles de las mismas especies. Incluso algunos de ellos eran terrestres como reptiles y plantas, por lo que no era posible que hubieran podido cruzar el océano. Esta es otra prueba más de que los continentes estuvieron unidos en Pangea hace millones de años.
PRUEBAS GEOLÓGICAS
Wegener observó que algunas formaciones geológicas continuaban a ambos lados del Atlántico. Tenían la misma edad y tipos de rocas, por lo que creía que habrían estado unidas. Por ejemplo, la existencia de diamantes en Brasil y Sudáfrica.
6.2. CARTOGRAFÍA DEL FONDO OCEÁNICO
Durante la segunda guerra mundial y gracias a la perseverancia y duro trabajo de la geógola y cartógrafa estadounidense Marie Tharp, la comunidad científica obtuvo el primer mapa del fondo oceánico. Con ello se descubrió la existencia de un enorme relieve submarino.En este relieve se encontrava una gran cadena montañosa que cruzaba el océano en toda su longitud, la DORSAL. En el centro de esta dorsal se encuentra una fisura denominada RIFT, a través del cual acciende material magmático, A ambos lados de la dorsal se extienden las LLANURAS ABISALES.
ARTÍCULO: MARIE THARP
6.3. hipótesis de las corrientes de comvección
En 1929, Arthur Holmes, un geólogo británico reconocido, postuló la hipótesis que bajo la corteza terrestre podíamos encontrar un manto de roca fundida, que provocaba corrientes de convección de lava que tenían fuerza para mover las placas litosféricas y, por ende, los continentes.Estas corrientes son producidas por diferencias de temperatura y densidad. Ayudadas por la gravedad hacen que los materiales más calientes asciendan en dirección a la superficie, ya que son menos pesado. Esto significa por tanto que los materiales más fríos son más densos y más pesados, por lo que descienden hacia el núcleo terrestre.
6.4. HIPÓTESIS DE LA EXPANSIÓN DEL FONDO OCEÁNICO
Harry Hess, oficial de la marina estadounidense, postuló, a principio de los años 60, a partir de los datos recogidos mediante sónar en el pacífico, la hipótesis de la expansión del fondo oceánico, afirmando que la corteza terrestre se formaba a partir del material magmático que asciende en las dorsales y que esta era transportada por las corrientes convectivas del manto. En el extremo de los fondos oceánicos se producía su destrucción, la corteza se hunde en el manto.Esta teoría propone que la corteza oceánica se renueva continuamente
Evidencias
EVOLUCIÓN DE LOS FONDOS OCEÁNICOS
Evidencias de la expansión del fondo oceánico
INTRODUCCIÓN A LA TECTÓNICA DE PLACAS
Con el conocimiento de los fondos oceánicos (Hess, 1962), surgió la Teoría de la Tectónica de Placas. Esta teoría explica, de una forma global, muchos fenómenos geológicos que hasta entonces se pensaba que no estaban relacionados.
postulados
POSTULADOS DE LA TECTÓNICA DE PLACAS
Mapa distribución de volcanes y terremotos
Distribución de terremotos
Causas del movimiento de las placas
LAS PLACAS TECTÓNICAS O LITOSFÉRICAS
La litosfera se encuentra fragmentada en placas litosféricas o tectónicas. El movimiento relativo de estas placas, como consecuencia de la energía interna del planeta produce el contacto entre sus límites o bordes y una intensa actividad geológica. Es esta actividad tectónica en los bordes de placas la que explica la formación de orógenos, islas volcánicas, el vulcanismo o la sismicidad.
Límites o bordes tectónicos
RECURSOS
PROYECTO BIOSFERA
IES DRAGO
Khanacademy
BIOLOGIA Y GEOLOGIA.COM