Estructura de la tierra según la composición

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  • 1. LA ENERGÍA INTERNA DE LA TIERRAINTRODUCCIÓN. En este trabajo voy a comenzar hablando de la estructura interna de la Tierra,sus capas, su estructura dinámica, diferenciando lo que es la litosfera de la astenosferapara, a continuación explicar la formación de los continentes, es decir, exponerprimero la Teoría de Wegener de la Deriva Continental y después la Tectónica dePlacas. Termino este trabajo hablando de los volcanes y sus tipos y de los terremotos.ESTRUCTURA DE LA TIERRA SEGÚN LA COMPOSICIÓN1. Corteza Se trata de la capa más externa de la tierra. Está separada del manto por la discontinuidad de Mohorovicic. Tiene un grosor medio de 30 km, aunque este grosor es variable ya que es más delgada y más densa en los océanos y más gruesa pero menos densa en los continentes. La corteza continental está formada por silicatos de aluminio (granitos), fundamentalmente, abundando también las rocas calizas. La corteza oceánica está formada por silicatos algo más densos como los basaltos y es menos antigua que la corteza continental.2. Manto Se trata de la capa intermedia. Se extiende desde la discontinuidad de Mohorovicic (30 km) hasta la de Gutenberg (2900 km). Está formada por el manto superior, hasta los 700 km, y el manto inferior (hasta los 2900 km). Se compone de rocas básicas más densas (3,5 g/cm3) que las de la corteza, formadas, fundamentalmente, por silicatos de hierro y magnesio.3. Núcleo Se extiende desde la discontinuidad de Gutenberg (2900 km) al centro de la tierra (6370 km). Está compuesto por hierro con pequeñas cantidades de otros elementos químicos (níquel, carbono, etc.). En él se distinguen: el núcleo externo, hasta los 5100 km, en estado líquido y el núcleo interno, sólido. 1
  • 2. LA ENERGÍA INTERNA DE LA TIERRAESTRUCTURA DINÁMICA: LITOSFERA Y ASTENOSFERA1. La litosfera: Está constituida por la corteza y parte del manto superior hasta unos 75 km de profundidad, se caracteriza por ser rígida. Es más gruesa en los continentes: litosfera continental (hasta 150 km de grosor) y más delgada bajo los océanos: litosfera oceánica. Se caracteriza por estar fragmentada en grandes porciones llamadas placas litosféricas que se desplazan unas respecto a otras chocando o separándose con movimientos muy lentos, entre 3 cm/año y 12 cm/año. Estos movimientos son los responsables de la formación de las grandes cadenas montañosas, del vulcanismo, de los terremotos y de muchos otros fenómenos geológicos.2. La astenosfera: Se encuentra bajo la litosfera. Es una capa plástica que comprende parte del manto superior hasta unos 300 km de profundidad, aproximadamente. Al ser más fluída se producen en ella corrientes llamadas corrientes de convección. Estas corrientes son las responsables del movimiento de las placas. 2
  • 3. LA ENERGÍA INTERNA DE LA TIERRAWEGENER Y LA DERIVA CONTINENTAL1. Wegener, apuntes biográficos: Alfred Wegener nació en Berlín, en 1880. Se graduó en astronomía y obtuvo sudoctorado en 1905. Desde entonces se interesó por la meteorología y fue un ardienteadepto de la aerostática, el arte de navegar en globo. También se interesó por lasexpediciones polares y en 1906 participó en la expedición danesa a Groenlandia,donde pasó dos inviernos haciendo observaciones meteorológicas. Al regresar aAlemania, en 1908, fue nombrado profesor de meteorología de la Universidadde Marburgo. En 1910, Wegener puso su atención en la idea de la deriva de los continentes, puesestaba impresionado, como tantos otros, por la semejanza de las costas de loscontinentes situados en ambos lados del Atlántico sur. Inicialmente le parecióimprobable la idea de los desplazamientos de los continentes. Ahora bien, los datospaleontológicos y otras pruebas geológicas le llevaron a plantear en una conferenciaen 1912 en la Unión Geológica de Frankfurt la Hipótesis de la Deriva Continental. Después viajó de nuevo a Groenlandia (1912-1913) y en seguida tuvo que pasar a lavida militar activa, debido al inicio de la primera Guerra Mundial; fue herido dos vecesy se dio de baja en 1915. Utilizó su período de convalecencia para escribir su libroDie Entstehung der Kontinente und Ozeane (“El Origen de los Continentes y Océanos),hoy un clásico de la literatura geológica. 3
  • 4. LA ENERGÍA INTERNA DE LA TIERRA2. El Pangea: En su libro, Wegener propuso que inicialmente existía en la superficie de la Tierraun supercontinente continuo, Pangea, el cual se habría partido durante la EraSecundaria (hace 260 ma a 65 ma) y sus fragmentos empezaron a moverse ydispersarse. Este proceso fue denominado deriva continental. Wegener argumentó que estos bloques continentales, menos densos, podíanrealizar movimientos verticales, isostasia, como si fuesen bloques de corcho flotandoen agua y también movimientos horizontales deslizantes, siempre y cuando seejerciera una fuerza suficientemente fuerte.3. Las pruebas: Para apoyar su hipótesis Wegener reunió una cantidad impresionante de datos queextrajo de diversas ramas de las ciencias naturales, incluyendo la geofísica, la geología,la paleontología y las ciencias biológicas. Wegener utilizó como demostración de laderiva continental la coincidencia fisiográfica de las costas de los continentes quecercan el Atlántico. Demostró que al yuxtaponer tales estructuras presentansimilitudes y se acoplan como si fueran las piezas de un rompecabezas. Esteacoplamiento no es sólo en la forma de las costas sino que, además, coinciden tambiénlos tipos de rocas y otras estructuras a ambos lados del atlántico. Wegener demostrótambién que lo mismo sucedía entre la India, Australia, Sudamérica y sur de África yque esto sólo se explicaba si estas masas continentales habían estado unidas.4. La deriva: Para Wegener; al final del Carbonífero, o sea, hace aproximadamente 290 millonesde años, sólo existía un único continente, Pangea. Esa inmensa masa continental sehabría fragmentado posteriormente en distintas direcciones, de tal manera que en elEoceno ya se podrían distinguir con claridad dos continentes: el eurasiático, que secomunicaba, a través de Escandinavia con Norteamérica, dando lugar a unsupercontinente septentrional llamado Laurasia, y, al sur, una serie de bloquescontinentales (hoy separados) que constituía el supercontinente de Gondwana, el cualcomprendía a Sudamérica, Antártida, Australia y África. 4
  • 5. LA ENERGÍA INTERNA DE LA TIERRA5. La formación de las montañas: La deriva de Wegener, explicaba, además la formación de las cadenas montañosas.En el frente de los continentes en movimiento se formaron gigantescas arrugas: lascadenas de montañas; así, el contacto de América, que derivaba hacia el occidente,generó la cordillera de los Andes y las Montañas Rocosas, al empujar los sedimentosdel fondo oceánico hacia arriba arrugándolos; Australia, que deriva hacia el Oriente,indujo la formación de sus cadenas costeras orientales.6. Los terremotos y los volcanes: Esos arrugamientos también tienen importantes repercusiones internas quegeneran las actividades volcánicas y magmáticas intensas de esas regiones.7. El origen de algunas islas Del lado opuesto los continentes en deriva abandonan, en su rastro, algunosfragmentos de su margen posterior generando islas, grandes o pequeñas. América, porejemplo, en su deriva hacia el oeste, habría formado tras de sí el arco de las islas de lasAntillas. Más espectacular todavía habría sido la deriva de Asia hacia el noroeste, quedejara como huella la guirnalda de las islas del Archipiélago de Sonda, el Japón,las Kuriles y otras.8. Las fuerzas que mueven los continentes Finalmente, Wegener propuso un mecanismo para explicar la deriva. Argumentóque las fuerzas gravitacionales y el “empuje” de las mareas eran las que causaban laderiva de los continentes hacia el oeste, inducidas por la atracción gravitacional del Soly de la Luna. Pero Wegener presentó tales ideas sólo como tentativas de explicación,pues afirmó que "la cuestión de cuáles fuerzas habrían podido causar esosdesplazamientos, pliegues y hendiduras, aún no puede responderse conclusivamente".9. Llegan las críticas Los principales críticos de Wegener eran los geofísicos y geólogos de los EstadosUnidos y de Europa. Los geofísicos lo criticaban porque los cálculos que habían llevado 5
  • 6. LA ENERGÍA INTERNA DE LA TIERRAa cabo sobre los esfuerzos necesarios para desplazar una masa continental a través delas rocas sólidas en los fondos oceánicos resultaban con valores inconcebiblementealtos. Los geólogos no conocían bien las rocas del hemisferio sur y dudaban de lascorrelaciones propuestas por el científico alemán. A pesar del apoyo de suscolaboradores cercanos y de su reconocida capacidad como docente, Wegener noconsiguió una plaza definitiva en Alemania y se trasladó a Graz, en Austria, donde fuemás ampliamente reconocido.10. Y, ahora, el reconocimiento: En 1937, el geólogo sudafricano Alexander Du Toit publicó una lista de diez líneasde evidencia a favor de la existencia de dos supercontinentes, Laurasia y Gondwana,separados por un océano de nombre Tethys el cual dificultaría la migración de florasentre los dos supercontinentes. Du Toit también propuso una reconstrucción deGondwana basada en el arreglo geométrico de las masas continentales y encorrelación geológica. Hoy en día el ensamble de los continentes se hace concomputadoras digitales capaces de almacenar y manipular enormes bases de datospara evaluar posibles configuraciones geométricas. Sigue habiendo cierto desacuerdoen cuanto a la posición de los distintos continentes actuales en Gondwana. 6
  • 7. LA ENERGÍA INTERNA DE LA TIERRALA TECTÓNICA DE PLACAS1. Los datos empiezan a hacer la luz: a) La glaciación de Gondwana hace 280 ma La expansión de los casquetes polares durante las glaciaciones deja huellas en el registro geológico como lo son depósitos de material acarreado por el hielo y marcas de abrasión en rocas que estuvieron en contacto con las masas de hielo durante su desplazamiento. Restos de una glaciación de hace 280 millones de años se encuentran distribuidos por Sudamérica, África, India, Australia y Antártida. En las reconstrucciones de Gondwana, las áreas afectadas por la glaciación son contiguas a pesar de ocupar lo que hoy en día son distintos continentes. Inclusive las direcciones de flujo del hielo, obtenidas a partir de las marcas de abrasión, son continuas de África occidental a Brasil y Argentina así como lo son de Antártida a India. b) Rocas similares. Las distribuciones de rocas cristalinas, rocas sedimentarias y yacimientos minerales forman patrones que continúan ininterrumpidos en ambos continentes cuando Sudamérica y África son restituidos cerrando el océano Atlántico. Por ejemplo, las cadenas montañosas orientadas E-W que atraviesan Sudáfrica continúan en Sudamérica, cerca de Buenos Aires, Argentina. c) Los mismos seres vivos Estudios de la distribución de plantas y animales fósiles también sugieren la existencia de Pangea. Impresiones de hojas de un helecho, Glossopteris, están ampliamente distribuidas en rocas de África, Sudamérica, India y Australia. La distribución de fósiles de vertebrados terrestres también apoya esta interpretación. La existencia de tetrapodos (animales de cuatro patas) en todos los continentes durante el Triásico es una indicación de que había conexiones terrestres entre las masas continentales, pues de otro modo no habrían podico desplazarse de estar estos separados. En particular la distribución del reptil fósil 7
  • 8. LA ENERGÍA INTERNA DE LA TIERRA Mesosaurus en África y Sudamérica, dadas sus características tan distintivas y la ausencia de especies similares en otras regiones es un fuerte indicio de una continuidad entre estos continentes. Hoy en día la idea de que los continentes actuales estuvieron unidos formando Pangea hace 235 ma, y que empezaron a disgregarse a partir del Jurásico, es aceptada con pocas reservas.2. La tectónica de placas Después de que los geofísicos habían sido los más asiduos críticos de la hipótesisde deriva continental, es curioso que la evidencia más contundente que finalmente seacumuló a favor de la hipótesis haya sido precisamente de índole geofísica. En los años30 el geofísico japonés Wadati documentó el incremento en la profundidad de losseísmos en función de la distancia tierra adentro hacia el continente. A así, porejemplo, los terremotos en China y en la costa oeste de Sudamérica son tanto másprofundos cuanto más nos internemos en el continente. Al mismo tiempo el sismólogo Hugo Benioff documentaba la misma variación yresaltaba el hecho de que las zonas de alta sismicidad no estaban distribuidas demanera uniforme sobre el globo terráqueo, sino que éstas se alojaban en fajas más omenos continuas asociadas a algunos de los márgenes de los continentes. Después de la Segunda Guerra Mundial, y en gran medida por razones militares, sedesarrolló la nueva ciencia de la oceanografía, durante los años 50. Los oceanógrafosdocumentaron la presencia de una enorme cadena montañosa submarina en el mediodel Atlántico Norte - La Dorsal Mesoatlántica- que se levantaba más de 2,000 m sobrelos abismos de aproximadamente 4,000 m de profundidad a cada lado. A principios delos años 60 el geofísico H.H. Hess sugirió un mecanismo que podría explicar la derivacontinental, basándose en las variaciones topográficas de los océanos. Hess propusoque las rocas de los fondos marinos estaban firmemente ancladas al manto que lessubyacía. Conforme se apartaban dos enormes masas de manto, acarreabanpasivamente el fondo oceánico y surgía de las profundidades terrestres materialfundido que formaba una cadena volcánica y que rellenaba el vacío formado por la 8
  • 9. LA ENERGÍA INTERNA DE LA TIERRAseparación de los fondos oceánicos. Si esto fuera cierto, razonó Hess, para evitar uncrecimiento indefinido de la Tierra era necesario que en alguna parte de ella fueraconsumido material cortical. Propuso entonces que los sitios donde esto ocurría eranlas profundas fosas oceánicas que bordeaban algunos continentes y arcos de islas. En 1963, los geofísicos ingleses Frederick Vine y Drummond Matthews, de laUniversidad de Cambridge, publicaron un artículo en la revista Nature dondepresentaron datos a favor de la brillante pero especulativa idea de Hess. En esteartículo, Vine y Matthews reportaron mediciones de anomalías magnéticas en losfondos marinos al sur de Islandia, obtenidas mediante un magnetómetro muy sensibleremolcado por un buque. Los registros magnetométricos indicaban patrones linealesmuy claros de anomalías magnéticas positivas (donde la fuerza magnética era mayorque el promedio) y negativas (donde la fuerza magnética era menor que el promedio).Las anomalías magnéticas eran también simétricas con respecto al eje de la dorsal ylas rocas tanto más antiguas cuanto más alejadas están del eje. Esta observación encajaba con la del francés Bernard Bruhnes, quien en 1906 habíapropuesto que el campo magnético terrestre se invertía más o menos cada mediomillón de años. Vine y Matthews concluyeron que las rocas volcánicas de los fondosmarinos estaban registrando la polaridad del magnetismo terrestre en el momento desu cristalización; conforme se invertía esta polaridad cada 500,000 años, las rocas quese formaban constantemente en las dorsales oceánicas iban registrando los cambiosde polaridad. De esta manera propusieron que la anchura de las franjas magnéticasdebería ser igual a la velocidad de separación de las placas, multiplicada por laduración del intervalo de tiempo entre inversiones de polaridad. 9
  • 10. LA ENERGÍA INTERNA DE LA TIERRALOS VOLCANES1. ¿Qué es un volcán? Los volcanes constituyen el único intermedio que pone en comunicación directala superficie con los niveles profundos de la corteza terrestre; es decir, son el únicomedio para la observación y el estudio de los materiales líticos de origen magmático,que constituyen aproximadamente el 80 % de la corteza sólida. En la profundidad delManto terrestre, el magma bajo presión asciende, creando cámaras magmáticasdentro o por debajo de la corteza. Las grietas en las rocas de la corteza proporcionanuna salida para la intensa presión, y tiene lugar la erupción. Vapor de agua, humo,gases, cenizas, rocas y lava son lanzados a la atmósfera. Los volcanes son en esencia aparatos geológicos que establecen unacomunicación temporal o permanente entre la parte profunda de la litosfera y lasuperficie terrestre. Las partes de un volcán típico son: cámara magmática, chimenea, cráter y conovolcánico. a) La cámara magmática: es la zona de donde procede la roca fundida o magma, que forma la lava. b) La chimenea: es el canal o conducto por donde asciende la lava. c) El cráter: es la zona por donde los materiales son arrojados al exterior durante la erupción. d) El cono volcánico: está formado por la aglomeración de lavas y productos fragmentados. Con frecuencia, fracturas del cono volcánico o explosiones eruptivas, dan lugara cráteres adventicios que se abren en los flancos o en su base y cuyas chimeneassecundarias comunican con la principal. Las manifestaciones de la actividad volcánica, es decir, la salida de productosgaseosos, líquidos y sólidos lanzados por las explosiones, constituyen los paroxismos o 10
  • 11. LA ENERGÍA INTERNA DE LA TIERRAerupciones del volcán. Muchos de los volcanes que actualmente existen en lasuperficie de la Tierra no han dado muestras de actividad eruptiva y por eso se lesllama volcanes extinguidos, independientemente de que en algún momento alcancenla actividad. Otros se hallan hoy, o se han hallado en tiempos históricos no muy lejanos, enactividad, y por eso se les llama volcanes activos. Esa actividad eruptiva es casi siempreintermitente, ya que los períodos de paroxismo alternan con otros de descanso,durante los cuales el volcán parece extinguido (Vesubio, Teide, Teneguía, Fuji, etc.).Existen sin embargo volcanes que son de actividad continua, como el Manua-Loa de lasislas Hawai o el Etna en Sicilia.2. Productos arrojados por los volcanes Los materiales que arrojan los volcanes durante las erupciones pueden ser de tresclases: 11
  • 12. LA ENERGÍA INTERNA DE LA TIERRAa) Los gases que los volcanes emiten, a veces con extraordinaria violencia, son mezclas complejas cuya composición varía de unos a otros, por las distintas erupciones, e incluso por los distintos períodos de una misma erupción. Los más abundantes son: vapor de agua, dióxido de carbono, nitrógeno, hidrógeno, ácido clorhídrico y cloruros volátiles, gases sulfurosos y sulfhídrico, metano y otros hidrocarburos. Además de por el cráter, los gases se desprenden también de las lavas fundidas y por las grietas del suelo. Si preceden a las erupciones, o son posteriores a ellas, se designan con el nombre de fumarolas. Los gases expulsados durante las erupciones pueden tener una densidad tal que arrastren cenizas en suspensión, formándose las llamadas nubes ardientes. Nubes de este tipo debieron producirse en la erupción del Vesubio del año 79 d. de C., que destruyó las ciudades de Pompeya y Herculano.b) Los productos líquidos reciben el nombre general de lavas y no son otra cosa que magmas que salen por el cráter y se deslizan por la superficie circundante. Las que son muy fluidas, como las basálticas, al desbordar por el cráter o las fisuras del cono volcánico, se deslizan con facilidad por las vertientes formando a veces verdaderas cascadas (Mauna-Loa) y por la superficie del suelo formando coladas. La superficie de la corriente de lava en contacto con el aire se enfría con rapidez y con frecuencia forma una costra que aisla el interior, donde la lava puede permanecer fluida mucho tiempo y continuar deslizándose. Al adaptarse la superficie de la lava a esta corriente, forma estrías y ondulaciones o retorcimientos parecidos a una cuerda, de ahí el nombre de lavas cordadas, que los nativos de Hawai llaman Pahoehoe. Cuando el enfriamiento de grandes masas de lava basáltica se desarrollan en regiones subaéreas, se produce una retracción o contracción térmica, que produce una disyunción columnar en prismas, formando columnatas basálticas, tan características como la Calzada de los Gigantes en Irlanda, Castelfullit de la Roca en Gerona, el Cabo de Gata (Almería), Tenerife, etc.c) Los materiales sólidos, también llamados piroclastos (piros: fuego; clastos: fragmentos), son de proyección. Atendiendo a su tamaño se dividen en: a) bloques y bombas, de tamaño comprendido entre varios centímetros a metros. 12
  • 13. LA ENERGÍA INTERNA DE LA TIERRA Si las lavas son muy viscosas al producirse la explosión son lanzadas al aire y su parte externa cristaliza rápidamente permaneciendo su interior fluido, por lo que al caer al suelo se agrietan como corteza de pan, llamándose panes volcánicos. Si las lavas son menos viscosas las bombas adquieren formas de huso al ir girando en su trayectoria. b) lapilli y gredas, de tamaño entre el de un guisante y una nuez, y c) cenizas o polvo volcánico, partículas de menos de 4 mm que debido a su tamaño pueden ser transportadas por el viento a grandes distancias. Cuando en las lavas viscosas se liberan los componentes volátiles, ocasionan una expansión que forma cavidades no comunicadas entre sí, dando el aspecto característico de las pumitas o piedra pómez. La consolidación de estos piroclastos forman las tobas volcánicas y aglomerados.3. Tipos de erupciones Dependiendo de la temperatura de los magmas, de la cantidad de productosvolátiles que acompañan a las lavas y de su fluidez (magmas básicos) o viscosidad(magmas ácidos), los tipos de erupciones pueden ser: a) Hawaiano: Sus lavas son muy fluidas, sin que tengan lugar desprendimientos gaseosos explosivos; estas lavas se desbordan cuando rebasan el cráter y se deslizan con facilidad, formando verdaderas corrientes a grandes distancias. 13
  • 14. LA ENERGÍA INTERNA DE LA TIERRA Algunas partículas de lava, al ser arrastradas por el viento, forman hilos cristalinos que los nativos llaman cabellos de la diosa Pelé (diosa del fuego).b) Stromboliano: Recibe el nombre del Stromboli, volcán de las islas Lípari, en el mar Tirreno, al N. de Sicilia. La lava es fluida, con desprendimientos gaseosos abundantes y violentos, con proyecciones de escorias, bombas y lapilli. Debido a que los gases pueden desprenderse con facilidad, no se producen pulverizaciones o cenizas. Cuando la lava rebosa por los bordes del cráter, desciende por sus laderas y barrancos, pero no alcanza tanta extensión como en las erupciones de tipo hawaiano.c) Vulcaniano: Toma el nombre del volcán Vulcano en las islas Lípari. En este tipo de volcán se desprenden grandes cantidades de gases de un magma poco fluido que se consolida con rapidez; por ello las explosiones son muy fuertes y pulverizan la lava, produciendo gran cantidad de cenizas que son lanzadas al aire acompañadas de otros materiales fragmentarios. Cuando la lava sale al exterior se consolida rápidamente, pero los gases que se desprenden rompen y resquebrajan su superficie, que por ello resulta áspera y muy irregular, formándose lavas cordadas.d) Vesubiano: Se diferencia del vulcaniano en que la presión de los gases es muy fuerte y produce explosiones muy violentas. Forma nubes ardientes que, al enfriarse, producen precipitaciones de cenizas, que pueden llegar a sepultar ciudades, como ocurrió en Pompeya.e) Peleano: Entre los volcanes de las Antillas es célebre el de la Montaña Pelada de la isla Martinica por su erupción de 1902, que ocasionó la destrucción de su capital, San Pedro. Su lava es extremadamente viscosa y se consolida con gran rapidez, llegando a tapar por completo el cráter; la enorme presión de los gases, que no encuentran salida, levanta este tapón que se eleva formando una gran aguja. Esto ocurrió el 8 de mayo, cuando las paredes del volcán cedieron a tan enorme empuje, abriéndose un conducto por el que salieron con extraordinaria fuerza los gases acumulados a elevada temperatura y que, mezclados con cenizas, formaron la nube ardiente que alcanzó 28 000 víctimas. 14
  • 15. LA ENERGÍA INTERNA DE LA TIERRA f) Krakatoano: La explosión volcánica más formidable de las conocidas hasta la fecha fue la del volcán Krakatoa. Originó una tremenda explosión y enormes maremotos. Se cree que este tipo de erupciones son debidas a la entrada en contacto de la lava ascendente con el agua o con rocas mojadas, por ello se denominan erupciones freáticas.4. Morfología de los volcanes La forma de los aparatos volcánicos depende de la naturaleza de la lava y delos componentes gaseosos, vamos a ver diferentes tipos. En el vulcanismo puntual, si la lava es muy viscosa (ácida) el cráter quedataponado, con la lava solidificada formando un saliente con aspecto de aguja o pitón.Es característico del vulcanismo peleano. Si la lava es intermedia, alternando laserupciones de lava con la expulsión de materiales piroclásticos, se forman losestratovolcanes. Los conos volcánicos presentan una pendiente acusada, poracumulación de coladas sucesivas, con alternancia de lavas y rocas piroclásticas. Sonejemplos: el Teide, el Vesubio, el Fuji y el Paracutín. Si la lava es fluida, se forman amplios volcanes en escudo, con conos depequeña pendiente y base muy ancha, como es el caso del Mauna-Loa en Hawai. 15
  • 16. LA ENERGÍA INTERNA DE LA TIERRA Como contraste a estos aparatos volcánicos, se encuentran las calderas,término tomado de la Caldera de Taburiente, isla de La Palma (islas Canarias). Sondepresiones estructurales cuyo origen puede ser por erosión, hundimiento oexplosión.5. Fumarolas Son emisiones gaseosas de las lavas en los cráteres a temperaturas más omenos elevadas. Su composición varía según la temperatura de las lavas, de talmanera que va cambiando desde que las fumarolas aparecen hasta su extinción. Sedistinguen los siguientes grupos: a) Fumarolas secas: Son las que se desprenden de la lava en fusión, en las proximidades del cráter. Su temperatura es superior a 500oC. Están compuestas principalmente por cloruros de sodio, potasio y anhídrido sulfuroso y carbónico. b) Fumarolas ácidas: con temperaturas comprendidas entre 300oC y 400oC, están constituidas por gran cantidad de vapor de agua, con ácido clorhídrico y anhídrido sulfuroso. c) Fumarolas alcalinas: Temperatura próxima a los 100oC, contienen vapor de agua con ácido sulfhídrico y cloruro amónico. 6. Solfataras De temperatura inferior a 100oC, consisten en emisiones de vapor de agua yácido sulfhídrico. La solfatara de Pozzuoli, en las cercanías del Vesubio, produce azufrenativo explotable industrialmente. 7. Mofetas Son fumarolas frías que desprenden dióxido de carbono. Surgen por grietas delsuelo en regiones volcánicas y también por los cráteres, cuando la erupción ya haterminado. Son célebres la gruta del Perro en Nápoles y el Valle de la Muerte en Java. 16
  • 17. LA ENERGÍA INTERNA DE LA TIERRA 8. Géiseres Son otra forma de actividad volcánica atenuada, verdaderos volcanes de vaporde agua hirviendo. Están constituidos por una chimenea que abre en un cráter enforma de cubeta, situado en un pequeño cono poco elevado sobre el nivel del suelo.Son erupciones intermitentes de agua hirviendo, algunas muy ricas en sílice, quedepositan en forma de «geiserita» (variedad de ópalo); otras forman concrecionescalizas marmóreas e incluso verdaderas cascadas pétreas. En Islandia, el Gran Geiser;en Estados Unidos, el Parque Nacional de Yellowstone y los numerosos de NuevaZelanda, son ejemplos típicos.DISTRIBUCIÓN DE LOS VOLCANES En la actualidad la tectónica de placas engloba y relaciona todos los fenómenosgeológicos entre sí, por ello en un mapamundi se observa que las zonas volcánicascoinciden con las sísmicas. La actividad volcánica y sísmica se desarrolla con granintensidad en zonas de expansión o extensión de la corteza (dorsales oceánicas: riftoceánico; y rift continental); en las zonas de comprensión o colisión (zonas desubducción) donde se forman las cadenas de montañas recientes; en las fosas 17
  • 18. LA ENERGÍA INTERNA DE LA TIERRAoceánicas de los arcos isla; en las cuencas oceánicas y en las zonas continentalesestables. Hoy en día, de los 500 volcanes activos, sólo un 5 % se mantienen en actividadcontinua. No se tienen en cuenta las erupciones submarinas que pasan desapercibidosal producirse en las cuencas oceánicas. Geográficamente pueden considerarse en laTierra cinco zonas de máxima actividad volcánica y sísmica:1. Circumpacífica Se denomina también Cinturón de Fuego; se extiende circularmente alrededorde todo el océano Pacífico y las costas de América, Asia y Oceanía, originándose en lascadenas montañosas de los Andes, Montañas Rocosas y en los arcos isla. Aparatosvolcánicos actuales se encuentran en Alaska (Katmai), archipiélago de las Aleutianas(más de 30 volcanes activos), península de Kamchatka, islas Kuriles (arcos isla queenlazan las Aleutianas, Japón y Filipinas), en Japón (Asama, el Fuji-Yama símbolojaponés), islas Marianas, Sumatra, Krakatoa, Java; Filipinas, Nueva Guinea, NuevasHébridas, Nueva Zelanda y Tonga; Antártida (Bird, Erebus y Terror), Chile, Argentina(Aconcagua, 7 035 m), entre Bolivia y Chile (Guallatiri, 6 000 m), Perú (Misi, 5 825 m),Ecuador (Chimborazo, 6 310 m; Cotopaxi, 5 897 m), Colombia (Nevado del Ruiz, 5 400m; Tolima, 5 215 m), Costa Rica, Nicaragua, El Salvador, Guatelama, México(Popocatepetl, 5 452 m; Colima, 3 960 m; Paracutin, 2 743 m; Pico de Orizaba 5 675m), en Norteamérica, el Santa Elena. Como puntos calientes en la placa Pacífica seencuentran las islas Hawaii (Mauna-Loa, 4 160 m; Mauna-Kea y Kilauea).2. Mediterráneo-Asiática Se extiende desde el océano Atlántico hasta el océano Pacífico transversal deOeste a Este Volcanes actuales solamente existen en Italia (Etna, Vulcano, Strómboli yVesubio) y en Grecia; pero zonas de gran sismicidad se extienden desde las zonasAlpinas occidentales hasta las orientales, Béticas, Turquía, Cáucaso, golfo Pérsico, Irán,Asia Central (Himalaya), hasta llegar a Indonesia donde coincide con la Circumpacífica. 18
  • 19. LA ENERGÍA INTERNA DE LA TIERRA1. Índica Rodea el océano Índico y por Sumatra y Java enlaza con la Circumpacífica. Haymuchas islas y montañas submarinas en la dorsal Índica con vulcanismo activo, como laisla Reunión y las islas Comores en el estrecho de Madagascar.2. Atlántica Recorre el océano Atlántico de Norte a Sur, por su zona central. Comovulcanismo más septentrional está la isla de Jan Mayen en el mar de Groenlandia.Estas islas que emergen de la dorsal atlántica son: Islandia (Hekla, Laki, Helgafell);Ascensión, Santa Elena, Tristan da Cunha y Gough; en el Atlántico central las islasMadeira e islas Salvajes. Asociados a fallas transformantes se encuentran losarchipiélagos de las Azores y las Canarias (Tenerife - Teide, La Palma - Teneguía).3. Africana En la región oriental, está relacionada con el rift continental que se extiendedesde Mozambique a Turquía; como volcanes, destacan: el Kilimanjaro, el Meru, elKenia y el Niragongo. Entre Etiopía y Somalia se encuentra el nacimiento de un nuevoocéano (el triángulo de Afar) con una incipiente dorsal oceánica que separa la placaAfricana de la Arábiga En el África occidental se levanta el Mont Camerúnrelacionado por fallas con el vulcanismo de las islas de Fernando Póo, Príncipe, SantoTomé y Annobón.TERREMOTOS Un terremoto es el movimiento brusco de la Tierra (con mayúsculas, ya que nosreferimos al planeta), causado por la brusca liberación de energía acumulada duranteun largo tiempo. La corteza de la Tierra está conformada por una docena de placas deaproximadamente 70 km de grosor, cada una con diferentes características físicas yquímicas. Estas placas ("tectónicas") se están acomodando en un proceso que lleva 19
  • 20. LA ENERGÍA INTERNA DE LA TIERRAmillones de años y han ido dando la forma que hoy conocemos a la superficie denuestro planeta, originando los continentes y los relieves geográficos en un procesoque está lejos de completarse. Habitualmente estos movimientos son lentos eimperceptibles, pero en algunos casos estas placas chocan entre sí como gigantescostémpanos de tierra sobre un océano de magma presente en las profundidades de laTierra, impidiendo su desplazamiento. Entonces una placa comienza a desplazarsesobre o bajo la otra originando lentos cambios en la topografía. Pero si eldesplazamiento es dificultado comienza a acumularse una energía de tensión que enalgún momento se liberará y una de las placas se moverá bruscamente contra la otrarompiéndola y liberándose entonces una cantidad variable de energía que origina elTerremoto. Las zonas en que las placas ejercen esta fuerza entre ellas se denominan fallas yson, desde luego, los puntos en que con más probabilidad se originen fenómenossísmicos. La actividad subterránea originada por un volcán en proceso de erupción puedeoriginar un fenómeno similar. En general se asocia el término terremoto con los movimientos sísmicos dedimensión considerable, aunque rigurosamente su etimología significa "movimiento dela Tierra". a) Hipocentro Es el punto en la profundidad de la Tierra desde donde se libera la energía en un terremoto. Cuando ocurre en la corteza de ella (hasta 70 km de profundidad) se denomina superficial. Si ocurre entre los 70 y los 300 km se denomina intermedio y si es de mayor profundidad: profundo (recordemos que el centro dela Tierra se ubica a unos 6.370 km de profundidad). b) Epicentro Es el punto de la superficie de la Tierra directamente sobre el hipocentro, desde luego donde la intensidad del terremoto es mayor 20
  • 21. LA ENERGÍA INTERNA DE LA TIERRAMEDICIÓN DE TERREMOTOS Se realiza a través de un instrumento llamado sismógrafo, el que registra en unpapel la vibración de la Tierra producida por el sismo (sismograma). Nos informa lamagnitud y la duración. Este instrumento registra dos tipos de ondas: las superficiales, que viajan através de la superficie terrestre y que producen la mayor vibración de ésta ( yprobablemente el mayor daño) y las centrales o corporales, que viajan a través de laTierra desde su profundidad.1. Escalas Uno de los mayores problemas para la medición de un terremoto es ladificultad inicial para coordinar los registros obtenidos por sismógrafos ubicados endiferentes puntos ("Red Sísmica"), de modo que no es inusual que las informacionespreliminares sean discordantes ya que fueron basadas en informes que registrarondiferentes amplitudes de onda. Determinar el área total abarcada por el sismo puedetardar varias horas o días de análisis del movimiento mayor y de sus réplicas. Laprontitud del diagnóstico es de importancia capital para echar a andar los mecanismosde ayuda en tales emergencias. A cada terremoto se le asigna un valor de magnitud único, pero la evaluaciónse realiza, cuando no hay un número suficiente de estaciones, principalmente basadaen registros que no fueron realizados forzosamente en el epicentro sino en puntoscercanos. De allí que se asigne distinto valor a cada localidad o ciudad e interpolandolas cifras se cosique ubicar el epicentro. Una vez coordinados los datos de las distintas estaciones, lo habitual es que nohaya una diferencia asignada mayor a 0.2 grados para un mismo punto. Esto puede sermás difícil de efectuar si ocurren varios terremotos cercanos en tiempo o área. Resulta más útil entonces catalogar cada terremoto según su energía intrínseca.Esta clasificación debe ser un número único para cada evento, y este número no debe 21
  • 22. LA ENERGÍA INTERNA DE LA TIERRAverse afectado por las consecuencias causadas, que varían mucho de un lugar a otrosegún mencionamos en el primer párrafo.2. Escala de Richter Representa la energía sísmica liberada en cada terremoto y se basa en elregistro sismográfico. Es una escala que crece en forma potencial o semilogarítmica, demanera que cada punto de aumento puede significar un aumento de energía diez omás veces mayor. Una magnitud 4 no es el doble de 2, sino que 100 veces mayor.MAGNITUD EFECTOS DEL TERREMOTOMenos de 3,5 Generalmente no se siente, pero es registrado3,5 – 5,4 A menudo se siente, pero sólo causa daños menores.5,5 – 6,0 Ocasiona daños ligeros a edificios.6,1 – 6,9 Puede ocasionar daños severos en áreas muy pobladas.7,0 – 7,9 Terremoto mayor. Causa graves daños.Mayor de 8,0 Gran terremoto. Destrucción total a comunidades cercanas.(NOTA: Esta escala es "abierta", de modo que no hay un límite máximo teórico) El gran mérito del Dr. Charles F. Richter (del California Institute for Technology,1935) consiste en asociar la magnitud del Terremoto con la "amplitud" de la ondasísmica, lo que redunda en propagación del movimiento en un área determinada. Elanálisis de esta onda (llamada "S") en un tiempo de 20 segundos en un registrosismográfico, sirvió como referencia de "calibración" de la escala. Teóricamente enesta escala pueden darse sismos de intensidad negativa, lo que corresponderá a levesmovimientos de baja liberación de energía. 22
  • 23. LA ENERGÍA INTERNA DE LA TIERRAONDAS SÍSMICAS Las ondas sísmicas son un tipo de onda elástica consistentes en la propagaciónde perturbaciones temporales del campo de esfuerzos que generan pequeñosmovimientos en un medio. Las ondas sísmicas pueden ser generadas por movimientos telúricos naturales,los más grandes de los cuales pueden causar daños en zonas donde hay asentamientosurbanos. Existe toda una rama de la sismología que se encarga del estudio de este tipode fenómenos físicos. Las ondas sísmicas pueden ser generadas tambiénartificialmente mediante el empleo de explosivos o camiones vibradores (vibroseis).La sísmica es la rama de la sismología que estudia estas ondas artificiales por ejemplola exploración del petróleo.1. Tipos de ondas sísmicas: Existen ondas de compresión, ondas transversales y ondas superficiales comoLove o Rayleigh. Las Ondas de compresión son las más rápidas por eso se llaman ondasprimarias (ondas P). Las ondas transversales son un poco más lentas, llegan un pocomás tarde a la estación (Ondas secundarias u ondas P). Las diferencias en lasvelocidades se usa en la medición de temblores y terremotos. La diferencia entre lallegada de la onda "p" y de la onda "s" (delta t) corresponde a la distancia del foco.(delta t es grande, sí el foco es muy lejano, porque la onda p se propaga más rápido). 1.1. Ondas "p" u ondas longitudinales u ondas de compresión Las partículas de una onda p, longitudinal o de compresión oscilan en ladirección de propagación de la onda. Las ondas p son parecidas a las ondas sonorasordinarias. Las ondas p son más rápidas que las ondas s o es decir después un tembloren un observatorio primeramente llegan las ondas p, secundariamente las ondas s. 1.2. Ondas "s" u ondas transversales u ondas de cizalla Las partículas de una onda s, transversal o de cizalla oscilanperpendicularmente a la dirección de propagación. Se distingue las ondas sh, cuyas 23
  • 24. LA ENERGÍA INTERNA DE LA TIERRApartículas oscilan en el plano horizontal y perpendicular a la dirección de propagación,y las ondas sv, cuyas partículas oscilan en el plano vertical y perpendicular a ladirección de propagación. En las ondas s polarizadas sus partículas oscilan en un únicoplano perpendicular a su dirección de propagación. 1.3. Ondas de Rayleigh Rayleigh (1885) predijo la presencia de ondas superficiales diseñandomatemáticamente el movimiento de ondas planas en un espacio seminfinito elástico.Las ondas de Rayleigh causan un movimiento rodante parecido a las ondas del mar ysus partículas se mueven en forma elipsoidal en el plano vertical, que pasa por ladirección de propagación. En la superficie el movimiento de las partículas esretrógrado con respecto al avance de las ondas. La velocidad de las ondasRayleigh (vRayleigh)es menor que la velocidad de las ondas s (transversales).WEBGRAFÍA1. http://web.educastur.princast.es/proyectos/biogeo_ov/4a_ESO/02_placas/INDICE.htm2. http://www.terra.es/personal/agmh25/volcanes/home.htm3. http://es.wikipedia.org/wiki/Terremotos Este tema es un resumen sacado del libro de texto de CCNN de 2º ESO de la Editorial Oxford 24