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Tema 16 procesos geológicos internos

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  • 1. Los procesos geológicos internos: magmatismo, metamorfismo y tectónica TEMA 16
  • 2. Los procesos internos
    • Los procesos internos son los causados por el calor interno de la Tierra , ya sea directamente o a través del movimiento y de las interacciones de las placas litosféricas. Pueden ser:
      • Magmatismo . Consiste en la fusión de las rocas hasta constituir el magma.
      • Metamorfismo . Es el proceso que produce cambios en las rocas que son sometidas a elevadas presiones y temperaturas sin llegar a fundirse.
      • Esfuerzos tectónicos . Las rocas sometidas a esfuerzos de compresión o distensión experimentan deformaciones como el plegamiento y la fractura.
    • Además de afectar a las rocas, estos procesos producen en la superficie fenómenos que se desarrollan rápidamente, como el vulcanismo y la sismicidad , y otros más lentos, como la formación de cordilleras .
  • 3. Los procesos internos Archipiélago volcánico Falla transformante Penacho térmico Corteza oceánica Prisma de acreción Manto litosférico Manto litosférico Corteza continental
  • 4. Magmatismo
    • El magma es una roca fundida que contiene una proporción variable de gases disueltos .
    • El líquido contiene normalmente entre un 35 y un 70 % de sílice (SiO2), y entre los gases disueltos los más abundantes son el agua y el CO2, aunque hay también óxidos de azufre y nitrógeno, y otros en menor proporción, como el argón.
    • Cuando el magma ocupa un gran volumen, se aloja en una cámara magmática . La roca que engloba a la cámara magmática recibe el nombre de roca encajante .
  • 5. Formación de magmas
    • La formación de un magma, mediante la fusión de una roca sólida, está determinada por cuatro factores :
      • la composición de la roca
      • la temperatura
      • la presión
      • la presencia de agua
  • 6. Magmas y fusión parcial
    • Las rocas están formadas por una mezcla de minerales, por lo que no tienen un único punto de fusión, sino un intervalo desde la temperatura a la que comienza la fusión hasta la temperatura a la que toda la roca ha pasado al estado líquido.
    • La temperatura a la que comienza la fusión de una roca recibe el nombre de punto de solidus , y la temperatura a la que la fusión es completa, punto de liquidus . Por debajo del punto de solidus la roca es completamente sólida, y por encima del punto de liquidus está totalmente fundida, formando un magma. Si su temperatura se encuentra entre ambos valores, la roca se halla en estado de fusión parcial. Casi todos los magmas se originan por un proceso de fusión parcial.
  • 7. Magmas y fusión parcial Mayor presión Mayor temperatura Curva de liquidus Curva de solidus Pérdida de presión de una roca sólida muy caliente: comienza a fundirse Roca sólida Fusión parcial Magma Aumento de la temperatura de una roca sólida sometida a poca presión: comienza a fundirse
  • 8. La consolidación y el emplazamiento de los magmas
    • Los magmas se van enfriando al ascender hacia zonas más superficiales.
    • El emplazamiento de un magma es su consolidación definitiva, formando una masa de rocas magmáticas, y puede ocurrir en el interior de la corteza o en la superficie.
  • 9. Emplazamiento de los magmas en profundidad
    • El magma consolidado en el interior de la corteza forma emplazamientos plutónicos o intrusivos , que tienen distintas formas: batolito, plutón, lacolito, dique o sill .
  • 10. Emplazamiento de los magmas en profundidad Sill Batolito Lacolito Dique Plutón
  • 11. Emplazamiento de los magmas en superficie
    • Si el magma encuentra fracturas que facilitan su llegada a la superficie, se inicia la actividad volcánica, que produce diferentes estructuras volcánicas o extrusivas : cono o edificio volcánico, coladas de piroclastos, chimenea, pitón, caldera y coladas de lava.
  • 12. Emplazamiento de los magmas en superficie Chimenea Caldera Colada de lava Pitón Cono o edificio volcánico Colada de piroclastos
  • 13. Tipos de actividad volcánica
    • La actividad volcánica, que se produce cuando el magma llega hasta la superficie, puede ser de diferentes tipos.
    • Depende de la temperatura del magma o de la localización de la erupción, que puede ser al aire libre (actividad subaérea) o en el fondo del océano.
    • El factor determinante de la actividad volcánica subaérea es la temperatura del magma, que es tanto más fluido cuanto mayor es su temperatura. El magma desgasificado es la lava.
  • 14. Tipos de actividad volcánica
    • Se pueden diferenciar cuatro tipos de actividad volcánica:
      • Actividad hawaiana . El magma está muy caliente y es muy fluido . La desgasificación se produce con un burbujeo que apenas salpica. Forma tubos de lava de varios kilómetros de longitud. El edificio volcánico es mucho más extenso que alto, se llama volcán en escudo .
      • Actividad fisural . Similar a la hawaiana, se produce a lo largo de fisuras de gran extensión.
      • Actividad estromboliana . El magma tiene una temperatura más baja y su viscosidad es mayor , la desgasificación es violenta, y produce explosiones que lanzan piroclastos .
      • Actividad pliniana o peleana . El magma tiene una temperatura baja, es muy viscoso . Cuando se produce la explosión, se forman nubes ardientes .
  • 15. Tipos de erupciones
  • 16. Tipos de actividad volcánica
      • Actividad hawaiana . El edificio volcánico es mucho más extenso que alto, se llama volcán en escudo .
  • 17. Tipos de actividad volcánica
      • Actividad fisural . Similar a la hawaiana, se produce a lo largo de fisuras de gran extensión .
  • 18. Tipos de actividad volcánica
    • Actividad estromboliana
  • 19. Tipos de actividad volcánica
    • Actividad pliniana o peleana
  • 20. Tipos de actividad volcánica
    • La actividad volcánica submarina se localiza en los fondos oceánicos a miles de metros de profundidad, como la que tiene lugar en las dorsales oceánicas.
    • El magma incandescente, al entrar en contacto con el agua, se consolida rápidamente formando unos cuerpos ovoidales de alrededor de un metro de diámetro llamados lavas almohadilladas .
  • 21. Las rocas magmáticas
    • Las rocas magmáticas o ígneas se forman por la consolidación y emplazamiento de un magma .
    • La gran variedad de rocas se puede abarcar con una clasificación sencilla basada tan solo en dos criterios :
      • la textura
      • la composición mineralógica .
  • 22. Textura de rocas magmáticas
    • La textura de una roca magmática está definida por el tamaño y la forma de los minerales que la componen, parámetros que dependen de la velocidad a la que se ha enfriado el magma :
      • Rocas volcánicas . Han experimentado un enfriamiento brusco , los minerales forman cristales irregulares y diminutos . Si el enfriamiento es muy rápido, se forma un vidrio volcánico.
      • Rocas plutónicas . Los minerales han desarrollado cristales de un tamaño apreciable a simple vista . Si tienen caras planas y formas geométricas, se denominan idiomorfos; si presentan bordes irregulares, se llaman alotriomorfos.
    Textura Tipo de roca Vítrea o afanítica Volcánicas Microcristalina Volcánicas Vacuolar Volcánicas Cristalina o fanerítica Plutónicas Porfídica Plutónicas y volcánicas
  • 23. Componentes de las rocas magmáticas
    • Los principales minerales componentes de las rocas magmáticas son el olivino, los piroxenos, la biotita o mica negra, los feldespatos calco-sódicos o plagioclasas, la moscovita o mica blanca, el feldespato potásico u ortosa, y el cuarzo .
    Volcánica Plutónica Cuarzo, ortosa, micas, plagioclasas Ortosa, biotita, plagioclasas Piroxenos, plagioclasas, ortosa, biotita Olivino, piroxenos, plagioclasas Riolita Granito Traquita Sienita Andesita Diorita Basalto Gabro Composición mineralógica
  • 24. Las rocas magmáticas Riolita (roca volcánica)
  • 25. Las rocas magmáticas Traquita. Textura vítrea (roca volcánica)
  • 26. Las rocas magmáticas Granito. Textura cristalina (roca plutónica) Feldespato Granito al microscopio petrográfico. Moscovita
  • 27. Las rocas magmáticas Basalto. Textura porfídica (roca volcánica) Basalto al microscopio petrográfico con nícoles cruzados Matriz criptocristalina Piroxeno Olivino
  • 28. Las rocas magmáticas Sienita. Textura cristalina (roca plutónica)
  • 29. Las rocas magmáticas Andesita al microscopio petrográfico. Andesita (roca volcánica)
  • 30. Las rocas magmáticas Diorita al microscopio petrográfico. Diorita (roca plutónica)
  • 31. Las rocas magmáticas Feldespato plagioclasa Gabro al microscopio petrográfico. Gabro. Textura cristalina (roca plutónica)
  • 32. Las rocas magmáticas
    • Si se consideran simultáneamente la composición mineralógica y la textura, se tiene una clasificación sencilla de las rocas magmáticas :
  • 33. Las rocas magmáticas filonianas
    • Las rocas que se constituyen en los diques se llaman rocas filonianas .
    • Poseen minerales de gran interés económico, fundamentalmente sulfuros, como la pirita (FeS2) o el cinabrio (HgS).
  • 34. El metamorfismo
    • El metamorfismo es el proceso que ocurre en las rocas sometidas a altas presiones y temperaturas, sin que lleguen a alcanzarse las condiciones para que se produzca su fusión .
  • 35. El metamorfismo Metamorfismo regional Metasomatismo Metamorfismo térmico Metamorfismo dinámico Metamorfismo regional de alta presión
  • 36. El metamorfismo
    • Los minerales que las componen experimentan cambios químicos y físicos, y como resultado la roca cambia su composición mineral y su aspecto , aunque su composición química global se mantenga prácticamente inalterada .
    • Las rocas sometidas a metamorfismo experimentan cambios físicos muy notables: cambios de color, de densidad, de tenacidad, de textura o en la estructura .
  • 37. Tipo de procesos metamórficos
    • El tipo e intensidad de proceso metamórfico, vienen determinados por cuatro factores :
      • la presión litostática
      • los esfuerzos dirigidos
      • la temperatura
      • la presencia de agua
  • 38. Estructuras rocas metamorficas
    • Se pueden distinguir varios tipos :
    • La laminar se produce cuando una roca está sometida a una fuerte presión, ya sea debida al peso de los materiales que tiene encima o a fuerzas tectónicas inducidas por el movimiento de las placas litosféricas, en su interior la blastesis produce el desarrollo de cristales de hábito planar, como las micas .
    • Estos minerales se disponen paralelamente unos a otros, y en la roca se desarrolla una estructura laminada que recibe el nombre de foliación , característica del metamorfismo regional.
    Metamorfismo suave de una roca arcillosa Pizarra Rocas con foliación Metamorfismo más intenso de una roca arenosa y arcillosa Metamorfismo aún más intenso de una roca arenosa y arcillosa Esquisto micáceo Esquisto con granates Gneis
  • 39. Estructuras rocas metamorficas
    • La estructura granoblástica se presenta en las rocas que no han crecido cristales planares ni aciculares , y donde no aparece una dirección preferente de orientación. La calcita y el cuarzo forman un mosaico de cristales irregulares incrustados unos en otros .
    Metamorfismo de arenisca rica en cuarzo Cuarcita Rocas con estructura granoblástica Metamorfismo dinámico producido en un plano de falla Mármol Corneana Brecha de falla Metamorfismo de caliza Metamorfismo de contacto de roca rica en cuarzo
  • 40. Tipos de metamorfismo:
    • Metamorfismo térmico o de contacto .
    • Es debido a un incremento de la temperatura , sin que la presión alcance valores altos.
    • Las rocas características son las corneanas , que presentan estructura granoblástica y forman una aureola metamórfica alrededor del plutón.
    Metamorfismo térmico Aureola metamórfica de contacto Plutón
  • 41. Tipos de metamorfismo:
    • Metamorfismo termodinámico o regional . Se caracteriza porque tanto la presión como la temperatura pueden alcanzar valores altos . En las zonas de formación de orógenos afecta a áreas muy extensas. Origina pizarras, esquistos, gneis, mármol o la cuarcita.
    Plegamiento apretado Materiales comprimidos Metamorfismo regional de alta presión
  • 42. Tipos de metamorfismo:
    • Metasomatismo o metamorfismo hidrotermal . Se origina en la fase final de la consolidación de un magma por debajo de los 400 °C. La fase acuosa invade la porosidad de la roca encajante, en la que cristalizan nuevos minerales .
    Plutón Aureola metamórfica Minerales cristalizados Rocas porosas Metasomatismo
  • 43. Tipos de metamorfismo:
    • Metamorfismo dinámico . Se produce en las zonas poco profundas que están sometidas a esfuerzos dirigidos. La temperatura no alcanza valores altos, pero las rocas son comprimidas y deformadas . En las zonas de fractura los materiales son intensamente triturados y forman una roca llamada brecha de falla. Si la trituración es muy intensa, la roca se llama milonita.
    Roca intensamente triturada Plano de falla Metamorfismo dinámico
  • 44. Tipos de metamorfismo:
    • Metamorfismo de impacto . Se localiza en las zonas donde se ha producido un impacto meteorítico. La roca resultante se llama brecha de impacto.
  • 45. La tectónica.
    • La tectónica es la parte de la geología que estudia las deformaciones que experimentan las rocas cuando se ven sometidas a esfuerzos de compresión o de distensión .
  • 46. Deformaciones de las rocas
    • Las rocas pueden tener tres comportamientos diferentes ante el esfuerzo que las deforma:
      • Comportamiento elástico (recupera su forma inicial)
      • Comportamiento dúctil (no recupera su forma inicial)
      • Comportamiento frágil (rotura ante un esfuerzo).
  • 47. Deformaciones de las rocas Cilindro de roca Comportamiento frágil Comportamiento dúctil Compresión Distensión
  • 48. Factores de deformación
    • Los factores que determinan el comportamiento de las rocas son:
      • La presión litostática dificulta la rotura de las rocas y facilita su comportamiento dúctil.
      • El contenido en fluidos de los poros, como el agua o el petróleo, permite un comportamiento más dúctil. Si además está sometida a gran presión litostática se incrementa la ductilidad.
      • El incremento de la temperatura facilita el comportamiento dúctil, reduce la sensibilidad a la rotura.
  • 49. Comportamiento elástico de las rocas. Las ondas sísmicas
    • El paso de las ondas sísmicas a través de los materiales de la corteza terrestre es un ejemplo de deformación elástica producida por un esfuerzo brusco.
    • Cuando se produce un terremoto las rocas situadas lejos del foco sísmico se comportan elásticamente; es decir, se deforman al paso del esfuerzo brusco que reciben y después recuperan su forma inicial.
  • 50. Comportamiento dúctil de las rocas. Los pliegues
    • Los pliegues son el resultado de la deformación dúctil de las rocas ante un esfuerzo de compresión .
    • Pueden presentarse en cualquier tipo de roca, pero son más fáciles de apreciar y estudiar en las rocas que están dispuestas en capas, como las sedimentarias o algunas metamórficas.
    • Las crestas de estas ondas reciben el nombre de anticlinales, y los valles, el de sinclinales .
  • 51. Los pliegues Sinclinal Anticlinal
  • 52. Partes de los pliegues
    • Tanto en los sinclinales como en los anticlinales se pueden identificar:
      • La charnela (zona de mayor curvatura de las capas)
      • Los flancos (a ambos lados de la charnela)
      • El núcleo (la zona más interna del pliegue)
      • El plano axial (pasa por la charnela de todas las capas del pliegue).
  • 53. Partes de los pliegues
  • 54. Clasificación de los pliegues
    • La clasificación más sencilla y utilizada es la que tiene en cuenta la posición del plano axial del pliegue .
    • Según este criterio, se pueden identificar cuatro tipos: recto, inclinado, tumbado, y recumbente .
  • 55. Clasificación de pliegues
  • 56. Comportamiento frágil de las rocas. Diaclasas y fallas
    • Cuando el esfuerzo supera el intervalo de comportamiento dúctil, se produce su rotura; en este caso, el comportamiento de la roca es frágil. Se pueden producir dos tipos de fracturas :
      • Diaclasas o grietas .
      • Fallas .
  • 57. Diaclasa o grieta Son fracturas en las que los fragmentos resultantes no se desplazan . Las diaclasas se originan siempre por un esfuerzo distensivo en las rocas, que puede estar causado por: la pérdida de volumen por desecación, la pérdida de volumen por enfriamiento, la descompresión o por el efecto de cuña
  • 58. Fallas
      • Son fracturas en las que tiene lugar un desplazamiento de los bloques .
    • Las fallas se pueden formar por esfuerzos distensivos, compresivos o de cizalla .
    • Estos tres esfuerzos originan los tres tipos básicos de fallas: directas, inversas y de desgarre .
    • En las fallas siempre se produce un deslizamiento de un bloque sobre el otro a lo largo del plano de falla. La fricción sobre las rocas puede originar una superficie pulimentada, llamada espejo de falla. El desplazamiento total de los bloques es el salto de falla.
    • El bloque que queda levantado respecto al otro recibe el nombre de labio levantado, mientras que el bloque que queda más bajo es el labio hundido.
  • 59. Elementos de falla
  • 60. Tipos de fallas Las fallas se pueden formar por esfuerzos distensivos, compresivos o de cizalla . Estos tres esfuerzos originan los tres tipos básicos de fallas: directas, inversas y de desgarre .
  • 61. Los riesgos geológicos
    • Un riesgo geológico es una situación en la que puede producirse algún fenómeno geológico capaz de causar daños a los intereses humanos.
    • Es, un concepto antropocéntrico, que considera únicamente daños sobre las personas, sus propiedades o sus intereses.
  • 62. Los riesgos geológicos derivados de los procesos internos
    • El vulcanismo y la sismicidad son procesos internos causantes de diversos riesgos geológicos.
    • Entre los riesgos asociados al vulcanismo destacan: las coladas de lava, la proyección de piroclastos, las emanaciones tóxicas, los lahares, los colapsos gravitatorios, las explosiones, las nubes ardientes y los flujos piroclásticos.
    • Las ondas sísmicas superficiales que se generan en el epicentro de un terremoto pueden activar diferentes procesos destructivos, entre los que destacan: el desplome de construcciones, el colapso de infraestructuras, los cambios en las propiedades del suelo, los corrimientos de tierras y los tsunamis.
  • 63. Riesgos de procesos internos
  • 64. Riesgos volcánicos
  • 65. Riesgos volcánicos
    • Entre los riesgos asociados al vulcanismo destacan:
      • Las coladas de lava
      • La proyección de piroclastos
      • Las emanaciones tóxicas
      • Los lahares
      • Los colapsos gravitatorios
      • Las explosiones
      • Las nubes ardientes
      • Los flujos piroclásticos
  • 66. Manifestaciones volcánicas que condicionan la Peligrosidad Los gases Las coladas de lava Las lluvias de piroclastos Las explosiones La formación de una nube ardiente La formación de un domo volcánico La formación de una caldera
  • 67. Los peligros indirectos Acontecimientos que pueden ser más peligrosos que la erupción LAHARES: ríos de barro por fusión de hielos de las cumbres de los volcanes TSUNAMIS: olas gigantescas por terremotos submarinos MOVIMIENTOS DE LADERAS: desprendimientos y deslizamientos Arrasan poblaciones y cultivos bajo espesa capa de lodo Inundan costas y recorren grandes distancias Afectar pueblos y cultivos, inundaciones, etc.
  • 68. ERUPCIÓN SANTA ELENA
  • 69.  
  • 70. ERUPCIÓN VESUBIO (1944)
  • 71.  
  • 72.  
  • 73. RIESGO SÍSMICO
  • 74. RIESGO SÍSMICO
    • Las ondas sísmicas superficiales que se generan en el epicentro de un terremoto pueden activar diferentes procesos destructivos, entre los que destacan:
      • El desplome de construcciones
      • El colapso de infraestructuras
      • Los cambios en las propiedades del suelo
      • Los corrimientos de tierras
      • Los tsunamis.
  • 75.  
  • 76. Daños originados por seísmos Desviación de cauces de ríos y desaparición de acuíferos Rotura de conducciones de gas y agua  incendios, inundaciones Seiches: olas en aguas continentales, provocan inundaciones Tsunamis: olas gigantescas en terremotos submarinos Licuefacción: en terrenos poco consolidados, saturados de agua, se convierten en fluidos móviles que no soportan edificios e infraestructuras Rotura de presas: riesgo de inundaciones Inestabilidad de laderas continentales y submarina En las vías de comunicación, dificultando la evacuación Daños en los edificios
    • Magnitud e intensidad
    • distancia al epicentro
    • profundidad del foco
    • naturaleza del terreno atravesado por ondas
    • Densidad de población
    • Tipología de las construcciones
  • 77.  
  • 78.  
  • 79.  
  • 80.  
  • 81.  
  • 82.  
  • 83. Tsunami