Resumen de Contenidos Unidad
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RESUMEN DE CONTENIDOS
Objetivo: Reconocer conceptos de Geología, según su aplicación en ingeniería.
GEOLOGIA GENERAL
¿Qué es Geología?
Geología, del griego geo, «Tierra», y logos, «discurso». Geología es la ciencia que busca la
comprensión de la Tierra, ya sea la composición, su estructura, fenómenos que han ocurrido
históricamente como también la evolución de la vida. Esta es una ciencia descriptiva, genética y
evolutiva.
Tarbuck menciona en su libro Ciencias de la Tierra que Geología es: “ciencia que persigue la
comprensión del planeta tierra, su forma, composición y cambios que está experimentando”
Otro autor de importancia dentro de la rama geológica, es Arthur Sthraler, él define como
Geología como la “Ciencia de la parte sólida de la tierra incluidos, origen e historia de la tierra,
materiales que incluyen y procesos que actúan en la tierra y su superficie”
Esta ciencia es de importancia ya que aporta para el aprovechamiento de recursos naturales
implicando en la economía de algunos países. Además es relevante como estudio previo para la
prevención de riesgos geológicos, aplicando a los campos de agricultura, obras, minerías, etc.
La ciencia geológica se ha dividido en dos amplias áreas, conocidas también como ramas: la
geología física y la geología histórica.
Geología Física: Estudia los materiales que componen la tierra y procesos que se llevan a
cabo de manera interna, como externa de la superficie terrestre.
Geología Histórica: Estudia el origen de la tierra y su evolución en el tiempo. Se contempla
el estudio de acontecimientos y procesos históricos con el fin de reconstruir el pasado de
lo que han hoy se conoce como tierra. Busca ordenar de forma cronológica los sucesos
físicos y biológicos ocurridos con anterioridad.
El estudio de la Geología cuenta con numerosas especialidades, las cuales se dedican al estudio
específico de propiedades que se encuentran presentes dentro de la ciencia. Las más conocidas
son:
Estratigrafía: Área de la geología histórica dedicada al estudio de la historia de la tierra por
medio de su disposición original, contando como referencia las capas de rocas (edad y
formación), y el ambiente en donde se encuentran el sitio de interés.
Hidrogeología: Área de la geología que se dedica al estudio de las propiedades, y
características que presentan las aguas subterráneas, considerando la interacción
existente entre roca, suelo y agua.
Mineralogía: Área que se dedica al estudio de las propiedades tanto químicas como físicas
de los minerales como también sus procesos de formación. La clasificación de minerales se
encuentran enmarcadas dentro de esta especialidad geológica.
Cristalografía: Ciencia dedicada al estudio de la forma interna de los minerales, cristales,
la forma de cristalización y estructuras.
Sismología: Ciencia que estudia la formación de terremotos y sismos que ocurren en la
tierra, como también las señales sísmicas.
Paleontología: Área de la geología histórica que se dedica al estudio de seres que vivieron
en épocas pasadas, trabajan con fósiles tanto vegetales como animales.
Sedimentología: Estudio del proceso de formación y transporte de sedimentos. Se estudia
el ambiente en donde se encuentra la deposición y las propiedades que pueda tener el
agua que se encuentra en el proceso de sedimentación.
Geofísica: Área de la geología en donde se aplican tanto principios como métodos de física
en el estudio de la tierra. Estudian forma, dimensiones y estructuras.
Petrología: Ciencia que estudia la formación y las características de los diferentes tipos de
rocas existentes.
Volcanología: Estudio de la formación de volcanes, características, erupciones y
resultados de esta.
METODO CIENTIFICO
Dentro del estudio científico existen dos tipos, los métodos de investigación que busca hallar o
descubrir alguna solución sobre un tema en específico, y existe los métodos de validación que
buscan controlar posteriormente si alguna solución es legítima y aceptable.
El método científico forma parte de los métodos de investigación y se define como “un conjunto
de procedimientos que se llevan a cabo en una investigación que busca descubrir, demostrar y
obtener una extensión de conocimientos sobre algún tema”. Este, debe ser racional, analítico,
claro y aplicable.
La estructura del método científico cuenta con cinco pasos:
- Planteamiento del problema: Es el primer paso que cuenta con la característica de
observar ya que por medio de este procedimiento se logra detectar, plantear y describir
un problema.
Dentro de este paso se encuentra el reconocimiento de los hechos, en donde se examinan
y seleccionan situaciones, le sigue el descubrimiento del problema que es cuando se
descubre alguna incoherencia en el estudio para terminar con la formulación del problema
que es donde se plantea uno como investigador preguntas que pueden ser solucionables
por medio del conocimiento científico.
- Hipótesis: Corresponde al paso en donde se plantean posibles explicaciones, predicciones
y deducciones sobre un problema ya detectado. Esta presentación de supuestos puede ser
declarativa, enunciativa o interrogativa. Estas deben de contar con poder explicativo, ser
comparable, hacer concordar con datos existentes y relacionarlos entre estos.
La hipótesis debe estructurarse con una parte objetiva y otra subjetiva. La parte objetiva
corresponde a que debe sustentarse en los hechos ocurridos, que exista alguna
comprobación en cuanto al tema. En el caso de la parte subjetiva viene a ser aquella que
se estructura en base a intuiciones, sensibilidades e imaginación del investigador.
- Experimentación: Durante esta etapa se pueden ejercer diferentes disciplinas científicas.
Como actividades se llevan a cabo el registro y análisis de datos que permiten determinar
relaciones entre estos.
- Comprobación de resultados: Esta es la etapa de comprobación de los enunciados
propuestos en la etapa de hipótesis por medio de la experimentación controlada, la cual
ha sido un paso previo. Después de haber aplicado diferentes técnicas de investigación, se
logra la verificación, comprobación y demostración de las especulaciones que fueron
planteadas en la etapa de hipótesis.
El procesamiento de datos busca encontrar, ordenar y clasificar información el cual
ayudará a comprobar o disprobar aquellas suposiciones que han sido planteadas en el
momento de plantear la hipótesis.
- Difusión de resultados: Las investigaciones tienen como fin el conocimiento científico, es
por esto que en esta etapa es cuando se difunde el nuevo saber que se ha adquirido, por
medio de publicaciones científicas, portales, informes, etc.
Estos resultados se pueden aplicar a campos de estudios en donde el conocimiento
permita utilizar tanto la metodología como los datos obtenidos.
Para la presentación de estos datos Eli de Gortari, menciona que se debe de realizar un
informe que contenga:
1. Introducción (Razones y propósitos del trabajo, hitos de conocimiento, pasos de
avance y explicación de lo que se trata de formular; Datos que se tomaron y
desecharon para la realización de la investigación; posibilidades y limitaciones que se
hayan podido insinuar con anterioridad a la investigación; exposición de método
utilizado)
2. La tesis (propósito de la investigación; plantear hipótesis y la forma que se pondrá a
prueba; hechos o relaciones descubiertas; resumen de hechos al problema
presentado; descripción de técnicas utilizadas; relación de experimentos propios o
demostraciones que formen parte de lo esencial de la investigación; presentación de
tablas explicativas y gráficas)
3. Enumeración de resultados (Se formulan los resultados, se expone la metodología
empleada mencionando los procedimientos tanto teóricos como prácticos)
4. Discusión de los resultados (Presentación abreviada y explicita del proceso lógico que
llevó a la conclusión, incluye interpretación y demostración de las relaciones
comprobadas con la experiencia)
5. Conclusiones: (Culminación lógica del trabajo, se deben incluir las implicancias
legítimas de la investigación)
TIEMPO GEOLOGICO
Dentro del estudio de la geología, se ha reconocido que el tiempo geológico es demasiado largo,
ante esta situación durante el siglo XIX, antes del descubrimiento de la radioactividad solo se
conocía que la tierra tenía muchos años, que habían ocurrido episodios de formación y erosión
pero no se podía calcular la edad de la tierra. John Weslesy Powell, quien dirigió por primera vez
una expedición al gran cañón, descubrió que la historia de la tierra se encontraba presente en las
rocas, que estas guardaban los acontecimientos y las formas de vida pasada.
Durante el estudio de la historia de la tierra, los investigadores de siglos atrás lograron deducir que
la tierra cuenta con mucha más edad de la que puedan imaginar, por lo mismo se dedicaron a
buscar fechas, sin embargo hasta el siglo XIX solo se logró trabajar por medio de la datación
relativa.
La datación relativa es aquella que menciona que los acontecimientos son ordenados en secuencia
u orden apropiado, no da una fecha numérica sobre la edad de una roca, sino que menciona el
orden en el que ocurren las cosas, que pasó antes y que pasó después.
Uno de los principales exponentes fue Nicolas Steno, quien presenta dos principios:
- Ley de superposición: “cada estrato es más antiguo que el que tiene por encima y más
joven que el que tiene por debajo.” La ley de superposición establece el orden de las capas
de roca sedimentarias y lava.
- Principio de horizontalidad original: “las capas de sedimento se depositan en general en
una posición horizontal” Se reconoce que la horizontalidad original se mantiene cuando
los estratos rocosos se encuentran planos, en el caso de existir plegamientos e inclinación
se menciona que ha habido perturbación de corteza.
Otros principios que se están enmarcados dentro de la datación relativa son:
- Principio de intersección: Es cuando una falla atraviesa otras rocas o cuando hace
intrusión y cristaliza.
“La falla A se produjo después de que se depositara el estrato de arenisca, porque «corta» la capa. De igual
manera, la falla A se produjo antes de que el conglomerado se sedimentara porque la capa no está afectada.
También podemos afirmar que el dique B y el sill asociado con él son más antiguos que el dique A, porque este
último corta al sill. De la misma manera, sabemos que bs batolitos fueron emplazados después de que se
produjera el movimiento a lo largo de la falla B, pero antes de que se formara el dique B. Esto es así porque el
batolito atraviesa la falla B mientras que el dique B corta el batolito.”
Fuente: Tarbuck E (2007), Ciencias de la tierra. P259
- Inclusiones: Corresponde a fragmentos de unidades de rocas, que quedaron encerrada
dentro de otra roca. La masa de rosa que está cercana a la roca que contiene inclusiones,
debió de estar primero para así proporcional fragmentos de roca, por lo tanto la masa que
contiene las inclusiones es la roca más joven.
“Las inclusiones de la roca ígnea intrusiva en el estrato sedimentario adyacente indican que la capa
sedimentaria se depositó encima de una masa ígnea meteorizada, y no que hubiera intrusión magmática
desde debajo que después cristalizó.”
Fuente: Tarbuck E. (2007), Ciencias de la tierra. P260
- Discontinuidades estratigráficas: Demuestra en un largo periodo en donde fue
interrumpida la sedimentación, la erosión eliminó rocas que se encontraban formadas
para después continuar con el depósito.
En el caso de las deposiciones sin interrupción se dice que son concordantes.
Dentro de las discontinuidades se encuentran tres tipos:
- Discordancia angular: Consiste en rocas sedimentarias inclinadas o plegadas sobre las
que reposan estratos con consistencia más plana y joven, esta indica una pausa en la
sedimentación mientras se produce una etapa de deformación y erosión.
- Paraconformidad: Las paraconformidades son más comunes pero menos claras ya que
los estratos que se encuentran situados a los costados son en esencia paralelos, son
difíciles de identificar porque las rocas que se encuentran tanto por encima como por
debajo son similares
- Inconformidad: Corresponde a la ruptura que separa rocas ígneas, metamórficas con más
edad con aquellas que se encuentran depositadas en estratos más jóvenes.
Para la elaboración de la escala de tiempo geológico se requiere de:
- Correlación de capas rocosas: Estudios en donde se busca emparejar rocas de edades similares en diferentes regiones, esto sirve para conocer la historia geológica de los
lugares en donde se toman las muestras.
- Estudio de fósiles: Busca conocer la naturaleza de las formas vivas que existieron en un
momento en concreto, con el fin de comprender las condiciones ambientales que
existieron en el pasado. Perteneciente al área de la Paleontología, busca por medio del
estudio de vidas vegetales y animales acontecimientos, hechos para reconstituir la historia
geológica del área de estudio.
La datación con radioactividad busca por medio de la aplicación de la física obtener fechas
numéricas fiables para datar algunos acontecimientos del pasado geológico. Esta corresponde a la
descomposición de ciertos núcleos inestables, la velocidad de esta desintegración darán la fecha
correspondiente al acontecimiento geológico.
La geología se ha dividido en variables de diferentes unidades de tiempo, los 4500 millones de
años que tiene la tierra se disponen en eón, era, periodo y épocas. Se representa por medio de un
gráfico en donde se plasma el tiempo en años que han transcurridos, en donde los episodios más
antiguos se encuentran abajo y los jóvenes se disponen en la parte superior.
Los eones Hádico, Arcaico y Proterozoico, forman el Precambrico y se diferencia del Faneozoico
(último eón) que es donde comienza a haber “vida visible”. Este eón cuenta una apropiada
descripción ya que los fósiles encontrados de ese tiempo cuentan con tendencias evolutivas. El
faneozoico se divide en tres eras; Paleozoica (vida antigua), mesozoica (vida media) y cenozoica
(vida reciente). En el mismo eón, esto quiere decir, en las últimas tres eras existen diez periodos
de tiempo que ayudan a entender mejor la distribución de acontecimientos según millones de
años. Existe mayor especificación de los últimos periodos y épocas por los fósiles que han sido
analizados hasta la fecha.
Fuente: Tarbuck E. (2007), Ciencias de la tierra.
UNIFORMITANIARISMO O UNIFORMISMO
La geología moderna se inició cuando Jame Hutton en su libro “Theory of the Earth” (1785)
establece que las leyes físicas, químicas y biológicas que se encuentran actuando en la actualidad,
en algún momento del pasado igual lo hicieron, por lo tanto los procesos y las fuerzas que hoy se
encuentran formando lo que conocemos como planeta tierra, años atrás igual ocurrieron.
Actualmente podemos reconocer que los postulados de Hutton, siguen siendo viables ya que el
postulado “el presente nos permite una percepción del pasado” cobra vida al momento que
ocurren procesos geológicos.
Una de las características de los postulados de Hutton, es que la tierra no ha sido moldeada por
hechos repentinos, sino que han sido procesos lentos y graduales, así como actúan el viento, el
agua y el clima haces años atrás lo hicieron de la misma forma.
Charles Lyell fue otro exponente de uniformismo, al igual que Hutton, menciona en su obra
“Principios de geología” la teoría de que la tierra se formó por las mismas fuerzas que rigen
actualmente, que los fenómenos geológicos ocurridos en el pasado ocurren actualmente a esto
hay que sumar que Lyell distingue dos procesos: fenómenos acuosos (erosión y sedimentación) e
ígneos (volcanes y sismos) Además de apoyar la tesis de uniformismo, aporta al gradualismo, el
cual menciona que todo lo ocurrido pasa de forma gradual oponiéndose al catastrofismo expuesto
en el estudio de la geología antigua.
ESTRUCTURA DE LA TIERRA
La tierra cuenta con una formación según su composición química y física, la que es conocida por
la mayoría de las personas, es la formación química y consta de 3 capas:
- Corteza: Corresponde a la capa externa, de formación rocosa la cual se divide en corteza
oceánica (7 kilómetros aprox. de grosor compuesta de roca ígnea) y corteza terrestre (35 a
40 kilómetros, en lugares puede superar los 70 kilómetros, compuestas por muchos tipos
de roca) En cuanto a la datación en el caso de las rocas continentales se han encontrado
algunas con edades superiores a los 4.000 millones de años a diferencia de las rocas de la
corteza oceánica que son más jóvenes, se han encontrado por 180 millones de años e
incluso menos.
- Manto: Corresponde al más 82% del volumen de la tierra, cuenta con una profundidad
aproximada de 2.900 kilómetros. El tipo de roca que interactúa en el manto va sufriendo
cambios según donde se encuentre ubicada, a mayor profundidad la roca se va
cristalizando y volviendo más compacta, esto quiere decir que comienza a tomar mayor
densidad.
- Núcleo: En cuanto a la composición del núcleo, se encuentra el hierro, y níquel como
aleación, en cantidades menores se menciona la presencia de oxígeno, silicio y azufre.
Existe también la clasificación de capas según sus propiedades físicas, en este caso se divide en 5:
- Litosfera: Corresponde a la capa externa de la tierra, comprende la corteza y manto
superior, tiene un grosor de unos 100 kilómetros y puede alcanzar 250 kilómetros de
grosor, en el caso de las cuencas oceánicas mide menos de 100 kilómetros.
- Astenosfera: Subdivisión del manto que se encuentra localizado por debajo de la litosfera,
de consistencia blanda, en donde la parte superior de esta capa cuenta con las
característica de contar con roca fundida, ya que se aproxima a su punto de fusión, esta
permite a la listosfera moverse de manera independiente a la astenosfera
- Mesosfera: Parte del manto conocido también como manto inferior, cuenta con rocas muy
calientes y son capaces de fluir de forma gradual.
- Núcleo externo: Compuesta con aleación de hierro y níquel, cuenta con una capa liquida
de 2.270 kilómetros de grosor. El hierro metálico y las corrientes convectivas que
provocan en esta zona general el campo magnético de la tierra.
- Núcleo interno: Cuenta con una temperatura más elevada, tiene mayor resistencia que el
núcleo externo y se comporta como un sólido
Fuente: Tarbuck E. (2007), Ciencias de la tierra.
CICLO GEOLOGICO
El ciclo geológico corresponde a la sucesión de procesos dinámicos que se llevan a cabo dentro de
la corteza terrestre, estos procesos pueden ser endógenos y exógenos.
En el ciclo geológico se encuentran tres etapas:
- Gliptogénesis: Es cuando procesos externos dan como resultado materiales de la corteza
son desintegradas o alteradas, las cuales son posteriormente transportadas en cuencas de
sedimentación.
- Petrogénesis: Conocido también como Litogénesis, y es el suceso en donde los materiales
que conforman las rocas sedimentarias pasan por un proceso de transformación en donde
se origina nueva corteza terrestre.
- Orogénesis: Proceso en donde se genera un nuevo relieve, conocido también como la
formación de montañas.
Como se menciona con anterioridad, los procesos geológicos pueden ser endógenos o exógenos,
en los procesos endógenos que son aquellos que se producen en el interior de la tierra se
encuentran son el metamorfismo, el magmatismo y las deformaciones de las rocas.
- Metamorfismo: Es cuando rocas sedimentarias ya han sufrido compactación y diagénesis
(cuando se han formado las rocas sedimentarias) obteniendo una nueva disposición de
componentes y cambios de disposición. Esto ocurre cuando las rocas entran en acción con
altas temperaturas y presiones ya sea por separado o simultáneamente.
- Magmatismo: Proceso en donde se forma el magma y las rocas llamadas ígneas, esto
ocurre cuando se solidifica el magma.
- Deformaciones de rocas: Corresponde a transformaciones que han sido producidas en las
rocas por acción de los agentes geológicos internos, asociado a las fuerzas que actúan en
el movimiento de las placas litosféricas.
En cuanto a los procesos exógenos que corresponden a aquellos acontecimientos ocurridos en la
superficie los cuales son: erosión, transporte y sedimentación.
- Erosión: Corresponde al desgaste que ocurre en rocas, esto es producido por la acción del
agua, atmosfera, hielo, etc.
- Transporte: Pertenece a la acción de desplazar aquellas partículas que han sido
desprendidos por la medio del proceso de erosión hacia las zonas que se encuentran más
abajo del relieve, las partículas que tienen menos cuerpo son más fáciles de transportar
por lo tanto llegan mas lejos
- Sedimentación: Son los materiales que quedan sueltos en las cuencas de sedimentación
cuando los agentes de transporte dejan de actuar. Este proceso puede ser mecánica,
química o por decantación, en donde los sedimentos restantes pueden llegar a formar
rocas sedimentarias.
GEOLOGIA DE CHILE
La formación de Chile no es muy distinta a formaciones de otros lugares del mundo, es la
consecuencia de grandes fuerzas que tanto de manera interna como externa moldearon lo que es
hoy nuestro país.
En literatura no se encuentran estudios que mencionen la existencias de rocas precámbricas
dentro del país, sin embargo dentro del levantamiento presentado por SERNAGEOMIN en el año
2003 en la zona norte del país se han encontrado depósitos del precámbrico ordovícico y
precámbrico pérmico.
Ya en la era mesozoica Chile aún era parte de una depresión submarina, posteriormente emerge
por medio de dos geosinclinales (Movimientos horizontales de la corteza terrestre) los cuales
forman la cordillera de los Andes y la zona austral correspondiente al sector de Magallanes. Al
finalizar esta era, se produce una orogénesis andina lo que constituye lo que hoy es conocido y
llamado como formación porfiritica, mientras se producía este proceso hubo grandes erupciones
que expulsaron no solo magma sino también grandes rocas plutónicas que en la actualidad se
encuentran en todo nuestro país.
En el periodo terciaria (era cenozoica) ocurren dos grandes procesos que fueron significativos en la
formación de nuestro país, el Terciario marino y el Terciario Continental. En el Terciario marino
una serie de perturbaciones de bloques de corteza provocaron avances y retrocesos del mar, lo
que terminaron por formar los mantos de carbón de la Región de Arauco y del sur de nuestro país
llegando hasta Magallanes. En el Terciario continental se fusionaron materiales magnaticos que
fueron expulsados a través de grietas de la corteza donde los mantos tienen espesores de 1.500
metros, esto conformo lo que hoy se conoce como Liparitica en la Puna de Atacama. Estos
procesos junto con fuertes movimientos de fallas delimitaron los tres grandes rasgos que se
encuentran en nuestro país: La Cordillera de los Andes, La Cordillera de la Costa y la Depresión
Central.
En el periodo cuaternario (era cenozoica) se produce volcanismo y movimientos tectónicos junto
con una fuerte glaciación. Los movimientos tectónicos se agudizaron y de esta manera se llegó a lo
que es la conformación más definitiva en cuanto a los rasgos de Chile. En cuanto al volcanismo, en
este periodo tiene menos relevancia ya que en la era terciaria tubo más relevancia, esto no quiere
decir que no va acompañada de las depresiones tectónicas. La glaciación es la que tiene mayor
relevancia en esta época, ya que se comenzó la formación de lagos y cursos de agua que más tarde
esculpieron la formación del relieve y a la vez dándoles características particulares a cada región.
Durante las glaciaciones hubo al menos cuatro avances de los hielos desde la alta cordillera hacia
las partes bajas del país, de esta manera contribuyendo al rebajamiento de los relieves andinos y a
la renovación de la erosión en algunas formas antiguas de la cordillera. Los mismos hielos
desgastaban la cordillera, lo que hizo que la altura de estas fueran disminuyendo formando valles
y dándole inicios a lo que son hoy en día ríos.
BIBLIOGRAFÍA:
Rivera, Hugo. Geología General. Universidad Nacional Mayor de San Marcos
Sthraler, Arthur. Geología Física, Barcelona, Ediciones Omega
Tarbuck, Edward. Ciencias de la tierra 8ª edición, Pearson Prentice Hall