Tema 2 Geodinámica interna

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  • 1. GEOSFERAGeodinámica interna
  • 2. Estructura de Tierra. Modelo dinámico y geoquímico.• El interior de la Tierra se caracteriza por un aumento gradual de temperatura, presión y densidad con la profundidad.• La temperatura y la presión van a afectar al comportamiento mecánico de los materiales terrestres.
  • 3. DISCONTINUIDADES TERRESTRES Cambios en la velocidad de propagación de las ondas sísmicas P y S se van a corresponder con un cambio en la densidad del medio atravesado por ellas. Estas zonas donde se producen los cambios se denominan discontinuidades, y van a determinar las diferentes capas que componen la Tierra.- Discontinuidad de Mohorovicic: aumenta la velocidad de las ondas P y S.Va a separar la corteza del manto.-Discontinuidad de Gutenberg (a los 2900 Km), se va a producir ladisminución de la velocidad de las ondas P y la desaparición de las S, lo quesupone que el núcleo externo se encuentra fundido. que separa el manto delnúcleo. Separa el manto del núcleo- Discontinuidad de Lehman: s e produce un aumento súbito de la velocidadde las ondas P, que se interpreta como un aumento en larigidez, distinguiéndose un núcleo externo fundido y otro interno sólido.
  • 4. MODELO GEOQUÍMICO (basado en la composición química) a.- CORTEZA:Presenta notables variaciones de espesor. Formada por dos unidadesdiferentes, con distintas densidades, diferentes tipos de rocas, y estructurascompletamente diversas.1.- Corteza oceánica: aparece estratificada en tres niveles: -nivel 1; sedimentos, su espesor es mínino cerca de las dorsales y máximo en los bordes de los continentes -nivel 2; basaltos. -nivel 3; gabros sobre las que se han depositado los sedimentos).La edad media es de 180 millones de años, y su densidad 3 gr/cm3. 2.- Corteza continental: se trata de un conjunto caótico de rocasplutónicas, volcánicas y sedimentarias, metamorfizadas en diferentesgrados, más intenso a mayor profundidad. Contiene rocas muy antiguas, de cerca de 4000 millones de años. Ladensidad media es de 2 7 gr/cm3.
  • 5. b.- MANTOFormado por peridotitas.Comprende más del 82% del volumen de la Tierra.Se distinguen tres capas:Manto superior, empieza en la discontinuidad de Moho. Formada porperidotita, roca que cuando se funde da lugar al basalto y al gabro de la cortezaoceánica.Manto de transición; se considera una capa intermedia entre los dos mantos.Manto inferior; llega hasta los 2900 Km. Los materiales deben tener unacomposición química muy compleja y sólo se conocen en líneas generales, suplasticidad. Se supone que está formada por silicatos y óxidos de hierro ymagnesio, con una gran densidad. Importante el nivel D. c.- NÚCLEOLa temperatura puede superar los 6700º C.Según los datos sísmicos tiene densidades entre los 10-13 gr/cm3. Parece serque está formado por sulfuros de hierro. También aparece níquel.Aparece dividido en núcleo externo e interno. Su división se basa en susdiferentes estados. El núcleo externo está fundido, y su circulación genera elcampo magnético de la Tierra. El núcleo interno se comporta como un sólido.
  • 6. MODELO DINÁMICO: basado en el comportamiento de los materialesa.- LITOSFERA: Comprende CORTEZA + PARTE SUPERIOR DEL MANTO. Llegahasta el canal de baja velocidad (astenosfera). Hasta ahora, se consideraba que la litosfera llegaba hasta laastenosfera o canal de baja velocidad. Hoy en día su presencia está enentredicho, si bien existe puntualmente en algunas zonas del planeta, perono se trata de una capa universal.b.- MESOSFERA: Desde la litosfera hasta el núcleo externo. En ella aparecen corrientesde convección. Es sólida, pero su comportamiento es plástico y permite elmovimiento de los materiales.c.- NÚCLEO: Incluye el núcleo externo, que es fluido, por lo que en su interior seproduce también convección, y el núcleo interno, que es sólido y rígido.
  • 7. Tectónica de PlacasTeoría compuesta por una variedad de ideas queexplican el movimiento de la litosfera terrestre por mediode los mecanismos de subducción y de expansión delfondo oceánico.Esta teoría se ha convertido en la base sobre la que seconsideran la mayoría de los procesos geológicos.Según el modelo del TdP, la litosfera se comporta comouna capa sólida y rígida. Además está rota ennumerosos fragmentos, denominados PLACASLITOSFÉRICAS que están en continuo movimiento ycambian de forma y tamaño. Se conocen siete placasprincipales (formadas por litosfera oceánica o mixta).También existen placas de menor tamaño ymicroplacas.
  • 8. Tectónica de Placas Las placas litosféricas se mueven a velocidades muy pequeñas, pero suelen ser continuas. El movimiento es impulsado por la distribución desigual del calor en el interior de la Tierra (corrientes de convección). Los roces entre placas van a generar terremotos, volcanes y deforman grandes masas de rocas. Se consideran tres tipos de bordes:• Bordes divergentes, distensivos o constructivos• Bordes convergentes, compresivos o destructivos• Bordes deslizantes, transformantes o pasivos
  • 9. Tectónica de PlacasBordes divergentes, distensivos Bordeso constructivos convergentes, compresivos oLas placas se separan. destructivos:Se crea litosfera oceánica. Destrucción de litosferaSe sitúa a lo largo de las dorsales oceánica mediante subducción.oceánicas. Aparición de fosas submarinas.El material fundido que asciende Terremotos y vulcanismosale por la fractura y se enfría importante.formando roca volcánica Plano de Benioff(basalto), produciéndose así laexpansión del fondo oceánico. Bordes pasivosVulcanismo importante y en Ni se crea(?) ni se destruyegeneral poco explosivo, terremotos litosfera oceánica.someros. Asociado a fallas transversales.El grosor y la densidad de la No vulcanismo, terremotoslitosfera oceánica depende de su somerosedad.Ciclo de Wilson
  • 10. BORDES DESTRUCTIVOS. ORÓGENOSLitosfera oceánica Litosfera oceánica subduce bajo litosfera subduce oceánica. Arco-islabajo litosfera continentalOrógenos de tipo andino. Vulcanismo importante con formación de islas en forma de arco. Pequeño prisma de acreción.Formación de un prisma de Fosas profundas.acreción importante. Plano de Benioff de hasta 90ºVulcanismo explosivo y Terremotos importantesterremotos profundos e Ejemplos: Japón, Filipinas, Aleutianas, Marianas, Antillasimportantes. Menores, Kuriles.Plano de Benioff de 45º Colisión entre márgenes continentales.Orógenos deFosas menos profundas tipo alpino.que en los arcos islas. Cuando convergen dos placas que llevan cortezaEjemplo: Cordillera de los continental, el resultado es una colisión entre dosAndes (Placa de Nazca placas continentales. Plagamiento de los sedimentos acumulados en lossubduce bajo la placa márgenes continentales, formando una nueva cordilleraSudamericana). La zona que delimita el choque se denomina sutura. Ejemplos: Alpes, Urales, Pirineos, Himalaya, Sierras Béticas…
  • 11. Si existe una pluma ascendente de material del manto y ese material se funde a medida que entra enPUNTOS CALIENTES zonas de menor presión puede salir y formar forma un área volcánica conocida como punto caliente. La placa se va moviendo pero el punto se encuentran en el mismo sitio. Las islas también se mueven, de ahí la aparición de un rosario de islas. Ejemplos: Hawai, Parque Nacional de Yellowstone. Ascenso de material caliente desde el manto abombando la corteza que adelgaza y estiran la corteza, hasta que se fragmenta (formación de fallas y de vulcanismo (Kilimanjaro, Monte Kenia).CICLO DE WILSON Se forman valles alargados limitados por fallas denominados rifts o valles de rifts. Creación de corteza oceánica danda o lugar un mar lineal estrecho con ( tipo Mar Rojo). Expansión oceánica y ampliación del océano (océano tipo Atlántico). Aparición de zonas de subducción y destrucción de corteza oceánico (tipo Pacífico) Colisión continental
  • 12. PROCESOS GEOLÓGICOS INTERNOS Y SUS RIESGOS Tres procesos importantes han contribuido al calor interno de la Tierra: • calor emitido por la desintegración radioactiva de• ENERGÍA INTERNA DE los isótopos de uranio, torio y LA TIERRA: origen y potasio, sobre todo este mecanismos de último. transmisión • El calor liberado cuando el hierro cristalizó para formar el núcleo interno sólido. • Calor liberado por la colisión de meteoritos durante la formación de nuestro planeta (calor primordial).
  • 13. Mecanismos de transmisión del calor– Flujo térmico: conducción y convecciónCorrientes de convección: Actualmente se piensa que las plumas de rocas supercalientes se generan en el límite núcleo- manto, más concretamente en la zona conocida como nivel “D”, desde donde ascienden lentamente hacia la superficie. Estas plumas ascendentes serían la rama caliente del flujo ascendente en el mecanismo convectivo que actúa en el manto. Se piensa que en los bordes de placa convergente, donde están siendo subducida litosfera oceánica fría y densa, se produce el flujo descendente.
  • 14. Deformación de los materiales: pliegues y fallas• La deformación son los cambios en forma y volumen que experimenta una roca. Los pueden causar: – Presión de confinamiento – Esfuerzos diferenciales (compresivos, distensivos y de cizalla). Tipos de deformación: - Deformación plástica (PLIEGUES) - Deformación elástica - Frágil. Rotura de materiales (FALLAS Y DIACLASAS)
  • 15. VULCANISMO• Los volcanes son fracturas por las que el magma sale al exterior.• La distribución geológica de los volcanes no es aleatoria. Se sitúan en los límites de placas: – sobre todo en las zonas de subducción, que constituye el “Cinturón de fuego del Pacífico”. – en las dorsales oceánicas (Islandia) – en zonas de intraplaca: Presencia de punto caliente (Hawai) Presencia de fracturas o puntos débiles de la litosfera (Islas Canarias).
  • 16. PARTES DE UN VOLCÁN• Las partes de un volcán típico son: – Cráter: orificio por donde sale la lava al exterior. Si tiene más de 1 Km de diámetro se le denomina caldera. – Cono volcánico: montículo que se forma por la acumulación e los materiales volcánicos. – Cámara magmática: lugar en el que se almacena el magma antes de salir al exterior. – Chimenea: conducto por el que sale la lava desde la cámara magmática hasta el cráter. – Columna eruptiva: altura que alcanza los materiales durante la erupción. – Colada de lava: ríos de lava – Cono parásito: cono secundario de un volcán que suele emitir gases (fumarolas).
  • 17. Actividad volcánicaLa actividad volcánica corresponde a los distintos tipos de erupciones quepueden darse en un volcán. A su vez dan lugar a los distintos tipos deedificios volcánicos.Un mismo volcán puede variar su tipo de actividad de una erupción a otra.La peligrosidad de un volcán variará en función del tipo de actividad quetenga y esto a su vez depende de tres factores característicos del magma: 1. Temperatura 2. Cantidad de gases 3. Viscosidad
  • 18. Materiales que expulsa un volcánGASES:H2O, CO2, SO2, H2S, Cl2, H2,…Según estos gases puedan escapar con mayor o menor dificultad delmagma, cambia la peligrosidad de la erupción Facilidad de Violencia de escape la explosión
  • 19. Materiales que expulsa un volcánLÍQUIDOSSon las coladas de lava, es decir, el magma una vez que alcanza lasuperficie y pierde los gases.Su peligro depende de la viscosidad Viscosidad Peligro
  • 20. Materiales que expulsa un volcánSÓLIDOS: También llamados piroclastos. Cenizas Lapilli Bombas Aumento de tamaño
  • 21. Tipos de magmas Tª SiO2 Densidad Viscosidad Explosividad -50% BásicosIntermedios Ácidos +65%
  • 22. Tipos de erupciones volcánicas• HAWAIANA: BAJA PELIGROSIDAD, LAVAS MUY FLUIDAS.• ESTROMBOLIANA: PELIGROSIDAD LIGERA, PRESENCIA DE PIROCLASTOS, COLUMNA ERUPTIVA DE GRAN ALTURA• VULCANIANA: EXPLOSIVIDAD MEDIA, GRAN CANTIDAD DE PIROCLASTOS, COLUMNAS ERUPTIVAS DE GRAN ALTURA, A VECES ERUPCIONES FREATOMAGMÁTICAS• PLINIANA O PELEANA: PELIGROSIDAD MUY ELEVADA, EXPLOSIONES VIOLENTAS DE PIROCLASTOS, ERUPCIONES FRATOMAGMÁTICAS MUY FRECUENTES, NUBES ARDIENTES, CALDERAS Y LAHARES
  • 23. RIESGOS PELIGROSIDAD• ERUPCIONES FREATOMAGMÁTICAS• NUBES ARDIENTES• FORMACIÓN DE LAHARES• FORMACIÓN DE DOMOS VOLCÁNICOS•FORMACIÓN DE UNA CALDERA• TSUNAMI•MOVIMIENTOS DE LADERAS EXPOSICIÓNLas áreas volcánicas suelen estar superpobladas debido a que losvolcanes proporcionan tierras fértiles, recursos minerales y energíageotérmica VULNERABILIDADCuantificación de daños
  • 24. • Planificación de los riesgos volcánicosMedidas de predicción: debe conocerse a fondo la historia de cada volcán tanto lafrecuencia de las erupciones tiempo de retorno) como la intensidad de las misma.Presencia de radón que proviene de la cámara magmática) y una serie de síntomas queindican el comienzo de una erupción: pequeños temblores y ruidos, cambios producidosen la topografía, aumento del potencial eléctrico de las rocas, alteraciones del campomagnético local. Realización de mapas de peligrosidad y de riesgo.Medidas de prevención y corrección:Cambios del curso de coladas de lavas y lavas mediante la construcción de muros ozanjas.Realizar drenajes de los lagos formados en los cráteres para evitar las coladas de barro.Construcción de edificios semiesféricos o de tejados muy inclinados para evitar suhundimiento por acumulación de cenizas y piroclastos.Refugios incombustibles contra las nubes ardientesContratación de seguros para cubrir las pérdidasInstalar sistemas de alarmas, y planificar los lugares y las normas que hay que seguirpara la evacuación de la población en caso de emergencia.Ordenación del territorio, prohibiendo o restringiendo las construcciones en zonas de altoriesgo.
  • 25. SISMICIDAD Un terremoto es una vibración de la Tierra producida por una rápida liberación de energía. La energía liberada se transmite por todas las direcciones desde su origen, el foco o hipocentro. Es a lo largo de las fallas asociadas con los bordes de placa donde se producen la mayoría de los terremotos.
  • 26. Ondas sísmicas Profundas: Se propagan por el interior de la tierra a partir del hipocentro.• Primarias (P): Las moléculas se comprimen, son las más rápidas y atraviesan sólidos y fluidos.• Secundarias (S): Mas lentas, son sacudidas perpendiculares al sentido de desplazamiento, no atraviesan fluidos. Superficiales: consecuencia de la interacción con la superficie terrestre de las ondas profundas. Son las que causan los mayores destrozos. Hay de dos tipos L y R .
  • 27. Riesgos sísmicos y planificación antisísmica En la actualidad, la situación de alto riesgo ha aumentado muchodebido a la gran exposición que existe. Además, la vulnerabilidad demuchas de estas ciudades es elevada, debido a que las construccionesno protegen suficientemente. Estos factores van a multiplicar lapeligrosidad de los terremotos. Para evaluar estos fenómenos, se utilizan dos escalas, una que midela intensidad y otra la magnitud. Intensidad: se podría definir como la capacidad de destrucción de un terremoto y los efectos que provoca. Se trata de una escala subjetiva. Se utiliza las escala de Mercalli, en la cuál se establece 12 grados, en número romanos, el menos es el I, donde no se percibe nada y el mayor es el XII, completamente devastador. Magnitud: es la energía liberada por el terremoto. Se mide con la escala de Ritcher. Se valora de 1-10 grados, aunque la escala puede ser infinita.
  • 28. Daños originados por los seísmos.Los más importantes son:• Tsunamis;• Licuefacción;• Inundaciones;• Incendios;• Deslizamientos de tierras• Daños en los edificios;• Daños en las vías de comunicación• Epidemias;
  • 29. Métodos de predicciónLa predicción de los seísmos a corto plazo es unproblemas sin resolver. Resultan eficaces los mapas depeligrosidad y de exposición. Estos mapas se realizancon el registro histórico.Algunos de los precursores sísmicos son:• Elevaciones del terreno;• Cambios en la conductividad eléctrica y en el campo magnético local;.• Incremento de la cantidad de radón• Aumento de la cantidad de microseísmos locales; Cambio en el comportamiento de algunos animales La localización de fallas activas es un método eficaz, ya que el 95% de los terremotos están asociados a ellas, y se detectan fácilmente con imágenes de satélites.
  • 30. Medidas preventivas antisísmicasLas principales actuaciones serán: - una buena ordenación del territorio (limitando e incluso prohibiendo construir en zonas de riesgos) - construcciones sismorresistentes (viviendas, puentes ...). - Conducciones de gas y agua han de estar reforzados con juntas flexibles para evitar roturas, o que se cierren automáticamente. - Si no es posible cimentar en estrato rocoso, se han de construir casas bajas de materiales ligeros, como madera. Sin embargo, hay riesgo de incendio. - Hay que evitar el hacinamiento de los edificios, dejando espacios amplios entre los mismos, así se intenta disminuir las muertes por desplome. - Se debe también edificar en terrenos planos, evitando las zonas de taludes. - Es fundamental un plan de emergencia y un plan de evacuación, con la realización de simulacros. También, el establecimiento de seguros.
  • 31. Áreas de riesgo mundialesEn general, se distinguen tres grandes zonas: Cinturón circumpacífico; Cinturón mediterráneo hasta Indonesia; Cinturón atlántico-índico y pacífico;. ÁREAS DE RIESGO EN ESPAÑA: La zona másafectada por los seísmos es el sur de la Península.La explicación está en el movimiento que hay entrelas placas Africana y Euroasiática, cuya suturarecorre desde las Azores hasta el sur deItalia, pasando por el Estrecho de Gibraltar. Además de Andalucía y el Levante, existen otraszonas sísmicas históricas como los Pirineos, y lacosta occidental portuguesa, Galicia y el Cantábrico.