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Geodinámica interna

(Las fuerzas internas de la Tierra)

AA

BB

Moderador

Notas de la presentación

P: Geodinámica interna es la rama de la geología, que trata de los agentes o fuerzas que intervienen en los procesos dinámicos en el interior de la Tierra. Los procesos internos, también denominados procesos endógenos, generan tectonismo, magmatismo y sismos. El tectonismo es la deformación de la corteza y por ende de las rocas (AA). El magmatismo es el conjunto de fenómenos relacionados con la fusión de las rocas, formación del magma, desplazamiento de este, vulcanismo, enfriamiento, cristalización y formación de las rocas magmáticas, tanto intrusivas como volcánicas (BB). La sísmica estudia los sismos, su origen y propagación de las ondas sísmicas.

TectónicaMovimiento de placas

Esfuerzos

Deformación de rocas

Dúctil Frágil

Pliegues Fallas

XX

YY

Moderador


H: ¿De dónde vienen las fuerzas que deforman a las rocas? P: Son fuerzas muy grandes que actúan sobre grandes volúmenes de roca y a lo largo de millones de años. Provienen de la distribución de esfuerzos durante el movimiento de las placas, por ejemplo cuando la placa de Nazca subduce bajo el continente sudamericano a grandes profundidades se producirán fuerzas compresivas (XX) pero en la superficie vecina a la zona de subducción se generarán fuerzas distensivas (YY). H: ¿Y cómo se pueden deformar si son tan duras? P: Ante esfuerzos constantes todo se puede deformar: las rocas, el acero, el concreto, pero los cambios se producen tan lentamente que muy pocas veces podemos percibir los procesos, solo vemos los resultados. H: ¿Y cómo son las deformaciones? P: Hay deformaciones dúctiles y frágiles. Las primeras son pliegues sin ruptura de las rocas y las deformaciones frágiles son rupturas de la roca; si hay desplazamiento de los bloques rotos se le llama falla.

Tipos de fallas

Fallas normal

BTBP

Moderador


P: Cuando el plano de falla es inclinado nos referimos al bloque que se encuentra sobre la falla con el término bloque-techo y al bloque que se encuentra bajo la falla como bloque-piso. H: En este dibujo el bloque techo (BT) se encuentra a la izquierda y el bloque piso (BP) a la derecha. P: En regímenes distensivos, es decir aquellos generados por fuerzas que se separan, el bloque techo se desplaza hacia abajo yel piso hacia arriba. A esto se le conoce como falla normal. H: Entonces este dibujo representa a una falla normal. P: Correcto!

Tipos de fallas

Escurrimiento

Moderador


P: Y si el plano de falla es subhorizontal o de ángulo menor a 45° el tipo de falla es denominado escurrimiento. H: El bloque techo se ha escurrido o resbalado hacia abajo

Tipos de fallas

Fallas inversa

Moderador


H: ¿Y qué sucede si las fuerzas apuntan a la misma dirección? P: En regímenes compresivos sucede lo contrario: el bloque techo asciende con respecto al piso, formando las llamadas fallas inversas.

Tipos de fallas

Cabalgamiento

Moderador


P: Y si el plano de falla es subhorizontal o menor a 45° el tipo de falla es denominado cabalgamiento. H: El bloque techo a ascendido o cabalgado cuesta arriba sobre el plano de falla.

Tipos de fallas

Fallas de rumbo

Moderador


P: Existen también fallas en las que el movimiento de los bloques ha sido exclusivamente horizontal, son las llamadas fallas de rumbo.

Tipos de fallas

Horst y graben

Moderador


P: Un grupo de fallas paralelas van a generar una serie de bloques hundidos alternos con bloques levantados. A los bloques levantados se les denomina horst y a los hundidos graben.

BT

XX

XX

Moderador


H: ¿En el campo se pueden reconocer los tipos de fallas? P: Si, para ello primero reconocemos el plano de falla y los bloques techo y piso, luego buscamos un estrato destacable por su color o espesor y vemos como ha sido desplazado por la falla, para finalmente identificar el tipo de falla y por ende la dirección y tipos de esfuerzos que la generaron. Dime que tipo de falla es la de la foto. H: Veamos, la falla es la línea anaranjada ¿no es así? P: Si, por el plano de falla debe haber circulado agua y los minerales molidos existentes en ese plano se han oxidado adquiriendo esa coloración. H: La falla es inclinada y el bloque techo es el de la izquierda (BT); ahí veo un estrato que continua en el bloque piso mas arriba (XX). El bloque techo ha bajado, entonces es una falla normal. P: Muy bien! Has identificado el tipo de falla y en consecuencia puedes deducir como han sido los esfuerzos que han generado esta falla. H: Extensivos. Las fallas normales se forman en regímenes extensivos. P: Bravo!

Moderador


H: En esta foto veo una falla en la que el bloque techo ha bajado con respecto al piso. P: Si, se trata de una falla normal de alto ángulo de inclinación. Observa como un grupo de estudiantes sube por la falla.

Moderador


P: Estas fracturas se generaron en Paracas durante el terremoto del 15 de agosto del 2007 en el que se destruyó la hermosa estructura geológica conocida como La Catedral.

BT

Moderador


P: En esta foto se observa una falla de bajo ángulo en el que el bloque techo (BT) ha cabalgado sobre el bloque piso. Se observa además que los estratos se han plegado en las zonas adyacentes al plano de falla. H: ¿Plegado? ¿Qué es eso?

Tipos de pliegues

Pliegue simétrico

Moderador


P: Pliegues son deformaciones dúctiles curvas, a diferencia de las fallas en los pliegues no hay ruptura de las rocas. El caso mas sencillo es el de los pliegues simétricos.

Tipos de pliegues

Pliegue asimétrico

Moderador


P: Los pliegues asimétricos se caracterizan por presentar diferentes ángulos a ambos lados del doblez.

Tipos de pliegues

Pliegue asimétrico

Moderador


P: Acá vemos un pliegue asimétrico volcado.

Tipos de pliegues

Anticlinal - sinclinal

AS

Moderador


P: Y al igual que en el caso de las fallas, un grupo de pliegues paralelos van a generar una curvaturas hacia arriba alternas con curvaturas hacia abajo. A los primeros se les denomina anticlinales (A) y a los otros sinclinales (S).

X

Moderador


P: ¿Qué ves acá, un anticlinal o un sinclinal? H: La curvatura es hacia arriba, entonces es un anticlinal. P: Observa además que la parte superior del pliegue a desaparecido (X), ha sido erosionada. Esta estructura queda en los Montes Zagros, en Irán.

Moderador


H: En este otro anticlinal también falta la parte de arriba P: Si. Este anticlinal queda entre Pacasmayo y Cajamarca. Cuando viajes por allí verás pliegues de rocas volcánicas como estas.

Moderador


H: Esta otra también queda en ese sitio. P: Si. Acá se nota solo una parte pequeña del pliegue, el resto ha sido erosionado.

Moderador


P: ¿Reconoces que tipo de estructura es esta? H: De izquierda a derecha se ve un anticlinal seguido de un sinclinal, ambos ligeramente inclinados. P: Correcto

MagmatismoVulcanismo

XFusión de rocas y formación de magma

Ascenso,plutonismo y

fraccionamientoY

Moderador


P: La formación del magma, su desplazamiento y cristalización en el interior de la corteza terrestre es parte de la geodinámica interna. H: Ya, pero ¿qué es el magma? P: Magma es el material que se forma por fusión de rocas a muy altas temperaturas y presiones en zonas profundas de la corteza terrestre (XX). Está compuesto por una mezcla de silicatos y gases, tiende a ascender muy lentamente por las fracturas y durante el ascenso se va enfriando y se van formando diferentes minerales generando así rocas de diferentes composiciones, fenómeno conocido como fraccionamiento (YY). Las rocas que se forman por este mecanismo en el interior de la corteza terrestre se denominan en forma genérica rocas plutónicas. H: ¿y que pasa si el magma llega a la superficie de la tierra? P: Ocurre con frecuencia y a eso se le llama vulcanismo (ZZ).

NMDD

EE

AA

BBCCBatolito

DiqueSill

Lacolito

Moderador


P: El magma irrumpe en la corteza terrestre como intrusiones plutónicas de forma mas o menos globular (AA) o de formas tabulares que ascienden aprovechando las fracturas, estructuras conocidas como diques (BB), o aprovechando los contactos entre capas sedimentarias, estructuras conocidas como sills (CC). Si estos últimos presentan formas planas abajo y curvas arriba se denominan lacolitos (DD). Por acción combinada de levantamientos tectónicos y erosión las rocas plutónicas pueden quedar expuestas en superficie. Ya sea como pequeños cuerpos plutónicos aislados o como grupos de intrusiones a mas de 100 km2 denominadas batolitos (EE).

AA

BB

CCVolcán

Chimeneavolcánica

Nubeardiente

Lava

Moderador


H: ¿Y qué pasa cuando el magma llega a superficie? P: Se forman los volcanes, estas son estructuras de formas cónicas con una chimenea central (AA) por donde asciende el magma o lava, como se le denomina cunado llega a superficie. Si el magma es muy viscoso se producen erupciones explosivas que generan nubes de fragmentos de diferentes tamaños de roca, lava solidificada y cenizas (BB) conocidas como nubes ardientes o nubes de piroclastos. Pero si el magma es fluido la lava corre por superficie como si fuera un río de roca incandescente (CC).

Erupciones volcánicastipo hawaiano

Erupciones volcánicastipo estromboliano

Erupciones volcánicastipo pliniano

AA BB CC

Moderador


P: Los magmas de composición básica son fluidos y forman erupciones del tipo hawaiano que dan origen a volcanes achatados (AA), mientras que los magmas ácidos son viscosos y forman erupciones de los tipos estromboliano y pliniano (BB y CC) que dan origen a volcanes prominentes, muchas veces con el cráter roto debido a las explosiones.

Lluvia de piroclastos(generan tobas)

Moderador


H: ¿Y qué pasa en las nubes ardientes? P: Las partículas sólidas de diferentes tamaños se mantienen flotando en las nubes ardientes. Conforme disminuye la gradiente de calor en la nube las partículas mas grandes empiezan a caer fenómeno al que se conoce como lluvia de piroclastos, depositándose estos en forma mas o menos homogénea y en capas debajo de la nube.

Colada de nube ardiente(generan ignimbritas)

Moderador


P: Existen también casos en que la nube pierde repentinamente el poder mantener flotando a las partículas y todas ellas caen bruscamente destruyendo todo a su paso y formando depósitos masivos.

Foto: www.eltriangular.info

XX

YY

Moderador


P: En esta foto se ve la huellas luminosas de las bombas volcánicas cuando salen expelidas durante la erupción (XX) y la lava corriendo por las faldas del volcán (YY).

Foto: www.lapagina.com.sv

Moderador


P: Y en esta otra se ve el cráter en plena erupción y un río de lava donde flotan bloques de roca.

Foto: www.volcanoes.usgs.gov

Moderador


P: Si la lava es muy fluida, como ocurre en Hawai, la parte superior se enfría y solidifica formando una costra lisa que es arrastrada por la lava que fluye en su interior generando dobleces y rugosidades.

Foto: www.usgs.gov

Moderador


P: Y en flujos de lava más grandes la corteza fría es gruesa, soporta el peso de los vulcanólogos que ves en la foto y en el interior la lava continua fluyendo incandescente.

Foto: www.usgs.gov

Moderador


H: ¿Y si la lava es muy viscosa? P: Puede llegar a explotar como en la foto. Grandes cantidades de lava y de roca salen disparados al aire en forma de una inmensa nube de polvo, cenizas, cristales, fragmentos de roca y masas de lava. H: Y de que tamaño son los fragmentos mas grandes? P: Las llamadas bombas volcánicas son de tamaños mayores a los 6 cm y pueden alcanzar incluso dimensiones superiores a un metro.

Foto: Ingemmet

Moderador


P: El señor de la foto es un geólogo del Ingemmet al lado de una bomba volcánica de mas de un metro que cayó muy cerca de su carpa en la estación de monitoreo del volcán Ubinas. H: ¿Dónde queda el volcán Ubinas? P: No te lo voy a decir. Tú vas a aprender eso con el juego Volcanes del Perú. H: Y cómo son los volcanes del Perú? P: Son mayormente ácidos. H: O sea explosivos? P: Si, explosivos. En los volcanes del Perú mas peligroso que la lava es la nube ardiente que sus erupciones pueden generar.

Foto: Ingemmet

Moderador


P: Esta es una foto de una columna de cenizas y gases expelida por el volcán Ubinas en abril del 2006

Foto: www.usgs.gov

Moderador


P: Este volcán debe haber sufrido una gran explosión. Actualmente es tan amplio que deja ver su estructura en capas. Al fondo se ve lava y arriba vapor de agua.

Foto: www.usgs.gov

Moderador


P: Acá también debe haber ocurrido una gran explosión que ha destruido la parte superior del volcán (LÍNEA ROJA) y años después se ha generado un nuevo cráter.

Foto: www.usgs.gov

XX

Moderador


P: Acá vemos una impresionante nube de cenizas y arriba a la derecha se las huellas de dos bombas volcánicas (XX).

Foto: www.usgs.gov

Moderador


P: En esta otra foto se ve la lluvia de piroclastos.

Foto: Ingemmet

Moderador


P: Esta foto corresponde a la nube de cenizas del volcán Ubinas en Perú. H: ¿Adonde queda ese volcán? P: Ya te dije: eso lo vas a aprender en el juego volcanes del Perú! Los geólogos del Ingemmet monitorean la actividad de los volcanes del Perú y elaboran mapas de las zonas de mayor riesgo y de los mejores caminos de evacuación.

Moderador


P: Como el Mapa de peligros del volcán Misti, mapa donde se señalan las zonas más seguras y las de mayor riesgo en caso de erupciones. Esta es una importantísima herramienta de planificación para Arequipa y que puede salvar la vida a miles de personas. H: Guau! Debe ser muy emocionante hacer eso. P: Si, la geología es una carrera muy hermosa.

Sismos

Foto: Ingemmet

Moderador


P: Los sismos son también otra manifestación de la geodinámica interna. En la foto se aprecian fracturaS y desplazamiento de bloques en Paracas ocurridos durante el terremoto del 15 de agosto del 2007.

NM

100 km

Hipocentros superficiales

(~ 70 km)

Hipocentros profundos

(300-600 km)

E E

H

H

XX YY

Moderador


H: Pá, ¿Cómo se originan los sismos? P: Los sismos se generan por la ruptura de las rocas durante el movimiento de las placas. En el caso de Perú, la placa de Nazca que se hunde bajo nuestro territorio genera dos tipos de sismos: los de foco superficial, que se sienten más en la costa (XX) y los de foco profundo, que se sienten más al este de la cordillera (YY). H: ¿a que le llaman epicentro? P: Epicentro (E) es el punto de superficie ubicado directamente sobre el hipocentro (H), que es la zona profunda donde se generan los sismos.

Wikipedia

Moderador


H: ¿Cómo se registra la intensidad de los sismos? P: Con los sismógrafos, estos son equipos muy sensibles a los movimientos y que registran la duración e intensidad de los sismos reconociendo las diferentes tipos de ondas. En su versión más sencilla el sismógrafo consiste en un péndulo que por su masa permanece inmóvil, mientras todo a su alrededor se mueve; dicho péndulo tiene un marcador que registra sobre un rodillo de la representación gráfica de la intensidad y duración. H: ¿Quién inventó el sismógrafo?�P: Se le atribuye su invención al geólogo inglés John Milde a comienzos del siglo XX, pero existe una reliquia antecesora de dicho instrumento.

Wikipedia

Moderador


P: Se trata del detector de terremotos inventado por el astrónomo chino Zhang Heng en el año 132 d. C. Era un dispositivo de bronce con forma de jarrón con varias cabezas de dragones, cada una con una bola de bronce en la boca y varios sapos de bronce con las bocas abiertas al pie de cada dragón. Ante el menor movimiento se soltaba la bola del dragón que se encontraba mas cerca al origen del movimiento y caía en la boca del sapo. Se dice que en una ocasión, una bola cayó sin que se observara terremoto perceptible; pero, varios días después, llegó un mensajero con noticias de un terremoto a 600 km en la dirección indicada por el detector.

Moderador


H: ¿Cuáles sismos son mas fuertes, los de foco profundo o los superficiales? P: La intensidad no depende de la profundidad del hipocentro sino de sus características, esto es longitud de la ruptura y duración del sismo y sus efectos dependen también de la geología de las zonas superficiales y de los estándares de construcción. En este dibujo por ejemplo la intensidad será mayor en la localidad del centro que se encuentra cerca al contacto entre roca maciza, cerros y suelo.

Licuación de suelos

Sismo 15/08/2007 Pisco - IcaFoto: Ingemmet

Moderador


P: Y es que las diferentes zonas reaccionan diferente ante un sismo de la misma intensidad. Así por ejemplo en algunos casos el suelo sufre un fenómeno conocido como licuación, fenómeno mediante el cual la presión del agua retenida en los poros aumenta, el agua trata de escapar formando estructuras parecidas a los volcanes, el suelo pierde resistencia y rigidez y se comporta como una sustancia movediza viscosa o semi-líquida en la cual las construcciones se hunden.


Moderador


P: En otros casos el terreno se eleva y el nivel de las aguas subterráneas desciende bajando así el nivel de agua de lagunas y pozos.

Fracturamientos

Hundimientos

Moderador


P: Los suelos también pueden sufrir hundimientos y fracturamientos como en el caso de estas fotos


Moderador


P: deslizamientos como en estas fotos fotos de Paracas


Moderador


P: Y hasta derrumbes como en esta otra foto


Moderador


P: De esta manera a nuestra generación le ha tocado ser testigo de la desaparición de la hermosa estructura geológica conocida como La Catedral, arco natural horadado por el viento y la acción geológica del mar, que se desplomó con el terremoto del 15 de agosto del 2007. H: De igual manera en ese terremoto cayeron muchísimas casas.


Moderador


P: Así es, Ica y Pisco quedaron en ruinas. Y en gran parte debido a su alta vulnerabilidad sísmica. H: ¡Vulnerabilidad sísmica, qué es eso? P: Es la facilidad que tiene una ciudad u otras obras civiles a ser afectada por los sismos. Ante un mismo sismo, una ciudad edificada en una zona segura y con construcciones firmes sufrirá menos daños que una ciudad con casas en los bordes de los acantilados o en las faldas de cerros en los que hay muchos bloques de rocas sueltas. H: ¿Decimos entonces que la vulnerabilidad de la primera es menor que la de la segunda? P: Correcto! Y es responsabilidad de las autoridades y de la ciudadanía en general disminuir la vulnerabilidad de su ciudad ante los riesgos geológicos. El Ingemmet contribuye a ello.

Moderador


P: Imagínate que pasaría en pueblos como estos ante sismos medianamente intensos. H: Habría una gran destrucción y muchas muertes, ¿en ese caso diríamos que el sismo ha sido de gran magnitud? ¿Cómo se miden los sismos, por la intensidad de la onda o por los daños que ocasionan? P: De las dos maneras, la escala de Richter mide la magnitud, lo cual es función de la amplitud de las ondas y de su energía, mientras que la escala de Mercalli se basa en el efecto o daño producido en las construcciones y en la sensación que percibe la gente.

Magnitud en Escala de Richter

Grado DescripciónMenos de 3.5 Generalmente no se siente, pero es registrado

3.5 - 5.4 A menudo se siente, pero sólo causa daños menores

5.5 - 6.0 Ocasiona daños ligeros a edificios

6.1 - 6.9 Puede ocasionar daños severos en áreas muy pobladas.

7.0 - 7.9 Terremoto mayor. Causa graves daños8 o mayor Gran terremoto. Destrucción total.

Grado DescripciónI Muy débil.- No se advierte sino por unas pocas personas

y en condiciones de perceptibilidad especialmente favorables.

II Débil.- Se percibe sólo por algunas personas en reposo, particularmente aquellas que se encuentran ubicadas en los pisos superiores de los edificios.

III Leve.- Se percibe en los interiores de los edificios y casas.

IV Moderado.- Los objetos colgantes oscilan visiblemente. La sensación percibida es semejante a la que produciría el paso de un vehículo pesado. Los automóviles detenidos se mecen.

Intensidad en Escala de Mercalli

Grado DescripciónV Bastante fuerte.- La mayoría de las personas lo percibe

aún en el exterior. Los líquidos oscilan dentro de sus recipientes y pueden llegar a derramarse. Los péndulos de los relojes alteran su ritmo o se detienen. Es posible estimar la dirección principal del movimiento sísmico.

VI Fuerte.- Lo perciben todas las personas. Se siente inseguridad para caminar. Se quiebran los vidrios de las ventanas, la vajilla y los objetos frágiles. Los muebles se desplazan o se vuelcan. Se hace visible el movimiento de los árboles, o bien, se les oye crujir.

VII Muy fuerte.- Los objetos colgantes se estremecen. Se experimenta dificultad para mantenerse en pie. Se producen daños de consideración en estructuras de albañilería mal construidas o mal proyectadas. Se dañan los muebles. Caen trozos de mampostería, ladrillos, parapetos, cornisas y diversos elementos arquitectónicos. Se producen ondas en los lagos.

Grado DescripciónVIII Destructivo.- Se hace difícil e inseguro el manejo de

vehículos. Se producen daños de consideración y aún el derrumbe parcial en estructuras de albañilería bien construidas. Se quiebran las ramas de los árboles. Se producen cambios en las corrientes de agua y en la temperatura de vertientes y pozos.

IX Ruinoso.- Pánico generalizado. Todos los edificios sufren grandes daños. Las casas sin cimientación se desplazan. Se quiebran algunas canalizaciones subterráneas, la tierra se fisura.

X Desastroso.- Se destruye gran parte de las estructuras de albañilería de toda especie. El agua de canales, ríos y lagos sale proyectada a las riberas.

Grado DescripciónXI Muy desastroso.- Muy pocas estructuras de albañilería

quedan en pie. Los rieles de las vías férreas quedan fuertemente deformados. Las cañerías subterráneas quedan totalmente fuera de servicio.

XII Catastrófico.- El daño es casi total. Se desplazangrandes masas de roca. Los objetos saltan al aire. Se puede apreciar el movimiento ondulatorio del suelo a simple vista. Los niveles y perspectivas quedandistorsionados.

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