Geologia 2015

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presentación repaso certamen 1 de geologia.

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¿Que es la Geología?

Disciplina científica multidisciplinaria que estudia el origen, formación y evolución de la

Tierra.

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• Cristalografía• Geología estructural • Geofísica• Hidrogeología• Paleontología• Petrología• Sismología• Vulcanología• Geología del petróleo• Geología económica• Gemología• Geología histórica• Geología planetaria• Geología regional• Geomorfología• Geoquímica• Mineralogía

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Principios

• Catastrofismo• Explica que los cambios geológicos y biológicos

producidos en nuestro planeta se debían a cambios repentinos y violentos. (Georges Cuvier)

• Uniformismo• El cual los procesos naturales que actuaron en el

pasado son los mismos que actúan en el presente. (James Hutton)

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Origen del universo• Big Bang• Es el modelo que explica el origen del Universo y su posterior

evolución a gran escala.• Afirma que el universo estaba en un estado de muy alta densidad y

luego se expandió.

• Mediciones modernas datan este momento aproximadamente a 13,8 mil millones de años atrás, que sería por tanto la edad del universo.

• Después de la expansión inicial, el universo se enfrió lo suficiente para permitir la formación de las partículas subatómicas y más tarde simples átomos. (nucleosintesis)

• Nubes gigantes de estos elementos primordiales más tarde se unieron a través de la gravedad para formar estrellas y galaxias.

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Sistema solar • Edad: ~ 4.600 Ma

• Hipótesis de la Nebulosa• Una inmensa nube de gas y polvo se contrajo a

causa de la fuerza de la gravedad y comenzó a girar a gran velocidad, Formando una estrella central y un disco, luego se generó unión de partículas desde pequeñas hasta posteriormente planetesimales y luego protoplanetas dejando proyección de anillos de materia hasta llegar a los actuales planetas.

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Planeta tierra

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Características

• 71% cubierto de agua.• único planeta del sistema solar donde el agua

puede existir permanentemente en estado líquido en la superficie.

• Presenta una tectónica de placas activa• Presenta movimientos de rotación y

traslación.

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• Datos generales

• Volumen: 1,083 x 1012 km3• Masa: 6 x 1021 ton• Densidad media (*): 5,517 g/cm3• Radio Ecuatorial: 6378 Km.• Radio polo/polo: 6357 Km.

• Densidad rocas superficiales entorno a 2,7 g/cm3 => materiales internos más densos

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Medio Físico terrestre

• Atmósfera (capa gaseosa que rodea la tierra)

• Hidrosfera (agua bajo y sobre superficie de la tierra)

• Tierra sólida

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Tiempo geológico• El tiempo geológico del planeta se distribuye en intervalos de

tiempo caracterizados por acontecimientos importantes de la historia de la Tierra y de la vida. Se expresa casi siempre en millones de años.

• La datación se hace en base de estratigrafía junto a grandes eventos biológicos y geológicos.

• Cronología Relativa: basada en la superposición de estratos y contenido de fósiles. Se divide en Eón, Era, Período, Época, Edad

• Cronología Absoluta: basada en la radio cronología (desintegración de elementos radioactivos), cambio en la polaridad del campo magnético terrestre y mutaciones de ADN)

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Tiempo relativo• Los principios mas importantes que se aplican para

determinar edades relativas son de marcada simplicidad y universalidad

• a. SUPERPOSICIÓN• B. CORTE o de CONTACTO entre dos cuerpos de roca• c. INCLUSION• d. SUCESIÓN FAUNÍSTICA

• LA EDAD RELATIVA IMPLICA QUE NO SE DEDUCEN VALORES CUANTITATIVOS O ABSOLUTOS DE TIEMPO. SÓLO SE DEDUCE QUE UN EVENTO OCURRIÓ MAS TEMPRANO O MAS TARDE QUE OTRO.

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Superposición

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Corte

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Inclusión

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Sucesión faunística

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Tiempo absoluto

• Las dataciones radiométricas se basan en el decaimiento radioactivo de un isótopo inestable.

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Tiempo geológico

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Composición de la tierra• Se puede diferenciar la composición según sus

propiedades químicas y físicas. • Química: Corteza manto núcleo• Física:LitósferaAstenósferamesósfera (manto inferior)núcleo externonúcleo interno

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Corteza

• Capa rocosa externa, comparativamente fina, se divide en corteza oceánica y continental.

• Corteza oceánica: Compuesta de rocas ígneas oscuras, llamadas basaltos. Espesor de alrededor de 7 km. Tiene una composición química relativamente

homogénea. Las rocas de la corteza oceánica son más jóvenes (180

millones de años o menos) y más densas (aprox. 3 g/cm3) que las rocas continentales.

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• Corteza continental:• Su composición consta de muchos tipos de

rocas.• Tiene un espesor promedio entre 35 y 40 km,

aunque puede superar los 70 km en algunas regiones montañosas.

• Las rocas continentales tienen una densidad media de 2,7 g/cm3 y se han descubierto algunas cuya edad supera los 4.000 millones de años.

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Manto

• El manto es una envoltura rocosa sólida que se extiende hasta unos 2.900 km de profundidad y corresponde al 82% del volumen de la Tierra.

• El límite entre la corteza y el manto representa un cambio de Composición química

• El tipo de roca predominante en la parte superior del manto es la peridotita con densidad de 3,3 g/cm3.

• A mayor profundidad esta roca cambia y adopta una Estructura cristalina más compacta y, por lo tanto, una mayor Densidad.

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Nucleo

• Se postula que composición del núcleo es una aleación de Fe y Ni con cantidades menores de O, Si y S, elementos que forman fácilmente compuestos con el hierro.

• El Fe en superficie tiene una densidad de 8,8 g/cm3

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• La Tierra puede dividirse en 5 capas principales en función de sus propiedades físicas y, por lo tanto, según su resistencia mecánica.

• El interior de la Tierra se caracteriza por un aumento gradual de la Temperatura, la presión y la densidad con la profundidad.(GRADIENTE TERMICO)

• El interior de la Tierra ha retenido mucha de la energía adquirida Durante sus años de formación, a pesar que el calor fluye Continuamente hacia la superficie.(CELDAS CONVECTIVAS)

• El aumento de presión con la profundidad, provoca un incremento en la densidad de las rocas, afectando su comportamiento mecánico

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Litosfera• Es la capa externa de la Tierra que comprende la corteza y el manto

superior.

• Este nivel consta de materiales con propiedades químicas Diferentes, pero actúa como una unidad de comportamiento rígido, porque es frío y resistente.

• Tiene un espesor medio de unos 100 km, pudiendo llegar a 250 km bajo los continentes.

• No toda la litósfera se comporta como un sólido quebradizo, como las rocas en la superficie. Las rocas de la litósfera se vuelven progresivamente más calientes y dúctiles al aumentar la profundidad.

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Astenosfera• Es una capa blanda, comparativamente plástica ubicada debajo de la

litósfera, en el manto superior (a unos 600 km de profundidad).

• Su parte superior tiene condiciones de presión y temperatura que permiten la existencia de una porción de roca fundida.

• Dentro de esta zona muy dúctil, la litósfera está mecánicamente separada de la capa inferior. Como consecuencia, la litósfera se mueve independientemente de la astenósfera.

• A la profundidad de la astenósfera superior, las rocas están cercanas a la temperatura de fusión por lo que son fáciles de deformar. Es por esto que la astenósfera superior es blanda, pues Se aproxima a su punto de fusión.

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Mesosfera

• Es una capa más rígida ubicada bajo la zona dúctil de la parte superior de la astenósfera, entre los 660 y 2900 km de profundidad.

• En esta zona el aumento de la presión contrarresta los

efectos de la temperatura más elevada y la resistencia de las rocas crece de manera gradual con la profundidad.

• A pesar de su resistencia, las rocas de la mesósfera están

todavía muy calientes y son capaces de fluir de una manera muy gradual

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Núcleo

• Está compuesto principalmente por una aleación de hierro y níquel, se divide en 2 regiones que muestran resistencias mecánicas muy distintas.

• El núcleo externo es una capa líquida de 2270 km de espesor Las corrientes convectivas del hierro metálico es esta zona son las que generan el campo magnético de la Tierra.

• El núcleo interno es una esfera con un radio de 1216 km. A pesar de su temperatura más elevada, el material del núcleo interno es más resistente que el del núcleo externo (debido a la gran presión) y se comporta como un sólido.

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SISMICIDAD

• Wegener (1912) plantea la Teoría Deriva Continental que indica que los continentes se habrían movido sobre el manto superior.Esto implica que la separación en un lugar, genera convergencia en otro.

• La idea de que los continentes, encajan como las piezas de un rompecabezas, se originó con el desarrollo de mapas mundiales más precisos.

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• PRUEBAS DE LA DERIVA CONTINENTAL• Encaje de los continentes• Evidencias paleontológicas• Tipos de rocas y semejanzas estructurales

• Aun así no tenia sustento el como se movian las placas.

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Paleomagnetismo

• “MAGNETISTO ANTIGUO”

• Estudios del magnetismo remanente de numerosas rocas de muchos lugares del mundo, han demostrado que la polaridad del campo magnético terrestre ha cambiado muchas veces durante la historia de la tierra.

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Expansión del fondo marino

• A principios de los años ’60, Harry Hess, incorporó estos hechos recién descubiertos a una hipótesis que más tarde se denominaría expansión del fondo oceánico.

• Proponía que las dorsales oceánicas estaban localizadas sobre zonas de ascenso convectivo en el manto y a medida que el material asciende desde el manto, se expande lateralmente, el suelo oceánico es transportado de alejándose de la cresta de la dorsal.

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Teoría de tectonica de placas

• DERIVA CONTINENTAL

• +

• PALEOMAGNETISMO

• +

• EXPANSIÓN DE FONDOS OCEÁNICOS

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• Wilson había presentado lo que luego se llamaría TEORÍA DE LA TECTÓNICA DE PLACAS.

• En las dorsales oceánicas las placas se separaban, mientras que a lo largo de las fosas submarinas, las placas convergían.

• Además, a lo largo de grandes fallas, que denominó fallas transformantes, las placas se deslizan lateralmente una con respecto a la otra.

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Placas tectónicas• Existen placas principales y secundarias.

• Las principales son• Pacífico• Norteamericana• Sudamericana• Africana• Euroasiática• Indo australiana • Antártica • Las secundarias son:• Arábiga • Caribe• Nazca • Cocos• Filipinas• Irán • Atlántico Sur

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• Otros fenómenos asociados a la Tectónica de placas son: • El contacto por fricción entre los bordes de las placas es

Responsable de la mayor parte de los terremotos.

• Creación de volcanes (especialmente notorios en el cinturón de fuego del océano Pacífico)

• Fosas oceánicas

• Generación de corteza nueva (márgenes expansión)

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Tipos de márgenes

• Margen Divergente o margen de expansión (dorsales oceánicas)

• Margen convergente (subducción) o Colisión

• Márgenes Transformantes (movimiento lateral)

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CINTURON DE FUEGO DEL PACIFICO

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Caso Chile

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• En Chile se reconocen 3 segmentos relevantes:

• Norte Grande de Chile: ángulo de subducción entre 25° y 30°

• Zona de valles transversales (entre 26° y 33° lat. Sur): ángulo subducción 10°

• Zona sur de 33° lat Sur.: ángulo subducción 30°

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TERREMOTOS Y TSUNAMIS

• Los terremotos tienen una relación directa con los márgenes convergentes y márgenes transversales de placas.

• Debemos entender que las fuerzas tectónicas que originan los sismos, así como el desplazamiento de las placas es de acción continua.

• El desplazamiento de las placas es lento (10 cm/año). Generan acumulación de tensiones. Cuando la cohesión entre placas se rompe, se produce un sismo y el desplazamiento ocurre en segundos, liberando la energía en forma brusca.

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Tipos de terremotos

• Terremotos Tectónicos (más importantes tanto en términos de magnitud como en número), causados por un rápido deslizamiento que tiene lugar en las fallas geológicas o bien por un deslizamiento repentino en las zonas de contacto entre dos placas tectônicas.

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• Terremotos asociados a erupciones volcánicas como resultado de rápidos movimientos de magma, colapso de cavidades magmáticas o fisuramiento de las mismas durante el ascenso del magma por un dique o de la chimenea de un volcán

• Producidos por grandes deslizamientos de tierra

• Explosiones o reventones de roca durante laboreo minero

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ZONA DE RIESGO SISMICO

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Conceptos basicos

• Hipocentro o Foco: Punto en el interior de la Tierra, en el cual se da inicio a la ruptura que genera un sismo (puede variar desde pocos Km. Hasta 700 Km.)

• Epicentro: Punto en la superficie de la Tierra ubicado directamente sobre el foco o hipocentro

• Distancia Epicentral: Distancia entre un observador y el epicentro de un sismo medida sobre la superficie de la Tierra

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• Magnitud: se considerar como un tamaño relativo de un temblor. Hoy se utiliza comúnmente la Magnitud de Momento (estimación del área que se rompe).

• Intensidad: medida cualitativa de los efectos en un lugar determinado debido a un sismo.

• Un sismo tiene sólo una medida de magnitud y varias observaciones de intensidad

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• En las zonas de subducción se producen 4 tipos de terremotos:

• (A): Terremotos tipo Intra placa (outer rise)

• (B): Terremotos tipo Inter placa (Thrust)

• (C): Terremotos Profundidad intermedia Intra placa (60 < h < 150 Km.)

• (D): Terremotos Superficiales Intra placa (h < 20 Km.)

• (E): Terremotos Profundos Intra placa (h > 150 Km.). Los mayores han sido detectados a 800 Km.

• La mayoría de los terremotos en Chile son de tipo B y C (y el 95% de ellos son a profundidades menores que 100 Km.)

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Tipos de onda

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Efecto de Sitio

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• Los maremotos o tsunamis corresponden a una o un grupo de olas de gran energía, que se desplazan a gran velocidad que se producen cuando algún fenómeno extraordinario desplaza verticalmente una gran masa de agua.

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• En un tsunami, puede retirarse el mar y posteriormente avanzar como una gran ola o sencillamente avanzar directamente sobre la tierra

• Los períodos de retorno entre las son de 15 a 60 minutos

• Cuando llegan a superficie, disminuyen su velocidad y longitud de onda, aumentan su altura

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Factores que interviene

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• Magnitud del fenómeno que lo induce (considerar la magnitud y profundidad del foco en caso de ser un sismo).

• Topografía submarina.

• Distancia a la costa desde el punto donde ocurrió el fenómeno (epicentro).

• Configuración de la línea de costa.

• Influencia de la orientación del eje de una bahía respecto al epicentro

• Presencia o ausencia de corales o rompeolas, y el estado de la marea al tiempo de la llegada del tsunami.

• Influencia de la topografía en superficie, incluye pendientes y grado de rugosidad derivado de construcciones, árboles y otros obstáculos en tierra.