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CRITERIOS DE EVALUACIÓN Preguntas Preguntas prueba 1 prueba 2

a) Definir el trabajo de los geólogos y sus tres fases. (Objetivo 1) 1, 2 1, 2

b) Conocer el funcionamiento del microscopio petrográfico y la preparaciónde muestras para su observación. (Objetivo 2)

3 3

c) Describir los diferentes métodos de estudio del interior terrestre. (Objetivo 3) 4 4

d) Conocer el funcionamiento de los sistemas de información geográfica. (Objetivo 4) 5 5

e) Conocer los criterios de división temporal en geología y el concepto de fósilcaracterístico. (Objetivo 5)

6 6

f) Describir los métodos de datación absoluta y relativa en las rocas. (Objetivo 6) 7, 8 7, 8

g) Definir las diferentes representaciones del relieve. (Objetivo 7) 9 9

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El estudiode nuestro planeta

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1. Comprender el papel de la geología como cienciay sus distintas fases de trabajo.

2. Conocer el funcionamiento y utilidad del microscopiopetrográfico, así como la preparación de muestras.

3. Entender los métodos directos e indirectos utilizadospara el estudio del interior terrestre.

4. Describir la utilidad de los sistemas de informacióngeográfica y la teledetección.

5. Conocer los criterios de división del tiempo geológicoy los materiales característicos de las eras.

6. Comprender los métodos de datación absolutay relativa en procesos geológicos.

7. Interpretar los componentes de un mapa topográficoo geológico.

8. Entender los conceptos de geocronología absoluta y relativa, contactos concordantes y discordantes.

OBJETIVOS

CONTENIDOS

CONCEPTOS PROCEDIMIENTOS, DESTREZAS Y HABILIDADES

ACTITUDES

• El trabajo de los geólogos. (Objetivo 1)

• El microscopio petrográfico. (Objetivo 2)

• Los métodos para estudiar el interiorterrestre. (Objetivo 3)

• El método sísmico. (Objetivo 3)

• Los sistemas de informacióngeográfica y los sistemas de alertatemprana. (Objetivo 4)

• El tiempo en geología. (Objetivo 5)

• La edad de las rocas: datacionesabsolutas y relativas. (Objetivo 6)

• Los mapas, los perfiles topográficos y cortes geológicos. (Objetivo 7)

• La geocronología y los contactosentre unidades. (Objetivo 8)

• Interpretación de mapastopográficos y geológicos,elaboración de perfiles topográficosy cortes geológicos. (Objetivo 7)

• Calcular la edad absolutade una roca aplicando el método de la desintegración de isótopos. (Objetivo 6)

• Simulación de una dataciónradiométrica. (Objetivo 6)

• Reconocer la importanciade los métodos indirectosen el estudio de fenómenoso de cuerpos que son inaccesiblesa las técnicas de observaciónhabituales.

• Apreciar nuestro planeta, la Tierra,y comprender la importanciade su conservación.

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RESUMEN13El trabajo de los geólogos

Los geólogos son los científicos que estudian la composición, la estructura y la dinámicade la geosfera. Sus investigaciones pueden aportar: conocimiento científico sobre la Tierra,la prospección de recursos geológicos, la previsión de riesgos geológicos o la evaluaciónde las características del terreno para la ejecución de obras públicas.

Los geólogos obtienen sus resultados tras realizar tres tipos de tareas:

• Trabajo de campo. Toman muestras y datos sobre el terreno a estudiar.

• Trabajo de laboratorio. Analizan las muestras recogidas en el campo, utilizando diferentes métodos: observación de las muestras con el microscopio, análisis químicos de las muestras, o pueden realizar otros análisis, por ejemplo, el paleomagnetismo de las muestras.

• Trabajo de gabinete. Se estudian y ordenan las anotaciones, se interpretan los resultados,por último, se elaboran las conclusiones y se publican de los resultados.

El trabajo de campo

Los geólogos pueden recoger diferentes datos en función de la investigación a realizar:

• En investigaciones sobre las rocas superficiales se recogen muestras de fósiles y rocas.En investigaciones destinadas a la prospección de recursos, como carbón, petróleo y otras rocas o minerales valiosos, utilizan técnicas más sofisticadas, por ejemplo, equiposque miden la transmisión de las ondas sísmicas o las corrientes eléctricas o los propiossondeos.

• Otras investigaciones científicas de mayor envergadura utilizan también equipos sofisticados, como los gravímetros, geófonos. No es extraño que el trabajo de campolo realizan en el mar, a bordo de barcos de investigación geofísica.

El trabajo de laboratorio y de gabinete

En las investigaciones geológicas se utilizan diferentes técnicas e instrumentos para estudiarlas muestras de rocas y minerales en el laboratorio y en el gabinete.

El gravímetro mide pequeñísimas variaciones en el campo gravitatorio, detectando lapresencia de materiales especialmente densos o anormalmente poco densos en el subsuelo.

El magnetómetro permite medir la intensidad y la dirección del magnetismo que produjo laorientación de ciertos minerales férricos de algunas rocas.

El sismógrafo capta el paso de las ondas sísmicas producidas por los terremotos, loque permite localizar el foco sísmico y averiguar la estructura interna de la Tierra.

Los geófonos son micrófonos que captan los ecos de ondas sonoras producidas por pequeñasexplosiones, para averiguar la estructura de las rocas del subsuelo.

El microscopio petrográfico es un microscopio óptico normal al que se le han añadido dosfiltros polarizadores, que solo dejan pasar la luz que vibra en un plano, absorbiendo el restode los rayos luminosos que vibran en planos diferentes. La luz polarizada la forman ondasque vibran en planos paralelos.

Uno de los filtros, llamado polarizador, está fijado al microscopio y permanece estático,mientras que el segundo filtro, el analizador, puede girarse 90º. Si el segundo filtro tienela «rejilla» perpendicular a la del primero, la luz polarizada no puede pasar. En el microscopiopetrográfico estos filtros se llaman nícoles, y por el giro del segundo puede ponerse paraleloal polarizador (posición de nícoles paralelos) o perpendicular (posición de nícoles cruzados).

Muchos minerales tienen anisotropía óptica, pueden girar el plano de vibración de la luzque los atraviesa. La luz pasa al poner un mineral anisótropo entre el polarizadory el analizador.

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RESUMEN13Para observar una roca por transparencia al microscopio petrográfico es necesario prepararuna lámina delgada de la muestra. Para ello se corta la muestra de roca con una sierrade diamante, obteniéndose una cara plana de unos 2 × 4 cm aproximadamente.A continuación, la superficie se pule con una pulidora y se pega sobre un portaobjetos. Por último se corta una lámina de roca lo más fina posible, que se pule primerocon un abrasivo grueso y luego con abrasivos cada vez más finos. Se concluye el trabajocuando adquiere un grosor de 30 micras.

Los métodos directos e indirectos de estudioLos métodos directos de estudio son aquellos que proporcionan datos contrastablesde lo que se está investigando. El material es accesible y puede ser manipulado. Se utilizanpara estudiar la superficie de la Tierra, y en algunos casos, el estudio del interior terrestre (lavas).

Los métodos indirectos de estudio se aplican para obtener información de los objetos que nopodemos manipular directamente.

Método sísmico. Consiste en analizar los ecos debidos o al rebote de ondas sonorasproducidas por una pequeña explosión provocada en la superficie, o por un terremoto de granmagnitud, en este caso pueden ser registradas en todos los sismógrafos de la Tierra, aportaninformación sobre la estructura más profunda. Permite detectar las superficies de separaciónentre materiales de distinta composición o de diferente estado, ya que desvían (reflejano refractan) las ondas sísmicas. Los cambios de la trayectoria producen zonas de sombra,donde no se reciben ondas P ni ondas S. Las superficies en las que se originan alteracionesreciben el nombre de discontinuidades sísmicas. Tipos de ondas sísmicas:

• Las ondas P. Se propagan a gran velocidad, por lo que son las primeras en ser registradas en los sismógrafos. Son ondas longitudinales y se transmiten por sólidos y líquidos,por lo que cruzan el planeta entero.

• Las ondas S. Son más lentas que las ondas P. Son ondas transversales y solo se propaganen medios sólidos, pero no en los líquidos.

• Método gravimétrico. Detecta las pequeñas variaciones del campo gravitatorio debidasa la distribución de las masas rocosas en el interior terrestre.

• Mediciones de isótopos. Tienen muchas aplicaciones, por ejemplo, las proporcionesde los isótopos 16O y 18O de una muestra de carbonato de calcio de un fósil marino permitesaber la temperatura del agua en la que vivió el organismo.

• Dataciones radiométricas. Se utilizan para conocer la edad de una muestra de roca.

• Estudio de meteoritos. Sus análisis nos permiten saber cuál es la composición mediade la Tierra. Se pueden utilizar para datar la edad de nuestro sistema planetario.

Los sistemas de información geográfica (SIG)El desarrollo de los ordenadores y de la red Internet ha facilitado el acceso a diferentessistemas de información geográfica (SIG). Estos sistemas ofrecen informacionesdiversas: mapas, fotografías aéreas y de satélite, datos de poblaciones, de produccionesagrícolas, etc.

En muchos casos, la información de las bases de datos de un SIG se puede presentar en capas,estas se van superponiendo según la información que se necesite: los ríos, las carreteras, las poblaciones, la toponimia, los cultivos, etc. Estos sistemas permiten a su vez realizardiferentes cálculos, como distancias, rutas óptimas o superficies de campos.

Los SIG más importantes son dos: el sistema GPS y el Galileo. Están formados por un conjuntode satélites artificiales que orbitan la Tierra. Cuando el receptor capta las señales de tres o mássatélites puede realizar un cálculo y determinar su posición exacta sobre la superficiede la Tierra (latitud, longitud y altitud sobre el mar).

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RESUMEN13La edad de las rocas. Dataciones absolutasLa datación absoluta consiste en averiguar la edad concreta de un resto o de una roca,que normalmente se mide en millones de años. Los isótopos más pesados son inestables,y se desintegran radiactivamente a un ritmo constante. Se llama vida media del elemento,o periodo de semidesintegración, al tiempo que tarda en reducirse a la mitad el númerode átomos radiactivos que hay en una muestra. Los métodos de datación radiométricano pueden aplicarse en rocas sedimentarias, sino solo en rocas metamórficasy magmáticas.

La datación relativa ordena cronológicamente dos o más materiales o sucesos geológicos(el orden de antigüedad de los materiales o de los procesos geológicos). Los geólogos se basanen varios principios metodológicos:

• La superposición normal de los estratos. Las rocas sedimentarias se disponen en estratoso capas, que se van superponiendo unos sobre otros de forma que los que están encimason más modernos que los que quedan debajo.

• La superposición de procesos geológicos. Cada proceso geológico, comoun plegamiento o una fractura de las rocas, la intrusión de una masa de roca fundidao la erosión de rocas superficiales, es más moderno que los materiales a los que afecta,y es anterior a los materiales que lo recubren o que le afectan.

• La correlación entre materiales con el mismo contenido fósil. Cuando dos rocassedimentarias presentan el mismo contenido fósil, y este es característico de un determinadoperiodo geológico, ambas rocas tienen la misma edad.

Los mapas topográficosLos mapas topográficos son una forma de representar, sobre un plano, el relievey los elementos de la superficie terrestre. La escala es la reducción de dicha representación.Las curvas de nivel o isocotas representan el relieve, unen puntos de igual altitud,sus altitudes son correlativas y equidistantes, son líneas que se cierran sobre sí mismas,no se cruzan, y su separación es proporcional a la pendiente del terreno.

Sobre un mapa topográfico es posible realizar diferentes cálculos:

La distancia horizontal entre dos puntos. Se mide con una regla, se multiplica por la escalay se pasa a metros o a kilómetros.

La diferencia de altura entre dos puntos. Se resta la altitud indicada entre las curvas de nivel.

La distancia real entre dos puntos. Sabiendo la diferencia de altura y la distancia horizontal,podemos hallar la hipotenusa.

La pendiente de una ladera. Se divide el desnivel entre la distancia horizontal y se multiplicapor 100.

Un perfil topográfico es la línea que obtendríamos al cortar el terreno con una superficievertical. Para realizarlo se señala sobre el mapa la línea sobre la cual se va a hacer el perfil.

Isótopoinestable

Isótoporesultante

Vida media(años)

Intervalode aplicación

(años)

Mineralesque pueden datarse

Potasio-40Argón-40

Calcio-401,25 × 109 0,01-4,60 × 109

Moscovita, biotita, hornblenday feldespatos

Uranio-235

Uranio-238

Plomo-207

Plomo-206

0,70 × 109

4,50 × 109

0,01-4,60 × 109

0,01-4,60 × 109 Uraninita y circón.

Rubidio-87 Estroncio-87 47 × 109 0,01-4,60 × 109 Moscovita, biotita y feldespatos.

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RESUMEN13Sobre la línea marcada se pone un papel en el que está dibujada la escala verticalcon las alturas de todas las curvas de nivel cortadas por la línea. Después se proyecta cada curva de nivel a su altura correspondiente y se marca el punto. Se concluye uniendo todoslos puntos con un trazo a mano alzada.

Los mapas geológicos

Un mapa geológico es el resultado de representar, sobre un mapa topográfico, las unidadesgeológicas que se observan en la superficie terrestre, junto con toda la información posiblepara identificar los materiales.

En un mapa geológico se dibujan las líneas de contactos entre las unidades geológicas.Se representan mediante diversos símbolos: las fallas, los diques, los pliegues, el buzamientode los estratos, etc.

Los contactos entre las unidades geológicas trazan una «uve» cuando cruzan el caucede un arroyo o de un río. El vértice de esa uve señala en la dirección hacia la que está inclinadoo buza ese contacto (y, por tanto, también los estratos).

En el primer caso, los estratos buzan hacia el oeste, mientras que en el segundo caso buzanhacia el este.

Al cruzar un arroyo, las uves que dibujan los contactos son tanto más abiertas cuanto mayores la inclinación de los estratos. Cuando los contactos son planos verticales, como es el casodel dique, dibujan líneas rectas sobre el mapa (las uves se abren al máximo).

La serie de estratos P, Q y R, al ser horizontales tienen sus contactos paralelos a las curvasde nivel, ya que estas también se corresponden con planos horizontales. La base del estrato P,que forma el contacto con la serie de estratos A-E, recibe el nombre de discordancia.

Cuando los estratos están plegados, los contactos dibujan dos tipos diferentes de uvesen cada flanco del pliegue. Esta simetría en el trazado de los contactos sobre el mapaes suficiente para reconocer la presencia de un pliegue; en este caso, un anticlinal, perose han añadido además los símbolos que indican el buzamiento de los estratos, y el símboloque señala la localización del plano de simetría del pliegue.

Los cortes geológicos

A partir de un mapa geológico podemos seguir un método parecido al descrito para obtenerun perfil topográfico. Se obtendrá una información muy precisa de cómo están situadoslos materiales en el subsuelo. Un corte geológico se efectúa realizando los siguientes pasos:

1. Una vez que hemos indicado sobre el mapa geológico la dirección en la que vamosa realizar el corte geológico, obtenemos primero un perfil topográfico con las curvasde nivel.

2. Sobre el perfil topográfico obtenido, señalamos los contactos, indicando las unidadesy el buzamiento.

3. Completamos el trazado de los contactos.

4. Damos color a las unidades con los mismos colores que en el mapa.

Teledetección y sistemas de alerta tempranaTodas las tareas que pueden realizarse a partir de imágenes tomadas por satélites artificiales,se consideran aplicaciones de la teledetección. Actualmente hay más de veinte satélitesartificiales que toman imágenes constantemente de la superficie terrestre o del espaciocon fines no militares, como los satélites Envisat, Meteosat, NOAA, Nimbus, Terra y Acqua.

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La utilización de estas imágenes tiene muchos fines: predicción meteorológica, evaluaciónde la humedad del suelo, comprobación de las superficies destinadas a ciertos cultivos,vigilancia de incendios, comprobación del nivel de los embalses, medición de la temperaturade la atmósfera a diferentes altitudes, etc.

La ONU impulsó el desarrollo de los sistemas de alerta temprana (SAT) para predecir,en la medida de lo posible, las catástrofes naturales tales como ciclones tropicales, tsunamis,lahares, erupciones volcánicas, incendios forestales e inundaciones.

Un sistema de alerta temprana es cualquier dispositivo capaz de detectar una anomalíaindicativa de que un riesgo está materializándose en forma de catástrofe. Los detectoresde humo en los pasillos y habitaciones de un edificio son un SAT, igual que lo son la redde sismógrafos y termómetros que permiten saber si un volcán está entrando en actividad,o las boyas que detectan el paso de un tsunami.

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RECURSOS PARA EL AULA

RELACIÓN DE LA GEOLOGÍA CON OTRAS CIENCIASFICHA 113

La palabra geología procede del griego gea, tierra, ylogos, tratado. Es decir, el tratado de la Tierra. Clásica-mente se ha ocupado del estudio del planeta Tierra, delos materiales que lo componen, de los procesos queactúan sobre ellos, de los productos resultantes y de suhistoria, y sus formas de vida desde su origen.

La geología, tal como se entiende actualmente, es unaciencia dinámica, amplia y compleja, que trata de des-cifrar e interpretar los procesos que producen cambiosen nuestro planeta, es decir, los fenómenos que tienenlugar en la Tierra, su mutua dependencia y las leyesque los rigen. Podría decirse que su objetivo último esconocer cómo trabaja y trabajó la Tierra. La geologíadebe ser contemplada como integrante de las ciencias

de la naturaleza, desde una perspectiva más ampliaque el simple estudio de unos materiales inertes e in-mutables.

Subdivisiones de la geología

Las subdivisiones de una ciencia no son más que mar-cos de referencia desde los que se pretenden resolverproblemas parecidos y que utilizan técnicas afines paraobtener las respuestas. A finales del siglo XIX y a princi-pios del XX, las ciencias geológicas solían dividirse engeognosia, geodinámica y geología histórica. Estas ra-mas constituían los elementos vertebradores de la ma-yoría de tratados clásicos.

Las subdivisiones de la geología y su relación con otras ramas de la ciencia.

CristalografíaG. estructural Vulcanología

Geomorfología

Hidrogeología

Hidrogeología

G. del Cuaternario

PaleontologíaSedimentologíaPetrología

Mineralogía

Estratigrafía

Tectónica

Física

GeoplanetologíaGeofísica

Mineralotecnia

Geoquímica

Edafología Geología marina

Meteorología

Geoarqueología

Historia

Filosofía

Geomatemática

Cartografía

ClimatologíaGeología

económica

Geodesia

Matemáticas

GeografíaEconomía

Ingeniería

Agrupaciones clásicas

Química

Geognosia

Geodinámica interna

Geodinámica externa

Geología histórica

Ciencias ambientales Biología

Prosp.geofísicaIng.

geológicaG. del

petróleoGeologíaambiental

GeotecniaProsp. minera

APLICACIONES

PROCESOSMATERIALES

Sismología

GEOLOGÍA FUNDAMENTAL

GEOLOGÍA APLICADA

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Los estudios geológicos deberán apoyarse siempre unconjunto de labores y técnicas clásicas propias de los in-vestigadores del medio natural. La observación de cam-po, la recogida de muestras, la cartografía, el dibujo, ladescripción de los fenómenos, la toma de medidas, etc.

Sin embargo, ya en el siglo XXI son muchos los progresosde la técnica que proporcionan nuevos métodos de es-tudio de nuestro planeta.

Los sistemas de posicionamiento por satélite hanrevolucionado los métodos de localización precisa deobjetos y fenómenos sobre la superficie terrestre. El pro-cedimiento se basa en una red de satélites que orbitanalrededor de la Tierra a una distancia superior a los20 000 km emitiendo unas señales. Los usuarios del sis-tema deben disponer de unos aparatos receptores capa-ces de recibir estas señales. El instrumentoidentifica la posición de los distintos satélitesy, por triangulación, establece la propia po-sición sobre el planeta. Esto le permite co-nocer su posición geográfica (latitud, longi-tud y altitud) y, por tanto, georreferenciarcualquier observación realizada sobre la su-perficie del planeta. Conociendo la propia po-sición, el sistema puede calcular velocidadesy aceleraciones de objetos en movimiento.

El sistema GPS (Global Positioning System)desarrollado por Estados Unidos, se funda-menta en una red de 24 satélites que empe-zaron a ser operativos militarmente a finalesde la década de 1970 y que, a lo largo de lade 1980, se ampliaron a usos civiles. El sis-tema Galileo, impulsado por la Unión

Europea, recientemente aprobado, pretende ser una al-ternativa estrictamente civil, apoyada en las señales en-viadas por una red de unos 30 satélites que estarán ple-namente operativos en el año 2008. La precisión actualdel sistema GPS es de unos 20 metros y las expectati-vas del Galileo aspiran a reducir este margen de error tansolo a cinco metros.

Las técnicas de teledetección permiten obtener a dis-tancia información sobre las características de la su-perficie de la Tierra o de otros cuerpos planetarios. Sinla necesidad de un contacto físico directo, los méto-dos de teledetección se basan en el empleo de senso-res instalados, generalmente, sobre aeronaves o satéli-tes. Los instrumentos utilizan las ondas electromagnéticas–desde los rayos ultravioletas, hasta las señales de radiode onda corta (radar)– para captar las señales que emi-ten o reflejan los objetos. De este modo es posible co-nocer, por ejemplo, la temperatura superficial del terre-no, el tipo de rocas (en función de la gama de colores),la presencia de agua, la topografía, entre otras propie-dades. La teledetección permite realizar estudios geo-lógicos de zonas de difícil acceso, controlar la evoluciónde determinados procesos activos (inundaciones, erup-ciones volcánicas, desertización, etc.), e investigar la pre-sencia de yacimientos minerales, entre otras muchasaplicaciones.

Los Sistemas de Información Geográfica (SIG) son sis-temas informáticos que permiten obtener, manipular,analizar y representar datos de todo tipo (geológicos, devegetación, de población, de usos del suelo, etc.), y loca-lizarlos en el espacio. Entre los múltiples usos de los SIG,destacan el inventario y gestión de recursos naturales, elestudio del relieve y la planificación urbana.



EL ESTUDIO DE LA TIERRA DESDE EL ESPACIOFICHA 213

Representación tridimensional de la isla de Tenerife realizadamediante SIG.

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RAMAS DE LA GEODINÁMICA INTERNAFICHA 313

La geodinámica analiza los cambios: los fenómenos, es-tados y formas que llevan a la continua y progresiva trans-formación del planeta. Los procesos que modifican la

Tierra suelen diferenciarse en internos y externos, en fun-ción de la localización de las fuentes principales de ener-gía que provocan los cambios.

La geodinámica interna estudia los procesos desencadenados por la acción conjunta dela energía almacenada en el interior de la Tierra y la acción de su campo gravitatorio. Se di-vide en las siguientes disciplinas:

Estudia los terremotos. Localiza y caracteriza los fenómenos sísmicos que se producen enla Tierra. Los sismólogos elaboran mapas de riesgo sísmico, calculan probabilidades deque ocurran terremotos e intentan descubrir métodos y técnicas para pronosticarlos y mi-nimizar los daños que estos puedan producir.

Sismología

Dedica su atención al estudio de los volcanes. Trata de investigar los fenómenos erupti-vos actuales estudiando los materiales y procesos a que estos dan lugar. Esta infor-mación le permite interpretar estructuras y procesos volcánicos antiguos. Analiza la dis-tribución de la actividad volcánica en la superficie de la Tierra y, de un modo parecido ala sismología, intenta predecir el riesgo eruptivo de las zonas volcánicas conocidas.

Vulcanología

Aparece como una rama geológica íntimamente ligada a la tectónica. La primera se pro-pone estudiar la estructura interna de los conjuntos rocosos, especialmente la descrip-ción, representación y análisis de las estructuras de deformación a pequeña y medianaescala que las afectan (pliegues, fallas, etc.). La tectónica, en cambio, centra sus investiga-ciones en las estructuras a gran escala, en la arquitectura global de la parte superior dela corteza terrestre, y en su evolución en el tiempo.

Geología estructural

GEODINÁMICA INTERNA

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LAS ONDAS SÍSMICAS Y LA ESTRUCTURA DE LA TIERRAFICHA 413

Las ondas de cuerpo son las que viajan por el interiorterrestre en una vibración parecida al sonido. Se dividen,a su vez, en dos tipos: ondas P y ondas S.

• Las ondas P o primarias se denominan también ondaslongitudinales, puesto que se desplazan en la mismadirección en la que se propaga el movimiento. Avan-zan mediante sucesivos impulsos de expansión y com-presión que afectan a los materiales que están atra-vesando. Su vibración es equivalente al efecto deacordeón que producen al expandirse y comprimirselas espirales de un muelle. Para recordar el efecto delas ondas P en inglés se utiliza la palabra push, que sig-nifica «empujar».

• Las ondas S o secundarias se conocen también comoondas transversales o de cizalla, ya que vibran perpen-dicularmente a la dirección en que se propagan. Suavance se produce mediante un movimiento ondula-torio perpendicular al sentido de propagación. En in-glés, la palabra shake («sacudir») evidencia el efecto delas ondas S.

Expansión

Onda P

Onda S

Compresión

Longitud de onda

Longitud de onda

Terreno sin perturbar (aúnno ha llegado

la onda)

Dirección de propagación de la onda

Dirección de propagación de la onda

Esquemas de propagación de las ondas sísmicas P y S. Las ondasP comprimen y dilatan el medio que atraviesan: la alteración que pro-ducen tiene lugar en el mismo sentido de la propagación. En cam-bio, las ondas S producen un movimiento de los materiales perpen-dicular (transversal) al sentido de propagación.

Ondas S y P

Núcleo externo

Manto

Zona de sombra de las ondas P

Ondas S y P

No llegan ondas directas P ni S

Onda Preflejada

103°

142°

No llegan ondas directas P ni S

No llegan ondas S directas (llegan ondas P)

0° (epicentro)

0

305 000

10 000

15 000

20 000

60

90

120

150

180

Tiempo (minutos)

Áng

ulo

epic

entr

al (g

rado

s)

Dis

tanc

ia d

esde

el e

pice

ntro

(km

) med

ida

en s

uper

ficie10 20 30

Corteza

Núcleo interno

Zona de sombra de ondas P y Sdirectas (se registran ondas P reflejadas y ondas superficiales)

La estructura interna de la Tierra, deducible del estudio de las ondas sísmicas. A la izquierda, modelo de la estructura del planeta. A la derecha, gráfica tiempo-recorrido de las ondas sísmicas.

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Las dataciones radiactivas son un instrumento que per-mite datar los acontecimientos de las primeras épocas dela historia de la Tierra.

El principio se basa en calcular la proporción de un ele-mento radiactivo presente en un mineral y los elemen-tos radiógenos derivados del proceso radiactivo. El pro-ceso de desintegración del elemento radiactivo es unafunción matemática exponencial.

Nt = No � e�εt

donde:

No = número de átomos iniciales.

Nt = número de átomos en un tiempo t.

ε = constante de desintegración del elemento radiac-tivo.

De donde:

t = 1/ε � L � No/Nt

La vida media o período de semidesintegración (T), es eltiempo necesario para que la masa inicial del isótoporadiactivo sea la mitad:

T = 1/ε � L � 2 = 0,693/ε

(ecuación fundamental de la geocronología).

Los elementos radiactivos en el proceso de formación delos minerales se incorporan en la estructura, por ejemplodurante la cristalización, y a partir de ese momento co-mienza la desintegración y formación de los elementosradiogénicos.

El aparato que permite separar y medir los isótopos es elespectrómetro de masas. En su interior se crea el vacío yse introduce el isótopo que se va a medir en forma de gasionizado o, en el caso de sólidos, se atomizan y se ionizan.Los iones son acelerados mediante una gran diferencia depotencial y a través de un gran campo magnético, de talmanera que las trayectorias de los iones se desvían en fun-ción de su peso. El haz de iones inicial queda descompues-to en haces secundarios correspondientes a los diferentesisótopos y son proyectados sobre detectores separadospara ser medidos.

Uno de los minerales utilizado en las dataciones de las ro-cas más antiguas es el circón, ZrSiO4, mineral de elevadadensidad y dureza, fácilmente extraíble de las rocas que locontienen. Los isótopos radiactivos empleados son el U235

y el U238 presentes en la estructura del circón. El U235 se des-integra tras numerosos pasos en Pb207 y el U238 en Pb206 conuna vida media de 713 y 4 510 millones de años, respecti-vamente. Se emplean simultáneamente los dos métodos(U235, U238), lo que permite una mayor seguridad en las da-taciones.

Ejemplo de curva de concordia.

Circones del monte Narryer, en Australia.

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

00 10 20 30 40 50 60 70

Pb207/U235

Pb20

6 /U23

8

Momento de metamorfismo.

Momento de cristalización.Edad (miles de millones de años)

1,5

2,0

2,5

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

00 10 20 30 40 50 60 70

Pb207/U235

Pb20

6 /U23

8

Circones alterados.

Circones más antiguos. Edad (miles de millones de años)

2,0

3,0

4,0

3,0

3,5

4,04,5

Al ser la vida media del U235 y del U238 muy diferente, la representación gráfica de la acumulación conjunta de losdos isótopos del plomo es una curva que se denomina«curva de concordia». Las medidas realizadas a una mues-tra deben coincidir con dicha curva, en caso contrario in-dicaría que ha habido pérdida de plomo por procesosgeológicos tales como el metamorfismo o la meteorización.

Las medidas realizadas a los circones del monte Narryerdan unas edades en la curva de concordia de 4 100 - 4 200millones de años.


MÉTODOS DE ESTUDIOS RADIACTIVOSFICHA 513

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La cartografía de superficie e interpre-tación de estructuras geológicas. Lacartografía de las estructuras que se ob-servan en superficie permite al geólogointerpretar la evolución de las estructurasen profundidad. a) La erosión de una sucesión de anticlina-

les y sinclinales con el eje horizontalpermite observar en superficie una seriede bandas paralelas de distintos mate-riales.

b) En el caso de pliegues inclinados, ensuperficie se observa una serie de ban-das paralelas más anchas a un lado delplano axial que en el otro.

c) Si se trata de pliegues con el eje incli-nado (pliegues soterrados), las bandasno son paralelas, sino que están ligera-mente curvadas en la dirección de in-clinación del eje.

a

b

c


CARTOGRAFÍA E INTERPRETACIÓN DE LA SUPERFICIE TERRESTREFICHA 613

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ESQUEMA MUDO 113TÉCNICAS E INSTRUMENTOS

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SUGERENCIAS13EN LA RED

INSTITUTO GEOGRÁFICO NACIONAL

www.fomento.es/MFOM/LANG_CASTELLANO/DIRECCIONES_GENERALES/INSTITUTO_GEOGRAFICO/

En la página del Instituto Geográfico Nacional hay enlacesde cartografía, geodesia, teledetección o astronomía.

MUSEO HISTÓRICO-MINERO D. FELIPE

www.minas.upm.es/inicio/Museo%20Historico/espanol.htm

El Museo Histórico-Minero Don Felipe de Borbón y Grecianos describe una de las mejores colecciones de España.

FUNDACIÓN PARA EL ESTUDIO DE DINOSAURIOS

www.fundaciondinosaurioscyl.com/es/portada/index.asp

La fundación para el estudio de los dinosauriosen Castilla y León tiene una web donde nos muestrasus actividades y publicaciones de divulgación gratuita.

RED DE LAS CIENCIAS DE LA TIERRA EN ESPAÑA

tierra.rediris.es/

La Red temática de las Ciencias de la Tierra de Españaposee todos los enlaces con otras redes temáticasreferentes a la investigación geológica.

LIBROS Y REVISTAS

Conocer los mineralesROBERTO ZORZIN. Susaeta Ediciones, S. A.Libro sencillo que profundiza el estudio de los mineralescon conceptos claros y precisos de las especies másrepresentativas.

La Historia de la Tierra: Un estudio global de la materiaMARÍA JESÚS MEDIAVILA PÉREZ. Ed. McGraw-Hill,Interamericana de EspañaEste libro sintetiza los hallazgos realizados por la geologíaen los últimos 50 años, gracias al desarrollo tecnológicoy a los nuevos medios de análisis.

Rocas y fósilesROBERT R. COENRAADS. Ed. Timun MasEste libro describe lo que sucede en el interior de la Tierray su influencia en las formas de vida y la formaciónde rocas y minerales.

El gran libro de los mapasVV. AA. Ed. Paidós IbéricaAnálisis de todos los tipos de mapas, un libro con buenasimágenes. Posee explicaciones que nos permitiráncomprender cada uno de los mapas que representa.

Introducción a la Cartografía Geológica (4.ª ed.)R. RAMÓN LLUCH, L. M. MARTÍNEZ TORRES y A. PRAIZ.Ed. Universidad del País VascoManual básico para conocer los elementos necesariosque nos permitan interpretar un mapa geológico.

Biografía de la Tierra: Historia de un planeta singularFRANCISCO ANGUITA. Ediciones AguilarUn libro que describe la historia de la Tierray los mecanismos científicos que nos han permitidoel conocimiento del pasado y la predicción del futuro.

DVD/PELÍCULAS

Hijos de la Montaña de Plata. Siddhartha FilmsDocumental rodado en Bolivia. Comenta la explotaciónminera del Cerro Rico, sus movimientos cooperativistas,la venta del mineral y la repercusión económico-social.

Dante’s Peak (La Furia de la Montaña)Película sobre las erupciones volcánicas, la actividadde los vulcanólogos y la historia que acompaña a todapelícula de catástrofes naturales.

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¿Qué aportaciones destacarías de las investigaciones realizadas por los geólogos?

¿Cuáles son las tareas que se realizan en el trabajo de gabinete en geología?

Explica el funcionamiento del microscopio petrográfico para el estudio de las rocas.

Indica en qué consisten y qué tipo de información aportan los siguientes métodos de estudio:

a) Método sísmico.

b) Dataciones radiométricas.

a) Indica un modo de representar las bases de datos de un SIG.

b) ¿Cuáles son las aplicaciones de la teledetección?

Completa la siguiente tabla:

Si al analizar una mica biotita contenida en un granito observas que contiene un 6,25 % de 40K y un 93,75 % de 40Ca,¿qué podrías deducir?

Explica el principio de superposición de los estratos. ¿Se obtiene una datación absoluta o relativa?

a) ¿Cuál es la diferencia entre un mapa topográfico y un mapa geológico?

b) ¿Qué tipo de representación necesitarías para obtener información muy precisa de cómo se encuentran los materiales distribuidos en un subsuelo?

a) Si en el estrato de un mapa topográfico se representa el contenido de un determinado fósil, ¿qué tipo de información se puede obtener?

b) ¿Qué tipo de contactos se establecen entre las capas de una serie de estratos paralelos entre sí?

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1

EVALUACIÓN

PRUEBA DE EVALUACIÓN 113

Tipo de materiales Características de los materiales Edad Tiempo geológico

Primarios

Secundarios

Terciarios

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¿Cuál es el campo de estudio de los geólogos?

¿Cuáles son las tareas que se realizan en el trabajo de laboratorio en geología?

Indica los pasos necesarios en la preparación de una muestra para su observación al microscopio petrográfico.

Indica en qué consisten y qué tipo de información aportan los siguientes métodos de estudio:

a) Método gravimétrico.

b) Estudio de meteoritos.

a) ¿Qué información proporciona un SIG?

b) ¿Cómo funciona un sistema de alerta temprana?


Si al analizar una mica biotita contenida en un granito observas que contiene un 25 % de 40K y un 75 % de 40Ca,¿qué podrías deducir?

Explica el principio de superposición de los procesos geológicos. ¿Se obtiene una datación absoluta o relativa?

a) ¿Cuál es la diferencia entre un mapa topográfico y un perfil topográfico?

b) ¿Qué tipo de representación obtendrías si sobre un mapa topográfico representas las unidades geológicas que se observan en la superficie terrestre, junto con toda la información posible para identificar los materiales?

a) Explica qué representa la forma en la que las estructuras geológicas se cortan entre sí.

b) ¿Qué tipo de contactos se establecen entre las capas de una serie de estratos paralelos inclinada y sobrela que se ha depositado otra serie no paralela con ella?

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1


EVALUACIÓN


Tiempo geológico Características de los materiales Edad Tipo de materiales

Paleozoico

Mesozoico

Cenozoico

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El paleomagnetismo es la disciplina que se encarga del estudio del campo magnético de la Tierra en el pasado,las escalas de tiempo utilizadas son de millones de años. Indica cuáles son las principales aplicacionesdel paleomagnetismo en geología.

¿Qué métodos geofísicos se utilizan en la prospección del petróleo?

Para poder estudiar una muestra en el microscopio petrográfico es necesario hacer previamente una preparación.El procedimiento a seguir es distinto según que se trate de una muestra de material coherente (roca) o suelto (sueloo arena). Busca información sobre la preparación de una muestra de roca para su observación al microscopiopetrográfico y señala los diferentes pasos a seguir.

¿Cuál puede ser la utilidad de un espectrómetro de masa en el estudio de fósiles en geología? ¿Qué datos se puedenobtener a partir de las muestras de fósiles sometidos a un espectrómetro de masa?

Además de las ondas sísmicas P y S existen las ondas L, ¿cómo se propagan las ondas L?

¿En qué se basa la teledetección? ¿Se considera teledetección la observación de otros planetas o de la Luna?

Completa la siguiente tabla en relación con el Fanerozoico:

a) ¿Es posible aplicar la datación radiométrica en todos los tipos de rocas? Razona la respuesta.

b) ¿Se trata de un método de datación absoluta o relativa? Explica la principal diferencia.

¿Cuál es la equidistancia entre las curvas de nivel de un mapa topográfico si sabemos que aparecen un total de seiscurvas y existe una altitud de 1 520 m y 1 640 m entre las dos curvas más separadas?

¿Cómo se llaman aquellos estratos entre los que no ha habido ninguna interrupción en el proceso de sedimentación?¿Y en el caso contrario?

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ATENCIÓN A LA DIVERSIDAD

AMPLIACIÓN13

Millonesde años

Eón Era Periodo

1,6

65

245

550

FANEROZOICO

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ATENCIÓN A LA DIVERSIDAD

REFUERZO13¿Qué tipo de conocimientos pueden aportar las investigaciones realizadas por los geólogos?

¿En qué campo de la geología trabajan los geofísicos?

Define los siguientes términos:

a) Geófono.

b) Magnetómetro.

a) ¿En qué consiste el método sísmico? ¿Es un método directo o indirecto?

b) Indica qué datos puede aportar el estudio de los meteoritos.

Cuando se produce un terremoto se originan dos tipos de ondas sísmicas que se propagan por el interior de la Tierra;las ondas P y las ondas S. Compáralas en cuanto a velocidad, modo de propagación y tipo de materiales queatraviesan.

¿Cómo funcionan el Sistema de Posicionamiento Global y el sistema de posicionamiento Galileo? ¿Cuál es ladiferencia entre ambos?


El análisis de una roca nos indica que contiene el 75 % del uranio-235 inicial (isótopo inestable) y el 25 % restantese ha transformado en plomo-207 (isótopo estable). ¿Qué edad tiene la roca?

Indica brevemente para qué se utilizan las siguientes representaciones:

a) Mapa topográfico.

b) Perfil topográfico.

c) Mapa geológico.

¿Cuál es la información que proporciona la geocronología absoluta en los mapas topográficos? ¿Y la geocronologíarelativa?

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2

1

Definición de los materiales Intervalo de tiempo Nombre de la era

Materiales poco o nada plegados con fósiles muy parecidosa los actuales.

Materiales muy plegados y metamorfizados, y por contener fósilesde organismos muy antiguos, la mayoría de ellos extinguidos.

Materiales de rocas sedimentarias, plegadas pero no intensamente,y contienen fósiles de organismos parecidos a los actuales.

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ORIENTACIONES PARA UN EXAMEN 113

12

3 44

1

Practica

Estudia la historia geológica de este terrenosiguiendo los pasos propuestos:

a) Identifica cada uno de los procesos geológicosocurridos en él.

b) Haz la datación relativa de los materiales y de los procesos geológicos.

c) Describe la historia geológica del lugar.

1

En la imagen se muestra un corte geológico de un determinado terreno.

a) Identifica cada uno de los procesos geológicos ocurridos en él.

b) Haz la datación relativa de los materiales y de los procesosgeológicos.

c) Describe la historia geológica del lugar.

Interpretación de cortes geológicosEn este caso se pide que partiendo de un corte geológico, en el que se nos muestran los materiales del subsuelo,deduzcas su historia geológica; es decir, el relato ordenado de los procesos geológicos que han sucedido.

Para contestar a esta pregunta sigue el orden de las cuestiones propuestas, primero deberás identificar los procesos, después datarlos, y por último contar la historia.

a) Procesos geológicos: lo primero que debes observar es una falla que interrumpe casi todos los materiales, en concreto el A, B, C y F. Por el sentido del desplazamiento es una falla normal. También puedes ver que uno de los materiales interrumpidos, el F, atraviesa los materiales A, B y C, no es paralelo a ellos, por lo que debes suponer que se trata de una intrusión magmática. Por último, todas las líneas son rectas excepto la base del material D, que es ondulada y de trazo discontinuo, con ello se quiere indicar que existe un contacto discordante entre este material y los que hay por debajo.

b) Datación relativa de los materiales: siempre has de suponer la superposición normal de los estratos, es decir, se depositan horizontalmente y se superponen con el paso del tiempo. Puedes agrupar los de este corte geológico en dos: la serie A, B y C; y la serie D y E. Siguiendo ese orden de depósito en cada serie, el más antiguo siempre abajo (A y D) y el más moderno arriba (C y E). Además, la superposición de los procesos geológicos te indica que la intrusión magmática es posterior a la serie A, B y C. Por el mismo motivo puedes decir que la falla además es posterior a esta serie y a la intrusión, ya que afecta a ambos. También se observa que el contacto discordante afecta a la serie A, B y C, a la falla y a la intrusión, pero no a la serie de estratos D y E, por tanto, es posterior a ellos.

c) Historia geológica: con los datos anteriores reconstruye la historia geológica ordenando los acontecimientos.1. Depósito de los estratos A, B y C por este orden.2. Intrusión magmática que atraviesa la serie de estratos A, B y C.3. Fractura del terreno por una falla normal que afecta a la serie de estratos A, B y C y a la intrusión magmática.

El labio hundido se sitúa a la izquierda de la imagen y el levantado a la derecha.4. Proceso erosivo que iguala la superficie del terreno fracturado rebajando la altura del bloque levantado.5. Depósito de los estratos D y E por este orden.

E

D

C C

B

B

AAA

F

F

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ORIENTACIONES PARA UN EXAMEN 213

Practica

Calcula la edad de una roca cuyas proporciones de rubidio-87 y estroncio-87 son de 1:1, sabiendo que el periodo de semidesintegración es de 47.000 millones de años.

1

Calcula la edad de una roca sabiendo que al analizar su contenido en isótopos radiactivos, en dos laboratorios y con dos métodos distintos, se han obtenido los siguientes datos: a) La proporción entre el potasio-40 y el argón-40 es de 1:7. b) La proporción de uranio-235 y de plomo-207 es de 1:63. Sabemos que los periodos de semidesintegración son 1 300 y 713 millones de años, respectivamente.

Cálculo de una datación radiométricaFíjate bien en los dos únicos datos del problema, las proporciones entre dos parejas de elementosquímicos. Esto significa que la roca en cuestión ha sido sometida a dos análisis de isótopos radiactivos,el K-Ar y el U-Pb.

Además, has de suponer que si son resultados sobre la misma roca, con cualquiera de ellos se puedededucir su edad por separado, y deberías preguntarte el porqué se utilizan dos análisis distintos. La respuesta debe encaminarse hacia la precisión de los datos obtenidos. Es habitual que las muestrasse envíen a laboratorios distintos para garantizar la independencia de los resultados, y así se pretendeasegurar la fiabilidad de los mismos si ambos resultados coinciden.

Debes realizar los cálculos de forma organizada y razonando cada uno de ellos. Te recomendamos que lo hagas para los dos análisis y después redactes una pequeña conclusión como resumen.

a) En el primer análisis se obtiene una proporción de K/Ar de 1:7, es decir, por cada parte de K hay siete de Ar, o lo que es lo mismo 1/8 de K y 7/8 de Ar. Debes recordar lo estudiado en el tema y darte cuenta de que el isótopo inestable (o elemento padre) es el K y el estable (o elemento hijo)es el Ar.

Esto significa que si el elemento padre se ha reducido hasta la octava parte, desde su formación han transcurrido tres periodos de semidesintegración (en un periodo se habría reducido a 1/2, en dos periodos a 1/4 y en tres periodos a 1/8). Por todo esto puedes concluir que la edad de la roca es de 3 900 millones de años (1 300 × 3).

b) En el segundo análisis la proporción de U/Pb es de 1:63, o sea, por cada parte de U hay 63 de Pb,dicho de otra manera 1/64 de U y 63/64 de Pb. En este caso, el isótopo inestable es el uranio, y el estable, el plomo.

Ahora el elemento padre se ha reducido hasta la sesenta y cuatroava parte, desde su formación han pasado seis periodos de semidesintegración (en cuatro periodos se habría reducido a 1/16,en cinco periodos a 1/32 y en seis periodos a 1/64).Ahora el cálculo es 713 × 6 = 4 278 millones de años.

Los dos resultados son distintos, aunque están alrededor delos 4.000 millones de años. Podríamos decir que la edad esaproximadamente la media, es decir, unos 4.140 ± 190millones de años.

Por último, podrías realizar una gráfica en la que se muestrenlas dos curvas de desintegración, en la que se vea cómo una(U-Pb) desciende más rápido, pues tiene un periodo desemidesintegración más corto que la otra (K-Ar). Lo queexplica el porqué al utilizar análisis de distintos isótopos debedar aproximadamente la misma datación.

En la realidad se utiliza una fórmula exponencial y los datos sonmucho más exactos que en el supuesto de este problema.

U-PbK-Ar

100

75

50

25

00 500 1 000 1 500 2 000 2 500 3 000 3 500 4 000 4 500

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RECUERDA Y CONTESTA

1. Las dataciones radiométricas constituyen un método indirectoutilizado por los geólogos para el estudio de la edad de una rocao de un mineral.

2. Las capas terrestres desde el exterior al interior son: corteza, man-to y núcleo. En la corteza se distingue la corteza continental, conpredominio de rocas metamórficas, como gneis y esquistos, ro-cas plutónicas como los grandes macizos de granito y rocas se-dimentarias, y en la corteza oceánica con una capa superficialde sedimentos, debajo de ella una capa de basaltos y, por últi-mo, una capa de gabros. El manto está constituido fundamen-talmente por peridotitas. El núcleo se subdivide en núcleoexterno e interno y está formado principalmente por hierro yníquel, además de elementos más ligeros, como azufre, silicioy oxígeno.

3. Las isocotas son curvas de nivel, utilizadas en los mapas topo-gráficos, que unen puntos de igual altitud. Las isocotas son equi-distantes porque dos líneas contiguas en el mapa topográficosiempre tienen la misma diferencia de altura.

ACTIVIDADES

13.1. Las investigaciones de los geólogos aportan conocimien-to científico sobre la Tierra, prospección de recursos geo-lógicos: minerales y rocas de interés industrial, previsiónde riesgos geológicos y evaluación de las característicasdel terreno para obras públicas.

13.2. Normalmente no todos los investigadores que firman unapublicación realizan el mismo trabajo. Cada investigadorlleva a cabo las tareas propias de su especialidad.

13.3. El Glomar Challenger fue un barco de investigación utiliza-do a finales de la década de 1960, equipado con una to-rre de perforación y laboratorios científicos. Con los resul-tados obtenidos tras la investigación se demostró la teoríade la expansión del fondo marino y la teoría de las placastectónicas. Además se comprobó que las enormes seccio-nes de sedimentos, que se acumulaban capa sobre capaen el fondo marino, eran una auténtica fotografía de cómoel clima de la Tierra había cambiado durante su historia.Los sedimentos del fondo marino y las rocas conteníantambién numerosas pistas importantes sobre la estructu-ra y la evolución de la Tierra. La mayoría de estas pistas nopodían encontrarse en las rocas al aire libre, porque se hu-bieran erosionado. Bajo el suelo marino, sin embargo, seconservaban muy bien.

13.4. El microscopio petrográfico se diferencia del microscopioelectrónico en que es un microscopio óptico que utilizaluz polarizada que permite reconocer los minerales queforman una roca. El miscroscopio electrónico permite ob-servar objetos muy pequeños, ya que tiene un gran poderde resolución.

13.5. El filtro polarizador permite el paso únicamente de lasondas que vibran en planos paralelos a las rendijas y la luzque sale del polarizador es luz polarizada. El filtro anali-zador se utiliza para analizar los efectos que se producenal atravesar la luz polarizada los minerales.

13.6. Los métodos directos de estudio son aquellos que propor-cionan datos contrastables de lo que se está investigan-do. Aportan datos que pueden ser tomados repetidamen-te por personas o laboratorios diferentes para compararlos resultados y limitar los errores de medida o las posibi-

lidades de fraude. En el caso de las rocas lunares y las deMarte no es fácil obtener muestras para comparar los re-sultados.

13.7. Cuando las ondas sísmicas son producidas por un terremo-to de gran magnitud, recorren no solo la parte superficialde la corteza terrestre, sino todo el interior del planeta; pue-den ser registradas en todos los sismógrafos de la Tierra, yaportan información sobre la estructura más profunda.

Estudiando la velocidad a la que se desplazan las ondassísmicas se obtiene información de la composición delos materiales por los que se propaga y del estado físico deesos materiales. Normalmente, una variación brusca dela velocidad de propagación indica que en ese lugarcambia la composición de los materiales terrestres o suestado físico.

13.8. Las capas de un sistema cartográfico son formas de repre-sentar la información de las bases de datos de un sistemade información geográfica (SIG) que ofrecen informacionesdiversas: mapas, fotografías aéreas y de satélite, datos de po-blaciones, de producciones agrícolas, de usos del suelo, etc.Cada una de las capas contiene la información que el usua-rio desee ir superponiendo en una imagen base, puede con-tener los ríos, los cultivos, la toponimia, etc.

13.9. Los primeros homínidos aparecieron hace unos tres millo-nes de años, y la especie Homo sapiens surgió en África hace unos 200 000 años. Tal y como se explica en el texto,si reducimos la historia de la Tierra a un año, un millón deaños se convierte en una hora y 54 minutos, por tanto, tresmillones de años son cinco horas y 42 minutos. Los prime-ros homínidos aparecerían en nuestro calendario a las18 horas y 18 minutos del 31 de diciembre. Utilizando lamisma regla de tres, 200 000 años son la quinta parte deun millón de años y, por tanto, son una hora y 8,4 minu-tos. Homo sapiens apareció en la Tierra el 31 de diciembre,a las 22 horas, 51 minutos y 36 segundos.

13.10. Si la edad de la Tierra, que consideramos 4 500 millonesde años la hacemos equivaler a 100 años, entonces unaedad de 16 años serían 720 millones de años [(4 500 × 106 ×× 16) / 100 = 720 × 106 años].

13.11. El periodo de semidesintegración o vida media del 40K esde 1,25 × 109 años, transformándose en 40Ca, por tanto, siobservamos un contenido del 12,5 % de 40K y 87,5 %de 40K, significa que han transcurrido tres periodos de se-midesintegración completos y que la edad del granito esde 3,75 × 109 (3 × 1,25 × 109) años, es decir, 3 750 millonesde años.

1,25 × 109 años 1,25 × 109 años 1,25 × 109 años

100 % 40K ⎯→ 50 % 40K ⎯→ 25 % 40K ⎯→ 12,5 % 40K50% 40Ca 75 % 40Ca 87,5 % 40Ca

13.12. El circón que encontramos en una arenisca procede dela erosión de una roca granítica, en cuyo interior se formó.La edad que obtenemos cuando lo analizamos radiomé-tricamente es la edad del granito, no la edad de la arenis-ca, que es mucho más reciente.

13.13. El conjunto de estratos (A, B, C, D, E, F) sería más antiguoque el conjunto (G, H, I, J).

13.14. Sí, estaría relacionado con el estrato B.

13.15. a) Se formó antes el conjunto de estratos A-F.

b) La sedimentación de los estratos es posterior a la for-mación de la superficie erosiva.


SOLUCIONARIO13833582 _ 0426-0455.qxd 10/6/08 15:13 Página 446

SOLUCIONARIO13


c) Se formó antes el dique N, por el principio de la super-posición de procesos geológicos.

d) El plegamiento que afecta al conjunto de estratos A-F es anterior.

13.16. Sí, puesto que la serie de estratos A-F se encuentra por de-bajo de la serie G-J y les afectará el basculamiento.

13.17. La capa L la relacionaría con el estrato H, pues presentanel mismo contenido fósil. Y la capa K se relaciona con elestrato G.

13.18. a) El vértice geodésico (triangulito negro) está a una altu-ra de 1 237 m, por lo que la curva de nivel inmediata-

mente por debajo tiene una altitud de 1 220 m. El va-lor de las curvas de nivel desciende de 20 en 20 me-tros hasta llegar a la más baja que se observa en el mapa, cuya altitud es de 1 040 m.

b) La línea A tiene mayor pendiente, ya que discurre poruna zona en la que las curvas de nivel están más apre-tadas. La trayectoria de la línea B corta curvas de ni-vel que están más separadas, por lo que ese trayectotiene una pendiente menor.

c) El agua del arroyo fluye del norte hacia el sur, porqueen el norte de nuestro mapa topográfico se encuen-tra la zona de más altitud.

13.19. La equidistancia entre las curvas de nivel es de 20 m. Pue-de deducirse porque existen dos curvas con altitud de860 m y 820 m entre los que queda otra curva, por tanto,esta tendrá una altitud de 840 m, y la equidistancia es de20 m.

13.20. La altitud de las curvas de nivel que corta el río son 800,780, 760 m y la de las curvas situadas a ambos lados delcaserío son de 780 y 760 m.

13.21. El perfil topográfico desde A hasta B sería:

13.22. El cerro de La Muela tiene mayor pendiente en su vertien-te oeste, puesto que las líneas isocotas se encuentran másjuntas y el desnivel para una misma distancia horizontalserá superior.

13.23. El perfil topográfico desde el caserío hasta la ermita seríael siguiente:

Desde el caserío no se ve la ermita, puesto que esta se encuentra en la cima del cerro y no puede trazarse una visual que una ambos extremos del perfil topográfico.

13.24. La isocota cercana al Yelmo tiene una altitud de 1 220 m,y la siguiente, 1 200 m.

13.25. Las aguas del río discurren hacia el sur.

13.26. En los mapas geológicos, además de la topografía y las estructuras geológicas hay información geocronológicasobre la edad de los materiales y el orden en que ocu-rrieron los procesos geológicos representados. Por eso si

N

A

B

1180

1160

1140

1040 1060 1080

1100

1120

11401160

YELMO 1237

11801200

1220

1:10 000

860 860 840 820 800 780

860

840

820

800

780

Ermita

Pinar

A B

860 860 840 820 800 780

860

840

820

800

780

760

Ermita Caserío

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SOLUCIONARIO13consultamos el mapa geológico podríamos saber a que ti-po de materiales corresponde la zona «otras unidades».

13.27. El pliegue que se observa es un anticlinal. Se puede dedu-cir observando las uves que dibujan los contactos de lasunidades al cruzar el arroyo.

13.28. Si la cuadrícula del mapa tiene 4 cm de lado y según la es-cala 1 cm del mapa equivalen en la realidad a 25 000 cm,entonces en la realidad la cuadrícula tendría de lado100 000 cm, es decir, 1 000 m. Una cuadrícula de 1 000 mde lado, posee un área de 1 000 000 m2.

13.29. Si la escala es 1: 10 000, entonces el cateto de 10 cm enel mapa mide 100 000 cm en la realidad, es decir 1 000 m,y el cateto de 15 cm en el mapa mide en la realidad150 000 cm, es decir 1 500 m.

Por tanto, la finca con forma de triángulo rectángulo, tie-ne uno de los lados (cateto) de 1 000 m y el otro lado (cateto) de 1 500 m. Como el área de un triángulo es: base × altura / 2, entonces el área de nuestra finca enla realidad sería 1 000 m × 1 500 m / 2 = 750 000 m2.

LABORATORIO

13.30. Si una vez transcurrido cada periodo de semidesintegra-ción, el número de bolas se reduce a la mitad respecto alo que había al principio del periodo, entonces:

1 220 000 bolas rojas ⎯→ 10 000 bolas rojas ⎯→

3 4⎯→ 5 000 bolas rojas ⎯→ 2 500 bolas rojas ⎯→

5 6⎯→ 1 250 bolas rojas ⎯→ 625 bolas rojas ⎯→⎯→ 312,5 bolas rojas

Se puede considerar que después del sexto periodo de se-midesintegración tendremos 312 bolas rojas y 19 688 bo-las blancas.

13.31.

Sí, con la gráfica se puede saber la edad de la muestra cuan-do el tiempo está entre medias de los puntos de referen-cia. La edad si hubiera 120 bolas rojas sería de unos 90 se-gundos.

13.32. Si llega una bandeja con 37 bolas rojas y 263 bolas blancas,entonces al principio había 300 bolas rojas, puesto que entodo momento el número total de bolas permanece cons-tante, ya que las rojas se van transformando en blancas.La bandeja que nos ha llegado con 37 bolas rojas y 263blancas tiene una edad de 7, 5 min, es decir, han pasado7,5 min desde que se comenzó a cronometrar. En elsiguiente esquema se representa el proceso:

2,5 min 2,5 min300 bolas rojas ⎯⎯⎯→ 150 bolas rojas ⎯⎯⎯→

150 bolas blancas

2,5 min75 bolas rojas ⎯⎯⎯→ 37 bolas rojas*225 bolas blancas 150 bolas blancas

* Nota: aunque la mitad de 75 es 37,5, como el número debolas debe ser un número entero, se considera que si hay37 bolas rojas ya han transcurrido los tres primeros perio-dos de desintegración.

13.33. Si en una bandeja hay 48 828 125 bolas rojas y ha trans-currido once veces el periodo de semidesintegración, en-tonces con ayuda de la calculadora bastaría con multipli-car esta cantidad de bolas por dos y el resultado obtenidolo volvemos a multiplicar por dos, esto se realiza un totalde 11 veces y se obtiene que el número inicial de bolas ro-jas era de 1011. A continuación se muestra la comproba-ción:

1 2 3 4

1011 ⎯→ 5 × 1010 ⎯→ 2,5 × 1010 ⎯→ 1,25 × 1010 ⎯→

4 5 6 7

⎯→ 6,25 × 109 ⎯→ 3,125 × 109 ⎯→ 1,5625 × 109 ⎯→

7 8 9

⎯→ 7,8125 × 108 ⎯→ 3,90625 × 108 ⎯→

9 10 11

⎯→ 195 312 500 ⎯→ 97 656 250 ⎯→ 48 828 125

ACTIVIDADES DE REPASO

13.34. Los geoquímicos realizan análisis químicos de las mues-tras para identificar los minerales que las componen, y loselementos químicos y los isótopos que contienen. En ellaboratorio utilizan métodos de estudio directos, realizanpreparaciones de muestras y posteriormente las observanal microscopio electrónico o petrográfico. También pue-den utilizar el espectrógrafo de masas, que permite detec-tar la presencia de ciertos elementos o de isótopos, pre-sentes en cantidades muy pequeñas y el difractómetro derayos X que sirve para determinar la estructura cristalinade un mineral.

Con los resultados obtenidos por los geoquímicos es po-sible estudiar la superficie de la Tierra, pero se aplican tam-bién en algunos casos al estudio del interior terrestre, porejemplo, cuando se analiza la composición de las rocasque salen por los volcanes, la estructura y la composiciónde los primeros kilómetros de espesor de la corteza, o in-cluso de rocas de origen aún más profundo, que han sidollevadas a la superficie debido al movimiento y a la colisiónde los continentes.

13.35. El trabajo de campo consiste básicamente en la obten-ción de datos y de muestras directamente en el medio, eneste caso en la sierra de Atapuerca. En el laboratorio seanalizan las muestras obtenidas o las informaciones que sehan recogido directamente del medio. Y el trabajo de ga-binete consiste principalmente en estudiar y ordenar lasanotaciones realizadas en el campo y en el laboratorio, con-sultar la bibliografía existente sobre el tema de estudio, ela-borar informes y, por último, obtener las conclusiones y lapublicación de los resultados.

13.36. El gravímetro mide pequeñísimas variaciones en el cam-po gravitatorio, detectando la presencia de materiales es-pecialmente densos o anormalmente poco densos en elsubsuelo.

200

150

100

50

0

0 2,5 5 7,5 10 12,5 15

N.º

de b

olas

roja

s

Tiempo (min)

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SOLUCIONARIO13La corteza continental es menos densa que la oceánica de-bido al tipo de materiales que la integran, por tanto, seespera que en la corteza continental haya una anomalíagravimétrica negativa y en la corteza oceánica una ano-malía gravimétrica positiva.

13.37. Los geólogos de la fotografía están obteniendo informa-ción sobre la lava de un volcán y por tanto sobre el inte-rior de la Tierra y el método utilizado es directo.

13.38. El estudio de los meteoritos procedentes del cinturón deasteroides entre Marte y Júpiter, nos proporciona informa-ción directa sobre cómo es el cinturón de asteroides al ana-lizar la composición de los meteoritos, pero también cons-tituyen un método indirecto de estudio del interior terrestre,puesto que la mayoría de los meteoritos que llegan se for-maron en la misma época que la Tierra. La composi-ción de los meteoritos nos permite saber cuál es la com-posición media de la Tierra, así podemos deducir quéelementos, que escasean en la corteza terrestre, debenencontrarse en capas más profundas, como el manto oel núcleo.

13.39. El método sísmico es un método de estudio indirecto quepermite detectar las superficies de separación entre ma-teriales de distinta composición o estado, ya que desvían(reflejan o refractan) las ondas sísmicas.

Así, las ondas P que se propagan desde el interior terres-tre cuando se produce un terremoto, se transmiten por só-lidos y líquidos, por lo que cruzan el planeta entero, peroexperimentan una decelaración en su propagación cuan-do pasan de un material sólido a un material líquido. Se hacomprobado que a unos 2 900 km de profundidad ocurreesta disminución de la velocidad de propagación, que esla localización aproximada del núcleo externo. Además,las ondas S, no se propagan por líquidos, únicamente pormateriales sólidos, y en los sismógrafos se observa que a2 900 km de profundidad estas ondas se reflejan.

13.40. La zona de la superficie terrestre en la que no se recibenlas ondas sísmicas se denomina zona de sombra. Estas seproducen por la alteración en la trayectoria de las ondassísmicas al atravesar, por ejemplo, el núcleo externo, debi-do a su composición las ondas se reflejan.

13.41. Es un sistema de información geográfica que proporcio-na datos sobre mapas, fotografías aéreas y de satélite, in-formación de poblaciones, de usos del suelo, etc.

El manejo de las bases del datos de un SIG permite obte-ner distancias entre puntos, rutas óptimas para ir de unlugar a otro, superficies de campos, volúmenes de masasde tierra, pendientes, desniveles, etc.

13.42. El estudio de tendencias se refiere a la evolución de un de-terminado parámetro a lo largo del tiempo. Esto tiene es-pecial interés para observar la evolución en el desarrollode epidemias, en la producción de cultivos, en los volúme-nes de agua contenidos en los embalses, etc.

13.43. El sistema GPS está formado por un conjunto de satélitesartificiales que orbitan la Tierra. Las distancias entre ellosson conocidas, y cada uno emite una señal que puede sercaptada por un receptor. Cuando el receptor capta las se-ñales de tres o más satélites, puede realizar un cálculo ydeterminar su posición exacta sobre la superficie de laTierra (latitud, longitud y altitud sobre el mar). Si el recep-tor incluye una base de datos de un SIG, es decir: mapas

de carreteras, planos de ciudades y pueblos, aplicacionespara calcular distancias y rutas, etc., y además tiene unapantalla donde muestra los mapas y los cálculos, el apara-to es un navegador como el que aparece en la imagen,que nos indica la localización exacta sobre la superficie dela Tierra en cada momento y la ruta exacta para llegar a unpunto deseado.

13.44. Si la muestra tiene 10 000 años y considerando que el pe-riodo de semidesintegración del carbono-14 es de 5 570años, habrá transcurrido un periodo de semidesintegra-ción completo en el que se habrá transformado el 50 % decarbono-14 en nitrógeno-14. En el segundo periodo de semidesintegración hasta los 10 000 años se transfor-ma un 20 % aproximadamente del carbono-14 que que-daba, por tanto, a los 10 000 años en la muestra de made-ra encontramos un 70 % de nitrógeno-14 y un 30 % decarbono-14.

Se trata de un método de estudio indirecto, a partir de unainformación determinada se encuentra la relación con loque queremos averiguar.

13.45. El estrato más moderno es el J, que es el que está encimade todos, y el estrato A es el más antiguo porque estádebajo de todos los demás. Hemos aplicado el principio desuperposición de los estratos.

El dique es anterior a la falla, ya que está cortado por ella.

13.46.

13.47. a) Los extremos de las uves indican aguas arriba del arro-yo, por tanto, el agua corre desde el noroeste hacia elsureste.

b) Se pueden deducir los buzamientos aplicando la «re-gla de uves». Se aprecia que los estratos se repiten de-bido a que forman un sinclinal.

c) Se trata de un pliegue sinclinal.

d) El estrato C es el más moderno, y el estrato A, el másantiguo.

e) El corte geológico es el siguiente:

AmmonitesHuellas de dinosaurio

Helechos

Trilobites

1 2

A B C

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SOLUCIONARIO13ACTIVIDADES DE AMPLIACIÓN

13.48. El HCl sirve para realizar lavados de los componentes deuna muestra. Al tomar muestras utilizando un martillo sedeben utilizar gafas protectoras.

13.49. El sónar es un sistema de detección que utiliza comoprincipio físico la emisión de ondas que se reflejan en unobjeto y son recogidas en forma de ecos. El sónar utilizaondas de sonido, por tanto, es un instrumento de detec-ción muy valioso en los casos en los que las ondas de ra-dio no se transmiten, como ocurre en el interior del agua.

13.50. En el estudio de la estructura molecular de las proteínasy de los ácidos nucleicos se utiliza el difractómetro derayos X, ya que permite ver la resolución atómica de laestructura macromolecular.

En 1962, Crick, Watson y Wilkins compartieron el premioNobel de Fisiología y Medicina por determinar cuál era laforma de la estructura de la molécula de ADN y cómo seunían las parejas de bases.

13.51. Una vez observada la imagen, el alumno realizará uncomentario que debe reflejar el impacto del ser humanosobre los incendios forestales y la importancia de contarcon sistemas de observación como MODIS en la detecciónde los mismos.

13.52. Un foco térmico emite radiación infrarroja. Los sensores in-frarrojos registran energía electromagnética invisible. El ca-lor de los objetos puede medirse por la energía infrarrojaque irradian. Los sensores infrarrojos crean imágenes quemuestran las variaciones de temperatura en una zona.

Una imagen infrarroja es la que un satélite toma en el lla-mado canal o banda infrarroja. Como todos los cuerposestán a una determinada temperatura, emiten radiacióntérmica, aunque el ojo humano, sensible a la luz visible o‘blanca’, no pueda verla. En este canal, el satélite detectaesos focos térmicos y es capaz de generar mapas térmi-cos de las superficies emisoras terrestres que esté explo-rando y posean una temperatura de brillo.

Una imagen visible es aquella que toma un satélite en el lla-mado canal o banda visible. En este canal, el satélite tomauna imagen de la Tierra como una persona la vería si estu-viera dentro del satélite mirando por la ventanilla: se captanlos objetos dependiendo de cómo reflejan la luz solar, esdecir, de su capacidad para reflejar los rayos solares.

13.53. a) Se trataba de un barco de inspección geofísica. Me-diante las perforaciones realizadas se extrajeron y es-tudiaron numerosas muestras del fondo oceánico.

b) El posicionamiento dinámico se refiere al hecho deque el barco mantenía una posición en el puntode sondeo a la vez que realizaba las perforaciones.

El sistema de posicionamiento dinámico permite man-tener el barco en una posición predeterminada, corri-giendo los desplazamientos debido a las corrientes,viento, etc. El sistema se encuentra conectado a unequipo de posición GPS diferencial.

c) Para realizar sondeos de una posición concreta y de-terminada, el barco debe llevar un sistema que le per-mita mantenerse inmóvil para evitar ser arrastrado ymovido por las corrientes, ya que durante el sondeo labroca y la tubería deben de ser extraídas varias vecesy deben volver a insertarse en el pozo. Si el barco se

desplaza puede resultar imposible encontrar de nue-vo la boca del sondeo.

13.54. El orden de los impactos de más antiguo a más modernoes: azul, verde, rojo y amarillo.

El criterio para ordenarlos es que las líneas de fractura deun impacto son detenidas por las fracturas de impactosanteriores; puede verse que las fracturas del impacto azulno se detienen (no son cortadas) por las de ningún otro;las del impacto verde solo se detienen al llegar a las delimpacto azul, lo que permite saber que las líneas azules yaestaban formadas cuando se formaron las líneas verdes. Elmismo criterio permite ver que las líneas rojas se detienenal llegar a las líneas verdes, y que las amarillas se detie-nen al llegar a las líneas rojas.

13.55. Como puede verse, no hay seis capas diferentes, sino solo dos (A y B), que están plegadas formando un plieguetumbado. Los pliegues tumbados y las fallas inversas danlugar a excepciones en la aplicación del principio de su-perposición de los estratos, ya que pueden alterar el ordennormal de estos al apilar materiales antiguos sobre otrosmás modernos, como ocurre en este caso.

13.56. Los fragmentos de ammonites del estrato F han podidoser arrastrados por las gravas y arenas fluviales, por tanto,el contenido del mismo tipo de fósiles en los estratos C yF no tiene por qué significar que los dos estratos esténcorrelacionados. Además, en las terrazas fluviales, al ir ex-cavando el río en su cauce, los sedimentos más antiguosquedan en las terrazas superiores, y los más recientes, enlas zonas más profundas.

ORIENTACIONES PARA UN EXAMEN

13.57. En la imagen F se puede observar hasta donde han lle-gado los daños causados por el huracán Katrina.

13.58. La imagen G muestra 2 incendios, uno en Tenerife y otro enGran Canaria. La teledetección nos indica en qué lugar es-tán ocurriendo los incendios. Es un sistema de vigilancia deincendios lo que permite una intervención rápida y eficaz.


1. Las investigaciones realizadas por los geólogos pueden aportar:

– Conocimiento científico sobre la Tierra.

– Prospección de recursos geológicos: minerales y rocasde interés industrial, petróleo, carbón, gas natural, etc.

– Previsión de riesgos geológicos, detectando qué zonaspueden estar expuestas a terremotos, erupciones vol-cánicas, hundimientos, etc.

– Evaluación de las características del terreno para la eje-cución de obras públicas, como autovías, embalses, edi-ficaciones, etc.

2. En el trabajo de gabinete en geología se estudian y ordenanlas anotaciones realizada en el campo, se clasifican los fósiles,se observan las fotografías aéreas o de satélite de la zona es-tudiada, se consulta la bibliografía, se elaboran o estudian ma-pas geológicos de la zona, etc. Tras esto, viene la elaboraciónde las conclusiones y la publicación de los resultados.

3. El microscopio petrográfico es un microscopio óptico normalal que se le han añadido dos filtros polarizadores. El filtro po-

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SOLUCIONARIO13larizador permite el paso únicamente de las ondas que vibranen planos paralelos a las rendijas y la luz que sale del polariza-dor es luz polarizada. El filtro analizador se utiliza para analizarlos efectos que se producen al atravesar la luz polarizada losminerales.

4. a) Método sísmico: consiste en analizar los ecos debidos alrebote de ondas sonoras producidas por una pequeña ex-plosión provocada en la superficie; estos ecos permitenconstruir una imagen tridimensional del interior, localizan-do la profundidad a la que se encuentran las capas quelos han producido.

Cuando las ondas son provocadas por un terremoto degran magnitud, recorren no solo la parte superficial de lacorteza terrestre, sino todo el interior del planeta; puedenser registradas en todos los sismógrafos de la Tierra, y apor-tan información sobre la estructura más profunda.

b) Dataciones radiométricas: se utilizan para conocer laedad de una muestra de roca. Algunos minerales poseencierta proporción de átomos radiactivos; por ejemplo, elcircón contiene algunos átomos de uranio, que son in-estables y se transforman en plomo. Como esta transfor-mación se produce a un ritmo constante, podemos saberla edad de ese mineral averiguando la proporción de áto-mos de uranio que quedan y los que ya se han transfor-mado en plomo.

5. a) La información de las bases de datos de un SIG se presen-ta en capas. Sobre una imagen de base, que puede ser unmapa o una fotografía aérea o de satélite, que es posibleampliar o reducir para representarla a la escala deseada,el usuario irá superponiendo la información que necesite:los ríos, las carreteras, las poblaciones, la toponimia, loscultivos, etc.

b) Algunas de las aplicaciones de la teledetección son: pre-dicción meteorológica, evaluación de la humedad del sue-lo, comprobación de las superficies destinadas a ciertoscultivos, vigilancia de incendios, comprobación del nivelde los embalses o medición de la temperatura de la at-mósfera a diferentes altitudes.

6.

7. Se podría deducir que han transcurrido cuatro periodosde semidesintegración completos. Por el siguiente razona-miento:

100 % 40K ⎯→ 50 % 40K ⎯→ 25 % 40K ⎯→50 % 40Ca 75 % 40Ca

⎯→ 12,5 % 40K ⎯→ 6,25 % 40K87,5 % 40Ca 93,75 % 40Ca

8. Según el principio de superposición de los estratos, las rocassedimentarias se disponen en estratos o capas, que se van su-perponiendo unos sobre otros de forma que los que están en-cima son más modernos que los que quedan debajo.

Se trata de una datación relativa porque se pueden compa-rar los estratos en cuanto a su edad pero no determinar la edadexacta de cada uno de ellos únicamente por este principio.

9. a) Los mapas topográficos son una forma de representar, so-bre un plano, el relieve y los elementos de la superficieterrestre y los mapas geológicos son el resultado de repre-sentar, sobre un mapa topográfico, las unidades geológi-cas que se observan en la superficie terrestre, junto contoda la información posible para identificar los materiales.

b) Se necesitaría un corte geológico.

10. a) Se puede obtener la información sobre la edad de los ma-teriales que contienen el fósil, normalmente se expresa enmillones de años y se estaría aplicando la geocronologíaabsoluta.

b) Se establecen contactos concordantes.


1. Los geólogos son los científicos que estudian la composi-ción, la estructura y la dinámica de la geosfera.

2. El trabajo de laboratorio en geología consiste, principalmen-te, en analizar las muestras recogidas en el campo. Para ellose utilizan diferentes métodos:

– Observación de las muestras con el microscopio, para re-conocer minerales o microfósiles o para observar la es-tructura microscópica de las rocas.

– Análisis químicos de las muestras, para identificar los mi-nerales que las componen, y los elementos químicos ylos isótopos que contienen.

– Otros análisis, por ejemplo, el paleomagnetismo de lasmuestras, es decir: averiguar la dirección en que queda-ron orientados los minerales magnéticos en el momen-to en que se formó la roca.

3. Para observar una roca por transparencia al microscopio pe-trográfico es necesario preparar una lámina delgada de lamuestra. Deben realizarse los siguientes pasos en la prepa-ración:

– La muestra de roca se corta con una sierra de diamante,obteniéndose una cara plana de unos 2 × 4 cm, aproxi-madamente.

– La superficie se pule con una pulidora. Después se pe-ga sobre un portaobjetos.

– Se corta una lámina de roca lo más fina posible.

– Por último, se pule la lámina, primero con un abrasivogrueso y luego con abrasivos cada vez más finos, hastaque adquiere un grosor de 30 micras.

Tipo demateriales

Característicasde los materiales

EdadTiempo

geológico

Primarios Muy plegadosy metamorfizados,con fósilesde organismos muyantiguos, la mayoríade ellos extinguidos.

540-250millonesde años

Paleozoico

Secundarios Rocas sedimentarias,también plegadaspero no tanintensamente,y con fósilesde organismosmás parecidosa los actuales.


Mesozoico

Terciarios Poco o nadaplegadosy con fósilesde organismosmuy parecidosa los actuales.

65 millonesde años-actualidad

Cenozoico

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SOLUCIONARIO134. a) Método gravimétrico: detecta las pequeñas variaciones del

campo gravitatorio debidas a la distribución de las masas ro-cosas en el interior terrestre. Las rocas ligeras, como el grani-to, producen una anomalía gravimétrica negativa (un valormenor que el teórico), mientras que las rocas densas, comoel basalto, provocan el efecto contrario: una anomalía gra-vimétrica positiva; lo mismo ocurre con los yacimientos me-tálicos, formados por minerales de densidad elevada. Cons-tituye un método indirecto de estudio del interior terrestre.

b) Estudio de meteoritos: la mayoría de los meteoritos quellegan se formaron en la misma época que la Tierra. Susmateriales nos permiten saber cuál es la composición me-dia de la Tierra, así podemos deducir qué elementos, queescasean en la corteza terrestre, deben encontrarse en ca-pas más profundas, como el manto o el núcleo. Represen-tan también valiosos testigos de los primeros momen-tos de existencia del Sistema Solar, y se pueden utilizarpara datar la edad de nuestro sistema planetario. Son unmétodo de estudio del interior terrestre indirecto.

5. a) Estos sistemas ofrecen informaciones diversas: mapas, foto-grafías aéreas y de satélite, datos de poblaciones, de produc-ciones agrícolas, de usos del suelo, etc. En muchos casos, laaplicación para el manejo de las bases de datos del SIG per-mite, además, realizar diferentes cálculos, como distanciasentre puntos, rutas óptimas para ir de un lugar a otro, super-ficies de campos, volúmenes de masas de tierra, pendientes,desniveles, etc., así como observar tendencias, es decir, la evo-lución de un determinado parámetro a lo largo del tiempo.

b) Un sistema de alerta temprana es cualquier dispositivo ca-paz de detectar una anomalía indicativa de que un riesgoestá materializándose en forma de catástrofe. Los sistemasde alerta temprana constan de redes de detectores (bo-yas en el océano, sismógrafos, estaciones meteorológicas,estaciones de medición del caudal de los ríos, etc.), queemiten señales a intervalos regulares de tiempo. Cuan-do detectan una anomalía envían una señal de alarma quees recogida por un satélite de comunicaciones y envia-da a los laboratorios correspondientes, donde se recibe yanaliza la señal, tomándose las medidas oportunas.

6.

7. Se podría deducir que han transcurrido dos períodos de se-midesintegración completos en la roca. El razonamiento sería el siguiente:

100 % 40K ⎯→ 50 % 40K ⎯→ 25 % 40K

50 % 40Ca 75 % 40Ca

8. Según el principio de la superposición de procesos, cada pro-ceso geológico, como un plegamiento o una fractura de lasrocas, la intrusión de una masa de roca fundida o la erosiónde rocas superficiales, es más moderno que los materiales alos que afecta, y es anterior a los materiales que lo recubreno que le afectan.

Con la aplicación de este principio se puede obtener una da-tación relativa, puesto que deducimos cómo son los materia-les de antiguos, unos respecto a otros, pero únicamente conla aplicación del principio no sabemos la edad de cada unode los materiales.

9. a) Los mapas topográficos son una forma de representar, so-bre un plano, el relieve y los elementos de la superficieterrestre. En ellos, las distancias y los tamaños están redu-cidos en una misma proporción, esta reducción se deno-mina escala.

Un perfil topográfico es la línea que obtendríamos al cor-tar el terreno con una superficie vertical. Este perfil se ob-tiene a partir del mapa topográfico.

b) Se obtiene un mapa geológico.

10. a) Es la información sobre el orden en que ocurrieron los pro-cesos geológicos representados en el mapa, de modo quelos procesos más modernos afectan, recubren o cortan alos más antiguos. Se denomina geocronología relativa.

b) Se establece un contacto discordante.

AMPLIACIÓN

1. El paloeomagnetismo se usa como herramienta de data-ción de series estratigráficas para poder correlacionar co-lumnas estratigráficas de lugares muy alejados y distintosambientes, y también se usa para la reconstrucción de laderiva continental.

2. En la prospección de petróleo se utilizan en la actualidad mé-todos sísmicos, gravimétricos, magnetométricos y eléctricos.

3. La preparación de una muestra de roca para su observaciónal microscopio petrográfico debe seguir las siguientes etapas:

– Corte: el trozo de roca ha de ser cortado con una sierrade borde de diamante para obtener una superficie pla-na con el tamaño de la preparación microscópica que sequiera obtener.

– Pulido: una vez obtenida una superficie plana, esta se pu-limenta para eliminar las huellas del corte y obtener unplano lo más suave posible.

– Pegado: la superficie pulida se pega sobre un portaobje-tos de vidrio con un agente cementante incoloro e isó-tropo (bálsamo de Canadá, Eukit, resinas de poliéster, etc.).

– Corte final: una vez pegado el trozo de roca al portaobje-tos, se corta para obtener una sección lo más fina posible.

– Desgaste: la muestra se desgasta hasta que alcance unespesor de unas 30 micras.

– Cubrir: finalmente, la muestra se recubre con un cubre-objetos pegándolo con un cemento similar al usado parapegar la roca al portaobjetos.

Tiempogeológico

Característicasde los materiales

EdadTipo de

materiales

Paleozoico Muy plegadosy metamorfizados,con fósiles deorganismos muyantiguos, la mayoríade ellos extinguidos.


Primarios

Mesozoico Rocas sedimentarias,también plegadaspero no tanintensamente,y con fósilesde organismosmás parecidosa los actuales.

250-65millonesde años,

Secundarios

Cenozoico Poco o nadaplegados y confósiles de organismosmuy parecidosa los actuales.

65 millonesde años-actualidad

Terciarios

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SOLUCIONARIO134. El espectrómetro de masa es un instrumento que permite

analizar con gran precisión el contenido isotópico de dife-rentes elementos en un mismo compuesto.

Muchos seres vivos del pasado recogieron en la composi-ción química e isotópica de sus esqueletos las característi-cas de su ambiente, como la cantidad de oxígeno de la at-mósfera o la temperatura de la Tierra. Actualmente, lasmediciones de isótopos en fósiles tienen muchas aplicacio-nes, por ejemplo, las proporciones de los isótopos 16O y 18Ode una muestra de carbonato de calcio de un fósil marinopermite saber con bastante exactitud la temperatura delagua en la que vivió el organismo.

5. Las ondas L se propagan solo por la superficie una vez quellegan las ondas S, por lo que también se les llama ondassuperficiales. Por tanto, no aportan información sobre laestructura del interior terrestre.

6. La teledetección también se conoce como percepción remo-ta. Es la técnica que permite obtener información sobre unobjeto, superficie o fenómeno a través del análisis de los da-tos adquiridos por un instrumento que no está en contactocon él. Se basa en que cada objeto, área o fenómeno emiteun espectro electromagnético específico, en función de supropia naturaleza y de las radiaciones que recibe. La reflectan-cia de ese espectro electromagnético se denomina firmaespectral, y es la que hace distinguible a ese objeto, superfi-cie o fenómeno de los demás.

Por lo general, los datos son recogidos a través de sensoresinstalados en plataformas aerotransportadas o en satélitesartificiales, los cuales captan la radiancia emitida o reflejada,obteniéndose una imagen.

La observación del universo y de la superficie de los plane-tas o de la Luna utilizando telescopios o radiotelescopios se puede considerar también una forma de teledetección, pero normalmente se reserva este término para el análisisde imágenes de la superficie terrestre.

7.

8. a) La datación radiométrica no puede aplicarse en rocas se-dimentarias, sino solo en metamórficas y magmáticas. Losisótopos medidos en una roca sedimentaria realmen-te muestran la edad de la roca de la que procede ese elemento químico, no de la roca sedimentaria en la quese encuentra actualmente.

b) Se trata de un método de datación absoluta, puesto quese determina la edad concreta de la roca de un resto o de

una roca, normalmente en millones de años. Sin embar-go, la datación relativa nos proporciona el orden de an-tigüedad de los materiales o de los procesos geológicosque han actuado sobre ellos. Es decir, ordena cronológi-camente dos o más materiales o sucesos geológicos, ave-riguando cuál es más antiguo y cuál más moderno.

9. Las curvas de nivel o isocotas de un mapa topográfico re-presentan altitudes correlativas y equidistantes, por tanto, sise muestran un total de seis isocotas, representando la prime-ra una altitud de 1 500 m y la más alejada una altitud de 1 650m significa que la equidistancia es de 25 m (1 640 – 1 520 =120, 120/6 = 25).

10. Son estratos concordantes aquellos entre los que no ha habi-do interrupción en el proceso de sedimentación. Y son estra-tos discordantes los que representan una interrupción en lasedimentación durante la cual tiene lugar un movimiento quedeforma los materiales depositados, los estratos que se origi-nen posteriormente formarán un cierto ángulo con la seriedeformada.

REFUERZO

1. Los geólogos son los científicos que estudian la composi-ción, la estructura y la dinámica de la geosfera. Sus investi-gaciones pueden aportar:

– Conocimiento científico sobre la Tierra.

– Prospección de recursos geológicos: minerales y rocasde interés industrial, petróleo, carbón, gas natural, etc.

– Previsión de riesgos geológicos, detectando qué zonaspueden estar expuestas a terremotos, erupciones vol-cánicas, hundimientos, etc.

– Evaluación de las características del terreno para la eje-cución de obras públicas, como autovías, embalses, edi-ficaciones, etc.

2. Los geofísicos estudian las deformaciones de los materiales einterpretan las anomalías magnéticas y gravimétricas.

3. a) Geófono: micrófono que capta los ecos de ondas sono-ras producidas por pequeñas explosiones, se utiliza paraaveriguar la estructura de las rocas del subsuelo.

b) Magnetómetro: instrumento que permite medir la inten-sidad y la dirección del magnetismo que produjo la orien-tación de ciertos minerales férricos de algunas rocas.

4. a) El método sísmico consiste en analizar los ecos debidosal rebote de ondas sonoras producidas por una peque-ña explosión provocada en la superficie; estos ecos per-miten construir una imagen tridimensional del interior,localizando la profundidad a la que se encuentran las ca-pas que los han producido.

Cuando las ondas son provocadas por un terremoto degran magnitud, recorren no solo la parte superficial de lacorteza terrestre, sino todo el interior del planeta; puedenser registradas en todos los sismógrafos de la Tierra y apor-tan información sobre la estructura más profunda.

Se trata de un método indirecto de estudio del interiorterrestre.

b) La mayoría de los meteoritos que llegan se formaron enla misma época que la Tierra. Su composición nos per-mite saber cuál es la composición media de la Tierra, asípodemos deducir qué elementos, que escasean en la cor-

Millonesde años

Eón Era Periodo

1,6

65

245

550

FANEROZOICO

CenozoicoCuaternario

Terciario

Mesozoico

Cretácico

Jurásico

Triásico

Paleozoico

Pérmico

Carbonífero

Devónico

Silúrico

Ordovícico

Cámbrico

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SOLUCIONARIO13teza terrestre, deben encontrarse en capas más profun-das, como el manto o el núcleo. Son también valiosos tes-tigos de los primeros momentos de existencia del Siste-ma Solar, y se pueden utilizar para datar la edad de nuestrosistema planetario.

5. Las ondas P se propagan a gran velocidad, por lo que son lasprimeras en ser registradas por los sismógrafos, las ondas Sson más lentas que las ondas P y se reciben más tarde en lossismógrafos.

Las ondas P son longitudinales, es decir, la onda se propaga enla misma dirección que se mueven las partículas, se transmi-ten por sólidos y por líquidos, por lo que cruzan el planeta entero. Sin embargo, las ondas S son transversales, la onda sepropaga perpendicularmente al movimiento de las partículas,se propagan por los sólidos, pero no en los líquidos.

6. El sistema GPS (Sistema de Posicionamiento Global) está for-mado por un conjunto de satélites artificiales que orbitan laTierra. Las distancias entre ellos son conocidas, y cada unoemite una señal que puede ser captada por un receptor. Cuan-do el receptor capta las señales de tres o más satélites, pue-de realizar un cálculo y determinar su posición exacta sobrela superficie de la Tierra (latitud, longitud y altitud sobre elmar).

El sistema de posicionamiento Galileo es un sistema similaral GPS, formado por treinta satélites puestos en órbita porla Agencia Espacial Europea (ESA), que proporciona una pre-cisión de pocos centímetros, y que permite el aterrizaje deaviones o el atraque de barcos en condiciones de visibili-dad nula.

7.

8. Habrá transcurrido la mitad de la vida media de este isóto-po, por tanto; la edad de la roca será de 7 × 108 años/2 = 3,5 ×× 108 años; es decir, 350 millones de años.

9. a) Mapa topográfico: es una forma de representar, sobreun plano, el relieve y los elementos de la superficie terres-tre. Para representar el relieve se utilizan curvas de nivel,llamadas también isocotas, que unen puntos de igualaltitud. Además de las curvas de nivel, suelen incluirse otrasvariables geográficas, como la vegetación, los suelos, lared hidrográfica, las localidades, etc., todas ellas con su co-rrespondiente color y símbolo.

b) Perfil topográfico: es la representación de un corte delrelieve del terreno que se obtiene cortando transversal-mente las líneas de un mapa topográfico que muestre cur-vas de nivel.

c) Mapa geológico: es el resultado de representar, sobre unmapa topográfico, las unidades geológicas que se obser-van en la superficie terrestre, junto con toda la informa-ción posible para identificar los materiales. En un mapageológico se dibujan las líneas de contactos entre las uni-dades geológicas. Se representan además, mediante di-versos símbolos, las fallas, los diques, los pliegues, el bu-zamiento de los estratos, etc.

10. La geocronología absoluta es la información sobre la edad delos materiales, que normalmente se expresa en millones de años.Viene señalada por colores, cada uno de los cuales represen-ta un periodo geológico, o bien con la indicación del conte-nido fósil de la unidad, mediante el cual podemos en muchoscasos saber en qué periodo geológico se formó.

La geocronología relativa es la información sobre el orden enque ocurrieron los procesos geológicos representados en elmapa. Viene representada por la forma en que las estructurasgeológicas se cortan entre sí; de modo que los procesos másmodernos afectan, recubren o cortan a los más antiguos.

Definiciónde los materiales

Intervalode tiempo

Nombrede la era

Materiales poco o nadaplegados, y con fósiles muyparecidos a los actuales.

Desde 65millonesde añosa la actualidad.

Cenozoico

Materiales muy plegadosy metamorfizados,y con fósiles de organismosmuy antiguos, la mayoría de ellos extinguidos.

Desde 540a 250 millonesde años.

Paleozoico

Materiales de rocassedimentarias, plegadaspero no intensamente,y con fósiles de organismosparecidos a los actuales.

Desde 250a 65 millonesde años.

Mesozoico

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