Presentacin de PowerPoint

CARRERA DE GEOLOGAGEOLOGA AMBIENTAL Y RIESGOSINTEGRANTES:ING. GALO ALBNCAPTULO 2 MATERIALES Y PROCESOS DE LA TIERRACiclo geolgico

Ciclo Tectnico

Procesos geolgicos a gran escala que deforman la corteza de la tierra, produciendo formas de relieve. Los procesos tectnicos son impulsados por fuerzas profundas dentro de la tierra.

AstenosferaLitosfera100 km250 km2La litosfera se divide en placas litosfricas que se mueven una respecto a la otra.

Los procesos asociados con el origen, movimiento y destruccin de estas placas se conocen colectivamente como la tectnica de placas.

Las tasas de movimiento varan desde 2 a 15cm / ao.

Los lmites entre placas litosfricas son zonas geolgicamente activas, donde se producen la mayora de los terremotos y la actividad volcnica.

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Como las rocas se calientan en lo profundo de la tierra, se vuelven menos densas y se elevan hacia la superficie. A medida que las rocas se mueven lateralmente se enfran, llegando a ser lo suficientemente densa como para hundirse en las zonas de subduccin. Tipos de lmites de placasLimite DivergenteLimite ConvergenteLimite Transformante-Cuando se est produciendo nueva litosfera y las placas se estn alejando unas de otras (dorsales ocenicas).-Los lmites convergentes ocurren cuando las placas chocan.-Ocurren cuando se producen los segmentos de desplazamiento de dos placas, que se deslizan una sobre otra.4

En algunos lugares, tres placas se unen, y estas reas se conocen como uniones triples. 5

PANGEA Y LOS ACTUALES CONTINENTES6EL CICLO TECTNICO Y GEOLOGA AMBIENTAL Ciclo TectnicoVida del planetaTectnica de placasMovimiento de los continentes, cuencas ocenicasZonas de recursos, zonas volcnicas y terremotosEl movimiento de las placasModifica patrones de flujo en los ocanosInfluyen en el clima, y precipitaciones Afectando a la productividad de la tierra y su atractivo como lugar para vivir

7Ciclo DE LAS ROCAS

Es un proceso mundial de reciclaje de rocas, impulsada por el calor interno de la tierra, que funde las rocas subducidas en el ciclo tectnico8EL CICLO DE LAS ROCAS Y EL CICLO TECTNICO. El ciclo tectnico ofrece varios ambientes para la formacin de rocas, con procesos especficos que ocurren en cada tipo de lmite de placa.

Los procesos tectnicos que impulsan y mantienen el ciclo de las rocas son esenciales para determinar las propiedades de las rocas resultantes.

9EL CICLO DE LAS ROCAS Y RECURSOS MINERALESEl ciclo de las rocas es responsable de la concentracin, as como de la dispersin de materiales.Si no fuera por las rocas gneas, sedimentarias y metamrficas, procesos que concentran los minerales, sera difcil de extraer estos recursos. Se toman los recursos que se han concentrado por un proceso de ciclo de las rocas, se transforman a travs actividades industriales, y luego se los devuelve al ciclo, en el que se dispersan por otros procesos de la tierra.10Ciclo BIOGEOQUMICO

Se encuentra ntimamente relacionado con la tectnica, las rocas y los ciclos hidrolgicos.Un ciclo biogeoqumico es la transferencia de un elemento o elementos a travs de la atmsfera, litosfera, hidrosfera y biosfera. Los ciclos de la roca e hidrolgicos estn implicados en muchos procesos de transferencia y almacenamiento de los elementos qumicos en el agua, el suelo y roca.CICLO DEL CARBONOEl Carbono es el componente bsico de la vida porque se combina fcilmente con otros tomos de carbono, con el oxgeno y el hidrgeno para formar compuestos biolgicos. Compuestos:CO2Atmsfera, sueloDisuelto en aguaH2CO3Erosin11

Casi todo el carbono en la tierra se almacena en sedimentos marinos y rocas sedimentarias.

Sin embargo a medida que la concentracin de dixido de carbono en la atmsfera aumenta debido a los cambios naturales o la quema de combustibles fsiles, el clima global tambin cambia12ROCASEs un agregado de uno o ms minerales.Investigaciones geolgicas tradicionalesRoca: materiales de la tierra que no se pueden quitar sin voladuras.Suelo: materiales de la tierra que pueden ser excavados con equipo normal de movimiento de tierra.Geologa aplicadaEjemplo:Una arenisca muy friable puede ser considerada un suelo, mientras que una arcilla bien compactada puede ser llamada una roca. 13LA FUERZA DE LAS ROCASVaran con su composicin, textura, y ubicacin.

Puede ser muy diferente segn el entorno.

La fuerza de un material de la tierra se describe generalmente como la compresin, cizalladura o esfuerzo de traccin necesaria para romper una muestra de ello.

Las rocas no son homogneas ni isotrpicas. Ambas condiciones deben existir antes de que se pueda asignar fuerzas completamente fiables a cualquier material.

Se asigna un factor de seguridad (SF) para asegurarse de que una roca es ms probable que produzca los resultados esperados.

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Los sistemas de fracturas en las rocas afectan a la resistencia de las mismas.

Pueden variar desde pequeas fracturas a enormes zonas de fallas (San Andrs)

Los problemas y peligros asociados con las fracturas no se limitan a sistemas de fallas activas.15TIPOS DE ROCASSe clasifican segn su mineraloga y textura, adems se toma en cuenta la estructura, para determinar la utilidad de la roca.

ROCAS GNEASHan cristalizado a partir del magma.

-gneas Intrusivas

-gneas Extrusivas16

ESFUERZO Y TENSINEl esfuerzo es la fuerza por unidad de rea que existe en un plano especificado dentro de las rocas u otros materiales de la tierra.

El esfuerzo no puede ser medido directamente, pero puede inferirse.

La tensin es la deformacin inducida por un esfuerzo. Cada tipo de esfuerzo produce un tipo correspondiente de tensin

Deformacin elstica: los materiales retornan a su forma original luego de haber quitado la tensin.

Deformacin plstica: tensin permanente, el material no vuelve a su forma original despus de que se elimina la tensin.

Materiales frgiles: se rompen antes de que ocurra un poco de deformacin plstica.

Materiales dctiles: mientras que los que se rompen despus de una considerable deformacin plstica son dctiles.18MINERALESSon de origen natural, sustancias cristalinas slidas con propiedades fsicas y qumicas

CuarzoFeldespatoArcillaBiotita

BiotitaCalcitaPiritaCobre nativo19SILICATOS 75% en pesoOSiAl, Fe, Ca, Na, K, MgMinerales: 95% CuarzoSiO2Alta dureza, fractura concoideaFeldespatoAluminosilicatosSe alteran qumicamente formando arcillasFerromagnesianosSi + O + Fe, MgRocas dbiles20XIDOS, CARBONATOS, SULFUROS Y ELEMENTOS NATIVOS HierroHematita (Fe2O3), magnetita (Fe3O4)AluminioxidosBauxita (Al2O3)Calcita (carbonato de calcio, CaCO3)CarbonatosDesgaste por agua produce cavernasSulfurosPirita (sulfuro de hierro, FeS2)Se oxidan en presencia de agua formando cido sulfrico, que puede contaminar el medio ambienteElementos NativosAu, Ag, CuOcurren en pequeas acumulaciones21SE FORMANSEDIMENTOSTRANSPORTADOSDEPOSITADOSComprenden aproximadamente el 75% de todas las rocas expuestas en la superficie de la tierra.LITIFICADOSCOMPRESINCEMENTO NATURALROCAS SEDIMENTARIA

TIPOSR. S DETRTICASR. S QUMICASForman a partir de clastos de rocas.Procesos bioqumicos o qumicos forman materiales slidos a partir de sustancias disueltas en el agua.

El Gran Can del Ro Colorado expone una seccin espectacular de rocas sedimentarias. Observando hacia el borde del sur en la puesta del sol se distingue la unidad sedimentaria superior Caliza Kaibab debajo de la cual hay una serie de areniscas, pizarras, y el famoso muro rojo de la piedra caliza. (Fotografa de Jack W. Dykinga.)EJEMPLO:ROCAS SEDIMENTARIAS DETRTICASSegn su textura se clasifican en:

-

-Arenisca

-ConglomeradoMs abundante (50% de todas las rocas sedimentarias).

Tiene la textura ms fina de los tres tipos de rocas detrticas.

Cuando las capas de arcilla o limo (sedimento ligeramente ms gruesa de grano, 0,076-0,004 mm) se compactan o cementan, forman las lutitas.

Las lutitas causan muchos problemas ambientales

LUTITA- Las partculas tienen 0,076 a 2 mm.ARENISCAS Son de grano grueso y representan alrededor del 25 % de las rocas sedimentarias- Contienen partculas de grava de tamao > 2 mm.- Dependiendo del tipo de material de cementacin, estas rocas pueden ser muy resistentes y estables para propsitos de ingeniera. - Los materiales de cementacin comn son slice, carbonato de calcio, xido de hierro y arcilla.- La slice es el ms fuerte; los carbonato de calcio tienden a disolverse y las arcillas son inestables. Las rocas expuestas aqu en el primer plano son de arenisca, Parque Nacional Zion, Utah.La roca que se muestra aqu es un conglomerado que se encuentra en Valle de la Muerte, California.CONGLOMERADOS

Segn su composicin mineral se clasifican en:

Halita (sal de roca, NaCl)

Yeso (sulfato de calcio hidratado, CaSO4. 2H2O)

Caliza (carbonato de calcio, CaCO3)

ROCAS SEDIMENTARIAS QUMICAS- Representan el 25 % de todas las rocas sedimentarias. - Forman sistemas de cavernas del subsuelo y cavidades de disolucin. - La construccin de estructuras es peligroso en zonas con abundantes cavernas y dolinas.

El calor, la presin y fluidos qumicamente activos producidos durante el ciclo de tectonismo pueden alterar la mineraloga y la textura de las rocas, en efecto, la produccin de nuevas rocas. ROCAS METAMRFICAS

FOLIADASNO FOLIADASAlargamiento en los minerales tienen una alineacin paralela preferenciaNo tienen alineacin preferencial o segregacin de los mineralesTIPOSRocas metamrficas expuestas en una cordillera, Kejser Franz Joseph Fiord, Este de Groenlandia. Esta estructura compleja tiene 800 m de altura. Entre los tipos de rocas metamrficas expuestas se incluyen gneis y la seccin blanca correspondiente a un mrmol.

Pizarra generalmente es un material base excelente, se lo utilizaba para la construccin de "pizarrones" y para mesas de billar.

Esquisto est compuesto de minerales friables, es un material de base pobre para grandes estructuras.

Gneis usualmente es una roca dura, apta para la mayora de los propsitos de ingeniera.ROCAS metamrficas foliadasUTILIDAD

Tienen una variedad de propiedades fsicas y qumicas, por lo que es difcil generalizar acerca de la utilidad de este tipo de rocas para proyectos de ingeniera.

ROCAS metamrficas no foliadasUTILIDAD

Cuarcita, es una arenisca metamorfizada (con granos de cuarzo), es una roca dura, adecuada para muchos propsitos de ingeniera.

Mrmol (compuestos por el mineral calcita) sus propiedades ingenieriles son similares a los de su roca original (caliza), los sistemas de cavernas son el resultado de meteorizacin qumica (disolucin).

PROCESOS SUPERFICIALESHIELOVIENTOSon responsables de la erosin, transporte y deposicin de grandes cantidades de materiales superficiales en el ciclo de las rocas.Modifican y crean un nmero considerable de accidentes geogrficos en reas de costa, desierto, rtico y subrticoAGUA

HIELOGlaciacionesGlaciares continentales; glaciares que cubren extensiones de tierra.Montaa (o alpino) glaciares: los que estn confinados a los valles de montaa a altas altitudes o latitudes.

Hoy en da, el hielo glaciar cubre slo el 10% de la superficie de la tierra.

La mayor parte de este hielo se encuentra en la capa de hielo de la Antrtida, en la capa de hielo de Groenlandia y de los glaciares de las montaas de Alaska y en los Alpes.Confluencia de los glaciares Muldrow y Traleika; Monte Denali, Alaska. El material oscuro en los glaciares son sedimentos arrastrados en la parte superior del hielo. Till.- Material heterogneo depositado directamente por el hielo; este puede incluir partculas, cantos rodados, grava, arena, limo y arcilla. Out-wash.- Material conformado por limo, arena y grava, arrastrados por agua de deshielo de los glaciares y se depositan en los arroyos.DEPSITOS GLACIARES

Glaciar HubbardLa posicin del glaciar se muestra para (a) 1982, (b) junio de 1986, y (c) las diversas etapas durante el siglo pasado.CONTROL AMBIENTALLa geologa ambiental de una zona con glaciaciones recientes puede ser compleja.

La gran variedad de materiales que se encuentran en un rea de glaciacin reciente requiere de una evaluacin detallada de las propiedades fsicas de los materiales superficiales y sub superficiales.

Esto llevar a cabo estructuras de planificacin, diseo y construccin, tales como represas, carreteras y grandes edificios.

Ejemplo. si los depsitos de lagos glaciares y la turba estn presentes, entonces existir un hundimiento de la tierra sobre la carga (la construccin de una estructura pesada).PERMAFROST - CONTROL AMBIENTALMTODO ACTIVOMTODO PASIVOEl mtodo consiste en la descongelacin del permafrost y determinar si el material descongelado es lo suficientemente fuerte, usando mtodos de construccin convencionales.Se utiliza cuando no es prctico descongelar el permafrost. El principio bsico es mantener el permafrost congelado y no alterar el equilibrio natural de los factores ambientales.Se puede utilizar dos mtodos de construccin en permafrost. Los depsitos influenciados por la accin del viento generalmente se dividen en dos grupos:

Depsitos de arena

VIENTO

Dunas.- se construyen bajo la influencia del viento a partir de arena cerca de la superficie terrestre.Las dunas simples tienen una pendiente contra el viento suave. Tienen una gran variedad de tamaos y formas, se desarrollan bajo una variedad de condiciones.El viento mueve los granos de arena individuales a lo largo de la superficie hacia la direccin del viento hasta que caen por la cara de sotavento ms pronunciada. De esta manera, la duna migra lentamente en la direccin del viento. Depsitos de Loess

Hidroconsolidacin, se produce cuando las pelculas de arcilla o cemento de carbonato de calcio compactan los granos de limo. Loess primarios, que ha sido esencialmente inalterados desde que fueron depositados por el viento.Loess secundarios que se han retrabajado y se transportan a una corta distancia por el agua o estn intensamente aferrados en su sitio .Una tpica tormenta de polvo de 500 a 600 km de dimetro puede llevar a ms de 100 millones de toneladas de sedimentos y polvo, suficientes para formar una pila de 30 m de altura y 3 km de dimetro.Se consolidan rpidamente cuando se somete a una carga y humedad

Personas excavando una duna de arena en el desierto del Sahara, frica, despus de una tormenta de viento.Es importante el entendimiento de los diferentes ciclos geolgicos, pues los procesos que operan continuamente en la tierra producen materiales terrestres, en el agua y la atmsfera, necesarios para nuestra supervivencia.

Es importante el anlisis de resistencia de los materiales, para determinar la utilidad del material.

El permafrost abarca alrededor del 20 por ciento de la superficie terrestre del mundo, produciendo un ambiente frgil y sensible. Los procedimientos ingenieriles son necesarios para minimizar los efectos adversos de la descongelacin artificial, mal drenaje, suelos de grano fino y congelacin.

Los problemas ingenieriles causados por la migracin y estabilizacin de las dunas de arena implican altos costos de construccin, mantenimiento de carreteras, edificios y estructuras hidrulicas.

Los depsitos de loess cuando estn poco compactados son peligrosos para fines ingenieriles, pero estos se pueden hidroconsolidar y asentar cuando filtra el agua adquiriendo mayor fuerza y resistencia a la erosin.CONCLUSIONESGRACIAS!