LA TIERRA

1.- Datos generales - Posición respecto al Sol - Movimientos de rotación y de traslación - Radio; masa - Ángulo de la eclíptica respecto al horizonte celeste (estaciones, solsticios y equinocios) 2.- La Luna - Origen - Características generales del satélite - Movimientos de rotación y de traslación - Influencia de la Luna (mareas, comportamiento animal,..) 3.- La atmósfera terrestre - Capas, composición y características - Efecto invernadero, filtro de radiaciones y agente modelador del paisaje.4.- Estructura interna - Métodos de estudio: directos e indirectos - Sismos, seísmos o terremotos: * Orígenes y elementos de un terremoto (hipocentro, epicentro, intensidad,..) * Ondas sísmicas. Comportamiento = Ondas del epicentro: R y L = Ondas del hipocentro:P y S * Discontinuidades - Modelos estático y dinámico de la estructura interna de la Tierra5.- La litosfera - Tectónica global: * Deriva continental. Teoría de placas. Tipos de placas. Límites de placas * Corrientes de convección del manto (motor del movimiento de las placas) * Expansión del suelo oceánico Fenómenos que explica la Teoría de la Tectónica Global: - Formación de nuevos mares y océanos - Orogénesis: * Cordilleras Perioceánicas * Cordilleras Intercontinentales * Cordilleras Intracontinentales * Arcos-isla - Vulcanismo: * Origen * Tipos de volcanes 6.- Deformaciones de la corteza terrestre - Tipos de deformaciones: * elásticas * plásticas: + Los pliegues: = elementos de un pliegue = tipos de pliegues

LA TIERRA

1.- Datos generales:- Posición: La Tierra es el tercer planeta respecto al Sol, tras Mercurio y Venus, es uno de los cuatro planetas interiores y es de estructura rocosa.- Movimientos: como el resto de los planetas, tiene dos movimientos, uno de rotación sobre un eje imaginario que dura algo menos de 24 horas (0,99 días) y es el responsable de los días y de las noches. El otro movimiento es el de traslación, La Tierra describe una órbita elíptica alrededor del Sol (que ocupa uno de los focos de la elípse) y tarda en hacer un recorrido completo algo más de 365 días (365,25 días, de aquí la necesidad de incluir cada cuatro años uno que tenga 366 días, los años bisiestos).- El radio terrestre es de 6.378 Km (Eratóstenes fue el primero que lo calculó) y su masa de 5,9 · 1024 Kg. La temperatura media es de 14ºC (sin el efecto invernadero que se estudiará más adelante sería de -20ºC).- El eje sobre el que gira la Tierra, tiene un ángulo respecto a la eclíptica de 23,45º y este ángulo es el responsable de las estaciones. Dependiendo del ángulo de incidencia de los rayos solares en la superficie terrestre se hablará de invierno o verano. Cuanto mayor sea el ángulo de incidencia mayor cantidad de energía llegará a esa zona y esta se encontrará en verano (en la zona ecuatorial, los rayos solares inciden con un ángulo de 90º y esa zona no tiene cambios estacionales). Si el ángulo de incidencia es menor, la energía que llega es menor y esa zona estará en invierno

Los equinoccios (de primavera y de otoño) son los días en los que la duración del día y de la noche son iguales y esto ocurre cuando la línea que separa la zona iluminada de la zona que no lo está, pasa por los polos. Los solsticios (de verano y de invierno) son aquellos días en los que la diferencia de duración entre el día y la noche son mayores.

ERATÓSTENES DE CYRENE (LIBIA) nació en el año 276 a.C. Fue astrónomo, historiador, geógrafo, filósofo, poeta, crítico teatral y matemático. Estudió en Alejandría y Atenas. Alrededor del año 255 a de C. fue el tercer director de la Biblioteca de Alejandría. Trabajó con problemas de matemáticas, como la duplicación del cubo y números primos. Escribió muchos libros de los cuales sólo se tienen noticias por referencias bibliográficas de otros autores.

Una de sus principales contribuciones a la ciencia y a la astronomía fue su trabajo sobre la medición de la tierra. Eratóstenes en sus estudios de los papiros de la biblioteca de

Alejandría, encontró un informe de observaciones en Siena, unos 800 Km. al sureste de Alejandría, en el que se decía que los rayos solares al caer sobre una vara el mediodía del solsticio de verano (el actual 21 de junio) producía una sombra que formaba 7 grados con la vertical. Eratóstenes entonces realizó las mismas observaciones en Alejandría el mismo día a la misma hora, descubriendo que la luz del Sol incidía verticalmente en un pozo de agua el mismo día a la misma hora. Asumió de manera correcta que si el Sol se encontraba a gran distancia, sus rayos al alcanzar la tierra debían llegar en forma paralela si esta era plana como se creía en aquellas épocas y no se deberían encontrar diferencias entre las sombras proyectadas por los objetos a la misma hora del mismo día, independientemente de donde se encontraran. Sin embargo, al demostrarse que si lo hacían, (la sombra dejada por la torre de Sienna formaba 7 grados con la vertical) dedujo que la Tierra no era plana y utilizando la distancia conocida entre las dos ciudades y el ángulo medido de las sombras calculó la circunferencia de la tierra en aproximadamente 250 estadios (40.000 kilómetros, bastante exacto para la época y sus recursos).

También calculó la distancia al Sol en 804.000.000 estadios y la distancia a la Luna en 780.000 estadios. Midió casi con precisión la inclinación de la eclíptica en 23º 51' 15". Otro trabajo astronómico fue una compilación en un catálogo de cerca de 675 estrellas.

Creó uno de los calendarios mas avanzados para su época y una historia cronológica del mundo desde la guerra de Troya. Realizó investigaciones en geografía dibujando mapas del mundo conocido, grandes extensiones del río Nilo y describió la región de Eudaimon (actual Yemen) en Arabia.

Eratóstenes al final de su vida fue afectado por la ceguera y murió de hambre por su propia voluntad en 194 a.C. en Alejandría.

Icografía Mostrando el Razonamiento de Eratóstenes:

Para medir la distancia de Alejandría a Siena envíó un servidor, que fue contando los pasos. Esa distancia es de unos 800 Km. aproximadamente.El ángulo @ lo calculó en base a la altura de la torre en Siena y el largo de la sombra proyectada, justo cuando en Alejandría el Sol caía verticalmente, o sea al medio día. Dicho ángulo es de 7 grados, que es el mismo que forman los dos radios terrestres en el centro de la Tierra (los dos ángulos tienen un mismo lado y el otro es paralelo).Con estos datos razonó así: Si para un ángulo de 7 grados la distancia es de 800 Km. ¿Cuánto será para los 360 grados correspondiente a toda la circunferencia de la Tierra?.Como 7 grados entra unas 50 veces en los 360 grados, multiplicó 50 por 800 igual a: 40.000 km. de perímetro. Dividiendo esta distancia por el número Pi, obtuvo el diámetro que es igual a: 13.100 Km.El valor exacto es de: 12890 Km. , que indica que calculo dicha medida con un error del 1%.

2.- LA LUNA- Origen: el origen de nuestro satélite sigue siendo un misterio para nosotros. Se pensó que la Luna era un pedazo de la Tierra que se desprendió cuando se formó nuestro planeta, pero posteriormente se demostró que, si esto fuera cierto, la fuerza de la gravedad hubiera atraído de nuevo a la Luna. Además, el hecho de que la densidad de la Tierra y la Luna sean diferentes, ayuda a descartar esa hipótesis. Cabe pensar en la Luna como un planeta primitivo que fue “atrapado” por la Tierra.- Características generales del satélite: es el astro más cercano a la Tierra, situándose a una distancia de 384.400 Km. Su masa es de 7,5· 10 Kg. Y el radio es 0,27 veces el radio terrestre. La Luna no tiene atmósfera, aunque en sus polos se ha detectado agua en forma de hielo. La superficie lunar destacan, a grandes rasgos, dos tipos de formaciones: extensiones llanas de materiales oscuros, llamadas mares; y tierras elevadas, cráteres, que son zonas de tonalidades claras.- Movimientos: la Luna describe una órbita elíptica alrededor de la Tierra y tarda en hacer un recorrido completo a la elípse 27,3 días. El mismo tiempo tarda en dar una vuelta completa sobre si misma, es decir tiene el mismo período de rotación y de traslación. Este es el motivo por el cual desde la Tierra solo se puede observar una de sus caras permaneciendo la otra oculta (la cara oculta de la Luna).

Las fases lunares: según la posición de la Tierra, la Luna y el Sol, se observa que la parte iluminada de la Luna varía. Estas variaciones son las llamadas fases lunares: cuarto menguante (el Sol ilumina lateralmente la Luna. La parte iluminada se reduce un poco cada día); Luna nueva (el Sol ilumina la cara oculta de la Luna, y nuestro satélite no es visible desde la Tierra); cuarto creciente (la Luna “mora”. El Sol ilumina lateralmente a nuestro satélite y, esta zona irá aumentando cada día); Luna llena (el Sol ilumina de lleno la cara visible de la Luna. Desde la Tierra, vemos el disco lunar completo).

- Influencia de la Luna: quizás sea por su proximidad, la Luna ejerce una influencia decisiva en muchos aspectos de la dinámica terrestre, así como en los seres vivos que pueblan la Tierra. Algunos ciclos de gran importancia biológica tienen una duración igual a la duración de los ciclos lunares, tal es el caso de el ciclo menstrual en las mujeres. El comportamiento animal parece estar influenciado por las distintas fases lunares (el caso del hombre-lobo es un ejemplo estupendo)

Las mareas, fenómeno provocado por la Luna con gran influencia en los seres vivos, se deben a la atracción gravitatoria que la masa del satélite ejerce sobre la masa de agua de los océanos

Cuando la Luna y el Sol se sitúan en línea (cosa que ocurre con la Luna llena y la Luna nueva) se suman sus fuerzas de atracción sobre los océanos y entonces se produce el fenómeno que denominamos mareas vivas. Estas mareas son aquellas que suben mucho (conocidas también por mareas grandes o vivas) y que, consecuentemente, bajarán también mucho. Después, a medida que transcurren los días y la Luna se vuelve creciente o decreciente y forma progresivamente un ángulo con el sol cada vez más recto, ( como si fuese un péndulo que nunca llegase a la situación de equilibrio ) la marea se tornará cada día más muerta o pequeña, esto es, con menor desnivel o diferencia entre la pleamar y la bajamar, hasta que, alcanzado un punto, comienza a ser un poco más viva cada día, a medida que nos acercamos otra vez a una luna nueva o a una luna llena, y vuelvan a quedar en línea los astros. Debemos saber también que la marea sube y baja dos veces cada día, pero, como el día lunar es más largo que el día solar,(aproximadamente unos 50 minutos más) la pleamar y la bajamar se producirán cada día un poco más tarde (esos 50 minutos de diferencia). Por eso, si una bajamar de un día determinado fue a las 22.00 horas, debemos interpretar que una de las bajamares del día siguiente del mismo año, será a las 22.50 horas y la otra bajamar habrá tenido lugar 12 horas antes.

3.- LA ATMÓSFERA

- Origen: la atmósfera se formó en los primeros momentos de la existencia del planeta, hace unos 4.500 millones de años. Los gases procedían del interior de la Tierra, y estaban a muy alta temperatura. Esa atmósfera primitiva tenía una composición distinta a la actual. Estaba constituida por dióxido de carbono, nitrógeno, vapor de agua, metano y amoníaco. Después de su formación la Tierra se enfrió progresivamente. Parte del vapor de agua se fue condensando, originándose un largo período de lluvias a nivel planetario, que formó los mares y océanos. El oxígeno apareció más tarde, cuando surgieron los primeros seres que realizaban la fotosíntesis (bacterias y algas muy primitivas) y liberaban este gas. - La atmósfera tiene un espesor aproximado de unos 500 km, aunque la mayor parte de los gases se encuentran en la franja situada entre los 0 y 16 km por encima de la superficie terrestre. La atmósfera esta formada por capas:

* la troposfera, es la capa que contacta con la superficie del planeta. Es la más fina, ya que tiene un espesor de unos 14 km, pero contiene un 80% del total de los gases atmosféricos y casi todo el vapor de agua. En esta capa se producen los fenómenos meteorológicos y también en dónde se produce toda la actividad humana. Su composición es la siguiente: el gas más abundante es el nitrógeno 78%; el oxígeno está presente en un 21 %; el resto es agua (en sus tres estados), dióxido de carbono (resultante de la respiración de plantas y animales, así como consecuencia de las erupciones volcánicas y como resultado de la combustión de combustibles fósiles), hidrógeno y otros gases de menor importancia. * la estratosfera, tiene un espesor de unos 30 km. En ella se localiza la llamada capa de ozono, que tiene la importante misión de filtrar las radiaciones ultravioletas procedentes del Sol, que son muy perjudiciales para los seres vivos. Debido a esta absorción, la temperatura aumenta en la parte superior de la estratosfera.Los fotones de radiación ultravioleta más energéticos UVA , rompen las moléculas de oxígeno, formando átomos de oxígeno libre. Con esto se absorbe la energía de la radiación: O2 + UVA ------ O + OEstos átomos libres chocan con otras moléculas de oxígeno, y forman ozono y desprendiendo parte de la energía que absorbieron: O2 + O ----------- O3 + calor

Las moléculas de ozono así formadas se rompen a su vez por la radiación más “blanda” (menos energética) la UVB , y forman de nuevo oxígeno y desprenden más energía: O3 + UVB ------ O2 + O + calor * la mesosfera, es una capa de unos 40 km de espesor que no contiene ozono ni vapor de agua, pero si cúmulos de hielo y polvo. Es en esta zona de la atmósfera, en dónde los meteoritos que llegan a la Tierra se vuelven incandescentes, formando lo que se conoce como “estrellas fugaces”. * la ionosfera o termosfera, es la capa más exterior, y la más gruesa, 500-1.000 km. En esta capa se absorben algunas de las radiaciones más energéticas y por tanto más perjudiciales para los seres vivos:Los fotones más energéticos rompen las moléculas de nitrógeno y se forman átomos de nitrógeno libre N2 + Rad -------- N + N de esta manera se absorbe la energía de las radiacionesCuando los átomos de nitrógeno chocan entre sí, por azar, se unen formando moléculas y desprendiendo la misma cantidad de energía que absorbieron en la rotura N + N ------------ N2 + calor Como se observa en el esquema, la temperatura oscila entre las diferentes capas que forman la atmósfera, eso se debe a la absorción que tiene lugar en la ionosfera y en la ozonosfera de la energía que contienen las diferentes radiaciones solares y su conversión en energía calorífica.

- La atmósfera y la vida: la atmósfera tiene varios efectos para la vida en nuestro planeta * El efecto invernadero:

parte de las radiaciones solares que llegan a la Tierra, son reflejadas de nuevo al espacio, sin embargo gran parte son retenidas en la atmósfera gracias, entre otros gases, al dióxido de carbono que de esta manera colabora a que en la biosfera haya una temperatura más benigna. Ahora se habla mucho del efecto invernadero como algo perjudicial para la temperatura del planeta, sin embargo esto no es así, lo perjudicial es el aumento de las emisiones de gases como el dióxido de carbono que provocan un “cierre” más hermético del “invernadero” y ello se traduce en un aumento de la temperatura global con consecuencias impredecibles.

* Filtro de radiaciones: la atmósfera impide que las radiaciones solares más perjudiciales (radiaciones de alta energía como los rayos X y las radiaciones Gamma, así como los rayos ultravioleta, estos de menor energía pero muy perjudiciales) para los seres vivos llegan hasta su superficie, como ya hemos visto son absorbidas y transformadas en calor. * Agente modelador del paisaje: gracias a la dinámica de la atmósfera el paisaje es sometido de manera permanente a la acción de agentes como el agua (en sus tres estados), el viento, lo cambio de la temperatura, etc, que provocan cambios en su superficie.

4.- ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA Una gran parte de los fenómenos que se producen en la superficie terrestre (en donde se localizan los seres vivos), tienen su origen en el interior del planeta, es por ello necesario conocer su interior para poder explicar la dinámica terrestre. Para poder conocer el interior de la Tierra, se utilizan: - Métodos de estudio directos: * Observación de las rocas que aparecen en la superficie: La mayor parte de las rocas que en ella se observan se han formado en la misma superficie, pero algunas otras se han originado en el interior y posteriormente afloran a la superficie al haber sido erosionados los materiales que las cubrían (algunas de estas rocas se habrían formado a unos 25 km de profundidad). Los volcanes arrojan lavas, generadas en ocasiones a 100 y 150 km de profundidad. De las características de estas rocas (densidad, rigidez, composición, etc) puede deducirse su comportamiento o como se estructuran. * Sondeos: Consisten en la extracción de muestras de rocas situadas a profundidad, sin embargo la máxima profundidad alcanzada hasta la actualidad es de 10 kms aproximadamente. A partir de los sondeos se ha podido determinar que la temperatura de la Tierra aumenta a medida que descendemos hacia el interior. Este aumento tiene un valor medio en el planeta de 1 grado centígrado por cada 33 metros de profundidad, este valor es el llamado gradiente geotérmico. Conociendo el radio terrestre se supondría una temperatura explosiva en el centro de la Tierra, no ocurre así debido a las elevadas presiones que existen en el interior. Este calor interno de la Tierra tiene varios orígenes como el calor residual del proceso de formación del planeta, así como de la desintegración de los materiales radiactivos que ocupan parte del interior Con todo ello, el conocimiento directo del interior terrestre alcanza tan sólo unos pocos kilómetros. * Estudio de la densidad media del planeta y la de su superficie: La densidad de los materiales aumenta al descender hacia el centro de la Tierra. Como los sólidos no se disponen por orden de densidades, debemos suponer que la Tierra estuvo fundida, al menos en parte, en algún momento de su historia, afirmación que coincide con la hipótesis nebular del origen del Sistema Solar. * Experiencias de laboratorio: Tratan de reproducir a escala reducida algunos de los procesos que suceden en el interior de la Tierra. - Método de estudio indirecto: Sismos, Seísmos o Terremotos Un terremoto es una liberación repentina, violenta y destructiva de energía. También se puede definir como un movimiento brusco del terreno. Casi todos los terremotos se producen por el deslizamiento de un bloque sólido respecto a otro, siguiendo un plano de fractura. El hipocentro es un punto imaginario situado en el interior y en el plano de fractura desde donde se supone que se inició el terremoto. Sobre la vertical de este punto y en la superficie se sitúa, el epicentro.

De la misma manera que cuando se arroja una piedra a un estanque se forman una serie de ondas concéntricas que se propagan a partir del punto en el que cayó la piedra, en los terremotos, se originan unas ondas llamadas ondas sísmicas. Existen dos tipos de ondas sísmicas según su origen:a) Las que se forman a partir del epicentro, llamadas también superficiales, ya que se

propagan por la superficie, por ello no tienen interés para el conocimiento de la estructura interna de la Tierra.

Son de dos tipos, las ondas Rayleigh (se desplazan ondulando el terreno en la misma dirección de propagación de la onda) y las ondas Love (se desplazan ondulando el terreno transversalmente a la dirección de propagación).En los terremotos de gran intensidad, las ondas superficiales son de tal magnitud, que circunvalan varias veces el globo terrestre antes de amortiguarse. Estas ondas son las responsables de la mayor parte de las destrucciones que tienen lugar en un terremotob) Las que se originan a partir del hipocentro, llamadas también internas, ya que se

desplazan por el interior terrestre:- ondas Primarias o P: se desplazan comprimiendo y descomprimiendo el terreno en la misma dirección de propagación de las ondas. Son las primeras en ser detectadas por los sismógrafos, se desplazan por todo tipo de terrenos y su velocidad de propagación depende de la compresibilidad de este- ondas Secundarias o S : se propagan desplazando el terreno perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda.Son detectadas por los sismógrafos después de las P. La velocidad de propagación depende de la rigidez del medio y no se propagan en medios líquidos o gaseosos, sólo a través de sólidos.

Las ondas sísmicas internas son el mejor método de que se dispone para la investigación del interior de la Tierra, ya que “radiografían” nuestro planeta y nos permite conocer su estructura interna sin necesidad de penetrar en él. Las ondas sísmicas, al igual que los rayos de luz, cambian de dirección y de velocidad al pasar desde un medio a otro. Un cambio brusco en la velocidad y dirección de propagación de las ondas sísmicas, indica una variación importante en la naturaleza de los materiales. La superficie de separación de los materiales se denomina superficie de discontinuidad.

El estudio de los cambio de velocidad y dirección de propagación de las ondas P y S, ha permitido deducir que el interior de la Tierra está constituido en capas concéntricas.

Analizando minuciosamente las variaciones, los sismólogos han demostrado la existencia de varias superficies de discontinuidad, unas de primer orden:

- Discontinuidad de Mohorovicic, situada a una profundidad entre los 30 y 60 km y separa la parte externa y menos densa de la Tierra, la corteza del resto. - Discontinuidad de Gutenberg, situada a 2.900 km de profundidad, limita el manto del núcleo de la Tierra.Otras de segundo orden: - Discontinuidad de Conrad, situada por encima de la de Mohorovicic pero no se detecta en

toda la superficie terrestre. Debe separar la parte externa de composición granítica, corteza continental, de la zona subyacente, de composición basáltica, corteza oceánica . Su profundidad que es variable (cuando existe) se estima en unos 15 km como valor medio - Discontinuidad de Repetti, situada a una profundidad entre los 800 y 1.000 km y separa materiales que quizás difieran en su composición química manto superior y manto inferior. - Discontinuidad de Wiechert, situada a una profundidad de 5.000 km y separa el núcleo externo del núcleo interno. El perfeccionamiento del método sísmico, ha permitido detectar dentro del manto superior, la existencia de una zona de baja velocidad de propagación de las ondas: al llegar a ella, las ondas P y S disminuyen la velocidad y, por debajo de ella, recuperan la velocidad propia del manto superior. Esta capa llamada astenosfera, tiene una características especiales, los materiales que la forman, están en un estado de semifusión. La existencia de la astenosfera, permite explicar la dinámica interna de la Tierra.

MODELO ESTÁTICO MODELO DINÁMICO

5.- LA LITOSFERA Como ya hemos estudiado, la litosfera es la capa más superficial de la Tierra y está formada por la corteza continental, la oceánica y por ambas. En este apartado trataremos los cambios que se producen en esta capa y que es lo que motiva estos cambios. * Deriva continental: Durante los siglos XVI y XVII los cartógrafos observaron las costas de América del Sur y África y consideraron, sin poderlo explicar, que parecían fragmentos de un continente mayor y que, si estos fragmentos se aproximaban, encajaban casi perfectamente. Por otra parte, hasta principios del siglo XX, los naturalistas pensaban que las cadenas montañosas se habían formado porque la Tierra se había enfriado y contraído. Como consecuencia, habían quedado unas zonas “arrugadas”, que eran las cadenas montañosas. En 1912 el meteorólogo y geofísico alemán, Alfred Wegener presentó en su libro El origen de los continentes y los océanos (1) las bases de una teoría revolucionaria: afirmó que los continentes descansan y se desplazan sobre el fondo oceánico, alejándose o acercándose unos respecto de los otros. A este fenómeno lo llamó deriva continental.

Según esta teoría, hace unos 300 millones de años todos los continentes estaban unidos, formando el supercontinente Pangea (toda la Tierra). A su alrededor se extendía un gran océano, Pantalasa (todo mar). Hace 150 millones de años se produjo la fragmentación del Pangea en dos grandes continentes, Laurasia al norte y Gondwana al sur y separados por el Mar de Thetis (que en la actualidad correspondería al mar Mediterráneo). Hace unos 65 millones de años (época de extinción de los dinosaurios), la Tierra tenía un aspecto muy similar al de la actualidad. Pero había importantes diferencias. Por ejemplo, India aún estaba separada del resto del

continente asiático, el continente americano estaba separado en dos grandes bloques (América del norte y del sur en la actualidad), y Australia estaba unida todavía al continente Antártico. Hace 15 millones de años, la forma y la posición de los continentes era la misma que en la actualidad. En el futuro, el dinamismo de la Tierra hará que las siluetas de los continentes vuelvan a cambiar su posición.

Esta forma de desplazamiento de los continentes permitió explicar la formación de las cadenas montañosas pues cuando un continente viaja a la deriva, su parte frontal podía encontrar resistencia y se plegaba (la cordillera del Himalaya, es un ejemplo de ello). La principal objeción a esta teoría se basaba en que Wegener no podía precisar cuáles eran las fuerzas que mueven esas masas continentales. Proponía que los continentes se asentaban sobre el fondo oceánico y que podían ser la fuerza centrífuga generada por la rotación de la Tierra y la atracción gravitatoria del Sol y la Luna las fuerzas responsables del movimiento de los continentes. Los geofísicos desmintieron esta posibilidad apuntada por Wegwner, por un lado sostenían que la fuerza producida por la rotación terrestre y la gravitatoria no eran suficientes para superar la fuerza de rozamiento existente entre los continentes y el fondo oceánico, y además, de ser cierta la idea de Wegwner los continentes se alinearían en las zonas ecuatoriales debido a la acción de la fuerza centrífuga. Wegener acompañó su propuesta de deriva continental con una serie de pruebas:a) Geográficas: la coincidencia en la forma de la costa de continentes muy alejados.

Por ejemplo las costas de la India, la Antártida y la costa oeste de África.b) Petrogenéticas: similitud de formaciones rocosas en continentes hoy separados.

Las formaciones de rocas sedimentarias de mayor antigüedad coinciden en América del Sur y en África.

c) Paleoclimáticas: en la actualidad se han encontrado huellas de glaciares (tillitas) en zonas ecuatoriales.

d) Paleontológicas: existencia de fósiles de animales y vegetales idénticos en continentes separados.

e) Estructurales: continuidad en las cadenas montañosas en continentes muy separados. Los Apalaches y la cordillera escandinava formaron una única cadena montañosa.

La teoría de Deriva Continental tuvo el rechazo de la comunidad científica de la época (algunos geólogos llegaron a calificar su teoría como un auténtico disparate), y tuvieron que pasar al menos cincuenta años para que sus ideas fueran tomadas en consideración como base de las teorías más modernas.(1) Wegener tenía datos de que Groelandia se estaba alejando lentamente del

continente Europeo. Basándose en mapas del siglo XIX , observó que, desde entonces hasta comienzos del siglo XX , Groelandia y Europa se habían separado más de un kilómetro y medio. También observó que Paris y Washington se estaban alejando y, en cambio, San Diego y Shanghai se aproximaban.Estas mediciones, aunque no eran completamente correctas, dieron mucho que pensar a Wegener. Observó además que la costa este de América del Sur y la costa oeste de África encajaban casi perfectamente, como un rompecabezas. Y pudo comprobar que en Brasil y en el oeste de África había unas rocas idénticas y de la misma edad. Estos y otros hechos dieron a Wegener la pista definitiva para pensar que los continentes no estaban fijos, sino que se movían, y que en el pasado habían estado unidos.

- TECTÓNICA GLOBAL Esta teoría fue enunciada en los años sesenta del pasado siglo y su importancia radica en que explica fenómenos como el movimiento de los continentes, el vulcanismo, los terremotos, formación de montañas (orogénesis), etc. Se basa entres teorías:

* Tectónica de placas: fue enunciada en 1968 y sostiene que la superficie terrestre está dividida en piezas o placas rígidas, de diferentes formas y tamaños, denominadas placas litosféricas y que encajan entre si como si se tratara de un rompecabezas. Estas placas presentan un grosor medio de unos 100 km, están “flotando” sobre la

astenosfera, cuando esta se mueve, las placas también lo hacen. Existen siete grandes placas, unas están formadas por corteza oceánica (la placa del Pacífico, la de Nazca, la Arábiga), otras de corteza continental y otras son mixtas, formadas por corteza oceánica y continental

(las placas Africana, Euroasiática, Norteamericana, Indoaustraliana, Sudamericana Antártida). Estas grandes placas, a su vez están formadas por pequeñas subplacas. Los límites de estas placas son zonas de una gran actividad sísmica y volcánica. Si observamos los puntos donde se han producido estos fenómenos, veremos que coinciden con los límites de las placas. Existen tres tipos de límites entre las placas:a) límites destructivos o convergentes: cuando dos placas se aproximan, una placa

oceánica (más densa) subduce (se introduce por debajo) bajo la otra placa, ya sea oceánica o continental (arcos islas, fosas abisales). Hay destrucción de corteza oceánica. Si se produce el choque entre dos placas continentales, se produce la obducción (elevación de los bordes que entran en colisión, cordilleras).

SUBDUCCIÓN OBDUCCIÓN (elevación) b) límites constructivos o divergentes: zonas en donde se separan dos placas. Se

produce un continuo ascenso del material del manto y se crea corteza oceánica, en las llamadas dorsales oceánicas (1). Explica fenómenos como la formación de nuevos mares y océanos.

c) límites pasivos o neutros: las placas se deslizan lateralmente y no se crea ni se destruye litosfera. Se producen unas fracturas en el terreno llamadas fallas transformantes. Un ejemplo característico es la falla de San Andrés en California (EE UU) responsable entre otros del famoso terremoto de San Francisco ocurrido en 1906 que con una intensidad de 7,9 en la escala de Ritchert y en el que murieron unas 3.000 personas y se vieron afectados 28.000 edificios.

* Corrientes de convección del manto: Según se ha visto, la parte superior del manto está ocupado por un material que está en semifusión y que forma la astenosfera. Este material que recibe calor desde las zonas más profundas del manto, pierde densidad (al aumentar de volumen por la dilatación) y asciende. Al ir ascendiendo, se aleja del foco de calor y

aumenta de densidad (al disminuir de volumen en consecuencia baja), creando unas corrientes de magma, llamadas corrientes de convección. Ya que las placas litosféricas están “flotando” sobre el magma de la astenosfera, al desplazarse este como consecuencia de las mencionadas corrientes, también lo hacen las placas.

Wegener no supo explicar cual era el “motor” responsable del movimiento de los continentes, cincuenta años más tarde la tectónica Global lo hizo.

* Expansión del suelo oceánico: hace algo más de cincuenta años se pensaba que los fondos oceánicos eran grandes llanuras cubiertas de sedimentos. Por estas fechas empezó a estudiarse el Atlántico Norte, como resultado del estudio, se llegó a las siguientes conclusiones:- En el centro de la cuenca oceánica había una gran elevación montañosa, la dorsal oceánica, con un surco central, el rift. En ella se encontraron rocas volcánicas (basaltos) muy jóvenes, de menos de 1 millón de años, que no estaban cubiertos de sedimentos.- La capa de sedimentos era mucho más delgada de lo que habían supuesto. Era casi inexistente en las zonas próximas a la dorsal y aumentaba su espesor hacia el continente.- Los fondos oceánicos eran relativamente muy jóvenes: no se encontraron rocas de más de 180 millones de años y su edad aumentaba desde el eje de la dorsal (el rift) hacia el continente.

Con estos datos se enunció una nueva teoría (Dietz y Hess), la expansión del suelo oceánico, que proponía que en la dorsal se formaba continuamente litosfera oceánica, y que desde allí se producía la expansión del fondo marino. La prueba decisiva de la expansión la aportaron en 1962 Vine y Matthews, cuando estudiaron el magnetismo de las rocas del fondo marino y realizaron perfiles magnéticos transversales a la dorsal.

Comprobaron que existían, a ambos lados de la dorsal, bandas paralelas de corteza oceánica que estaban constituidas por rocas que se habían formado al mismo tiempo ya que tenían idéntica polaridad magnética.

- Fenómenos que explica la tectónica global: A.- Formación de nuevos mares y océanos: la formación de un nuevo mar comienza

cuando bajo un continente aparece un punto caliente. El magma procedente de la astenosfera asciende y presiona hacia arriba la placa y produce una elevación del terreno llamado domo.

Al ser rígida la litosfera, se rompe y se hunde formando un valle en cuyo centro se abre una grieta llamada rift por donde aflora el magma. Este valle al estar a más baja cota se va llenando en principio de aguas de lluvia, de aguas de otros ríos o lagos (en la actualidad en esta fase se encuentra el Valle del Rift africano en la zona de los grandes lagos en la costa este de África). El rift irá progresando hasta llegar a contactar con el mar. El agua del mar penetra y se inicia la

formación de un mar estrecho. El magma a medida que se deposita a ambos lados del rift va creando nuevo suelo oceánico de tal manera que los dos bordes originales de la placa que se fracturó, se van separando y con ello el mar aumenta de tamaño (en esta fase se encuentra el Mar Rojo que separa el continente Africano de la Península Arábiga). Con el transcurso de los años, los límites originales se irán separando cada vez más y el mar primitivo se habrá convertido en un océano (en esta fase se encuentra el océano Atlántico que separa los continentes Americano y Europeo).

B.- Fosas oceánicas: se forman en las zonas donde una placa oceánica subduce bajo otra placa (ya sea una continental o bien oceánica). Se trata de depresiones alargadas y de mucha profundidad. La fosa con mayor profundidad es la fosa de las Marianas con una profundidad de 11.000 metros).

C.- Arcos islas: se forman cuando una placa oceánica subduce bajo otra también oceánica. Están constituidos por una cadena de islas volcánicas dispuestas en forma de arco de circunferencia. Las islas que forman estos archipiélagos se forman a partir de los volcanes que resultan de la ascensión del magma que se genera al fundirse la placa que se hunde.

En estas zonas son frecuentes los movimientos sísmicos que se producen como consecuencia del rozamiento entre las placas. Son ejemplos de estas formaciones las Antillas, Japón, Filipinas, Marianas, Kuriles. Entre el archipiélago y el continente existe un brazo de mar, llamados mares interiores, por ejemplo el Mar de Japón situado entre el archipiélago del Japón y el continente asiático.

D.- Orogénesis: es el conjunto de procesos geológicos que llevan a la formación de una cadena montañosa. Se llama orogenia, al tiempo que tarda en llevarse a cabo los procesos geológicos que dan lugar a las cadenas montañosas. La orogenia más reciente es la orogenia Alpina (recibe este nombre porque fue en los Alpes en dónde se estudio el proceso) en esta orogenia se formaron por ejemplo los Alpes, la cordillera Penibética (la Sierra de Cádiz también), los Pirineos. Antes de la formulación de la teoría de la Tectónica Global, el origen de las cadenas montañosas se atribuía al enfriamiento del planeta que provocaba una disminución del volumen y con ello un “arrugamiento” de la corteza. Estas “arrugas” de la corteza son las cadenas montañosas. La Tectónica Global da una explicación más real. Concepto de Geosinclinal: Para que en una zona se pueda formar una montaña, previamente ha de existir en ella una cuenca de sedimentación (una depresión en el terreno que se produce por existir una zona de subducción) que se denomina geosinclinal. Los geosinclinales son cuencas de sedimentación marinas situadas en los bordes continentales, que son los lugares donde los aportes de materiales son más cuantiosos, y cuyo fondo se va hundiendo a medida que se depositan nuevas capas de sedimentos.

* Cordilleras Perioceánicas: se forman en los bordes de los océanos. Un ejemplo típico es la cordillera de los Andes, que recorre toda la costa oeste del continente Sudamericano por la subducción de la placa de Nazca (oceánica) y la placa

Sudamericana (continental).

Se forma en varias fases: - En el borde continental se forma un geosinclinal que recoge los sedimentos de los materiales procedentes del continente.

- Una placa oceánica subduce bajo otra continental (la oceánica tiene mayor densidad que la continental). Al subducir la placa oceánica comprime los sedimentos del geosinclinal instalado en el borde del continente llegando a emerger todos los materiales, formándose una cadena montañosa en la misma zona en la que se hallaba el geosinclinal. En estas zonas son frecuentes los terremotos como consecuencia del roce entre las placas y también los volcanes debido a la ascensión del magma que se origina al fundirse la placa oceánica a medida que profundiza y llega hasta la astenosfera. Los volcanes se sitúan paralelamente a la cordillera montañosa hacia el interior continental. * Cordilleras Intercontinentales: se generan en el momento en que convergen los bordes de dos placas continentales. El ejemplo más típico es la Cordillera del Himalaya que se forma cuado entra en colisión el continente Indio (que se encuentra a la deriva y desplazándose hacia el norte) y el continente Asiático. Los Alpes se formaron cuando se produjo la colisión de la placa Africana y Europa.

Se forma en varias fases:- Formación del geosinclinal (siempre en el borde continental)- Se inicia con la subducción de una placa mixta con otra continental, llegará un momento en el que se habrá consumido toda la parte oceánica que hay entre los dos bloques continentales.- Como la placa continental es gruesa y ligera no puede subducir y se produce el choque entre los dos continentes, los cuales se interpenetran, obducción

- Como consecuencia de la obducción, los materiales que se acumulan en el geosinclinal (situado entre los dos continentes) se comprimen y se pliegan originando cordilleras intercontinentales. En este tipo de cordilleras hay una gran actividad sísmica como consecuencia del la presión entre los continentes y menor actividad volcánica. * Cordilleras Intracontinentales: Si las placas están próximas apenas hay subducción y la colisión de ambas produce una cordillera Intracontinental, es el caso de los Pirineos En estas zonas hay una baja actividad sísmica y volcánica

E.- Volcanes: son estructuras geológicas características de zonas activas de la Tierra, en las que los magmas originados en el interior terrestre, ascienden a la superficie aprovechando zonas débiles o ya fracturadas. Existen dos tipos de volcanes:* Volcanes fisurales, en los que el magma surge a través de fracturas que pueden tener varios kilómetros de longitud y varios metros de anchura. Expulsan lavas basálticas,

muy calientes y fluidas formando coladas casi horizontales de muchos kilómetros cuadrados de extensión. Estas coladas se van superponiendo llegando a tener una potencia (grosor) de varios kilómetros. * Volcanes centrales: el magma sale por un punto de la corteza terrestre y constan de varias partes:

- Cámara magmática: en dónde se acumula el magma y a una profundidad entre 10 y 70 Km.- Chimenea: la fractura a través de la cual sale el magma al exterior- Cono volcánico: es la elevación del terreno construida por los materiales arrojados por el volcán. Tiene un orificio de salida llamado cráter - Pueden existir otros conos volcánicos asociados al principal (adventicios) llamados fumarolas y solfataras. En las erupciones volcánicas se expulsan:- Gases: vapor de agua, dióxido de carbono, ácido sulfídrico, anhídrido sulfuroso, etc. Su emisión se produce en las primeras etapas y al producir una descompresión, crean una presión negativa, que “tira” del magma hacia arriba, hacia la superficie.- Lava: es roca fundida a una elevadísima temperatura. La viscosidad de lava, depende de su composición. Si la lava es muy fluida se desliza por las laderas dando lugar a grandes coladas. Los volcanes que forman las islas Hawai (el Kilauea por ejemplo que lleva en erupción más de diez años, expulsa un río de lava que llega hasta el mar en dónde solidifica agrandando la superficie de la isla en muchos kilómetros cuadrados.Si la lava es muy espesa, se acumula en el cráter llegando a solidificar allí mismo, actuando como un tapón. Las erupciones de este tipo de volcanes son explosivas. Un ejemplo es el Krakatoa, cuya erupción en el primer tercio del siglo pasado hizo saltar por los aires dos tercios de la isla de Krakatoa.

- Piroclastos: materiales que ascienden en estado fundido arrastrados por los gases y que solidifican total o parcialmente en el aire formando las bombas volcánicas, los lapillis y cenizas.

F.- Terremotos (ya estudiados)

- DEFORMACIONES DE LOS MATERIALES TERRESTRES

La energía interna de la Tierra se manifiesta mediante dos tipos de fuerzas: verticales y horizontales, que actúan sobre la litosfera y dan lugar a diferentes estructuras. Las fuerzas verticales causan abombamientos y afosamientos, aunque no modifican mucho la estructura. Por el contrario las fuerzas horizontales producen cambios importantes en la litosfera, ya que son las causantes de la formación de las grandes cordilleras de plegamiento, así como la deriva continental y creación de nuevos océanos. Experimentalmente se ha comprobado que, cuando sobre una roca se aplican fuerzas de compresión o de distensión, dicha roca pasa por tres etapas de deformación:- Deformación elástica: ocurre cuando la roca recupera su forma primitiva al cesar la fuerza que actúa sobre ella. Como la deformación no es permanente no puede ser estudiada con posterioridad y por ello no es interesante en Tectónica. Los terremotos producen este tipo de deformaciones- Deformaciones plásticas: tiene lugar si la fuerza interviene durante más tiempo o aumenta su intensidad, en cuyo caso la deformación se hace permanente y las rocas ya no recuperan su forma original aunque cesen los esfuerzos. Este fenómeno se da cuando se sobrepasa el límite de elasticidad de la roca.- Roturas: ante fuerzas mayores, la roca se rompe, al superar también el límite de plasticidad de la roca. Por lo tanto, las fuerzas horizontales que actúan sobre la litosfera, producen dos tipos de deformaciones permanentes: pliegues (deformaciones plásticas) y fracturas (roturas). Existen una serie de factores que favorecen la deformación frente a la fractura:Presión confinante: producida por el peso de las rocas superpuestasTemperatura: se incrementa con la profundidad y con ello la plasticidad de los materialesPresencia de fluidos en las rocas: cuando los poros de las rocas están ocupados por agua u otros fluidos, también aumenta la plasticidad de las mismas favoreciendo con ello la deformación.Tiempo: es uno de los factores de mayor importancia, ya que mientras una fuerza de gran intensidad e instantánea causa fractura en las rocas, otra de menor intensidad, pero que actúa de manera continuada, llega a deformarla, pero sin romperla.

* PLIEGUES Son deformaciones plásticas, también llamadas deformaciones continuas, onduladas, producidas por las fuerzas orogénicas en rocas estratificadas, es decir sedimentarias y metamórficas y volcánicas

Elementos de un pliegue:

Charnelas: zona de flexión de los estratos.Flancos: partes laterales de un plegue, a uno y a otro lado de la charnela.Núcleo: la parte más interna de un pliegue.Plano axial: plano imaginario que pasa por las charnelas de los estratos que forman un pliegue.

Eje del pliegue: intersección del plano axial con la superficie del terreno.Dirección: ángulo que forma el eje de un pliegue con el norte geográfico.Buzamiento: indica la inclinación del estrato, y es el ángulo que forma la línea de máxima pendiente con el plano horizontal (se toma siempre el ángulo agudo).

Clasificaciones de los pliegues:a) Según su forma:- Anticlinales: Son pliegues cóncavos hacia abajo. Tras un período erosivo, los materiales más antiguos ocupan el núcleo del pliegue.- Sinclinales: Son pliegues cóncavos hacia arriba y, en este caso son los materiales más recientes los que ocupan el núcleo del pliegue.Los anticlinales y sinclinales, es frecuente que aparezcan asociados como en el caso de la figura anterior.

b) Según la disposición del plano axial:- Rectos: el ángulo que forma el plano axial y la vertical es de 0º- Inclinados o acostados: el ángulo que forma el plano axial y la vertical oscila entre los 0º y lo 90º. Si las fuerzas tectónicas que han originado un pliegue siguen actuando sobre los materiales ya plegados, estos pueden fracturarse y deslizarse sobre el plano de fractura, formando un cabalgamiento primero y si el desplazamiento es grande, se denomina manto de corrimiento.

* FRACTURAS Cuando las fuerzas que originan las deformaciones terrestres son muy intensas, pueden superar el límite de plasticidad de los materiales, y estos se fracturan. Se distinguen dos tipos de fracturas:

a) Diaclasas: en este tipo de fractura no existe desplazamiento entre los bloques de las rocas. Constituyen las grietas y fisuras presentes en muchas rocas.Según su origen existen dos tipos:- Tectoclasas: se originan por esfuerzos tectónicos.- Diaclasas: se originan durante la formación de las rocas o la meteorización (gelifracción, alivio en la presión de carga, etc).

b) Fallas: son fracturas en las que los bloques resultantes de la fractura se desplazan uno respecto al otro.

Elementos de una falla:

Plano de falla: es la superficie sobre la que se produce la fractura.Labios de falla: son los bloques desplazados según el plano de fallaSalto de falla: es el desplazamiento entre dos puntos que estaban unidos antes de producirse la fractura

Clasificación de las fallas: su clasificación, depende de las fuerzas que causan la falla y el sentido de desplazamiento de los bloques.

a) Fallas Normales: producidas por fuerzas de distensión. Uno de los bloques se hunde a favor del plano de falla. Existe un aumento en la superficie total del terreno

b) Fallas Inversas: originadas por fuerzas comprensivas. Uno de los bloques se eleva en contra del plano de falla y, por tanto se produce un acortamiento en el terreno.

c) Fallas de Desgarre o de Dirección: producidas por fuerzas que actúan en la misma dirección y en sentido contrario. El plano de falla es vertical

Asociación de fallas: al igual que ocurre con los pliegues, las fallas suelen estar asociadas dando lugar a sistemas complejos de grandes dimensiones:

- Fosas tectónicas: Constituidas por bloques que están progresivamente cada vez más hundidos hacia el interior. Ejemplo el valle del Guadalquivir o la depresión del Ebro.- Macizos tectónicos: Estructuras opuestas a las anteriores, es decir, los bloques centrales quedan elevados respecto a los laterales. Ejemplo el Sistema Central

Actividades1.- Explica el fenómeno de la cara oculta de la Luna2- Nombra y describe las distintas fases lunares3.- Influencia de la Luna en la “biosfera” .4.- Explica las variaciones que experimenta la temperatura en las diferentes capas de la atmósfera5.- ¿Cómo “filtra” la atmósfera las radiaciones solares?6.-Nombra los métodos directos en el conocimiento de la estructura interna de la Tierra e indica qué aporta cada uno de ellos. 7.- ¿Qué es una superficie de discontinuidad? Nombra las que conozcas indicando: en dónde se produce, cómo se detecta y que conclusiones se pueden sacar8.- Define terremoto y los elementos más importantes de estos.9.- Diferencias entre las diferentes ondas sísmicas.

10.- Mediante sendos esquemas, compara los modelos estáticos y dinámicos del interior terrestre.11.- ¿Qué ocurre con una onda sísmica cuando atraviesa una superficie de discontinuidad? ¿Y cuándo se refleja en ella?12.-Define: a) Ángulo de la eclíptica b) Solsticio c) Equinoccio d) Astenosfera e) Mareas vivas13.- ¿Qué pruebas aportó A. Wegener que demostraban su teoría de Deriva Continental?14.- ¿Por qué no fue aceptada en su momento la teoría propuesta por Wegener? 15.- ¿Qué explica la existencia de mamíferos marsupiales en Oceanía y la ausencia de mamíferos placentarios en este mismo continente?16.- Explica como se forman las corrientes de convección del manto. ¿Qué consecuencias tienen?17.- Diferencias entre los distintos tipos de límites entre las placas litosféricas?18.- Explica la prueba que demuestra la Teoría de Expansión del Suelo Oceánico19.- Diferencias entre los distintos tipos de cordilleras.20.- ¿Qué expulsan los volcanes en las erupciones? 21 - ¿Cómo se forman los nuevos mares y océanos?22.- Definir: a) Godwana b) Tillitas c) Rift d) Volcanes fisurales e) Chimenea volcánica f) Fumarolas g) Mares interiores h) Obducción i) Geosinclinal j) Fosa oceánica