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Tema 12

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    Tema 12 Tema 12 Presentation Transcript

    • Biología y Geología 1º Bachillerato ESTRUCTURA Y DINÁMICA INTERNA DE LA TIERRA 12UNIDAD
    • Biología y Geología 1º Bachillerato LAS CIENCIAS GEOLÓGICAS Estructura y dinámica interna de la tierra UNIDAD La Geología es parte de las Ciencias de la Tierra, que se ocupan del conocimiento de la estructura, composición y evolución de la Tierra; en particular, la Geología estudia la parte sólida de la Tierra (Geosfera), que interactúa con la partes fluidas (Atmósfera, Hidrosfera) y con la Biosfera formando el Sistema Tierra. Su campo de acción se dirige a la investigación pura (conocimiento de fenómenos, hipótesis, teorías) o investigaciones aplicadas (búsqueda de recursos como minerales y agua, ordenación del territorio, prevención de los riesgos naturales, protección y conservación del patrimonio natural y cultural).
    • Biología y Geología 1º Bachillerato INVESTIGACIÓN APLICADA Estructura y dinámica interna de la tierra UNIDAD  Busqueda y obtención de Recursos geológicos.  Protección, planificación y ordenación del territorio.  Impacto medioambiental (EIA, EvIA, ….)  Riesgos geológicos (deslizamientos, inundaciones, terremotos, …)  Obras públicas y construcción en general.  Conservación del patrimonio geológico.  Protección y restauración de materiales pétreos.
    • Biología y Geología 1º Bachillerato INVESTIGACIÓN APLICADA: RECURSOS GEOLÓGICOS Estructura y dinámica interna de la tierra UNIDAD - Recursos geológicos: búsqueda, evaluación y prospección (agua, minerales, rocas, petróleo, carbón,………) El agua como recurso geológico
    • Biología y Geología 1º Bachillerato Estructura y dinámica interna de la tierra UNIDAD Extracción del mineral "caolín“, utilizado en la fabricación de revestimientos cerámicos Minerales INVESTIGACIÓN APLICADA: RECURSOS GEOLÓGICOS
    • Biología y Geología 1º Bachillerato Estructura y dinámica interna de la tierra UNIDAD Rocas ornamentales INVESTIGACIÓN APLICADA: RECURSOS GEOLÓGICOS
    • Biología y Geología 1º Bachillerato Estructura y dinámica interna de la tierra UNIDAD Fuentes de energía: petróleo, gas carbón, …. INVESTIGACIÓN APLICADA: RECURSOS GEOLÓGICOS
    • Biología y Geología 1º Bachillerato Estructura y dinámica interna de la tierra UNIDAD - Protección, planificación y ordenación del territorio INVESTIGACIÓN APLICADA: ORDENACIÓN DEL TERRITORIO
    • Biología y Geología 1º Bachillerato INVESTIGACIÓN APLICADA: IMPACTO AMBIENTAL Estructura y dinámica interna de la tierra UNIDAD
    • Biología y Geología 1º Bachillerato INVESTIGACIÓN APLICADA: RIESGOS GEOLÓGICOS Estructura y dinámica interna de la tierra UNIDAD
    • Biología y Geología 1º Bachillerato Estructura y dinámica interna de la tierra UNIDAD INVESTIGACIÓN APLICADA: RIESGOS GEOLÓGICOS
    • Biología y Geología 1º Bachillerato Estructura y dinámica interna de la tierra UNIDAD INVESTIGACIÓN APLICADA: RIESGOS GEOLÓGICOS
    • Biología y Geología 1º Bachillerato Estructura y dinámica interna de la tierra UNIDAD INVESTIGACIÓN APLICADA: RIESGOS GEOLÓGICOS
    • Biología y Geología 1º Bachillerato INVESTIGACIÓN APLICADA: CONSTRUCCIÓN Estructura y dinámica interna de la tierra UNIDAD
    • Biología y Geología 1º Bachillerato INVESTIGACIÓN APLICADA: CONSERVACIÓN PATRIMONIO GEOLÓGICO Estructura y dinámica interna de la tierra UNIDAD
    • Biología y Geología 1º Bachillerato INVESTIGACIÓN APLICADA: RESTAURACIÓN MATERIALES PÉTREOS Estructura y dinámica interna de la tierra UNIDAD Relieve del trasaltar (Catedral de Burgos) Se denomina Mal de la Piedra a la descomposición superficial de la piedra en forma de exfoliaciones, arenilla y desprendimiento de las capas externas. Esta erosión se debe principalmente a la contaminación atmosférica.
    • Biología y Geología 1º Bachillerato INVESTIGANDO EL INTERIOR DE LA TIERRA Estructura y dinámica interna de la tierra ¿Cómo podemos conocer las características internas de un planeta de 6.370 km de radio cuando el sondeo más profundo alcanza los 13 km de profundidad? - Directos (geológicos) •Observación de rocas formadas en profundidad expuestas en superficie por procesos tectónicos o por la acción de los agentes geológicos . •Exploración geológica: mapas geológicos. •Estudio de minas y cuevas. • Análisis de testigos de roca obtenidos en sondeos. •Medida de la variación de la temperatura en sondeos o minas. -Indirectos (geofísicos): Nos informan sobre las propiedades físico-químicas de los materiales internos • Métodos sísmicos • Métodos no sísmicos (estudian parámetros como gravedad, densidad, magnetismo y temperatura) La Geología y la Geofísica proponen varios métodos: UNIDAD
    • Biología y Geología 1º Bachillerato MÉTODOS DIRECTOS: OBSERVACIÓN DIRECTA Estructura y dinámica interna de la tierra UNIDAD
    • Biología y Geología 1º Bachillerato MAPAS GEOLÓGICOS Estructura y dinámica interna de la tierra UNIDAD
    • Biología y Geología 1º Bachillerato MÉTODOS DIRECTOS: SONDEOS Estructura y dinámica interna de la tierra UNIDAD El sondeo más profundo que se ha hecho lo llevó a cabo la antigua URSS en la península de Kola entre los años 1970 y 1992. Este sondeo alcanzó los 12.262 m de profundidad (algo menos de un 0,2% del radio de la Tierra).
    • Biología y Geología 1º Bachillerato MÉTODOS DIRECTOS: VOLCANES Estructura y dinámica interna de la tierra UNIDAD Erupción del volcán Llaima (Chile)
    • Biología y Geología 1º Bachillerato MÉTODOS DIRECTOS: GRADIENTE GEOTÉRMICO Estructura y dinámica interna de la tierra UNIDAD El gradiente medio en la corteza es de 30º/km, es decir, 1ºC / 30 metros que descendemos
    • Biología y Geología 1º Bachillerato INVESTIGANDO EL INTERIOR DE LA TIERRA Estructura y dinámica interna de la tierra ¿Cómo podemos conocer las características internas de un planeta de 6.370 km de radio cuando el sondeo más profundo alcanza los 13 km de profundidad? - Directos (geológicos) •Observación de rocas formadas en profundidad expuestas en superficie por procesos tectónicos o por la acción de los agentes geológicos . •Exploración geológica: mapas geológicos. •Estudio de minas y cuevas. • Análisis de testigos de roca obtenidos en sondeos. •Medida de la variación de la temperatura en sondeos o minas. -Indirectos (geofísicos): Nos informan sobre las propiedades físico-químicas de los materiales internos • Métodos sísmicos • Métodos no sísmicos (estudian parámetros como gravedad, densidad, magnetismo y temperatura) La Geología y la Geofísica proponen varios métodos: UNIDAD
    • Biología y Geología 1º Bachillerato MÉTODOS INDIRECTOS: MÉTODO SÍSMICO Estructura y dinámica interna de la tierra Cuando se produce un terremoto, la energía liberada viaja en forma de ondas sísmicas en todas las direcciones a partir del foco o hipocentro, que es la zona en donde aquel se origina. El punto de la superficie situado en la vertical del foco, se denomina epicentro. UNIDAD
    • Biología y Geología 1º Bachillerato Estructura y dinámica interna de la tierra Las ondas sísmicas son detectadas y registradas por los sismógrafos, aparatos muy sensibles dotados de un sistema gráfico para dibujar las vibraciones causadas por las ondas sísmicas obteniendo así un sismograma MÉTODOS SÍSMICOS UNIDAD SISMÓGRAFO MÉTODOS SÍSMICOS
    • Biología y Geología 1º Bachillerato Estructura y dinámica interna de la tierra El estudio de los sismogramas revela la existencia de tres clases de ondas sísmicas (fig.11): - Ondas primarias u ondas (P): son las más rápidas y, por consiguiente, las primeras en ser registradas. Se propagan por sólidos y líquidos. - Ondas secundarias u ondas (S): se registran en segundo lugar, puesto que son más lentas. Viajan también por el interior de la Tierra y sólo se propagan en sólidos. - Ondas superficiales u ondas (L): se denominan así porque son largas, y solo se propagan en superficie, a partir del epicentro. Son más lentas que las anteriores, y, por ello, se registran en último lugar. Son las causantes de los efectos desastrosos de los terremotos pues sacuden horizontalmente los edificios y obras. LAS ONDAS SÍSMICAS UNIDAD P S L MÉTODOS SÍSMICOS
    • Biología y Geología 1º Bachillerato Estructura y dinámica interna de la tierra UNIDAD • Ondas P (primarias o de compresión): Las moléculas se comprimen, son las más rápidas y atraviesan sólidos y fluidos. MÉTODOS SÍSMICOS
    • Biología y Geología 1º Bachillerato Estructura y dinámica interna de la tierra UNIDAD • Ondas S (secundarias o transversales): son sacudidas perpendiculares al sentido de desplazamiento, no atraviesan fluidos. MÉTODOS SÍSMICOS
    • Biología y Geología 1º Bachillerato Estructura y dinámica interna de la tierra UNIDAD INVESTIGANDO EL INTERIOR DE LA TIERRA (3). • Ondas Love: son ondas superficiales en las que las partículas tienen un movimiento horizontal perpendicular a la dirección de propagación.
    • Biología y Geología 1º Bachillerato INVESTIGANDO EL INTERIOR DE LA TIERRA (4). Estructura y dinámica interna de la tierra COMPORTAMIENTO DE LAS ONDAS SÍSMICAS UNIDAD Los cambios en la velocidad y dirección de las ondas en el subsuelo reflejan la separación entre dos capas de materiales con propiedades físico-químicas diferentes, superficie que recibe el nombre de discontinuidad.
    • Biología y Geología 1º Bachillerato INVESTIGANDO EL INTERIOR DE LA TIERRA (4). Estructura y dinámica interna de la tierra QUÉ ENSEÑAN LOS TERREMOTOS SOBRE LA ESTRUCTURA DE LA TIERRA UNIDAD Las ondas P y S son las únicas que se propagan en profundidad. Además, podemos registrar sus variaciones de velocidad, reflexiones, refracciones, etc., Por tanto son las que nos interesan estudiar de cara a investigar el interior de la Tierra”
    • Biología y Geología 1º Bachillerato Estructura y dinámica interna de la tierra UNIDAD MÉTODOS SÍSMICOS
    • Biología y Geología 1º Bachillerato Estructura y dinámica interna de la tierra Se conocen tres discontinuidades de primer orden: - Mohorovicic (abreviadamente Moho) que separa la corteza del manto (30-70 km) - Gutenberg, que separa el manto del núcleo (2900 km) - Wiecher-Lehman entre núcleo externo y interno El núcleo externo se considera líquido por que detiene la ondas S. PRINCIPALES CAPAS Y DISCONTINUIDADES TERRESTRES Moho Gutenberg Wiecher-Lehman UNIDAD MÉTODOS SÍSMICOS
    • Biología y Geología 1º Bachillerato Estructura y dinámica interna de la tierra Se pueden caracterizar en términos de: - Composición (modelo geoquímico) - Propiedades físico-mecánicas (modelo dinámico) Las capas concéntricas de la Tierra son: corteza, manto, núcleo. PRINCIPALES CAPAS Y DISCONTINUIDADES TERRESTRES Modelo geoquímicoModelo dinámico UNIDAD ESTRUCTURA TERRESTRE
    • Biología y Geología 1º Bachillerato MODELO GEOQUÍMICO DE LA TIERRA Estructura y dinámica interna de la tierra La corteza es la capa externa de la Tierra. Su estructura es diferente en los continentes – corteza continental –y en los fondos oceánicos– corteza oceánica. Bajo la corteza se encuentra el manto. Su densidad va aumentando desde los 3,2 g/cm3 en el manto superior, hasta los 5,5 g/cm3 en el manto inferior. El manto está formado por rocas del tipo de los gabros y las peridotitas o mas densas. En el interior, se encuentra el núcleo. Según se deduce del comportamiento de las ondas sísmicas, presenta una parte externa, fluida, y otra interna, sólida, cuya densidad va aumentando entre 10 y 13 g/cm3 . Se considera formado por hierro prácticamente puro, aleado con un pequeño porcentaje de níquel (¿4%?) y algún elemento más ligero como el azufre (8-10%?), formando sulfuros de hierro. UNIDAD
    • Biología y Geología 1º Bachillerato MODELO DINÁMICO DE LA TIERRA Estructura y dinámica interna de la tierra Litosfera (10-300 km), capa sólida y rígida, quecomprende la corteza y la parte superficial del manto. Está dividida en fragmentos o placas litosféricas de diferente tamaño que se mueven horizontalmente. Astenosfera (entre 100 y 300 km), o capa de baja velocidad. Capa plástica y de espesor variable es la capa que permitiría el desplazamiento horizontal de las placas litosféricas rígidas, así como los movimientos verticales de elevación y hundimiento de los continentes. Mesosfera, a pesar de ser sólida y rígida, permite la existencia de corrientes de convección que se consideran el motor del movimiento de las placas litosféricas. Endosfera, constituida por un núcleo externo fundido y un núcleo interno sólido. Los movimientos del núcleo interno en el seno del núcleo externo se consideran la causa del origen y las variaciones del campo magnético terrestre. UNIDAD
    • Biología y Geología 1º Bachillerato OTROS MÉTODOS PARA INVESTIGAR EL INTERIOR Estructura y dinámica interna de la tierra La ley de la Atracción Universal de Newton representa la fuerza con la que la Tierra atrae a cualquier masa dentro de su campo gravitatorio. El valor medio teórico de la aceleración de la gravedad (g), calculada a partir de esta ley es 9,78m/s2 . 1. MÉTODO GRAVIMÉTRICO UNIDAD La gravedad mide directamente con aparatos llamados gravímetros. Con ellos se detectan valores diferentes a 9,78 m/s2. Sin embargo antes de evaluar estas anomalías primero es necesario realizar una serie de correcciones sobre el valor medio en cualquier punto:  Corrección latitudinal  Corrección de aire libre o topográfica debido a la altura  Corrección de Bouer debido al efecto de las masas de los continentes y su defecto en los océanos.
    • Biología y Geología 1º Bachillerato MÉTODO GRAVIMÉTRICO Estructura y dinámica interna de la tierra ANOMALÍAS DE LA GRAVEDAD Una vez hechas las correcciones sobre el valor teórico de la gravedad, el valor medido por el gravímetro y el valor teórico deben coincidir, pero no es así. Queda una anomalía residual de la gravedad que nos da información sobre la distribución de masas y la densidad en la vertical de la zona donde se han realizado las medidas. De hecho podemos calcular la masa de la Tierra a partir de la fórmula de la gravitación universal y obtenemos una densidad media de 5,52 g/cc. Las rocas de la superficie terrestre tienen una densidad aproximada de 2,67 g/cc por lo que las rocas del subsuelo han de poseer una densidad mayor. UNIDAD
    • Biología y Geología 1º Bachillerato Estructura y dinámica interna de la tierra Las anomalías de la gravedad sólo se manifiestan hasta una determinada profundidad en la que se define un nivel de compensación. Todos los puntos de la Tierra, definidos por la topografía del relieve, tienden a igualar su campo gravitatorio alcanzando un nivel de compensación a una cierta profundidad en la corteza o en el manto. Dado que el espesor, la composición y la densidad de la corteza son heterogéneos, los bloques en que se subdivide ajustan su posición, o sea se hunden o se elevan según estén más o menos cargados, análogamente a lo que sucede en un barco tras la carga o descarga, si bien el proceso es tan lento que puede tardar cientos de miles, e incluso millones, de años en completarse. Según el principio de Arquímedes, cada bloque se hundirá más o menos en función de su volumen y densidad. CONCEPTO DE ISOSTASIA UNIDAD MÉTODO GRAVIMÉTRICO
    • Biología y Geología 1º Bachillerato ISOSTASIA Estructura y dinámica interna de la tierra UNIDAD
    • Biología y Geología 1º Bachillerato Estructura y dinámica interna de la tierra UNIDAD MOVIMIENTOS ISÓSTÁTICOS
    • Biología y Geología 1º Bachillerato EL CAMPO MAGNÉTICO TERRESTRE (CMT) Estructura y dinámica interna de la tierra En el núcleo externo terrestre se producen corrientes de convección debido a su estado fluido. El movimiento de las cargas eléctricas en su interior, puede ser la causa del campo magnético terrestre, al comportarse el núcleo como una dinamo. El eje magnético está inclinado unos 11 grados respecto al eje de giro terrestre (línea que determinan las posiciones de los polos norte y sur geográficos,). UNIDAD Las líneas de fuerza del CMT se orientan del PSg al PNg. A esta situación se la denomina polaridad normal del CMT.
    • Biología y Geología 1º Bachillerato PALEOMAGNETISMO Estructura y dinámica interna de la tierra Los minerales ferromagnesianos conservan una imantación remanente adquirida en el momento de su formación de modo que si la intensidad y la dirección del CMT hubiera sido diferente de la actual habría quedado fosilizado en la roca. El basalto es una roca volcánica que contiene pequeños cristales de magnetita. Cuando esta roca comienza a solidificar, dichos cristales, funcionando como pequeñas brújulas, se orientan en la misma dirección y sentido del CMT. Al completarse la solidificación, el campo magnético queda “grabado” en la roca. Se ha comprobado que los basaltos de la misma edad tienen siempre la misma orientación magnética. UNIDAD
    • Biología y Geología 1º Bachillerato POLARIDAD DEL CAMPO MAGNÉTICO Estructura y dinámica interna de la tierra Estudios magnéticos del fondo oceánico pusieron en evidencia la existencia de inversiones en la polaridad del CMT grabado en las rocas, descubrimiento crucial en apoyo de la teoría de la Tectónica de placas por que demostró la expansión del fondo oceánico. La frecuencia con que se han producido estos cambios no es regular pero el fenómeno es una característica fundamental del CMT. Se nota como una serie de bandas de anomalías magnéticas (positivas y negativas) en el fondo oceánico en torno a las dorsales. UNIDAD
    • Biología y Geología 1º Bachillerato EL CALOR DE ORIGEN INTERNO Estructura y dinámica interna de la tierra El gradiente geotérmico es la manifestación del calor interno de la Tierra: la temperatura aumenta progresivamente con la profundidad, a razón de 1°C cada 33 m (3 ºC / 100 m.), El calor interno de la Tierra tiene su origen en dos procesos: calor primordial y desintegraciones radioactivas. Este calor interno mantiene en movimiento la maquina geológica, junto a la radiación solar que actúa solamente en superficie. y es la fuente de energía que produce terremotos, erupciones y otros fenómenos, como los procesos que crean los relieves. UNIDAD Este flujo térmico se puede transmitir por conducción, (típico de materiales sólidos) o por convección (típico de magma). Hay fuentes de magma (puntos calientes) en el limite manto-núcleo, que no cambian de posición respecto al movimiento de las placas; y otras forman bolsas (cámaras magmáticas) en la astenosfera o en la corteza.
    • Biología y Geología 1º Bachillerato NUEVAS TECNOLOGÍAS PARA CONOCER LA TIERRA Estructura y dinámica interna de la tierra - Sistemas de información geográfica (SIG o GIS), diseñados para capturar, almacenar, manipular, analizar y desplegar en todas sus formas, información geográfica y numérica de un territorio determinado con el fin de resolver problemas complejos de planificación, protección y gestión. - Sistemas telemáticos (comunicación electrónica a distancia), de teledetección (fotos aéreas,imágenes de satélites etc..)y telelocalización (sensores, satélites artificiales, GPS etc..) - Sistemas integrados para la navegación (Geología marina, Oceanografía) UNIDAD
    • Biología y Geología 1º Bachillerato EL SISTEMA TIERRA Estructura y dinámica interna de la tierra La Tierra se considera un sistema en el que materia y energía circulan a través de ciclos que interconectan toda sus partes o subsistemas : Geosfera, Atmósfera, Hidrosfera y Biosfera. Hoy en día, frente a los problemas de la humanidad (ambiente, recursos, energía) la geología está llamada a colaborar más estrechamente con las otras Ciencias de la Tierra (como Física y Química de la Atmósfera, Oceanografía, Biología del suelo etc..) para afrontar de una manera integrada el estudio del planeta como unidad, como sistema, para comprender como funciona. En un sistema, todas las partes están interrelacionadas y reaccionan a una perturbación local. El estudio de las partes singulares no permite comprender el sistema, que es más que la suma de sus partes. UNA PERSPECTIVA GLOBAL (1) UNIDAD
    • Biología y Geología 1º Bachillerato EL SISTEMA TIERRA Estructura y dinámica interna de la tierra La Tierra es un sistema abierto y lejano del equilibrio, o sea es dinámico y sufre perturbaciones, graduales y violentas. Dichas perturbaciones han desequilibrado el sistema muchas veces. Sin embargo éste ha evolucionado a nuevas situaciones de equilibrio. Por ejemplo, el clima ha cambiado mucho en el tiempo geológico, meteoritos y asteroides han impactado varias veces, ecosistemas y especies vivas han desaparecido, pero la vida nunca ha desaparecido desde 3.800 m.a. La figura representa esquemáticamente la interrelación entre los procesos geológicos internos y externos responsables del equilibrio dinámico en la superficie terrestre mediante transferencias de materia y energía. UNA PERSPECTIVA GLOBAL (2) UNIDAD