REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA ED. UNIVERSITARIA INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITECNICO SANTIAGO MARIÑO EXTENSIÓN COL – SEDE CIUDAD OJEDA
Geodinámica de la Tierra.
Alumna: Gutiérrez Soriana. Código: #42
Ciudad Ojeda – Mayo, 2016. ÍNDICE
MODELO DE LAS ESTRUCTURAS INTERNAS DE LA TIERRA ORIGEN DE LA CORTEZA TERRESTRE. TEORÍAS DE EVOLUCIÓN DE LA TIERRA. COLUMNA GEOLÓGICA Y EDAD GEOLÓGICA DE LA TIERRA. GEODINÁMICA DE LA TIERRA. PROCESOS ENDÓGENOS. PROCESOS EXÓGENOS MÉTODOS Y TÉCNICAS DE PROSPECCIÓN E INTERPRETACIÓN DE LAS ESTRUCTURAS INTERNAS DE LA TIERRA. TEORÍA DE TECNONICA DE PLACAS COMO AVANCE MÁS IMPORTANTE EN EL CAMPO DE LA GEODINÁMICA INTERNA DE LA TIERRA. TEORÍA DE EXPANSIÓN DEL FONDO OCEÁNICO TEORÍA DE LA DERIVA CONTINENTAL CICLO DE WILSON
INTRODUCCION
Hablar de Geodinámica es hablar de los procesos dinámicos (masas y estructuras en movimiento, en el tiempo y en el espacio), que tienen lugar en la Tierra, por lo tanto esta rama de la ciencia nos permite conocer las Causas de todo lo que en el ámbito natural se produce en el Planeta. Obviamente, el análisis de los procesos exige reconocer la génesis de la energía de los mismos. La Tierra, que forma parte del sistema Solar, se caracteriza por ser un planeta vivo y dinámico, es decir, en él se producen diversos procesos y transformaciones en el tiempo y en el espacio, que son la causa de los fenómenos con los que hoy convivimos. Esta dinámica o evolución en el tiempo de nuestro planeta y especialmente de las capas o Geoesferas más externas como la Atmósfera (Aire), la Hidrosfera (Agua) y la Litosfera (Tierra), están estrechamente relacionadas con la estructura interna y la historia del planeta, así como con la génesis u origen de los Fenómenos, eventos o sucesos que acontecen en la Tierra. La Tierra que hoy conocemos no ha tenido siempre el mismo aspecto físico y distribución de masas, configuración de mares y océanos y existencia de vida. Nuestro planeta es el resultado de un proceso evolutivo y complejo de millones de años, sobre lo cual se han tejido innumerables teorías, unas sustentadas en un origen frio, otras en un origen caliente, pero todas reconocen la necesidad de su vínculo con el desarrollo del sistema solar en nuestra Galaxia.
MODELO DE LAS ESTRUCTURAS INTERNAS DE LA TIERRA Capas internas El interior de la Tierra se divide en núcleo, manto y corteza. Núcleo El núcleo es la capa más profunda, formada por hierro y niquel principalmente, además de cobalto silicio y azufre en menores proporciones. A esta capa central se le da también el nombre de NiFe o centrosfera; es la de mayor espesor (3 470 km). El núcleo es la parte interna de la Tierra y en ella se registran máximas temperaturas (4 000 a 6 000º C). La densidad de sua materiales oscila entre 13.6 en la parte interna y 10 en la zona externa, por lo que podemos afirmar que es la capa con mayor densidad. Representa aproximadamente el 14% del volumen de la Tierra y entre el 31 y 32% de su masa. De acuerdo con las características de las ondas sísmicas, se divide en dos partes: a) Núcleo interno b) Núcleo externo. Núcleo interno: Tiene un espesor de 1,370 km y su estado es sólido; aquí existen enormes presiones (de 3 a 3.5 millones de atmósferas), lo cual hace que el hierro y el níquel se comporten como sólidos; además, las ondas P aumentam su velodad. En esta parte del núcleo se registra la temperatura mayor (6000ºC). Núcleo externo: Esta parte tiene un espesor de 2,100 km y su estado es líquido, ya que las ondas S rebotan al llegar a esta parte; las ondas P disminuyen su velocidad debido a que la presión es menor, lo cual confirma el estado líquido. Manto: El manto es la capa intermedia entre el núcleo y la corteza y se extiende a partir de la discontinuidad de Gutemberg, con una composición química de silicatos de hierro y magnesio y un espesor de 2,870 km.
El manto representa alrededor del 83% del volumen del globo terrestre y el 65% de su masa; se le llama también SiMa o mesosfera. La densidad de los materiales del manto oscila entre 5 y 6% en la parte interna y 3% en la parte más superficial. Por el comportamiento de las ondas sísmicas sabemos que los materiales que componen esta capa son heterógenos, debido a lo cual se le divide en manto interno y manto externo. Manto interno: Tiene un espesor de 1,900 km. Su estado es sólido ya que por él se propagan ondas P y S; además, tiene elevadas temperaturas por estar en o con el núcleo. Manto externo: Tiene un espesor de 970 km. en su estado o magmático, como lo demuestra la lava que arrojan los volcanes. En esta parte del manto, los materiales se dilatan por las altas temperaturas y producen un movimiento continuo de ascenso que origina corrientes de convección. Tales corrientes fueron propuestas por John Tuzo Wilson en la década de los sesenta; según este geólogo, constituyen la fuerza motríz que provoca los cambios más importantes en la corteza terrestre. El material del manto interior se calienta por la cercanía con el núcleo y tiende a subir y a salir a través de las dorsales mesooceánicas, para después hundirse nuevamente en las zonas de subducción o canales de de Benioff y retornar nuevamente al manto. Las características de las dorsales parecen comprobar la existencia de las corrientes de convección del manto, las cuales tienen gran importancia porque dan lugar a innumerables fenómenos geológicos en la corteza terrestre, como la deriva continental, la formación del relieve, el vulcanismo y los sismos. Corteza: Es la capa más superficial de todas las que forman la Tierra; se extiende a partir de la discontinuidad de Mohorovici y es variable; por ejemplo, en los fondos oceánicos sólo alcanza 10 km mientras que por debajo de los continentes llega a tener de 35 a 40 km.
Esta capa se formó por enfriamiento y representa el 1% de la masa de la Tierra. Está compuesta por materiales sólidos, en general, pero en su interior existen grandes cantidades de agua, gases y materiales magmáticos. Según los estudios más recientes se ha llegado a la conclusión de que esta capa comprende las tres subcapas siguientes: a) Capa basáltica o SiMa b) Capa granítica o SiAl c) Capa sedimentaria. Capa basáltica: Está formada por roca basáltica rica en silicatos de magnesio, principalmente, así como de hierro y calcio; es la parte más cercana al manto y su espesor es de 10 km en los fondos oceánicos. También se le conoce con el nombre de corteza oceánica ya que sobre ella están los océanos. Capa granítica: Está formada por roca graníticas, ricas en silicatos de aluminio, principalmente, además de hierro y calcio; es la capa intermedia y su espesor varía entre 35 y 40 km en los continentales. Se le conoce también como corteza continental por ser la base de los bloques continentales. Capa sedimentaria: Como su nombre lo indica, está formada por rocas sedimentarias; su espesor varía entre 500 y 1,000 m en los fondos oceánicos y de varios miles de metros en los continentes. Esta capa es discontinua.
ORIGEN DE LA CORTEZA TERRESTRE. Desde sus orígenes, nuestro planeta está compuesto de diversas capas que se formaron mientras los materiales pesados caían hacia el centro y los más ligeros salían a la superficie. Entre algunas de las capas se producen cambios químicos o estructurales que provocan discontinuidades. Los elementos menos pesados, como silicio, aluminio, calcio, potasio, sodio y oxígeno, componen la corteza exterior. Las placas que forman la corteza terrestre se encuentran flotando sobre materiales pastosos sometidos a fuertes presiones. Se desplazan lentamente las unas con respecto a las otras. En el pasado estuvieron unidas, después se separaron formando los actuales continentes. Debido a estos movimientos y a la presión sobre los materiales internos, se producen diversos fenómenos: plegamientos del terreno, fallas, grietas, volcanes y terremotos. Vivimos sobre una superficie que, lejos de permanecer estable, va cambiando a lo largo del tiempo. El estudio de los terremotos ha permitido definir el interior de la Tierra y distinguir tres capas principales, desde la superficie avanzando en profundidad, en función de la velocidad de propagación de las ondas sísmicas. Dichas capas, apreciables en un corte transversal, son: corteza, manto y núcleo. También la información que nos proporcionan los meteoritos puede ser de gran utilidad para conocer la composición de los materiales del interior de la Tierra. Los métodos de datación sitúan la edad de algunos meteoritos en unos 4500 millones de años coincidente con la edad de la tierra. Se cree que la composición de muchos meteoritos es idéntica a la de algunas capas del interior terrestre.
TEORÍAS DE EVOLUCIÓN DE LA TIERRA. La síntesis abiótica de los compuestos orgánicos que sirvieron como materia prima para estructurar a las primeras formas de vida, se encuentra estrechamente relacionada con la formación de la Tierra y de su atmósfera. Por esta razón, resulta conviene originarse nuestro, planeta. Las leyes de kepler La primera ley de Kepler que el sol ocupa una posición "privilegiada" y son los planetas, entre ellos la Tierra, los que giran en torno a él. Con esta ley, Kepler demostró la falsedad de la teoría egocéntrica que persistió durante muchos años. El avance más significativo en la compresión de la gran maquinaria celeste está dado en las dos últimas leyes, que se relaciona más entre sí y que, sin embargo, tienen el valor más teórico que mundano. Ambas fortalecen la propuesta de kepler de un sistema solar con los planetas de órbitas elípticas. La segunda ley de kepler proporciona sentido simétrico al movimiento de los planetas, mientras la tercera ley ofrece una forma precisa para calcular posiciones planetarias al partir de periodos y viceversa. La relevancia de las tres leyes de Kepler es innegable, pues el posicionamiento de satélites artificiales, el cálculo de trayectoria de los cometas la trayectoria de sondas espaciales así como simples predicciones de eclipse son tan solo algunos ejemplos de los aplicaciones de este importante trabajo logrado en el siglo XVII. Teoría de kant En 1775, el filósofo alemán Emmanuel Kant propuso la idea sobre el origen de los planetas y del Sol a partir de una gran nebulosidad que el achartarse y contraerse formó los meteoros que originaron a los planetas. De la concentración central de esa nebulosa se formó nuestro sol.
Teoría laplace En 1776, el astrónomo y matemático francés Pierre Simón Laplace, propuso su teoría sobre el origen del Sol y los planetas, también basada sobre una gran nebulosa. Por esta razón, ha sido identificada como teoría de Kant y Laplace. Esta teoría explica que el sistema solar se origino por condensación de una nebulosa de rotación que se contrajo por la acción de la fuerza de su propia gravedad, adoptando la forma de un disco con una concentración superior en el núcleo. La nebulosa se torno inestable al adquirir mayor velocidad de rotación y en las capas externas se originaron anillos concéntricos que al separarse formaron los planetas y los satélites, en tanto que el centro de las nubes se formó el Sol. Dado que la nebulosa giraba en una misma dirección al rededor de su eje, todos los planetas quedaron girando alrededor del Sol en ese mismo sentido. Actualmente, una manera de ver la teoría de Kant y Laplace del sistema sola se formaron hace 4 660 millones de años de una nube de gas, polvo y oras partículas llamadas nube primordial compuesta de hidrógeno, helio, carbono, nitrógeno y oxigeno. Se especula que el cataclismo de una vecina explosión en supernova de una estrella apartó una nube de gas y polvo para formar el Sol y los planetas. Los inicios de ellos se encuentran el diferencia se isótopos ( átomos del mismo elemento con diferentes pesos atómicos ) de los meteoritos con respecto a los que se encuentran en la Tierra. Esa nube gaseosa se aplanó y condenso como consecuencia de su rotación, formando en su parte central un protosol, es decir, un sol en formación. Esa parte central que formaba al protosol se condensó y calentó hasta propiciar una combustión nuclear. De esa manera se formo el sol en cuyo núcleo hay una transformación permanente de materia de energía. Conforme el sol pudio situarse en la parte central de la masa gaseosa, otras porciones ubicadas a diferentes distancias fueron agregándose para formar los planetas. Teoría de la acreción Observaciones del programa especial Apolo han fortalecido de la teoría de la acreción propuesto por el geofísico ruso Otto Schmidl en 1944. la teoría de la acreción explica que los planetas se crearon de manera al tamaño mediante la acumulación de polvo cósmico. La tierra después de estratificarse un núcleo, manto y corteza por el proceso de acreción, fue bombardeada en forma masiva por meteorito y restos de asteroides. Este proceso generó un inmenso calor interior que fundió el polvo cósmico que, de acuerdo con los geólogos, provoco la erupción de los volcanes.
Su manera de posibilidad de que al formarse la corteza tenía una elevada temperatura por lo que se encontraba fundida y era semilíquida. Pero al enfriarse permitió que el vapor de agua – que por vulcanismo procedía de su interior--. Se condensara y empezara a formar los océanos juntos con el agua de las torrenciales lluvias. La emanación de los gases de su interior posiblemente originó una atmósfera secundaria compuesta por metano(CH4), amoniaco (NH), bióxido de carbono (CO2) monóxido de carbono (CO), ácido sulfhídrico (SH2), vapor de agua (H2O) e hidrógeno (H2)
COLUMNA GEOLÓGICA Y EDAD GEOLÓGICA DE LA TIERRA. La columna geológica es el más viejo de los dos métodos de fechado empleados por los científicos para determinar la edad de la tierra. Básicamente, funciona de esta manera: Muchas capas de roca de la tierra contienen billones de fósiles. Ciertos fósiles se encuentran únicamente en ciertas capas de roca. Algunos de estos fósiles han sido escogidos para ser lo que se conoce como "el índice de fósiles". Los científicos suponen la edad de un fósil índice por la etapa de historia evolucionista a la que se supone que el fósil pertenece. Esa edad es entonces transferida a la capa de roca en la cual el fósil índice fue encontrado. Luego, para determinar la edad de todos los demás fósiles en la misma capa de roca, miramos la edad de la capa de roca en la cual están contenidos. De esta manera, determinamos la edad de la roca por los fósiles que contiene, y determinamos la edad de los fósiles por la roca en la cual se encontraron. Muchos consideran este razonamiento circular. Para aprender más acerca de este argumento en círculo, explore nuestro sitio escala de tiempo geológico. La edad de la Tierra indica el tiempo transcurrido desde su origen hasta nuestros días. Los geólogos y geofísicos modernos consideran que la edad de la Tierra es de unos 4470 millones de años ± 1%. Esta datación, basada en el decaimiento de hafnio 182 en tungsteno 182, fue determinada por John Rudge, del Departamento de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Cambridge, en el año 2010, y redujo la datación anterior de 4540 millones de años ± 1% en 70 millones de años. Esta edad había sido determinada mediante técnicas de fechado
radiométrico de material proveniente de meteoritos y es consistente con la edad de las muestras más antiguas de material de la Tierra y de la Luna. Con el advenimiento de la revolución científica y el desarrollo de los métodos de fechado radiométricos, se realizaron mediciones de la presencia de plomo en muestras minerales ricas en uranio, que indicaron que algunas tenían una edad que superaba los 1000 millones de años. El más antiguo de estos minerales que ha sido analizado son unos pequeños cristales de zirconio de la zona de Jack Hills en Australia Occidental; los cuales por lo menos tienen una edad de 4404 millones de años. Comparando la masa y luminosidad del Sol con las de las otras estrellas, parecería que el sistema solar no podría ser más antiguo que dichas rocas. Las inclusiones ricas en calcio-aluminio (Ca-Al) –los compuestos de meteoritos más antiguos formados en el sistema solar– tienen una edad de 4567 millones de años, lo que resulta en la edad del sistema solar y en una cota superior para la edad de la Tierra. Existe una hipótesis que afirma que la creación de la Tierra comenzó poco tiempo después de la formación de las inclusiones ricas en Ca-Al y los meteoritos. Como aún se desconoce el instante en que ocurrió la formación de la Tierra y las predicciones obtenidas mediante diferentes modelos de creación van desde unos pocos millones de años hasta unos 100 millones de años, es difícil determinar la edad exacta de la Tierra. También es difícil precisar la edad exacta de las rocas más antiguas sobre la superficie de la Tierra, ya que muy probablemente sean agregados de minerales de distintas épocas. El Gneis acasta ubicado en el norte de Canadá podría ser la más antigua masa rocosa expuesta en la corteza terrestre.
GEODINÁMICA DE LA TIERRA. PROCESOS ENDÓGENOS. PROCESOS EXÓGENOS PROCESOS ENDÓGENOS O INTERNOS DE LA TIERRA
Producen DIASTROFISMOS, quiere decir deformaciones o alteraciones en la corteza terrestre, por fuerzas internas de tiempo lento. Ej: Plegamientos.
MOVIMIENTOS OROGÉNICOS Los movimientos distróficos selos dividen en dos:horizontales que producen cambios Son movimientos en la corteza terrestre, se producen lentamente, aunque no más lento que los movimientos epirogénicos. Son los responsables de las formaciones de montañas y MOVIMIENTOS EPIROGÉNICOS cordilleras. Generalmente por choques de las placas tectónicas. Ej la cordillera de los Andes que atraviesa Son los movimientos verticales, que producen todo el continente americano, por la subducción de la transformaciones en la corteza terrestre. Son los placa de Nazca con la placa Suramericana. responsables de la formación de los continentes, a través del hundimiento y levantamiento de los materiales internos de la tierra. Son procesos sumamente lentos.
Los movimientos endógenos se clasifican en:
VULCANISMO
TECTONISMO
Es un proceso geológico, a través del cual, el material interno de la tierra alcanza altas temperaturas, y necesita salir a la superficie, a través de la fisura del volcán, este material es expulsado en forma de magma. - Los volcanes se clasifican en:
1. Volcán Hawaiano.
2. Volcán Estromboliano.
3. Volcán Peleano.
4. Volcán Vulcaniano.
Es un proceso geológico por medio del cual se ha construido la corteza terrestre, por el movimiento de las placas que integran la tierra (Placas Tectónicas), a su vez las placas tectónicas tienen una teoría, que plantea que las placas de la tierra estuvieron unidas hace 250 millones de años en un solo bloque denominado PANGEA, posteriormente se fraccionaron en dos, quedando Gondwana al sur y Laurasia al norte, hasta que nuevamente se fraccionaron, quedando los continentes tal como los vemos hoy en día. Así mismo de La Teoría de las Placas Tectónicas, surge otra teoría que explica PROCESOS EXÓGENOS O están en constante movimiento es la “Deriva que los continentes y la tierra continental”, de esta manera EXTERNOS DE LA TIERRAse afirma que la las placas se separan 2,5 cm por año, y que la fricción o los diversos roce de estas producen las catástrofes naturales, como terremotos, tsunamis, sismos, volcanes, entre otros.
Son producidos por agentes externos, que no ejercen presión interna, pero que afectan y modifican el relieve terrestre, a través de otros procesos. Como:
HIELO
FUERZA DE GRAVEDAD
TEMPERATURA
AGUA
Todos estos agentes intervienen de forma directa en el relieve de la tierra.
VEGETACIÓN
ACCIÓN DEL HOMBRE
VIENTO
CLIMA
Los procesos fundamentales externos de la tierra, se producen por los agentes anteriormente descritos, y por los ciclos naturales de la tierra, como el ciclo geológico. Se clasifican tres procesos de este ciclo: EROSIÓN
METEORIZACIÓN
Se refiere al proceso, a través del cual la roca madre (ígnea) se desgasta por acción del viento, el agua, o del hombre.
SEDIMENTACIÓN
Se refiere al Se refiere al proceso, de proceso, de acumulación de restos de la desintegración y materia sólida de la superficie descomposición de terrestre, esta acumulación la roca en la se produce por el transporte superficie terrestre, de materia a través de por acción de corrientes de agua, o por el agentes viento, y se depositan en MÉTODOS Y TÉCNICAScualquier DE PROSPECCIÓN DE atmosféricos y espacio terrestre,E INTERPRETACIÓN humanos. formando LAS ESTRUCTURAS INTERNAS DE LAcúmulos, TIERRA. curvaturas en los ríos o depósitos naturales. MÉTODOS DIRECTOS
*Minería subterránea (Mineralogía): Es la rama de la rama de la geología que se ocupa de enumerar y definir las especies minerales mediante el estudio de sus propiedades físicas y químicas y de las condiciones de su formación y aparición. La mineralogía empezó siendo una ciencia de observación dedicada en particular al análisis de las propiedades organolépticas de los minerales: color, brillo, dureza, etc. El extraordinario desarrollo de la química a principios del s. XIX permitió definir con claridad la noción de especie mineral. En 1784, Haüy demostró la existencia de una red cristalina periódica; la realización, en 1912, por M. von Laue de la difracción de un haz de rayos X por un cristal demostró la naturaleza electromagnética de los rayos X y o la estructura periódica de la materia. Ello hizo posible una clasificación racional de las distintas especies. Después, con el
estudio de las propiedades ópticas de los minerales y de su análisis químico tradicional, aparecieron numerosos métodos nuevos: análisis térmico diferencial, análisis termo ponderal, espectrografía infrarroja, nuevos métodos de difracción y, sobre todo, la microonda electrónica, que permite analizar cantidades ínfimas de materia sin destruirlas. *Lava que expulsan los volcanes (Magma): La lava se define como el material que fluye de una erupción volcánica. El apodo de lava sirve para designar tanto el magma líquido como su expresión sólida después de haberse enfriado. La lava se produce por consolidación entre 900 y 600º C de un magma cuya temperatura de erupción está comprendida entre 700 y 1200º C. La dinámica de las lavas, expresión de su viscosidad, está en función de su composición química, de las proporciones de gases disueltos y de su grado de cristalización. * Tipos de magmas: Según la cantidad de sílice que tienen, hay 4 tipos de magmas : A) Ácidos: contienen más de un 65 % de sílice. B) Neutros: el porcentaje de sílice que contienen está entre un 53 y un 65 %. C) Básicos: contienen un porcentaje de sílice entre 42 y 53 %. D) Ultrabásicos: contienen menos del 42 % de sílice. Atendiendo a la relación silicio/oxígeno está: A) El magma hipersilícico: con una densidad de 2,4 y una temperatura entre 700 y 900º. Es viscoso, es decir, fluye con dificultad, pues al serhipersilícico contiene estructuras muy complejas que proporciona rozamientos. B) El magma hiposilícico: tiene una densidad de 2,7 y una temperatura entre 1200 y 1300º. En este caso, los materiales que componen el magma son más fluidos. En un magma podemos distinguir 3 fases: A) Fase sólida: Minerales refractarios (soportan temperaturas muy altas sin fundirse) que quedan en suspensión. Algunos minerales refractarios son: la cromita, la magnetita y los olivinos. B) Fase líquida: Está constituida por minerales en estado de fusión (sílice, óxidos).
C) Fase gaseosa: Por efecto de las altas presiones se forman gases a partir de la fase líquida (H2, CO2, H2O, SO2, NH4, Cl, NH3...). --- Con todo esto y dependiendo del estudio que queramos realizar obtendremos distintas muestras que nos darán como siempre una ligera idea más sobre le composición interna de la Tierra. *Sondeos de investigación: El sondeo es la técnica más utilizada para la prospección y estudio de la corteza terrestre. Los sondeos de prospección suelen realizarse mediante perforaciones desde la superficie, según una dirección aproximadamente perpendicular a la estructura investigada (sondeos verticales para las capas horizontales, o muy inclinados respecto a la vertical, en caso de un filón). A menudo se extraen testigos, para el reconocimiento detallado de la corteza ya que estos sondeos no suelen sobrepasar los 10Km. METODOS ÍNDIRECTOS *Gravimetría: La gravimetría es la parte de la geodesia que se ocupa de la medida de la gravedad y de su aplicación al conocimiento de la forma y estructura de la tierra; la gravimetría contribuye a la determinación del geoide y ha permitido, entre otras aplicaciones, explicar el fenómeno de las mareas. Ha sido la primera en plantear el problema de la isostasia. A una escala más reducida, en prospección, permite conocer con el subsuelo formaciones caracterizadas por un contraste de densidad. Esto se debe a “ley de gravitación universal”. Efectivamente, el campo gravitatorio existe en todo el universo y su comportamiento viene expresado por esta misma ley, que fue formulada por Newton en 1687. Ley de gravitación universal: m1 *m2 *G(constante)=6,67 x 10 elevado a -11. F= G x --------- *M1= masa del primer cuerpo. M2= masa del segundo d2 *d2= diámetro del segundo cuerpo. Antiguamente, se medía la aceleración de la gravedad por medio de un péndulo, que utilizado convenientemente proporciona valores muy aproximados. En la
actualidad se utiliza para ello el gravímetro, que proporciona mayor precisión que el péndulo y siendo menos laborioso su utilización. *Geomagnetismo: Denominamos geomagnetismo como conjunto de los fenómenos magnéticos relacionados con el globo terrestre. La ciencia del magnetismo deriva de la observación de las propiedades de los imanes, mientras que el geomagnetismo nació con la brújula. En la superficie del globo terrestre existe un campo magnético natural, bastante regular en su conjunto, y que, en el espacio lindante con un mismo lugar, puede considerarse como uniforme con una aproximación satisfactoria. A partir de esta superficie, este campo puede ser igualmente observado en profundidad y en altitud; en este último caso, el campo magnético terrestre disminuye más o menos regularmente y permanece confiado en una vecindad denominada magnetosfera; en cambio, a penas se sabe nada sobre su valor en el interior del globo. En todo punto donde se manifiesta este campo terrestre, se puede llegar a determinar mediante la consideración (y la medida) de sus elementos principales: la declinación, la inclinación, la componente horizontal y, complementariamente, la componente vertical, así como el valor del campo total en el espacio. La declinación D y la inclinación I varían según datos experimentales, que se resumen en mapas que dan las líneas de igual declinación (isógonas) y las de igual inclinación (isóclinas). La intensidad del campo total “F” y de sus componentes se expresa en gammas (10 elevado a 9= 1 Tesla). El campo magnético terrestre sufre en un lugar dado incesantes variaciones, aunque de débil amplitud. El conocimiento preciso de este campo se obtiene: por una parte, en los observatorios geomagnéticos, donde se siguen continuamente sus variaciones respecto al tiempo, las medidas que en ellos se efectúan no son, o lo son poco, perturbadas por la actividad humana; por otra, al medir el campo en numerosos puntos de la superficie terrestre, éstas son las redes magnéticas. *Geotermia: Denominamos geotermia como el estudio de los fenómenos térmicos internos del globo terrestre. Sabemos que existe calor interno en el globo por varias razones como pueden ser los volcanes, los geiser, etc. No obstante, la mayor parte del calor interno de la tierra se desprende regular y constantemente por conducción. El flujo calorífico puede ser medido, este se expresa en unidades de flujo calorífico (HFU), que se define como la cantidad de calor desprendida por cm2 de superficie y por un segundo.
1 HFU= 10 elevado a -6 cal/cm2 x S El aumento de temperatura con relación a la profundidad se denomina “gradiente geotérmico” y se acepta como valor medio de este gradiente el aumento de 1ºC por cada 33m de profundidad. Sin embargo, este valor no es constante, ya que depende de dos factores: la conductividad de las rocas, que es muy variable, y el flujo de calor en sí mismo, que tambien es variable. También hay que decir que el aumento de 1ºC cada 33m solo es aplicable hasta los 5 o 6Km de profundidad a partir de la superficie; ya que a partir de ahí el aumento de temperatura se supone mucho menor. Existen algunas áreas, bien delimitadas, en las que el flujo de calor es significativamente diferente. Ello permite establecer áreas geotérmicas. Las medidas más interesantes se han realizado en los océanos, y se ha visto que las zonas con mayor flujo son las dorsales oceánicas, existiendo una disminución del flujo a medida que nos alejamos de ellas. En cuanto a las áreas continentales, son las zonas de erógenos (cordilleras recientes) las que tienen un flujo más elevado. En general podemos considerar que el flujo de calor es claramente superior al valor medio en las zonas activas de la corteza terrestre, si exceptuamos las zonas de fosas abisales, que son zonas muy activas, en las que el flujo calorífico es relativamente bajo.
TEORÍA DE TECTÓNICA DE PLACAS COMO AVANCE MÁS IMPORTANTE EN EL CAMPO DE LA GEODINÁMICA INTERNA DE LA TIERRA. Según esta teoría, la litosfera está seccionada en placas que se encuentran sobre el segundo nivel del manto o astenosfera, que es más plástico o pastoso. Dichas placas, separadas por cadenas montañosas o fosas, se mueven lentamente, chocando o rozándose unas con otras. Por el centro de estas cadenas montañosas, sube constantemente material fundido del manto y por las fosas baja roca de la corteza oceánica hacia el manto. Las placas se mueven relativamente entre ellas y en los bordes o zonas de interacción pueden producirse algunos de los siguientes fenómenos: 1) Formación de nueva corteza: El desplazamiento del magma, fundido y muy caliente, que escapa hacia el exterior provoca volcanes y terremotos de magnitud variable. Como ejemplo están los volcanes del centro del océano Atlántico.
2) Roce entre placas: Al pasar una al lado de la otra se crean esfuerzos, los cuales se liberan violentamente cuando las rocas llegan a su punto de fractura. Esta situación produce terremotos que pueden llegar a ser de naturaleza variable. Un caso como este es lo que ocurre mayormente al norte de Venezuela. 3) Choques entre placas: Aquí se pueden dar 3 situaciones: Choque de dos placas continentales. Debido a su poca densidad ninguna se hunde, pero el choque hace que se arruguen formando una cadena montañosa, como la de los Himalayas y los Alpes, por ejemplo. Este tipo de choque también produce frecuentes terremotos. Choque entre una placa oceánica y una placa continental. Como la corteza oceánica es más densa, la placa subduce, regresa al manto y forma las grandes fosas que se han encontrado en los bordes de los océanos. Como consecuencia del choque se arruga la corteza y se forma una cadena montañosa. El choque de las dos placas y el descenso de la placa con corteza oceánica hacia las profundidades del planeta, también produce tensiones entre las rocas, que pueden llegar a provocar terremotos. Uno de los mejores ejemplos es la cordillera andina, desde Colombia hasta Chile. Choque de dos placas oceánicas. Aquí se hunde la más delgada o más densa de las dos. También ocurren terremotos y volcanes y se pueden originar islas volcánicas.
Placas tectónicas. Los investigadores tienen argumentos para justificar el movimiento de las placas tectónicas: que la salida del magma caliente empuja a las placas y las aleja unas de otras, que la subducción en las fosas oceánicas arrastra al resto de la placa y la hace moverse, que estas placas se mueven debido a que en el manto se forman corrientes de convección. Esta última hipótesis es la más aceptada y significa que la roca del manto cercano al núcleo terrestre se calienta y, por lo tanto, se hace menos densa y sube. Al subir desplaza hacia abajo la roca más fría, que a su vez se calienta y sube. Se establece así un movimiento en circuito cerrado de la masa rocosa. Este
movimiento empuja entonces a las placas de arriba produciendo su desplazamiento. Tectónica de placas: En el siglo XIX, Antonio Snider-Pellegrini, expuso la idea de que los continentes alguna vez estuvieron juntos y se habían estado separando paulatinamente (Russell, 2000), pero fue el meteorólogo Alfred Wegener, en 1912, quien propuso esto como una verdadera hipótesis científica: la "Deriva Continental", en su publicación "El Origen de los Continentes y los Océanos". Entre las evidencias que proporcionaba se incluían la constatación de que los límites de Africa y América del Sur encajaban de manera casi perfecta, los patrones de distribución biogeográfica que relacionaban continentes tan disímiles y lejanos como Africa, América del Sur y Australia (por ejemplo), y algunas evidencias geomorfológicas como la presencia de las mismas formaciones geológicas a ambos lados del Océano Atlántico, como es el caso de la Cordillera de los Apalaches y la región de los países Ecandinavos. La teoría de Wegener proponía que hacia finales del Carbonífero (aprox. 300 m.a.), todos los continentes actuales formaban parte de un supercontinente, al que llamó "PANGEA", rodeado por un océano que cubría el resto de la superficie de la Tierra (Uyeda, 1980). Debido a que la teoría de Wegener no supo explicar lo que originaba el movimiento de los continentes, y a la concepción aceptada de que el planeta era una masa única e inmóvil, esta teoría fue fuertemente criticada y no tuvo aceptación dentro de la comunidad geológica. Luego de algunas décadas, después de la segunda guerra mundial, se realizaron investigaciones relacionadas con el magnetismo termorremanente de las rocas y evidenciaron un cambio en la orientación magnética de las rocas de una misma formación. Lo único que podía explicar este hecho era que, atraida por el polo magnético, la magnetita presente en las rocas se situaba en dirección Norte durante el proceso de solidifación.
TEORÍA DE EXPANSIÓN DEL FONDO OCEÁNICO En la década de 1920, el estudio de los lechos marinos progresó cuando el sonar, dispositivo de sondeo con eco, fue modificado para medir las profundidades oceánicas. Con un sonar se podía medir la topografía submarina y establecer su cartografía. Más tarde, los geofísicos adaptaron los magnetómetros aéreos para poder medir variaciones de intensidad y orientación geomagnética. Las travesías de los magnetómetros transportados en barcos por las dorsales oceánicas mostraron que las rocas de un lado de la dorsal producían un motivo reflejado del de las rocas del otro lado. Los métodos de datación aplicados a las rocas corticales basálticas del lecho marino mostraron que la materia más cercana a la
dorsal era mucho más joven que la lejana, de hecho, era relativamente reciente. Además, no se encontraron capas de sedimentos marinos en la cumbre de la dorsal, pero aparecían a cada lado, otras más antiguas y gruesas a mayor distancia.
Estas
observaciones, añadidas a las del gran flujo de calor, hicieron pensar que la dorsal es el lugar donde se crea la corteza oceánica nueva; el material llega por corrientes de convección de lava caliente, pero se enfría y solidifica con rapidez al o con el agua fría del fondo oceánico. Para dejar sitio a esta suma continua de nueva corteza, las placas deben separarse lenta pero de forma constante. En el Atlántico norte, la velocidad de separación es de sólo 1 cm al año, mientras que en el Pacífico es de más de 4 cm al año. Estos movimientos relativamente lentos, impulsados por corrientes de convección térmicas originadas en las profundidades del manto terrestre, son los que han generado, en el curso de millones de años, el fenómeno de la llamada deriva continental.
En la década de 1960, los datos detallados del suelo oceánico fueron agrupados e incorporados en mapas fisiográficos donde el relieve submarino fue representado por científicos del Observatorio Geológico Lamont en la Universidad de Columbia. Se dieron cuenta de que la cresta de las dorsales oceánicas tiene la forma de una rendija, o grieta, de unos pocos kilómetros de ancho, situada en el centro de la dorsal. También descubrieron que en el mar Rojo la dorsal penetra en el continente africano para convertirse en el famoso valle del Rift, que llega desde el valle del Jordán y el mar Muerto, pasando por el mar Rojo, a Etiopía y al este de África. Resulta evidente que la dorsal marca una división en la corteza terrestre como lo hace en la oceánica. Los nuevos mapas fisiográficos del fondo del océano también revelan, por primera vez, que las crestas de las dorsales tienen muchas grietas, llamadas zonas de fractura. Estas grietas señalan la dirección de las fallas de transformación (lo que se llama `deslizamiento según el rumbo') que se han desarrollado para compensar las tensiones generadas por velocidades distintas de expansión del suelo marino. Aunque la mayoría de estas fallas están ocultas bajo el océano, una de ellas, la falla de San Andrés conocida por su propensión a los terremotos, emerge del océano Pacífico, cerca de San Francisco, en California y atraviesa cientos de kilómetros de tierra. Formación de un océano Debido a esfuerzos extensionales, junto a un movimiento de material astenosférico, provocan la formación de un rift continental, en el que la litosfera se estira y adelgaza. Si este proceso de adelgazamiento prospera, producirá finalmente la rotura de la litosfera con la consiguiente separación de los bloques continentales y la aparición de nueva litosfera oceánica, es decir, la formación de un océano. Esta nueva litosfera oceánica se genera en las dorsales como consecuencia de la actividad ígnea que se desarrolla en estas zonas. Por tanto la litosfera oceánica está constituida, básicamente, por rocas ígneas. Esta corteza oceánica está compuesta de 4 capas: La capa más superficial está compuesta por sedimentos marinos que se van acumulando procedentes del continente contiguo. Al alejarnos de la dorsal, la corteza oceánica tiene un espesor variable de sedimentos que aumenta al acercarnos al continente. Por debajo se encuentran las lavas basálticas almohadilladas, productos del vulcanismo submarino de la dorsal, los diques basálticos y los gabros, que son el resultado del enfriamiento lento del magma basáltico a cierta profundidad.
TEORÍA DE LA DERIVA CONTINENTAL Se llama así al fenómeno por el cual las placas que sustentan los continentes se desplazan a lo largo de millones de años de la historia geológica de la Tierra. Este movimiento se debe a que continuamente sale nuevo material del manto por debajo de la corteza oceánica. Así, se crea una fuerza que empuja las zonas ocupadas por los continentes (las placas continentales) y las desplaza. En 1620, el filósofo inglés Francis Bacon se fijó en la similitud que presentan las formas de la costa occidental de África y oriental de Sudamérica, aunque no sugirió que los dos continentes hubiesen estado unidos antes. La propuesta de que los continentes podrían moverse la hizo por primera vez en 1858 Antonio Snider, un estadounidense que vivía en París. La teoría de Wegener En 1915 el meteorólogo alemán Alfred Wegener publicó el libro "El origen de los continentes y océanos", donde desarrollaba esta teoria, por lo que se le suele considerar como autor de la teoría de la deriva continental. Según esta teoría, los continentes de la Tierra habían estado unidos en algún momento en un único "supercontinente" al que llamó Pangea. Más tarde Pangea se había escindido en fragmentos que, a causa de las fuerzas internas de la Tierra, fueron alejándose lentamente de sus posiciones de partida hasta alcanzar las que ahora ocupan. Al principio, pocos le creyeron. Lo que volvió aceptable esta idea fue un fenómeno llamado paleomagnetismo. Muchas rocas adquieren en el momento de formarse una carga magnética cuya orientación coincide con la que tenía el campo magnético terrestre en el momento de su formación. A finales de la década de 1950 se logró medir este magnetismo antiguo y muy débil (llamado "paleomagnetismo") con instrumentos muy sensibles. El análisis de estas mediciones permitió determinar dónde se encontraban los continentes cuando se formaron las rocas. Se demostró así que todos habían estado unidos en algún momento del pasado.
Por otra parte, desconcierta el hecho de que algunas especies botánicas y animales se encuentren en varios continentes. Es impensable que estas especies puedan ir de un continente a otro a través de los océanos, pero sí podían haberse dispersado fácilmente en el momento en que todas las tierras estaban unidas. Además, en el oeste de África y el este de Sudamérica se encuentran formaciones rocosas del mismo tipo y edad.
CICLO DE WILSON El ciclo de "Wilson" básicamente trata de explicar el origen de los océanos y montañas (mares y cordones montañosos). Los procesos que actúan en la formación de una montaña fueron por primera vez explicados íntegramente con la aparición de la tectónica de placas. Como resultado de esta teoría se pudo comprobar que, las áreas en las cuales, se concentra la deformación de la corteza terrestre, estaban relacionadas con las márgenes de los continentes y que estos (durante su fragmentación, desplazamiento y colisión) formaban las depresiones, que con el transcurso del tiempo originarían las cadenas montañosas. (Ejemplo: cordillera de Los Andes) El ciclo de Wilson fue así denominado en honor al geólogo canadiense Tuzo Wilson quien, en el año 1964, propuso la teoría de la Tectónica de Placas. Este ciclo es el responsable de la formación de las montañas y continentes. El ciclo se inicia con un sistema de rift en medio de un continente. Esta etapa puede ser observada en el rift del Este Africano (Etiopía, Kenia y Tanzania). Luego continua con la ruptura total del continente y el desarrollo de una dorsal centrooceánicas joven entre ambas márgenes de las placas y, consecuentemente, un océano entre ellas.
Al seguir evolucionando esta zona de divergencia se desarrolla un océano de bastas dimensiones, con dos márgenes continentales a cada lado y una Dorsal madura en el medio, tales casos podemos ver en los gráficos del mar Rojo y el Océano Atlántico. En África oriental se encuentra el valle del gran rift, una cadena de montañas con volcanes, es zona sísmica y posee ricos yacimientos de interés paleontoantrop ológico, esto quiere decir que existen aforamientos de estratos geológicos con vestigios fósiles del humano. La dorsal centrooceánicas en el Atlántico, se está separando cada vez mas. Un alto grado en la evolución del ciclo de Wilson. Como la superficie de la tierra es constante, el material generado en las dorsales debe ser consumido de alguna forma. Esto se logra gracias a la subducción (zonas convergentes en este caso entre una placa oceánica y una continental), como lo es el caso de las placas de Nazca y la Suramericana, donde se está consumiendo la Placa de Nazca por debajo de la cordillera de Los andes (debajo de la placa continental). Esto es producto de la colisión entre ambas y gracias a ello existe las cordillera de los andes entre Argentina y Chile. Finalmente, este proceso de subducción puede traer aparejado una colisión continental (ya muy evolucionado el caso de las Placa de Nazca con la Suramericana). En este caso se formara una gran cadena montañosa como el Himalaya en el norte de la India y Nepal en el continente Asiático. Este proceso de subducción de Corteza Oceánica así como el proceso colisiona, son los dos mecanismos que generan grandes cordilleras en la tierra. El crecimiento de una montaña, se debe a que la corteza se deforma y se aplasta debido a las grandes presiones horizontales y actúa el principio de isostasia. Este ciclo de Wilson actuó durante largos millones de años en la Tierra, donde los supercontinetes se fracturaron, se crearon océanos y mares, se formaron cordones montañosos, se fracturaron nuevamente (ejemplo los Montes Apalaches en los Estados Unidos, que el cordón se fracturo y reaparece en los montes Escandinavos en Noruega, Europa), así actúa el ciclo de Wilson.
CONCLUSION
Como hemos visto hay gran variedad de agentes que pueden modelar el relieve. La tierra como un sistema dinámico está sujeta a cambios como consecuencias de causas naturales producidas por agentes externos que actúan en la superficie terrestre. Los agentes externos tienen origen en la energía solar y son el resultado de la actuación de agentes biológicos, hidrológicos y atmosféricos. En conclusión cuando observamos un paisaje estamos viendo el resultado de muchísimos años de acción de ciertos agentes, que acaban dando una u otra forma a los materiales modelando el relieve. La propuesta es que descubramos cuales son estas fuerzas que son capaces de esculpir la superficie de la Tierra y como pueden llegar a producir tales cambios. Conociendo nuestro planeta Tierra, estudiando y respetando las leyes de la naturaleza y manteniendo el equilibrio entre los diferentes ecosistemas, estaríamos en condiciones de garantizar una convivencia armónica y segura en el mundo en que vivimos.