2. 1. La Tierra en el espacio
Históricamente han existido varias concepciones sobre
nuestra posición el en Universo:
•Modelo Geocéntrico (Ptolomeo) s II d.C.): La Tierra es el
centro del Universo y todos los astros giran a su
alrededor.
•Modelo Heliocéntrico (Copérnico, s XVI): El Sol es el
centro del Universo y todos los astros, incluida la Tierra,
giran en torno a él.
•Modelo actual: El Sol es sólo una estrella de la Vía
Láctea, que a su vez es una galaxia de las muchas que
forman el Universo, que no tiene ni principio ni fin.
5. Origen del Universo
• Modelo de la Gran explosión o “Big Bang”:
Hace unos 15 000 m.a. se produjo una
explosión primigenia que dio origen al cosmos
material.
Observaciones que apoyan esta teoría:
- El universo está en expansión. (1)
- Existe una radiación cósmica de fondo. (2)
6. Teoría del “Big Bang”
Hace aproximadamente 15 000 m.a., toda la materia del
Universo estaba concentrada en una zona
extraordinariamente pequeña del espacio, y explotó. La
materia salió impulsada con gran energía en todas
direcciones.
Los choques y un cierto desorden hicieron que la materia
se agrupara y se concentrase más en algunos lugares del
espacio, y se formaron las primeras estrellas y las
primeras galaxias. Desde entonces, el Universo continúa
en constante movimiento y evolución.
7. Pruebas
• (1): Las galaxias se alejan unas de otras a gran velocidad.
Edwin Hubble realizó mediciones y observó que se alejan a
mayor velocidad cuanto más lejos están.
Este alejamiento también lo evidencia el “efecto Doppler” o
corrimiento hacia el rojo. Una fuente luminosa que se aleja
se percibe cada vez más roja.
• (2): Arno Penzias y Robert Wilson (mediante un
radiotelescopio) detectaron microondas que se
propagaban en todas las direcciones del espacio. (Esta
radiación de fondo (calor residual) se considera vestigio de
la gran explosión).
8. 2. EL Sistema Solar: composición y
origen
• Composición del sistema Solar:
– SOL
– Planetas interiores (Mercurio, Venus, Tierra y Marte).
Son pequeños y rocosos. Formados principalmente
por silicatos y elementos más pesados.
– Planetas exteriores (Júpiter, Saturno, Urano y
Neptuno). Gigantes gaseosos. Compuestos
principalmente por H y He.
– Cinturón de asteroides. Se localiza entre las órbitas de
Marte y Júpiter.
– Cinturón de Kuiper (Plutón, Caronte…).
– Satélites, cometas, meteoritos…
9. Asteroides, meteoritos y cometas
• Asteroides: Cuerpos rocosos que orbitan alrededor del
Sol, pero son demasiado pequeños para considerarlos
planetas.
• Meteoritos: Asteroide que escapa de la órbita e impacta
con la superficie de un planeta. (No se ha desintegrado por
completo en su atmósfera).
• Cometas: Los cometas son cuerpos de formas irregulares,
frágiles y pequeños, compuestos por una mezcla de
sustancias no volátiles y gases congelados.
Cuando los cometas se acercan al Sol y se calientan, los gases
se evaporan, desprenden partículas sólidas y forman la
cabellera. Cuando se vuelven a alejar, se enfrían, los gases
se hielan y la cola desaparece.
17. 2.2 Origen del Sistema Solar
Teoría de los planetesimales (mediados s XX):
•Una gran nube de polvo y gas (nebulosa) comenzó a comprimirse, aumentando su
densidad.
•La nube se aplanó y en la masa central (a gran temperatura) comenzaron reacciones
de fusión, naciendo una estrella (el Sol). (H, He, hielo, silicatos).
•Otras partículas de menor tamaño empezaron a condensarse, formando cuerpos
sólidos de mayor tamaño (planetesimales), que iban creciendo progresivamente
debido a los choques (acreción colisional). La atracción gravitatoria atrae más cuerpos
(acreción gravitacional).
•La atracción gravitatoria del Sol origina los primitivos planetas: (Diferenciación
geoquímica de los planetas).
– Elementos más densos (próximos al Sol) origina los planetas menores.
– Elementos gaseosos (atraídos con menos fuerza) originan los mayores.
Los asteroides son planetesimales que sobraron y no llegaron a formar parte de ningún planeta
de tipo terrestre
•Por diferenciación gravitatoria, los planetas quedan estructurados internamente.
(Elementos más densos en el núcleo y los más ligeros en las zonas más externas).
Ver imagen figura 1.6 (pag 11 libro)
18. LAS CAPAS DE LA TIERRA
(Por diferenciación gravitatoria)
19. Origen sistema solar
La gran nube, a partir de la cual
se formó el sistema solar, se
fragmentó en remolinos y sub-
remolinos, que posteriormente,
por un proceso de contracción
gravitatoria, originaron el Sol, los
planetas, satélites y asteroides.
(Propuesta por Carl F. Von
Weizsächer y modificada por
Hoyle y otros astrofísicos).
20. 3. MÉTODOS DE ESTUDIO DEL INTERIOR DE LA TIERRA
MÉTODOS
DIRECTOS
- Minas (3600 m)
- Sondeos (12 Km)
- Estudio de los materiales expulsados por los
volcanes.
- Estudio de los materiales profundos que
afloran por erosión.
MÉTODOS
INDIRECTOS
- Estudio de las características físicas de la
Tierra (densidad, grado geodésico,
magnetismo).
- Estudio de los meteoritos.
- Métodos sísmicos.
21. MÉTODOS DIRECTOS
- ESTUDIO DE LAS
LAVAS DE LOS
VOLCANES
- ESTUDIO DE
LOS
MATERIALES
PROFUNDOS
QUE AFLORAN
EN SUPERFICIE
POR EROSIÓN.
26. 3. Métodos de estudio del interior de
la Tierra
• Teniendo en cuenta que el radio terrestre ≈
6374 km, y los sondeos más profundos han
alcanzado 12 Km, es imperante recurrir a
métodos indirectos para el estudio del
interior terrestre.
De ellos, el método que aporta mayor
información es el estudio de las ondas
sísmicas.
27. MÉTODOS INDIRECTOS
• ESTUDIOS DE LAS
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DE LA
TIERRA, COMO DENSIDAD,
MAGNETISMO, TEMPERATURA, ETC
(MÉTODOS GEOFÍSICOS).
• ESTUDIO DE METEORITOS.
• MÉTODOS SÍSMICOS (SON LOS MÁS
IMPORTANTES DE TODOS LOS
MÉTODOS DE ESTUDIO DEL
INTERIOR TERRESTRE)
32. METEORITOS (informativo, no aprender)
• Litometeoritos (aerolitos): representan el 95% y
están compuestos de silicatos ligeros. Su
densidad es de 3-3.5 g/cm3.
• Sideritos: formados por una aleación Fe-Ni (9:1). .
Su densidad es de 7.5 g/cm3. Representan el 4%
del total de meteoritos.
• Siderolitos: formados por una mezcla equivalente
de ferroníquel y silicatos. Representan el 1% del
total de meteoritos.
Se supone que diferentes tipos de meteoritos son
representativos de la composición de las diferentes capas
terrestres.
34. MÉTODOS INDIRECTOS
SON MÉTODOS QUE NOS
PERMITEN CONOCER EL INTERIOR
TERRESTRE A TRAVÉS DEL
ANÁLISIS DE DATOS DE DIVERSA
PROCEDENCIA, PERO SIN ACCEDER
AL INTERIOR TERRESTRE.
35. Origen de los terremotos
• Los temblores producidos en la corteza terrestre son
consecuencia de la liberación repentina de energía en el
interior de la Tierra. Esta energía se transmite a la
superficie en forma de ondas sísmicas que se propagan en
todas las direcciones.
El punto en que se origina el terremoto se llama foco o
hipocentro, y se puede situar a un máximo de unos 700
km hacia el interior terrestre. El epicentro es el punto de
la superficie terrestre más próximo al foco del terremoto.
40. Tipos de ondas sísmicas
• Ondas P o primarias: Las más veloces. Se
propagan por medios sólidos y fluidos.
• Ondas S o secundarias: Más lentas. No pueden
transmitirse por medios fluidos.
• Ondas superficiales: Se propagan paralelamente
a las superficie terrestre (no nos sirven para
estudiar el interior). Son las causantes de los
efectos catastróficos.
– Ondas L o love
– Ondas R o Rayleigh
41. COMPORTAMIENTO DE LAS ONDAS SÍSMICAS
• Se propagan a más velocidad cuanto más sólidos y
elásticos son los materiales. Por tanto, aumenta con
la profundidad, por el aumento de presión.
• Al aumentar la velocidad, describen trayectorias
curvas en el interior.
• Las ondas S no se propagan en medios fluidos. Sí lo
hacen las P, pero a menor velocidad que en los
sólidos.
• Al cambiar de medio se reflejan o se refractan.
42. ONDAS P
• SON TAMBIÉN LLAMADAS PRINCIPALES,
PRIMARIAS O LONGITUDINALES
• PRIMERAS QUE DETECTAN LOS
SISMÓGRAFOS)
• SE PROPAGAN TANTO EN MEDIO SÓLIDO
COMO LÍQUIDO
• A SU PASO LAS PARTÍCULAS VIBRAN EN
EL MISMO SENTIDO QUE SE PROPAGA LA
ONDA (PARALELAMENTE A LA DIRECCIÓN
DE PROPAGACIÓN DE LA ONDA)
44. ONDAS S
• SON TAMBIÉN LLAMADAS
SECUNDARIAS O TRANSVERSALES.
• SON MÁS LENTAS QUE LAS P (SON
DETECTADAS POR LOS SISMÓGRAFOS
POSTERIORMENTE)
• SE PROPAGAN SOLO EN MEDIO SÓLIDO
• A SU PASA LAS PARTÍCULAS VIBRAN
PERPENDICULARMENTE A LA
DIRECCIÓN EN LA QUE QUE SE
PROPAGA LA ONDA.
46. ONDAS L y R
• SON TAMBIÉN LLAMADAS ONDAS
SUPERFICIALES
• SE PRODUCEN CUANDO LAS ONDAS S O P
ALACANZAN LAS SUPERFICIE TERRESTRE.
• SON LAS CAUSANTES DE LOS DESTROZOS DE
LOS TERREMOTOS
• PUEDEN PRODUCIR MOVIENTOS DE”VAIVÉN” (L)
O MOVIMIENTOS CIRCULARES (R).
49. Tipos de ondas sísmicas
• Ondas P
• Ondas S
• Ondas superficiales (Love y Raileigh)
50. El método sísmico se basa en los
cambios en la velocidad de
propagación de las ondas sísmicas.
Básicamente las ondas P y las S.
Estos cambios en la velocidad se producen cuando las ondas atraviesan
medios de distinta composición química, o que tienen un estado de agregación
diferente: sólido, fluido, líquido. Por ejemplo, cuando corremos por la arena
llevamos una velocidad distinta que si lo hacemos por una acera, o por el agua.
EL MÉTODO SÍSMICOEL MÉTODO SÍSMICO
Velocidad(m/s)
Profundidad (Km)
Si la velocidad con la
que se propagan no
cambiara querría
decir que el medio
que atraviesan es
homogéneo. No hay
capas diferentes.
Velocidad(m/s) Profundidad (Km)
Velocidad(m/s)
51. LA VELOCIDAD DE LAS ONDAS SÍSMICAS Y ESTRUCTURA INTERNALA VELOCIDAD DE LAS ONDAS SÍSMICAS Y ESTRUCTURA INTERNA
1000
2000
3000
4000
5000
6000
2
4
6
8
10
12
14
V
(Km/s)
Km
manto núcleo
externo internoinferiorsuperior
corteza
Mohorovicic
Gütemberg
Wiechert-Lehmann
Repetti
Conrad
Canaldebajavelocidad
ondas P
ondas S
A los cambios de velocidad se le denominan “discontinuidades”,
existiendo 2 primarias, que determinan la corteza, el manto y el
núcleo, y 3 secundarias, que subdividen a su vez a éstas.
53. CORTEZA CONTINENTAL
CORTEZA OCEÁNICA
MANTO SUPERIOR
MANTO INFERIOR
NÚCLEO EXTERNO
NÚCLEO INTERNO
Disc.
Lehman
Disc. Gütenberg
Disc.
Repetti
Disc.
Mohorovicic
Disc.
Conrad
DISCONTINUIDADES Y ESTRUCTURA DE LA TIERRADISCONTINUIDADES Y ESTRUCTURA DE LA TIERRA
DISCONTINUIDADES DE
SEGUNDO ORDEN
DISCONTINUIDADES DE
PRIMER ORDEN
54.
55. REFRACCIÓN DE LAS ONDAS SÍSMICAS
Al cambiar el medio, cambia
la velocidad de propagación
de la onda sísmica y la
trayectoria.
58. Capas de la Tierra (pag 15)
MODELO GEOQUÍMICO
• Según la composición de los
materiales:
– CORTEZA
– MANTO
– NÚCLEO
MODELO GEODINÁMICO
• Según el comportamiento
de los materiales:
– LITOSFERA
– ASTENOSFERA
– MESOSFERA
– ENDOSFERA
59. LITOSFERA
MESOSFERA
ENDOSFERA
CORTEZA CONTINENTAL
CORTEZA OCEÁNICA
MANTO SUPERIOR
MANTO INFERIOR
NÚCLEO EXTERNO
NÚCLEO INTERNO
Disc. Lehman-Wiechert
Disc. Gütemberg
Disc. Repetti
Disc. Mohorovicic
Disc. Conrad
ESTRUCTURA DE LA TIERRAESTRUCTURA DE LA TIERRA
ESTRUCTURADINÁMICA
ESTRUCTURAGEOQUÍMICA
60.
61. 4. Estructura interna de la Tierra
• NÚCLEO TERRESTRE:
– Se sitúa entre la discontinuidad de Gutenberg y el centro de la
Tierra.
– Alta densidad (10- 13 g/cm3)
– Altas presiones y temperaturas. (5000 – 6000ºC)
– Composición: Aleación de hierro y níquel + 10% de azufre.
• NÚCLEO EXTERNO (Líquido) situado entre los 2900 Km y los
5100 Km. En esta capa desaparecen las ondas S y las P
bajan su velocidad.
En el núcleo externo existe un movimiento convectivo que genera el campo
magnético terrestre.
• NÚCLEO INTERNO (Sólido) va desde los 5100 Km hasta el
centro de la Tierra.
62. MANTO
• INCLUYE AL 84% DEL VOLUMEN DE LA TIERRA Y
EL 70% DE LA MASA.
• ESTÁ SITUADA ENTRE LA DISCONTINUIDAD DE
MOHOROVICIC Y LA DE GUTENBERG.
• ESTÁ FORMADO PRINCIPALMENTE POR ROCAS
LLAMADAS PERIDOTITAS (pobre en sílice y rica en
Fe y Mg).
• A profundidades superiores, aumenta la presión y los
minerales recristalizan en otros de mayor densidad.
Olivino Espinela Perovskita.
= Comp química ≠ densidad
63. MANTO
• EL MANTO ESTÁ FORMADO POR
TRES ZONAS: MANTO SUPERIOR
(hasta los 400 km), ZONA DE
TRANSICIÓN (entre los 400 y los 700
km)Y MANTO INFERIOR (hasta los
2900km).
• El manto inferior es muy viscoso.
– Presenta movimiento convectivo.
– Hay una zona: “nivel D” que generan los
puntos calientes.
66. LA CORTEZA
• ES LA CAPA MÁS SUPERFICIAL DE LA
TIERRA.
• PODEMOS DISTIGUIR DOS TIPOS:
LA CORTEZA CONTINENTAL (45% DE
LA SUPERFICIE TERRESTRE) Y LA
CORTEZA OCEÁNICA (55%).
(También se puede distinguir una corteza de transición, parecida a
la continental, pero más delgada y fracturada).
67. LA CORTEZA CONTINENTAL
• INCLUYE A LOS CONTINENTES Y A LA
PORCIÓN SUMERGIDA DE ÉSTOS
(PLATAFORMA CONTINENTAL Y TALUD):
45% DE LA SUPERFICIE.
• ESTÁ FORMADA PRINCIPALMENTE DE
GRANITOS.
• TIENE BAJA DENSIDAD (2.4 g/cm3
).
• EDAD DE LAS ROCAS: 0-4000 m.a.
• SE DENOMINA TAMBIÉN CORTEZA
GRANÍTICA O SIAL (silicatos de aluminio)
69. LA CORTEZA OCEÁNICA
• INCLUYE A LOS FONDOS OCEÁNICICOS
(55% DE LA SUPERFICIE).
• ESTÁ FORMADA PRINCIPALMENTE DE
BASALTOS (ROCA VOLCÁNICA).
• TIENE MAYOR DENSIDAD (3.3 g/cm3
).
• EDAD DE LAS ROCAS (MENOS ANTIGUAS)
180 m.a. como máximo.
• SE DENOMINA TAMBIÉN CORTEZA
BASÁLTICA O SIMA (silicatos de magnesio).
70. Corteza oceánica
• Nivel 1: Sedimentos. El espesor de los
sedimentos disminuye a medida que nos alejamos
de los bordes continentales.
• Nivel 2: Rocas volcánicas de
composición basáltica. Se disponen de
dos maneras:
– en forma de almohadillas (basaltos
submarinos). (Zona + superficial).
– formando diques verticales (restos de
chimeneas volcánicas).
• Nivel 3: Gabros (enfriamiento lento). Roca
plutónica formada por cristales. Su composición es
igual al basalto.
72. 5. Origen y evolución de la Tierra
• La Tierra se formó en la Nebulosa Solar por condensación de
planetesimales de diferente composición.
• Según el modelo de acreción homogénea: Al inicio, la Tierra
era homogénea pues los planetesimales estaban mezclados.
Parte de la Tierra estaba fundida, lo que provocó que, por
efecto de la gravedad, los materiales más densos (hierro) se
hundieran, quedando los silicatos en el manto. El proceso de
diferenciación de manto-núcleo se conoce como catástrofe
del hierro o Gran acontecimiento térmico. (Imagen pag 20)
• La corteza se diferenció posteriormente, por el enfriamiento
de la capa más externa.
73. Causas de la fusión de la masa de la
Tierra
Existencia de 3 fuentes de calor:
• Impactos de meteoritos
• Rozamiento (producido por el hundimiento de
materiales hacia el interior).
• Desintegración de elementos radiactivos.
74. Origen y evolución de las capas fluidas
• Atmósfera:
– 1ª Atm o protoatmósfera: De composición desconocida, pues fue
barrida por efecto del viento solar, dejando al planeta “desnudo”.
– 2ª Atmósfera: El campo magnético terrestre desvía las partículas del
viento solar y empiezan a acumularse los gases volcánicos: vapor de
agua, CO2, CH4, NH3 y óxidos de azufre.
– 3º Atmósfera: De composición parecida a la actual, rica en O2 por
efecto de la fotosíntesis.
N2 (78%), O2 (21%), Ar (0,9%), CO2 (0,03%)… (imagen pag 21)
• Hidrosfera: Se formó a partir de la condensación y
precipitación del vapor de agua de la atmósfera, una vez se
hubo enfriado lo suficiente.
A medida que los continentes crecían, su salinidad fue
aumentando.
75. 6. Historia de la Tierra: la medida del
tiempo en geología
• Fósil: Cualquier resto o evidencia de la actividad de
un ser vivo que existió en el pasado y que ha llegado
hasta nosotros gracias a un largo proceso de
mineralización y conservación en las rocas.
• Pueden fosilizar:
– Restos de seres vivos en zonas sedimentarias.
– Moldes de las partes blandas del cuerpo del animal.
– Huellas o marcas: pisadas, pistas de reptación, coprolitos
(excrementos fosilizados).
76. • Los fósiles se consideran buenos indicadores
paleobiológicos (informan acerca del tipo de vida) y
paleoecológicos (informan sobre las condiciones
ambientales).
• Fosilización: Proceso mediante el cual un ser vivo se
convierte en un fósil.
• Proceso de fosilización:
– Deposición del cadáver en zona sedimentaria.
– Cobertura por sedimentos (evitan su destrucción o
dispersión).
– Transformación del sedimento en roca sedimentaria,
incluyendo la mineralización de los restos orgánicos.
77. Fósiles estratigráficos o fósiles-guía
• Son aquéllos fósiles útiles en la datación de sucesos
geológicos.
• Deben presentar 2 características:
– Gran dispersión geográfica. De manera que puedan
encontrarse en áreas muy distantes.
– Existencia corta. Breve intervalo de tiempo desde su
aparición hasta su extinción.
Trilobite (fósil
característico del
Paleozoico)
Ammonite (fósil
característico del
Mesozoico)
80. Datación de rocas
Datación absoluta
• Averigua la edad concreta
de una roca o el tiempo
transcurrido desde que
ocurrió un suceso.
• Utiliza isótopos radiactivos .
Datación relativa
• Ordena cronológicamente
los materiales (o sucesos).
• Utiliza principios
metodológicos:
– Superposición de estratos.
– Superposición de procesos
geológicos.
– Correlación entre materiales
con el mismo contenido fósil.
82. Principio fundamentales de la
estratigrafía
• Principio de la superposición de estratos: En una
serie estratigráfica, los estratos superiores son más
modernos que los inferiores.
• Ley de sucesión faunística: Los fósiles presentes en
un estrato se formaron al mismo tiempo que la roca
que constituye el estrato.
• Principio del actualismo: En el pasado ocurrían los
mismos procesos geológicos que en la actualidad y
con los mismos efectos.
83. 7. Historia de la Tierra: la división del
tiempo geológico
• La historia de la Tierra se divide en 3 eones:
• Arcaico
• Proterozoico
• Fanerozoico
• Puesto que de la 1ª gran etapa resulta aún muy
desconocida por:
– escasez de restos fósiles y yacimientos
– Importantes modificaciones sufridas por rocas,
Diferenciamos 2 grandes etapas:
– Precámbrico (4600 – 570 m.a.)
– Fanerozoico (570 m.a. – actualidad)
85. Hechos relevantes
• Precámbrico:
– Arcaico: Formación y consolidación de la Tierra. (4600 –
2500 m.a.)
– Proterozoico: (2500 – 570 m.a.): Origen de la vida. Poco
conocido.
• Fanerozoico: (570 – actualidad)
• Paleozoico (formas de vida antigua)
• Mesozoico (formas de vida intermedia)
• Cenozoico (formas de vida modernas)
Las extinciones previas favorecieron la diversificación de las
especies.