TEMA 1. BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA DE 1º DE BACHILLERATO IES ......TEMA 1. BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA DE 1º...

TEMA 1. BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA DE 1º DE BACHILLERATO

IES Diego Tortosa de Cieza

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UNIDAD 1, ESTRUTURA Y COMPOSICIÓN DE LA TIERRA 1.- Introducción a la geología. Breve reseña histórica de la geología. 2.- Métodos de estudio de la geología.

3.- El estudio de la estructura interna de la Tierra. 4.- Estructura y composición de la Tierra.

5.- La teoría de la tectónica de placas 1.- INTRODUCCIÓN A LA GEOLOGÍA. BREVE RESEÑA HISTÓRICA DE LA GEOLOGÍA.

La Geología es la ciencia que estudia la Tierra. Pretende desvelar cómo funciona nuestro planeta. Se ocupa de los materiales de los que está hecho, de su origen dentro del Sistema Solar al que pertenece, intenta explicar el mecanismo de formación de la Tierra y los cambios o alteraciones que ha experimentado desde que se formó hace 4.600 millones de años, y su evolución futura. Con toda la información de la que se dispone, la Geología trata de explicar los fenómenos naturales que en la Tierra tienen lugar. Por tanto puede aportar soluciones prácticas a diversos problemas socioeconómicos actuales, tales como la búsqueda de recursos hídricos y energéticos, de minerales, la prevención de riesgos geológicos, la

planificación del territorio, la realización de estudios de impacto ambiental, así como el mantenimiento de monumentos y edificios históricos.

Es muy grande la cantidad de saber que intenta abarcar la Geología, por eso se subdivide en diferentes disciplinas de conocimiento.

Paleontología y Paleoclimatología, estudia la historia de la Tierra a través de los fósiles y los cambios del clima.

Petrología y Mineralogía, estudia la estructura y propiedades de las rocas y los minerales. Geodinámica Interna y Externa, estudian las fuerzas que actúan en el interior y en el exterior de la Tierra

que dan lugar a los fenómenos naturales tales como volcanes terremotos, erosión etc… Edafología, estudia la creación y clasificación de los suelos. Hidrogeología, estudia la prospección y el aprovechamiento de las aguas subterráneas. Geotécnia, se encarga de la planificación de las construcciones de obras públicas. La geología es una ciencia antigua que se sirve de otras disciplinas de conocimiento (matemáticas, física, química, biología, etc…) por eso se dice que es una ciencia interdisciplinar. Breve reseña histórica de la Geología: 1.1 ETAPA PRERROMANA (civilizaciones griega, egipcia y celta). El conocimiento geológico estaba orientado a la búsqueda de materiales ornamentales y de construcción. 1. Son frecuentes la construcción de monumentos de carácter espiritual como megalitos y templos funerarios. 2. También se investigó sobre la búsqueda de minerales preciosos con fines artísticos, económicos y comerciales. (Símbolos de riqueza). 3. Búsqueda de materiales estratégicos, para la fabricación de armas con fines bélicos o para la caza de animales. En la Edad de Piedra la fabricación de puntas de flecha, lanzas y hachas de silex. En la

Edad de los Metales la utilización de cobre y hierro, para más tarde mezclar y fabricar otros metales como el bronce.

1.2 ETAPA ROMANA (Desde el siglo VIII a. de C. hasta el siglo II de nuestra era). Se aprecia durante esta etapa un mejor conocimiento de los materiales de construcción y de los

yacimientos minerales preciosos. Ya existen expertos geólogos prospectores que explotan minas, ya que casi todas las regiones mineras de hierro de Europa y de África del Norte ya fueron explotadas por los

romanos, sirvan como ejemplo las de Cinabrio en Almadén, Pirita en Riotinto, Galena en Linares, Pirita y Galena en Cartagena. Además se observan explotaciones de carácter económico como algunas salinas de interior (Salinas de La Ramona en Calasparra, ya que la sal se utilizó como conservante fundamental antes de la aparición de los refrigeradores y frigoríficos) e infraestructuras tan llamativas como el Acueducto de Segovia.

1.3 EDAD MEDIA Es una etapa de detención de los conocimientos científicos.



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1.4 EDAD MODERNA

Siglo XVI: Leonardo Da Vinci en sus estudios estima la edad de la Tierra, escribe sobre los fósiles y la erosión y de él se conserva lo que se considera el primer corte geológico. Gesner edita el primer

catálogo de fósiles, su interpretación que tiene reminiscencias de las Sagradas Escrituras es que éstos son “caprichos de la naturaleza restos de animales ahogados en el Diluvio Universal”.

Siglo XVII: Stenon enuncia las principales leyes de la cristalografía. Siglo XVIII: Haüy amplía las leyes de la cristalografía. Durante este siglo se establece una

controversia sobre el origen de las rocas, surge dos interpretaciones: a) La Teoría Neptunista: según la cual las rocas se han formado por precipitación de las sales de los

océanos. Esta teoría se mantiene por Werner (1749-1817) que también es autor de la Teoría Catastrofista, según la cual muchos de los elementos de la Tierra se han formado gracias a

acontecimientos catastróficos. b) La Teoría Plutonista: que establecía un origen sedimentario y otro magmático de las rocas de la

Tierra. El principal valedor de esta teoría es James Hutton (1726-1797), padre de la Geología Moderna, que enuncia también la Teoría del Actualismo Geológico (“el presente es la base del pasado”), que se basa en que para interpretar los hechos del pasado, es fundamental conocer la actividad geológica y biológica de la actualidad.

1.5 EDAD CONTEMPORÁNEA Siglo XIX: William Smith establece la idea de columna estratigráfica, en la que dibuja los estratos de las rocas sedimentarias y los asocia con sus fósiles característicos. Lyell discípulo de Hutton que

mejora el principio del Actualismo. Charles Darwin enuncia la Teoría de la Evolución Biológica. Siglo XX: Alfred Wegener que enuncia la Teoría de la Deriva Continental que da pie a que a partir

de los años 80 se desarrolle la actual Teoría de la Tectónica de Placas.

2.- MÉTODOS DE ESTUDIO DE LA GEOLOGÍA. Para llevar a cabo el estudio y la comprensión de la Tierra como planeta se utilizan desde hace bastante

tiempo una serie de técnicas y de herramientas. 2.1 Métodos tradicionales de trabajo en geología:

Para conocer sobre todo la superficie terrestre es la observación directa del medio mediante el trabajo de campo y asociar los resultados de éste a experimentaciones y e investigaciones.

El estudio geológico implica una serie de actuaciones ordenadas: a) Documentación previa y planificación del trabajo: Incluye búsquedas bibliográficas sobre la zona a

estudiar como libros, mapas geológicos y topográficos, fotos aéreas, etc… b) Trabajo de campo: Los geólogos estudian en el campo cómo son los afloramientos rocosos, su

contenido en fósiles, los efectos de la erosión, y otras características. Son instrumentos del geólogo de campo la lupa, el martillo de geólogo, brújula, etc… Un tipo especial de toma de muestras se realiza mediante sondeos, que son perforaciones en el terreno para conocer la naturaleza de los materiales a cierta profundidad. De las perforaciones se obtienen testigos continuos que informan sobre si los materiales están consolidados o si existen fragmentaciones en los mismos.

c) Trabajo de laboratorio: Como complemento a las observaciones en el campo están los métodos de laboratorio en donde se van a analizar y caracterizar los materiales recogidos. Entran dentro de este terreno la determinación de rocas y fósiles, que a veces son microscópicos y necesitan la utilización de la lupa binocular. También los minerales que se recogen en el campo recitan ser analizados e identificados, por ello cuando existen dudas sobre su identidad se puede utilizar el

microscopio petrográfico que analiza láminas delgadas de minerales o rocas. El microscopio

petrográfico tiene algunas características distintivas con respecto al microscopio biológico. La diferencia principal es que puede utilizarse la luz polarizada, que se caracteriza por vibrara en un

único plano, mientras que la luz no polarizada vibra en todos los planos. Otros aparatos utilizados son el microscopio electrónico y el de difracción de rayos X.



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d) Divulgación y aplicaciones sociales y económicas. La divulgación de un trabajo que se realiza es el

último paso de una investigación científica. Puede ser meramente teórica a través de un artículo o de un libro, o tener una aplicación práctica, como por ejemplo un mapa de recursos minerales.

2.2 Las nuevas tecnologías en la investigación de la geología: En los últimos años se ha desarrollado un gran despliegue de nuevas tecnologías en el conocimiento

de la Tierra. a) Sistema de localización por satélite. Se trata de una técnica que calcula de forma absoluta y

global la latitud, longitud y altura de cualquier punto de la tierra. Dentro de ellos el GPS es el más utilizado. El GPS (Global Positioning System) es un sistema de posicionamiento o

radiolocalización basado en la captación por un receptor especial, de las señales emitidas por una red de 24 satélites que

giran en seis órbitas ubicadas aproximadamente a 20000

kilómetros de la tierra. El usuario recibe las señales emitidas cada milisegundo por cuatro o más satélites situados en la línea de visión que permiten determinar sus coordenadas geográficas, con

un a precisión milimétrica, así como la velocidad con que se

mueve. Estos aparatos han dado un fuerte impulso a la

Geodesia espacial o conocimiento de la forma de la

Tierra. Permiten además medir los desplazamientos de las

placas, y la velocidad a la que se mueven, variaciones del

nivel del mar, vigilancia y seguimiento de los volcanes y glaciares, estudio de los movimientos de las fallas para la prevención de los terremotos.

b) La teledetección. Es un conjunto de técnicas que permiten la adquisición de información sobre la Tierra y otros cuerpos celestes a distancia. Esta técnica permite obtener imágenes a partir de las longitudes de onda del espectro electromagnético que emite la superficie a estudiar. Las imágenes se adquieren por sensores incorporados a satélites, aviones o aparatos de tierra que miden las variaciones de intensidad de radiación electromagnética emitidas desde la superficie terrestre. Un tipo de sensor activo es el radar, que emite radiaciones de distintas longitudes de onda del espectro electromagnético dirigidas a una superficie, y capta las radiaciones que refleja dicha superficie. Entre las principales aplicaciones de la teledetección esta la real ización de mapas geológicos y de suelos, localización de yacimientos minerales, paleontológicos, evaluación de recursos hídricos, etc…

c) Sistemas de Información geográfica (SIG). Integración organizada hardware, software y datos geográficos. Se trata de un sistema informático diseñado para el manejo y análisis de la

información cartográfica y su integración con otros datos. Su utilidad principal radica en la gran

cantidad de información que se puede interrelacionar y superponer, que permiten elaborar modelos o representaciones del mundo real a partir de bases de datos informáticos. Estos

modelos permiten hacer simulaciones de fenómenos naturales o generados por el hombre, y posteriormente evaluar las consecuencias de las decisiones y planificación sobre los recursos existentes en el área de interés.



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3.- EL ESTUDIO DE LA ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA.

Para dar una explicación satisfactoria de muchos de los fenómenos naturales que tenemos en la superficie terrestre hay que tratar de comprender como es nuestro planeta por dentro.

a) MÉTODOS DE ESTUDIO DEL INTERIOR TERRESTRE. Para estudiar como es la Tierra en su interior los científicos utilizan dos tipos de métodos de

estudio: los métodos directos que supone el análisis directo de los materiales que afloran a la superficie terrestre, y los métodos indirectos que se apoyan en cálculos y deducciones a partir de los datos obtenidos

al estudiar las propiedades físicas de los materiales que componen la Tierra. Este es el dominio de la Geofísica.

a.1 MÉTODOS DIRECTOS a.1.1 Observación y estudio de las rocas que aparecen en la superficie terrestre , la

mayor parte de las rocas que hay en la superficie terrestre se han originado en la misma superficie (Rocas Sedimentarias), pero algunas se han formado en el interior (Rocas Magmáticas y Rocas Metamórficas)

aunque actualmente afloren a la superficie al haber sido erosionados los materiales que las cubrían. a.1.2 Sondeos. Consisten en la extracción de muestras de rocas situadas en profundidad. Por su complejidad tan sólo se pueden alcanzar algo más de una decena de kilómetros. El sondeo más profundo realizado hasta hoy se hizo en 1984 en la península de Kola (Mar Blanco, Rusia) y alcanzó 13 km de profundidad. a.2 MÉTODOS INDIRECTOS a.2.1 Análisis de los meteoritos. Estos fragmentos de planetesimales que se hallan

en el Sistema Solar entre las órbitas de Marte y Júpiter pueden caer en la superficie de los planetas y también de la Tierra, de los que han caído sobre la superficie terrestre se han hecho análisis químicos que

nos dan una idea de la composición de nuestro planeta. Si suponemos que todo el Sistema Solar tuvo un origen común estos fragmentos nos dan las claves para entender de que materiales está hecho nuestro

planeta por dentro. Así la teoría que hoy se defiende de la composición en Hierro y Níquel del núcleo interior terrestre se debe al análisis de un tipo de meteoritos.

a.2.2 Método gravimétrico. Este método estudia las variaciones de la gravedad en distintos puntos de la superficie terrestre. Para conocer la causa de las variaciones de la gravedad de la

Tierra debemos recordar la Ley de la Gravitación Universal de Newton, según la cual un objeto situado en la superficie de la Tierra o cerca de ella, es atraído por una fuerza, la fuerza de la gra vedad, dirigida hacia el

centro del planeta (F=G Mm/d2). El valor de la gravedad se mide por la aceleración g (g=GM/d2), cuyo valor medio es 9,81 m/s. Si la Tierra fuese homogénea y de radio constante, el valor de la gravedad sería igual en todos los puntos de la Tierra. Pero el valor varía debido a la latitud, la altitud, los distintos relieves y la distribución de las masas en el interior de la Tierra.

Se denomina anomalía gravimétrica de un punto a la diferencia entre el valor real de la gravedad, que se mide con un gravímetro, y el valor teórico, calculado matemáticamente para ese punto. (A=g real – gteórica)

Se sabe que cuanto mayor es la densidad de los materiales en un punto, mayor es el valor de la gravedad en eses punto. Se observa que en las montañas, la anomalía gravitatoria es negativa, es decir que el valor real de la gravedad es inferior al teórico; esto implica que hay materiales de menor densidad.

En los océanos, la anomalía es positiva, el valor real es superior al

teórico. Estas diferencias se deben a que la Corteza Oceánica es más densa que la Corteza Continental. Esta técnica también se utiliza para determinar la existencia de estructuras geológicas y en la búsqueda y prospección de carbón, gas, petróleo y yacimientos minerales.



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a.2.3 Método magnético. La Tierra se comporta como un campo magnético

que fuerza a alinear las agujas de las brújulas con los polos Norte y Sur magnéticos, situados muy cerca de los polos Norte y Sur geográficos. Sin embargo los polos N y S no se han situado siempre en la misma

posición, ya que el campo magnético terrestre ha experimentado cambios reiterados de polaridad, es decir, los polos N y S magnéticos han intercambiado su posición sin que cambiara la posición de eje

terrestre. Este fenómeno se llama inversión de la polaridad magnética. Las inversiones del campo magnético terrestre se registran en algunas rocas magmáticas, en

concreto las lavas basálticas que contienen pequeñas proporciones de óxidos de hierro y titanio que se magnetizan y se orientan según el campo magnético terrestre existente en el momento en que se enfría la

lava. El estudio del magnetismo a lo largo de la Historia de la Tierra (Paleomagnetismo) ha sido esencial

para demostrar la separación de las placas del fondo oceánico, ya que desde el eje de las dorsales oceánicas hacia ambos lados se observó la presencia de bandas de polaridad magnética idénticas. Se

observaron alternativamente bandas orientadas hacia el campo magnético actual bandas orientadas hacia el campo magnético invertido. b) EL MÉTODO SÍSMICO Y SU APORTACIÓN AL CONOCIMIENTO DEL INTERIOR TERRESTRE Cuando tiene lugar un terremoto, las vibraciones sísmicas que se producen se transmiten por el interior del planeta. La energía que se libera viaja en forma de ondas en todas las direcciones a partir de un punto o una zona llamada foco o hipocentro, que es la zona donde se origina el terremoto. El punto o la zona de la superficie situado en la vertical del foco, a la que llegan primero los trenes de ondas y en donde

se producen los mayores desastres se denomina epicentro. Las ondas sísmicas se clasifican en Ondas Profundas y Ondas Superficiales, las primeras son las que

se transmiten desde el hipocentro hasta el epicentro y a su vez se dividen en Ondas Primarias (P) y Ondas Secundarias (S).

ONDAS PROFUNDAS *Ondas Primarias

(P), longitudinales o de compresión: las partículas sobre las que se transmiten estas

ondas oscilan paralelamente a la dirección de propagación. Son las más rápidas y por

consiguiente las primeras en llegar al sismógrafo y ser registradas. Viajan por el interior de la Tierra a velocidades que van desde 5,6 a 13,6 km/s según las zonas que atraviesan. La expresión que regula su velocidad es: Donde k es el módulo de incompresibilidad del medio, µ es la rigidez y þ es la densidad. Las ondas P se transmiten por los sólidos y por los líquidos.

*Ondas Secundarias (S), transversales o secundarias: las partículas sobre las que se

transmiten oscilan en un plano perpendicular a la dirección de propagación y presentan una componente vertical. Se registran en segundo lugar puesto que son más lentas (3,4

a 7,3 k/s). La expresión que regula su velocidad es: Solamente se propagan por los sólidos porque los líquidos tienen rigidez cero.



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ONDAS SUPERFICIALES (L)

Se denominan así porque se propagan por la superficie. Son más lentas que las anteriores y por ello se registran en último lugar. Son las causantes de los efectos desastrosos de los terremotos.

El método sísmico se basa en analizar las variaciones en la trayectoria y la velocidad de propagación de las ondas P y S al atravesar rocas de distinta composición, en diferente estado físico o con

características diversas. Ya que la velocidad de las ondas sísmicas depende de parámetros internos de los materiales, los cambios en la velocidad de las ondas se pueden interpretar como cambios en los

materiales. Se ha comprobado experimentalmente que la velocidad de propagación y la trayectoria de las ondas sísmicas varía con la profundidad lo que quiere decir que la Tierra es un planeta heterogéneo. De

estas experiencias nació el concepto de Discontinuidad Sísmica que es una zona del interior terrestre situada a una determinada profundidad en la que se experimenta un cambio brusco en la velocidad de las

ondas sísmicas, lo que se interpreta como un cambio en la composición en el estado físico o en la densidad de los materiales. Las discontinuidades sísmicas delimitan distintas capas de diferentes materiales, las más

importantes reciben el nombre de los investigadores que las descubrieron, así por ejemplo la Discontinuidad de Mohorovicic que separa la Corteza del Manto debe su nombre a un geólogo yugoslavo Andrija Mohorovicic, que fue el precursor del uso de la propagación de las ondas sísmicas para detectar el paso de la Corteza al Manto

4. ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN DE LA TIERRA.

4.1 Estructura. MODELOS ESTRUCTURAL Y DINÁMICO DEL INTERIOR DE LA TIERRA

A partir de los datos de las experiencias realizadas por los geofísicos utilizando las ondas sísmicas se ha construido el Modelo Estructural de La Tierra o Modelo Geoquímico en tres zonas o grandes capas:

Corteza, Manto y Núcleo. Estas experiencias realizadas se concretan en la siguiente gráfica, que refleja el comportamiento de la velocidad de las ondas P y S con respecto a la profundidad, medida desde la

superficie hasta el punto más interno de la Tierra. Los estudios de transmisión de las ondas sísmicas han detectado en el manto superior una zona en

la que se produce un ligero descenso de la velocidad de las ondas sísmicas al atravesarla. Esta zona de baja velocidad de las ondas sísmicas se ha interpretado por los geofísicos como una capa de materiales

plásticos con rigidez muy pequeña, que hace pensar que estos materiales podrían estar fundidos o en estado de semifusión. Se supone que en estos enclaves es donde estarán localizados los fluidos

magmáticos, que dan lugar a las manifestaciones volcánicas de la superficie, esta capa del Manto se llamó Astenosfera. El límite superior de esta capa entre los 50 y los 70 kms en las zonas oceánicas y entre los 100



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y los 150 kms en las zonas continentales y el límite inferior está entre los 250 y los 260 kms de profundidad

aunque algunos autores lo sitúan a 400 kms. Desde el límite superior de la Astenosfera hasta la superfi cie terrestre se le llama Litosfera, y hoy

sabemos que ésta se distribuye en trozos grandes denominados Placas

que flotan sobre la Astenosfera. Los dos últimos términos

Litosfera y Astenosfera forman parte de un nuevo modelo de la

compresión del interior terrestre que sirve para explicar la mayoría de los

acontecimientos geológicos pasados y actuales basados en la energía

interna de la Tierra. Es este el Modelo Dinámico de La Tierra que modifica el Modelo Estructural y convive con él. El Modelo Dinámico de La Tierra tiene 4 capas Litosfera y Astenosfera antes mencionadas y Mesosfera que corresponde con una parte del Manto superior y el Manto inferior y la Endosfera que corresponde en el Modelo Estructural al Núcleo terrestre.

El siguiente esquema relaciona los dos modelos antes descritos:

4.2 COMPOSICIÓN DE LA TIERRA.

En este epígrafe vamos a explicar las características de cada una de las capas del Modelo Estructural de la Tierra.

4.2.1 LA CORTEZA Está en contacto en su parte superior con la Atmósfera y en ella tienen lugar los Procesos Geológicos Externos. Su límite inferior es la Discontinuidad de Mohorovicic que separa la Corteza

del Manto. Su espesor es variable entre los 5 y 10 kms en los océanos, y alrededor de los 33 kms en los

continentes aunque se han medido espesores de hasta 80 kms en las cordilleras montañosas. Generalmente cuanto más elevada es la topografía de una región, a mayor profundidad se encuentra la discontinuidad de Mohorovicic, es decir, la corteza tiene mayor espesor.



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Se distinguen dos tipos de corteza dependiendo de que esté sumergida o emergida del agua de los

océanos. 4.2.1.1Corteza Continental: es la que está emergida del agua y forma parte de los

continentes, está compuesta fundamentalmente por rocas plutónicas como el granito y el gabro, y volcánicas como el basalto, que se formaron por enfriamiento de la superficie terrestre en las primeras

épocas de la Tierra cuando todavía era una bola incandescente que se fue enfriando y cediendo calor poco a poco. Además ocupando más del 75% de la Corteza Continental está cubierta de Rocas Sedimentarias,

aunque cuantitativamente son menos importantes. Se puede encontrar corteza continental muy antigua, con edades comprendidas entre los 600 y los

3000 millones de años. Las rocas más antiguas se encontraron en Groenlandia y datan de 3800 millones de años.

Las rocas magmáticas de la Corteza pueden estar metamorfizadas en distintos grados dependiendo de la profundidad a ala que se encuentren, la mayoría de ellas se suponen próximas a las eclogitas que se

forman por el metamorfismo de los gabros. 4.2.1.2Corteza oceánica: es más moderna que la Corteza Continental, ya que como veremos con más detalle casi toda se ha formado por una actividad de al Astenosfera en lo que se ha venido en llamar la Expansión del Fondo Oceánico1. El grosor de la Corteza Oceánica es menor que el de la Corteza Continental, se supone que abarca de 6 a 18 kms. Está constituida por una capa superior de espesor variable de sedimentos, una intermedia de

coladas basálticas solidificadas en forma de almohadillas (pillow-lavas) y otra inferior más gruesa constituidas por rocas plutónicas básicas como los gabros y las peridotitas.

4.2.2 EL MANTO Es la capa intermedia sólida de la Tierra, se sitúa entre la Corteza y el Núcleo, y representa el 83% del volumen total del planeta. Se extiende desde la Discontinuidad de Mohorovicic

hasta la de Gutembreg, situada a unos 2900 kilómetros de profundidad, donde se produce una disminución de la velocidad de la propagación de las ondas P y desaparecen las ondas S (no se transmiten).

Aunque no se ha podido comprobar de manera directa, la mayoría de los científicos consideran que el Manto está formado por peridotita que es una roca magmática básica oscura formada por minerales

de punto de fusión muy elevado como el olivino, la plagioclasa cálcica y los piroxenos. Algunos autores admiten la existencia de un Manto Superior y un Manto Inferior situando la

frontera entre ambos en los 700 kms de profundidad. En el primero es donde se localiza la Astenosfera del Modelo Dinámico y se cree que en esta capa se producen los fenómenos de las Corrientes de Convección que explicaremos más adelante. 4. 2.3 EL NÚCLEO Se trata de la capa más profunda de la Tierra que está constituido por hierro, aunque también forman parte otros elementos como el oxígeno, azufre y silicio. La temperatura del núcleo es muy elevada, alcanza los 4700 ºC. Tiene un radio de 3470 kms, más de la mitad del radio terrestre y representa el 16% del volumen del planeta y se supone el 32% de su masa. Se diferencian dos regiones: 4.2.3.1Núcleo externo: se encuentra en estado fluido, ya que las ondas S no lo atraviesan. Es muy denso. En estas condiciones de hierro fundido y a elevada temperatura, se producen corrientes turbulentas y movimientos helicoidales de las masas de hierro que producen el campo magnético terrestre. 4.2.3.2Núcleo interno: Comienza a los 5100 kms de profundidad, en esta zona comienza a registrarse un aumento de la velocidad de las ondas P en la denominada Discontinuidad de Wiechrt

Lehmann. El Núcleo Interno se encuentra en estado sólido. Se supone que también la presión y la

temperatura son muy elevadas.

1 Se supone que la salida de material fundido por las dorsales “fabricó”el suelo oceánico y separó los continentes

desde hace unos 200 millones de años.



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5.- LA TEORÍA DE LA TECTÓNICA DE PLACAS

5.1 Introducción A lo largo de la historia de la ciencia han sido muchas las teorías propuestas para explicar la

presencia de fósiles marinos en las montañas, el origen de los volcanes y los terremotos o la formación de las cordilleras.

Una de las que tuvo más éxito fue la Teoría Contracionista. Se elaboró en la segunda mitad del siglo XIX, y durante 75 años gozó de un apoyo mayoritario. Según los contracionistas, la Tierra primigenia estuvo

completamente fundida, al enfriarse se originó una corteza sólida mientras que el interior continuaba fundido. A medida que progresaba su enfriamiento, se solidificaron zonas más profundas y, en

consecuencia, disminuyó el volumen total del planeta. La primitiva corteza, formada cuando el interior estaba dilatado, se arrugó de manera similar a lo que le ocurre a la piel de una manzana que se deshidrata.

Las arrugas de la corteza serían las cordilleras. La Teoría Contracionista, como la mayoría de las que se formularon antes de la Tectónica de Placas,

consideraba que los continentes no se movían sino que estaban fijos, razón por la que se conoce a todas ellas como teorías fijistas.

5.2 Primeras ideas movilistas. LA DERIVA CONTINENTAL Las teorías que sostienen que los continentes han cambiado de posición lo largo de la Historia de la Tierra

se denominan movilistas. La historia de las ideas movilistas está asociada a la edición del libro El Origen de los Continentes y Océanos publicado en 1915 por el meteorólogo alemán Alfred Wegener. El planteamiento de Wegener era que todas las tierras emergidas habrían estado unidas formando un gran continente llamado Pangea, que en griego significa todas las tierras. Los continentes actua les serían el resultado de la fragmentación de la Pangea y el desplazamiento de cada uno de los fragmentos como barcos a la deriva, hasta ocupar la posición en la que se sitúan hoy en día. Existen una serie de argumentos que apoyan la teoría de Wegener, que son los siguientes:

Argumentos geográficos: Wegener se dio cuenta de que los continentes actuales encajaban como las piezas de un puzzle, teniendo en cuenta que la línea de unión entre los continentes no es la

línea de costa actual sino la de la Plataforma Continental. Argumentos paleontológicos: Wegener estudió la distribución mundial de muchos fósiles como el

Mesosaurus un reptil que vivió hace 270 millones de años en las costas de Sudáfrica y Suramérica; el Lystrosaurus un reptil mamiferoide algo posterior, que vivió en África, la India y la Antártida. Él

dedujo que si son correctas las ideas evolucionistas, especies que van divergiendo de un antecesor común, los hallazgos de estos fósiles en lugares tan separados indican que los continentes

estuvieron en su día unidos, ya que estos animales no pudieron desplazarse a nado distancias tan largas. Glossopteris fue un vegetal que vivió hace 300 y 250 millones de años en continentes hoy

tan alejados como África, India, Antártida y Australia. Argumentos geológicos: Wegener analizó ciertas cordilleras y otras formaciones geológicas a

ambos lados del Atlántico, comprobó que existía una continuidad en las estructuras geológicas. Sus palabras textuales para defender su teoría fueron: “…es como si compusiéramos los trozos de un

periódico roto atendiendo sólo a su forma y luego intentáramos leer los renglones a través de la rotura…”

Argumentos paleoclimáticos: en continentes muy alejados hoy y que tienen climas tropicales actualmente, podemos encontrar la existencia de depósitos glaciares, llamados tillitas. Debajo de este “escombro glaciar” se encuentran rocas que contienen marcas que demuestran el avance del hielo que se continúan en los continentes que hoy se encuentran alejados.

Argumentos paleomagnéticos: el Paleomagnetismo es el estudio de los cambios en el Campo

magnético Terrestre que se han sucedido a lo largo de la historia de la Tierra que ya estudiamos en el primer tema. Se cree que los movimientos de los continentes desde hace 200 millones de años

hasta nuestros días, fue a consecuencia del proceso llamado Expansión del Fondo Oceánico, que viene a explicar que a consecuencia de la actividad geológica de las dorsales oceánicas se creó el

suelo oceánico, por la salida de material magmático que a su vez empujó a los continentes hacia posiciones divergentes. Esta teoría está apoyada por la edad de los principales océanos que no



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supera los 200 millones de años cuando a la Tierra se le calcula una edad de 3500 millones de años,

y porque a partir del eje de las dorsales oceánicas se encuentra una simetría hacia uno y hacia otro lado que consiste en que a las mismas distancias son de la misma edad y existen bandas alternadas

de material orientado hacia el campo magnético de la actualidad, con otras bandas de material

orientado hacia el campo magnético invertido.

5.3 Las placas concepto y diversidad. El modelo de la Tectónica de Placas sirve para dar una explicación, mediante un enfoque unificador

y coherente, a todas las manifestaciones y fenómenos geológicos de nuestro planeta, teniendo como base la energía interna de la Tierra. Tectónica significa etimológicamente “construir”, por esto la teoría se

refiere a las fuerzas que han moldeado la superficie terrestre sobre todo en los últimos millones de años de existencia.

El Modelo Dinámico Terrestre que establecimos al principio del tema llamaba a la primera de las capas de la Tierra LITOSFERA, con una profundidad media de 100 km. La base de toda la Teoría de la

Tectónica de Placas es que la Litosfera no es una capa continua sino que está cuarteada, compuesta de pedazos más o

menos grandes

llamados PLACAS.



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Una Placa es un fragmento de Litosfera más o menos extenso que flota en la Astenosfera, en el que en la

superficie del interior se dan condiciones de tranquilidad sísmica y volcánica, mientras que sus bordes o límites con otras placas son zonas sísmica y volcánicamente activos.

La mayoría de las placas tienen litosfera continental y oceánica y se llaman Placas Mixtas, son por ejemplo la Placa Euroasiática, la Norteamericana, la Indoaustraliana, la Suramericana, la Africana. También existen

placas totalmente Oceánicas o Marinas como la Pacífica, la Antártica, la Nazca, la de Cocos, la del Caribe; y otras que son enteramente Continentales como la Placa Arábiga.

Los bordes de placa se llaman también límites y pueden ser de tres tipos, dependiendo de si son zonas donde se crea, se destruye o se conserva la Litosfera.

BORDES CONSTRUCTIVOS DE PLACA. Corresponden geográficamente a las Dorsales

Oceánicas y en ellas se separan las placas por lo que también se llaman bordes divergentes,

esto permite que por las fracturas pueda ascender material magmático de la Astenosfera que formará la Litosfera, por ello a estas zonas también se les reconoce como fuentes de Litosfera. Son por tanto zonas por donde se expansionó el fondo oceánico, provocando la separación de los continentes.

En algunas cimas de la dorsales oceánicas sobresalen por encima del nivel del mar islas

volcánicas como las islas de Ascensión, Santa Elena o Islandia. En la parte central de la dorsal hay un conjunto de fracturas que forman un amplio surco

llamado Rift-Valley. Las dorsales están atravesadas por numerosas fracturas que la desplazan horizontalmente, denominadas fallas de transformación.

A partir de las dorsales se ha abierto el Océano

Atlántico según el siguiente modelo de procesos:

En este modelo se pasa por tres etapas: la de Rift africano, que es la etapa incipiente del proceso que se describe actualmente en la depresión que ocupan los, lagos del este de África (Tanganica, Turkana, Victoria, etc…). La etapa de Mar Rojo cuando fractura se ha abierto y entra un brazo de mar para formar un mar lineal, y la tercera etapa llamada de Océano Atlántico, cuando ya se ha completado la expansión y se forma el océano entre dos porciones de tierra que antes estaban unidas. Como vimos anteriormente, desde el eje de las dorsales hasta la derecha y la izquierda se encuentran bandas alternativas de material magmático orientado al campo magnético

actual y hacia el campo magnético invertido.



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BORDES DE SUBDUCCIÓN O BORDES CONVERGENTES .

Se trata de los límites de placa en donde se destruye la litosfera que se ha creado en las dorsales, ya que la superficie total e la Tierra se mantiene constante. Estas zonas de subducción están

marcadas por la presencia de fosas oceánicas, arcos de islas o cadenas montañosas recientes.

Se llaman también bordes destructivos y sumideros de litosfera.

En estas zonas en donde una placa se introduce bajo la otra se pueden producir numerosos seísmos debido a las

fricciones y tensiones que producen los empujes de una palca sobre la otra. La placa que se hunde está

constituida por litosfera fría, y cuando se introduce en el manto se calienta gradualmente hasta que se funde.

En los bordes de subducción también se pueden producir otros acontecimientos como: b.1 Vulcanismo: Se pueden formar arcos de islas cuando dos placas se acercan y una se introduce por debajo de la otra, fundiéndose los materiales por el rozamiento tan grande entre una y otra superficie según un plano llamado de Plano de Benioff . El material fundido puede ascender y formar una isla volcánica que, en conjunto con otras forman un arco que deje un mar interior. Son ejemplos de estos arcos de islas las Antillas, el archipiélago japonés, las Filipinas, las Marianas, las Kuriles y las Aleutianas. b.2 Formación de cordilleras montañosas: esto ocurre en la costa pacífica de América del

Sur, en donde por colisión y subducción de una placa sobre otra se levantó por plegamiento de los sedimentos acumulados en la fosa oceánica de Perú-Chile, paralela a la costa, la Cordillera de los Andes,

que recorre todo el borde occidental de América del Sur. Esta formación de cordilleras por choque o colisión de placas, se pudo producir también en el caso del

levantamiento del Himalaya, que se supone que tuvo lugar como consecuencia del desplazamiento y choque posterior de la India contra el borde inferior de Asia en las últimas etapas de la deriva continental.

Aunque en este lugar parece no haber subducción al tener las placas la misma densidad. BORDES CONSERVATIVOS O LÍMITES NEUTROS.

Son zonas de contacto de placas en donde ni se crea ni se destruye litosfera. Se producen fallas de transformación o desgarres a través de los cuales existe desplazamiento lateral entre las dos placas que

puede dar lugar a movimientos sísmicos, como ocurre por ejemplo en la falla de San Andrés situada en la costa oeste de los Estados Unidos.

FENÓMENOS INTRAPLACA. Se da la circunstancia de que existen zonas en la superficie terrestre que aunque no corresponden a bordes de placa, tienen una gran actividad magmática situadas en el interior de una placa. Son los denominados PUNTOS CALIENTES. Zonas donde aparecen volcanes alineados o de tipo fisural. La actividad volcánica se debe al ascenso de magma muy caliente, en forma de penachos o plumas, desde zonas muy profundas del manto a través de zonas adelgazadas de la Litosfera. Como ejemplo de la actividad de un punto caliente podemos citar las islas Hawai, en el Pacífico, que

constituyen un archipiélago alineado a lo largo de 2400 km en dirección NO a SE, con alguna isla del

archipiélago en donde existen volcanes activos. Al parecer las islas volcánicas se van formando sucesivamente a medida que la placa pacífica, en su

desplazamiento hacia el Noroeste, pasa sobre un punto caliente. Cuando la isla volcánica, situada sobre la placa, se aleja de la fuente de magma, los volcanes se extinguen. Al mismo tiempo, se forman nuevos volcanes en el fondo oceánico situado sobre el punto caliente que dará lugar a una nueva isla.



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5.4 ¿Cuál es el motor de las placas? Las dos fuerzas internas que mueves las placas son:

El tirón gravitatorio. Una fuerza que ejerce la Litosfera cuando subduce hacia dentro, el

peso del extremo que se hunde tira del resto de la Litosfera Oceánica y la arrastra, junto con el deslizamiento gravitatorio que experimenta la Litosfera Oceánica cuando se

desplaza desde las Dorsales, situadas más altas, hasta las Fosas Oceánicas, situadas más bajas.

Las corrientes de convección generadas por el calor interno de la Tierra. El incremento de la temperatura con la profundidad es directamente proporcional al principio, y se

llama Gradiente Geotérmico, que viene a predecir el aumento de la temperatura de la Tierra conforme profundizamos a razón de 1º C cada 33 metros, sobre todo en los

primeros kilómetros. Luego tiende a estabilizarse en un valor de temperatura. El origen de este calor se debe a dos procesos fundamentales que operan conjuntamente; el Calor

Residual o Primordial de formación del planeta dentro del sistema solar, que todavía está encerrado en las zonas más profundas de la Tierra al enfriarse está por las zonas

más superficiales, junto con la Desintegración Atómica de los Elementos Radiactivos de vida media larga que existen en la Litosfera y en el Manto.

Las corrientes de convección es un fenómeno que se da en los fluidos mediante el establecimiento de corrientes debidas a la diferencia de temperatura que les separa. En

un fluido, la zona que se encuentra más cerca del foco de calor aumenta su temperatura,

lo que le hace disminuir su densidad, y elevarse alejándose del foco de calor. Al alejarse ese enfría aumentando su densidad y vuelve a caer. Así se establece una corriente de

materiales que dura mientras haya calor. Estos circuitos cerrados de materiales ascendentes y descendentes se llaman CÉLULAS DE CONVECCIÓN y se producen en el

MANTO y más concretamente en lo que llamamos en el Modelo Dinámico de la Tierra la ASTENOSFERA, y parecen ser responsables de los ascensos de material magmático por

las Dorsales Oceánicas, y también del internamiento de una placa sobre otra el los Bordes de Subducción.

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