TEMA 5. DINÁMICA DE LA GEOSFERA

• Es una capa sólida y rocosa que está en el interior de la Tierra y se caracteriza por ser la de mayores temperaturas, presión, densidad, volumen y espesor

• Comprende desde la superficie hasta el centro de nuestro planeta (hasta los 6.370 Km. aproximadamente).

• Está compuesta principalmente de Hierro (Fe) en un 35%, Oxígeno (O) en 25% y Silicio (Si) en 18%.

• Se divide en tres capas: Corteza, Manto y Núcleo.

• Su capa más externa (sólida y rígida), la “litosfera” que comprende la corteza y la parte superior del manto, es el lugar en donde suceden los procesos geológicos, se obtienen los recursos geológicos y suceden los riesgos geológicos

1. LA GEOSFERA: ESTRUCTURA Y COMPOSICION1.1 Concepto de Geosfera.

• Corteza terrestre. Las rocas que la forman están compuestas principalmente de oxígeno, silicio, aluminio y hierro. Se pueden distinguir dos tipos de corteza:

-La corteza continental: Tiene un espesor de unos setenta kilómetros aproximadamente y su roca más abundante es el granito-La corteza oceánica: Tiene un espesor de unos diez kilómetros aproximadamente y su roca más abundante es el basalto

• El manto. Las rocas que la constituyen son ricas en oxígeno, magnesio, silicio y hierro. Se encuentra a temperaturas situadas entre los mil quinientos y los tres mil grados centígrados

• Núcleo. Las rocas que lo constituyen fundamentalmente son de hierro y níquel. La temperatura puede llegar cerca de unos cinco mil grados centígrados

• Métodos de estudio:

• Directos, erupciones volcánicas, perforaciones petroleras, cavernas y minas• Indirectos: ondas sísmicas, la gravedad, el magnetismo o la electricidad terrestre…

• Las ondas sísmicas P y S (producidas en los terremotos):

• proporcionan mayor información sobre la estructura y composición del interior terrestre, al estudiar los cambios en su velocidad al propagarse bajo tierra• las discontinuidades son zonas del interior de la Tierra en las que se producen cambios bruscos en la trayectoria y velocidad de las ondas sísmicas, debido probablemente a que separan regiones con distintas características, indicándonos que pueden aparecer rocas distintas porque cambia la densidad o indicándonos que las rocas se pueden encontrar a mayor presión o temperatura o en estado líquido porque cambia la rigidez • la velocidad de las ondas sísmicas depende de la rigidez –más rigidez más velocidad− y de la densidad –más densidad menos velocidad

1.2 Estructura y composición de la Tierra

• La geosfera se divide en • según su composición química (geoquímico): corteza, manto y núcleo• según su comportamiento dinámico (geodinámico): litosfera, astenosfera, mesosfera y núcleo o endosfera

• Corteza

• delimitada por la discontinuidad de Mohorovic que se encuentra a unos 5 – 10 km profundidad en los océanos y a unos 30 – 70 km en los continentes• se distingue a) Corteza continental

- en su parte más externa predominan los sedimentos y rocas sedimentarias

- en la media e inferior abundan las rocas metamórficas (como gneis y esquistos) e ígneas (como el granito)

- la antigüedad de la roca continental va de 0–4.000 millones de años

- tiene una densidad media de 2,7 gr / cm3

b) Corteza oceánica- tiene una fina capa de sedimento en la parte superficial- seguida por roca volcánica (principalmente basalto) y por

último gabro (roca plutónica) - la antigüedad de la roca oceánica va de 0– 180 millones

de años (más jóvenes la corteza continental)- Con una densidad media de 3 gr / cm3

Clasificación Geoquímica

• Manto

• entre la discontinuidad de Mohorovic hasta la discontinuidad deGutenberg a 2.900 km de profundidad• ocupa el 82 % del volumen de la Tierra (68 % de la masa)• se divide a unos 670 km de profundidad en manto superior y mantoinferior• está formado por rocas ultrabásicas del tipo de las peridotitas quecontienen minerales del tipo olivino (silicatos)• conforme aumenta la profundidad la presión es tan grande queproduce una reorganización de los minerales produciendo rocas másdensas, por lo que podemos decir que el manto inferior tiene lamisma composición que el manto superior pero con mayor densidad• la densidad del manto superior es 3,5 g/cm3 aproximadamente y ladel manto inferior 5,5 g/cm3

• las ondas P y S aumentan progresivamente su velocidad enprofundidad

Clasificación Geoquímica

Tema 5. Dinámica de la geosfera

• Núcleo

• entre la discontinuidad de Gutemberg (2.900 km de profundidad) yel centro de la Tierra que tiene aproximadamente 6.370 km• ocupa el 16 % del volumen terrestre y representa el 32% de sumasa• la densidad del núcleo es de 10 – 13 g/cm3

• en la discontinuidad de Gutemberg desaparecen las ondas S, por loque se supone que los materiales están fundidos• a los 5150 km de profundidad aparece una elevación importante delas ondas P (discontinuidad de Lehmann) por lo que se considerasólida y divide el núcleo en núcleo interno sólido y núcleo externolíquido• por comparación de los meteoritos sideritos, por la densidad tanelevada y por la formación del campo magnético terrestre, se suponeque es fundamentalmente Fe con un 5 % de Ni y algunos elementosmenos densos como S, Si y O• en el núcleo externo los movimientos de fluidos de mineralesférricos serían los causantes de la inducción y mantenimiento delcampo magnético terrestre• el núcleo interno constituye una esfera totalmente sólida debido ala altísima presión reinante a esa profundidad.

Clasificación Geoquímica

• litosfera, astenosfera, mesosfera y endosfera

• Litosfera

• la parte sólida y rígida que comprende la corteza y parte del manto superior• llega hasta los 50 – 100 km en los océanos (bajo las dorsales el espesor puede ser de tan sólo 5-10 km) y 100 – 200 km en los continentes (incluso bajo algunos continentes antiguos llega hasta 300 km)

Clasificación Geodinámica

• Astenosfera

• o canal de baja velocidad de ondas (corresponde a la zona en la quela velocidad de las ondas sísmicas presenta fluctuaciones condescensos y elevaciones)• relacionado con un descenso de la rigidez de los materiales• hasta unos 350 km de profundidad• la roca que la compone es peridotita y se encuentra en estadosólido, aunque próxima a la fusión• lo que permite que los materiales aunque sólidos, presentencorrientes de convección muy lentas (1- 12 cm/año) que provocan elmovimiento de las placas tectónicas• algunos autores cuestionan la existencia de la astenosfera ypiensan que es posible que la transmisión de energía a través delmanto (corrientes de convección del manto) sea suficiente paraexplicar el movimiento de las placas tectónicas

• Mesosfera

• el resto del manto• todo el manto superior y todo el manto inferior• sólida (a pesar de las altas temperaturas la presión mantiene los materiales sólidos) • se cree que puede tener también corrientes de convección motivadas por las diferencias de temperatura y, por tanto, de densidad• en la base del manto se encuentra la capa D″ o nivel D″ que es una capa discontinua e irregular con un espesor entre 0-300 km donde se depositan los materiales más densos y donde probablemente se originan las plumas convectivas que son corrientes ascendentes de materiales del manto originadas por el calor del núcleo en contacto con esta base del manto• estos materiales ascienden pudiendo llegar a la superficie terrestre originando los puntos calientes (Hawai)

Tema 5. Dinámica de la geosfera

• Endosfera

• o núcleo• se divide en núcleo externo (desde 2.900 km hasta 5.150 km)fundido que presenta corrientes de convección (la circulaciónconvectiva de cargas eléctricas en su seno origina y mantiene elcampo magnético del planeta)• y el núcleo interno sólido, donde se alcanzan las mayorestemperaturas y presiones• a medida que el núcleo libera calor a través del manto, el hierrocristaliza y se acumula en el núcleo interno

En la Tierra está presente tanto• la energía interna que hay bajo la superficie terrestre,• como la energía externa que hay sobre la superficie y queprocede del Sol y la gravedad

La energía interna es la responsable de que se produzcan losprocesos geológicos internos (volcanes, terremotos, formación demontañas, movimiento de continentes…)

La energía externa es la responsable de que se produzcan losprocesos geológicos externos (erosión, transporte, sedimentación,precipitaciones…)

2. BALANCE ENERGÉTICO DE LA TIERRA

El flujo térmico es el calor que irradia del interior terrestre hacia el exterior.

• se manifiesta principalmente en volcanes, cuando los volcanes no están en erupción puede producir aguas termales, géiseres y fumarolas que también irradian calor (producen flujo térmico)• es de 2,1·1014kw/h• en parte , es emitido mediante radiación infrarroja de la Tierra al espacio, favoreciendo el que la temperatura terrestre se mantenga más o menos constante

El gradiente geotérmico terrestre (100 m/+3,3 ºC) se mantienedurante los primeros kilómetros. En el centro de la Tierra lastemperaturas alcanzan “sólo” los 5.500 ºC

Origen energía planetaria- endógena:

Energía cinética: la que posee la Tierra por su movimiento derotación y traslación

Energía térmica: el calor residual de la formación de la Tierra ysobre todo de la descomposición de isótopos radiactivos

Energía elástica: la que se almacena en las rocas cuando sondeformadas por presiones y será liberada cuando la roca sefracture por llegar al límite máximo de elasticidad que puedesoportar. Tiene que ver con fallas y pliegues

3. ORIGEN DE LA ENERGÍA INTERNA

La geosfera no permanece estática, sino que sufre cambios a lolargo del tiempo que se manifiestan en la superficie

Estos cambios son producidos por la energía externa, como laenergía solar o la gravitacional (GEODINÁMICA EXTERNA) y por laenería interna, como la calorífica procedente del interior de lageosfera (GEODINÁMICA EXTERNA)

En ambos casos, además de cambios en la superficie terrestre,pueden provocar riesgos (terremotos, inundaciones, volcanes…) opueden aparecer productos y sustancias, que pueden constituirrecursos para la humanidad

4. GEODINÁMICA INTERNA Y CICLO GEOLÓGICO

GEODINÁMICA EXTERNA

Los agentes y procesos externos (seres vivos, cambios detemperatura, gases, agua, nieve, viento…) actúan realizando losprocesos geológicos externos (meteorización y erosión de las rocas(ígneas, metamórficas y sedimentarias), transporte y sedimentación delos materiales erosionados)

GEODINÁMICA INTERNA

Las rocas se van transformado por diferencias de presión ytemperatura en otras rocas distintas

Así, los sedimentos se forman las rocas sedimentarias y éstas si sonsometidas a muy altas presiones y temperaturas pero sin fundirse setransforman en rocas metamórficas y, si cualquiera de estas rocas sefunde por altas temperaturas, se transforman en rocas ígneas, a suvez las rocas ígneas si son sometidas a muy altas presiones ytemperaturas pero sin fundirse se transforman en rocasmetamórficas, cualquiera de estas rocas si salen a la superficie pormovimientos de las placas tectónicas son erosionadas en la superficieen el ciclo geológico externo formando sedimentos que darán lugaren el tiempo a rocas sedimentarias.

En resumen cualquier roca puede ser transformada en otro tipo poracción de la energía interna y puede ser disgregada y erosionada porla energía externa, por tanto, la geosfera está en continuo cambio poracción conjunta de la energía externa e interna formando el CICLOGEOLÓGICO

Riesgo: cualquier condición, proceso o suceso que puede

ocasionar heridas, enfermedades, pérdidas económicas o daños almedio ambiente

Nuestro punto de vista en relación con los desastres y calamidadesnaturales es fundamentalmente antropocéntrico

Pueden originarse por causas naturales (terremoto, inundación…)o inducidos por el ser humano (cambio climático que influye sobresequías prolongadas, huracanes…)

5. RIESGOS GEOLOGICOS, RIESGOS NATURALES E INDUCIDOS

Los riesgos se clasifican en

1. Naturales si son debidos al funcionamiento del medionatural

Biológicos, como las enfermedades causadas por todo tipode microorganismos (parásitos, bacterias, virus…), pólenes uotros seres vicos Químicos, productos químicos peligrosos contenidos encomidas, aire, agua o suelo (DDT, metales pesados,dioxinas…) Físicos, como las radiaciones ionizantes, el ruido, losincendios…, destacan:

Climáticos o atmosféricos como huracanes, olas defrío/calor, rayos, granizo, tornados... Ligados a la procesos geodinámicos externos(deslizamientos, desprendimientos, avalanchas,torrentes y ramblas…) e internos (volcanes, terremotos,diapiros, tsunamis, movimientos de fallas) Geoclimáticos como las inundaciones (es climático ygeológico) Cósmicos son los procedentes del espacio como lacaída de meteoritos o las variaciones en la radiaciónsolar incidente

2. Tecnológicos o culturales si son debidos a las actividadeshumanas,

por actividades humanas productivas (contaminaciónindustrial), por accidentes o fallos humanos (mareas negras, escapesradiactivos…) o por la actividad socio-política (guerras, deportespeligrosos, drogadicción, malos hábitos alimentarios…)

3. Mixtos o inducidos si tienen un origen natural pero lasactividades humanas los magnifica o los provoca

Por ejemplo, la inundación es un riesgo natural, pero lapérdida de cobertura vegetal, la rectificación de cauces, lasbasuras acumuladas en cauces temporalmente secos(ramblas), las construcciones que afectan al normal cursonatural del agua, el efecto invernadero… son multitud deacciones humanas que magnifican e incluso aumentan lafrecuencia de las inundaciones

PLANIFICACIÓN DE RIESGOS GEOLÓGICOS (1)

o Tiene por objeto la elaboración de medidas destinadas a hacerfrente a los daños que estos pudieran provocar. Estas medidasconsisten en identificar, predecir, prevenir y corregir, cuando esposible, esos riesgos

o La peligrosidad (P) es la probabilidad de ocurrencia de unfenómeno. Para determinarla hay que tener en cuenta: sudistribución geográfica, el tiempo de retorno o su magnitud

o La exposición (E) es el número total de personas o bienessometidos a un determinado riesgo. Se puede valorar de dos formas,social (o número de víctimas potenciales) y económica (bienesexpuestos)

o La vulnerabilidad (V) representa el porcentaje, respecto al totalexpuesto, de víctimas mortales o de pérdidas de bienes materialesprovocadas por un determinado evento.

o Se considera Riesgo, R = P·E·V

PLANIFICACIÓN DE RIESGOS GEOLÓGICOS (y 2)

o La planificación de riesgos se basa en la predicción y prevención delos mismos

o Predicción: dónde va a ocurrir, cuándo y con qué intensidad.

o Prevención: prepararse con anticipación mediante medidasencaminadas a mitigar los daños o eliminar los efectos de los riesgos

o Estas medidas pueden ser:

o Estructurales: modificando las estructuras geológicas ohaciendo construcciones adecuadaso No estructurales: elaborando mapas de riesgos para hacer unaadecuada planificación del territorio.o De protección civil estructurales (vías de comunicación yrefugios adecuados.) o no estructurales (preparar y alertar a lapoblación)

Los fenómenos que pueden desencadenar los riesgos sísmicos sonaquellos que puedan producir una liberación de energía suficiente y suposterior transmisión en forma de ondas

Su origen puede ser muy variado: erupciones volcánicas, impacto demeteoritos, explosiones nucleares, asentamiento de grandes embalses,deslizamientos, inyección de fluidos en el terreno, actividades mineras,subsidencias…

Pero la más importante es la actividad tectónica que puede producir larotura con desplazamiento de grandes masas rocosas (fallas) quedeforma las rocas almacenándose en ellas energía elástica que seráliberada cuando la deformación supere su limite de elasticidad

Los terremotos se producen mayoritariamente en los bordes de lasplacas tectónicas (límites de placa)

6. RIESGOS VOLCÁNICO YSÍSMICO: PREDICCIÓN YPREVENCIÓN. SU INCIDENCIA ENLA REGIÓN DE MURCIA

MAGNITUD E INTENSIDAD DE LOS TERREMOTOS

Los terremotos son medidospor los sismógrafos

La importancia del terremotopuede cuantificarse atendiendo a

Magnitud que mide la energía liberada por el seísmo Se utiliza la escala de Richter (1-10) Cada punto de aumento significa un incremento de la energía delterremoto de diez veces más Máximo registrado en la actualidad es de 9,5

Intensidad que mide la sensación percibida por la gente y los dañosobservables producidos

Se utiliza la escala de Mercalli (I-XII) Dos seísmos en zonas diferentes, de igual magnitud pueden tenerdistinta intensidad

LOCALIZACIÓN ESPACIAL DE LOS TERREMOTOS

En los límites de las placas tectónicas (95% de los terremotos)

Como el Cinturón de fuego del Pacífico, el Cinturón Alpino-Himalayano y las crestas de las dorsales medioceánicas

FACTORES DE RIESGOS: PELIGROSIDAD, EXPOSICIÓN YVULNERABILIDAD SÍSMICA

Mayor peligrosidad en los bordes de placa y dependerá de la magnitud del terremoto en la escala de Ritcher

La exposición es mayor en una zona grande y muy poblada con edificios, industrias, comercios…

La vulnerabilidad es mayor en países subdesarrollados (se producen 6 veces más víctimas en cada catástrofe). La escala de Mercalli nos indica la vulnerabilidad de la zona

Para la predicción, la localización de las fallas activas y la interfe-rometría de radar para medir la velocidad de desplazamiento de la falla

Son precursores sísmicos, el aumento del volumen de las rocas con elevaciones del terreno, variaciones en los niveles de agua en los pozos, microseísmos, emisión del gas radón, cambios en el campo magnético local, disminución de la resistencia eléctrica en las rocas, alteración de la conducta de los animales…

Para la prevención, los mapas de riesgo, planes de ordenación del territorio, protección civil, seguros, la inyección de fluidos en las fallas activas, las normas antisísmicas…

Relaciona cada término con su definición en la tabla que se adjunta (1.25 puntos). Explica los tipos de ondas sísmicas que registran los sismógrafos (0.75 puntos). (Selectividad UM, Junio 2012)

EL RIESGOVOLCÁNICO

o Menos perceptibles para la población ya que los volcanes permanecen inactivos durante largos períodos de tiempo

o Originan un número de víctimas pequeño (comparado con otras catástrofes naturales) pero grandes pérdidas económicas

o Proporcionan tierras fértiles, recursos minerales y energía geotérmica

LOCALIZACIÓN ESPACIAL DE LOS VOLCANES

Coincide con los bordes de las placas tectónicas (95%) el resto eninterior de las placas (magmatismo de intraplaca)

1. Los situados en el interior de las placas son debidos a las plumasconvectivas (penachos convectivos) provenientes de zonas muyprofundas del manto, como es el origen de las islas Hawai

2. Bordes constructivos (dorsales): Son fracturas de la litosferapor donde sale magma que se enfriará formando nueva litosfera,dando lugar a cordilleras montañosas submarinas de granlongitud llamadas dorsales

3. Bordes destructivos: al chocar (converger) dos placas, una de ellas (la más densa o de menor flotabilidad en el manto) se hunde introduciéndose bajo la otra placa (subducción), lo que produce la pérdida de litosfera

o Debido al rozamiento entre las placas durante la subducción, se produce un aumento de la temperatura que funde algunas rocas, dando lugar a magmas, que si ascienden a la superficie forman volcanes

PRINCIPALES FACTORES DE RIESGO VOLCÁNICO (1)

Población Tipo de erupción (las explosivas son las más peligrosas) Frecuencia y otros riesgos asociados: flujos de lodo (lahares), emisión de gases tóxicos, tsunamis, hundimientos volcánicos (ocasionando avalancha de derrubios)…

1. Viscosidad del magma: Con baja viscosidad, el gas disuelto se libera fácilmente, se producen explosiones rítmicas de escasa intensidad y los piroclastos se dispersan poco Con elevada viscosidad, se producen acumulaciones de materiales, conos de gran altura, frecuentemente taponados. Los gases se liberan con fuertes explosiones, que hunden el edificio volcánico y los piroclastos se lanzan a grandes distancias

2. Tipo de lava: Lavas basálticas (básicas), más fluidas. Típicas de bordes constructivos Lavas silíceas (ácidas), más viscosas. Típicas de bordes destructivos

PRINCIPALES FACTORES DE RIESGO VOLCÁNICO (y 2)

3. Lluvias piroclásticas: los productos sólidos que expulsan los volcanes se llaman piroclastos, que según su tamaño se clasifican en cenizas (tamaño de la arena o menor), lapilli (tamaño de las gravas) y bombas (gran tamaño). Las cenizas, debido a su pequeño tamaño, pueden permanecer largo tiempo en la atmósfera

4. Coladas piroclásticas o nubes ardientes (ignimbritas): nubes de gases a centenares de grados que llevan en suspensión cenizas (piroclastos) y se desplazan a gran velocidad por las laderas volcán arrasando todo lo que encuentran en el camino

5. Coladas de barro (lahares): avalanchas de derrubios que se forman al fundirse rápidamente la nieve de la cima del volcán por efecto de una erupción, o a causa de fuertes lluvias, que arrastran los depósitos no consolidados de piroclastos (cenizas y lapilli principalmente). Ejemplo, Nevado del Ruiz (Colombia, 1985)

VIGILANCIA Y PREVENCIÓN DE LOS RIESGOS VOLCÁNICOS

Ordenación del territorio, delimitando las áreas de asentamientos humanos, aunque la productividad de los terrenos volcánicos, las hace zonas superpobladas

Elaboración de mapas de riesgos y peligrosidad basados en los datos registrados, es decir: tiempo de retorno (frecuencia de sus erupciones), intensidad, tipo de erupción…

Vigilancia con técnicas que permitan la detección con antelación del inicio de la erupción: análisis de los gases emitidos (como gas radón) y aguas termales para detectar cambios químicos relacionados con el ascenso del magma, pequeños temblores (seísmos de baja intensidad detectados con los sismógrafos) y ruidos, cambios magnéticos, eléctricos y gravimétricos en la zona, variaciones en el flujo térmico y en el nivel freático de la zona, elevaciones en el terreno (por ascenso del magma)…

Planificación anticipada de las medidas a adoptar al producirse la crisis (evacuación, seguros, sistemas de alarma, construcción de viviendas , refugios incombustibles , desviar las corrientes de lava hacia lugares deshabitados, la construcción de túneles de descarga del agua de los lagos del cráter para evitar la formación de lahares…

Dstribución del volcanismo reciente (Mioceno-

Cuaternario) en España

EL RIESGO VOLCÁNICO EN ESPAÑA

Distribución de los afloramientos de rocas volcánicas y

subvolcánicas en la Región de Murcia

EL RIESGO VOLCÁNICO EN LA REGIÓN DE MURCIA

Producido por la energía externa (radiación solar y fuerza gravitatoria), los agentes geológicos externos (seres vivos, cambios de temperatura, gases, agua, nieve, viento…) que actúan realizando los procesos geológicos externos (meteorización, erosión de las rocas, transporte y sedimentación de los materiales erosionados).

El relieve (previamente formado en la dinámica interna como las montañas) se denuda por efecto de la meteorización y erosión, al mismo tiempo que se produce deposición de sedimentos en otros lugares (cuencas sedimentarias). El estudio del relieve, la GEOMORFOLOGÍA

7. GEODINAMICA EXTERNA Y CICLO GEOLÓGICO

Los sistemas de ladera son aquellas zonas con pendiente más o menos acusada

4 grados de peligrosidad: Grado Nulo: Zonas llanas o de escasa pendiente (0-4º)Grado Bajo: Zonas con pendientes medias-bajas (hasta 8º)Grado Medio: Zonas con pendientes medias-altas (8-15º)Grado Alto. Zonas con pendientes >15º

Un sistema fluvial de una región, país o continente es una red de ríos con todos sus afluentes desde el origen hasta su desembocadura en el mar.

Dentro de sistema fluvial también podemos considerar :Torrentes (cauce corto, en zona de fuerte pendiente) Ramblas (cauce largo, ancho, en zonas más o menos llanas) aunque sean de caudal irregular (permanecen secos la mayor parte del año)

8. ÁREAS DE RIESGO: SISTEMAS DE LADERA Y SISTEMAS FLUVIALES

Agente geológico que actúa, la gravedad

El agua es el desencadenante principal de un gran número de movimientos de ladera (aumentan el peso de los materiales y disminuyen su resistencia)

Tipos: deslizamientos, flujos, desprendimientos y avalanchas

Origen puede ser cualquier factor o circunstancia que afecte a la estabilidad de las laderas (como un terremoto, fuertes pendientes, el exceso de agua, la falta de vegetación, la excesiva pendiente…)

Factores internos (tipo de roca, grado de consolidación, espesor cobertera, inclinación estratos, alternancia de estratos con diferente permeabilidad, la presencia de fracturas, pendiente de la ladera, clima…) Factores externos (terremotos, actuaciones humanas, construcción de presas; excavaciones, procesos erosivos naturales...)

9. RIESGOS POR DESLIZAMIENTOS DE LADERAS

1. DESLIZAMIENTOS

Movimientos de masas de roca o suelos que se deslizan sobre una superficie de rotura. La velocidad de la masa que se mueve es igual en todos sus puntos

Pueden ser lentos o catastróficos y afectar a grandes volúmenes de material

La fuerza de la gravedad se descompone en una ladera en dos fuerzas Z y R. El inicio de estos desplazamientos se produce cuando la fuerza de cizalla (Z) supera el valor de la fuerza de rozamiento interno (R)

Z aumenta con la pendiente y R disminuye con la presencia de arcillas y el agua, por tanto, la pendiente y el agua favorecen los deslizamientos; el agua por un lado, incrementa el peso del material potencialmente deslizante y, por otro, disminuye el coeficiente de rozamiento interno en la superficie de rotura

DESLIZAMIENTOS

Dos tipos:

Translacionales cuando la superficie de rotura es más o menos plana (paralela a la superficie de la pendiente)

Rotacionales cuando es una superficie curva (cóncava)

2. DESPRENDIMIENTOS

Caída brusca y aislada de bloques o fragmentos rocosos porun talud

Estos fragmentos se han separado previamente del resto del material por planos de rotura y en su caída se depositan en cotas más bajas o al pie del talud

Frecuente en zonas montañosas periglaciares en las que el agua penetra en las grietas y al congelarse, el hielo actúa como cuña que agranda la grieta produciendo con el tiempo su rotura (gelifracción)

AVALANCHAS

Movimientos muy rápidos de masas de tierra y fragmentos de rocas de tamaños variados y sin ninguna clasificación

La presencia de agua o aire entre los fragmentos reduce elrozamiento y les permite alcanzar velocidades superiores a los 100 Km/h

Debido a la rapidez de estos movimientos y a su poder destructivo, hay muy pocas posibilidades de eludir sus efectos, como los aludes de hielo y nieve se incluyen en este tipo

FLUJOS

Movimientos de materiales sueltos que se comportan como fluidos a causa del agua que los empapa y se deforman y desplazan sin presentar superficies de rotura definidas

Pueden ser coladas de derrubios (o coladas de fragmentos de rocas) de velocidad menor que las avalanchas en que su velocidad es menor que en las avalanchas

O coladas de barro (son materiales finos y homogéneos, lo que posibilita que puedan producirse sobre pendientes suaves) también son flujos y pueden alcanzar velocidades de hasta 1.000 Km/h en fuertes pendientes, teniendo efectos catastróficos

Dentro de los flujos

-Reptación o creep: Movimiento casi imperceptible, primero una elevación del terreno en dirección perpendicular a la superficie y como consecuencia del aumento de volumen del material provocado por el agua o el hielo, y otro de caída en la vertical, cuando los materiales han recuperado su volumen original.

-Solifluxión: se trata de pequeños y lentos flujos viscosos producidos intermitentemente en cada ciclo hielo-deshielo. Frecuente en zonas periglaciares en primavera cuando el deshielo de las nieves produce suelos encharcados Animación

PREDICCIÓN Y PREVENCIÓN DE LOS DESLIZAMIENTOS

Medidas predictivas: Elaboración de mapas de riesgo y ordenación del territorio evitando las construcciones en las zonas de riesgo alto, como sucede en la base de un talud

Medidas preventivas: - Reforestación de pendientes, - construcción de muros, - contrafuertes, - anclajes o mallas para retener los materiales en las laderas en las que ya existen vidas o actividades humanas amenazadas por los riesgos de ladera, - modificar la pendiente mediante aterrazamientos o rellenos de materiales en las zonas bajas de las laderas, - aumentar la resistencia del terreno inyectando materiales cohesivos o instalando barras de acero, - realización de obras de drenaje para disminuir la escorrentía, el encharcamiento y la erosión hídrica, - la realización de estudios de impacto ambiental para aquellas actividades humanas que puedan aumentar el riesgo como la minería que deposita materiales no cohesionados o la construcción de embalses que saturan de agua grandes extensiones de terreno

Inundaciones: ocupación ocasional de terreno por el agua

En zonas litorales debido a tsunamis o a la superposición de oleaje y las mareas

En el interior, por crecidas (o avenidas) transitorias de las aguas de escorrentía superficial (ríos, arroyos, torrentes, ramblas)

Ocasionadas por lluvias torrenciales o por fusión rápida de nieves y hielos

Son las catástrofes naturales que causan mayor número de víctimas en el mundo (también en España). Es el más importante de los riesgos relacionados con la geodinámica externa

RIESGO POR INUNDACIONES

CAUSAS DE LAS INUNDACIONES

Riesgo inducido (mixto)

Causas Naturales Origen climático y meteorológico

Ciclones costeros que provocan precipitaciones de gran intensidad y duración

Fusión rápida de la nieve o del hielo por un aumento brusco de temperatura (o por actividad volcánica)

Por la existencia de climas con períodos de marcado estiaje, frente a otras épocas de precipitaciones torrenciales (Mediterráneo)

Otras causas: obstrucción natural de cauces fluviales, en las que materiales provenientes de deslizamientos, avalanchas, aludes, desprendimientos, etc., obstruyen el paso del agua que se ve obligada a salir del cauce produciendo inundaciones. Dada su importancia en nuestra región profundizaremos en la gota fría.

Gota fría: resultado de tres factores: mar caliente, atmósfera inestable en la superficie y aire frío en la altura. Entre septiembre y octubre, el mar -que se calienta mucho en verano- al llegar el otoño, suelen entrar bolsas de aire frío en capas altas que desciende rápidamente formándose una gran borrasca

CAUSAS DE LAS INUNDACIONES

Causas Antrópicas

Directas: -rotura de presas, -el desembalse súbito de agua, - incremento de aportes sólidos al cauce por explotaciones mineras, escombreras, canteras, obras, prácticas agrícolas y forestales…, - y obras en el cauce fluvial como diques y canalizaciones, construcciones que invaden el cauce (fábricas, viviendas, puentes…)

Indirectas: -impermeabilización del terreno con asfalto y hormigón por aumento de zonas urbanizadas, - prácticas deficientes de cultivo y usos del suelo erróneos (como labrar a favor de pendiente o excesivo laboreo), - erosión de suelos, deforestación y pérdida de cobertera vegetal

FACTORES QUE CONTROLAN LAS AVENIDAS

Las inundaciones se ven favorecidas por factores climáticos, factores geológicos, geomorfológicos y vegetación

Factores climáticos, influye la cantidad de precipitación caída y en qué intervalo de tiempo en el que caen

Factores geológicos y geomorfológicos, como las características litológicas de la cuenca (materiales impermeables o materiales fácilmente erosionables), las características de la red hidrográfica (pendiente, forma lineal o sinuosa, anchura y altura del cauce)

Factores de la vegetación, como la densidad de vegetación o las actividades agrícolas (intenso laboreo, suelos no permeables…)

DAÑOS Y CONSECUENCIAS DE LAS AVENIDAS

El principal daño es la erosión y sedimentación

Los materiales que arrastra agravan a su vez los efectos erosivos del agua, erosionando los suelos, destruyendo casas, arrastrando coches…, y posteriormente estos materiales son depositados en distintos lugares produciendo la sedimentación de fangos y todo tipo de materiales

Los movimientos de laderas

Y cambios en la geometría del cauce por diversas causas como que se ensanche o el río busque nuevos caminos

PREDICCIÓN DE LAS INUNDACIONES

En España se conocen históricamente las zonas con probabilidad de inundación y se han elaborado numerosos mapas de riesgo

Las medidas se basan en la observación continua de las variables meteorológicas

Gracias a la predicción meteorológica es posible prever la formación de grandes tormentas que puedan originar inundaciones

La ciclicidad de algunos eventos como los monzones o la gota fría permite saber las épocas más propicias para las grandes precipitaciones

PREVENCIÓN DE LAS INUNDACIONES

Dos tipos de soluciones, estructural y no estructural

Soluciones estructurales

Reforestación y conservación del suelo Regularizar el caudal de las redes fluviales mediante la construcción de presas (laminación hidráulica), canales y diques de contención Regular los cauces y evitar los máximos de caudal Además, las presas se pueden utilizar como fuente de energía hidroeléctrica, abastecimiento de agua potable, regadío, ocio… Canalización por cauces anchos (núcleos urbanos) Aumento de la capacidad del cauce mediante su ensanchamiento y/o dragado (se debe hacer de manera que no modifique el perfil del río, ya que, en caso contrario, éste al tratar de buscar su perfil de equilibrio, provocará erosión remontante) Desvío de cauces (río Turia)Efectos secundarios, rotura de presas, aumento del caudal por las canalizaciones, impermeabilización del terreno

Soluciones no estructurales

Ordenación del territorio (llanuras inundables)

Seguros obligatorios y Planes de emergencia

3 zonas para la ocupación de las terrazas fluviales: zona de servidumbre (A), de policía (B) y zona inundable (C)

La zona de servidumbre(zona A): comprende elcauce normal y lasfranjas de 5 m deanchura a cada lado,donde llega el agua enlas avenidas ordinarias.Se prohíbe larealización de cualquierobra que suponga unobstáculo a la corrientecomo pilares depuentes

La zona de policía (zona B): se extiende 100 m aambos lados del cauce, donde llega el agua en lasavenidas extraordinarias (aprox. 1 vez cada 100años). Se permiten los usos agrícolas y cierto tipode edificaciones con autorización expresa de losOrganismos de Cuenca

La zona inundable (zona C): donde llega el agua enlas crecidas máximas poco frecuentes (aprox. 1vez cada 500 años), existe normas de restricciónde uso, aunque menos limitativa que la anterior

Explique el fenómeno de la “gota fría”como causa natural de inundaciones (0.8puntos). Enumere y explique cuatromedidas de tipo preventivo que sepueden tomar ante el riesgo deInundación (0.6 puntos). Señale yexplique tres actuaciones humanas queaumenten el riesgo de inundación (0.6puntos) (Selectividad UM, Septiembre2012)

El sistema litoral es la zona de intercambio por excelencia entre continente y océano

Está afectado por aportes continentales y por procesos físicos de alta energía (olas, vientos, mareas y corrientes)

Tienen una elevada productividad biológica, una dinámica sedimentaria muy activa y unas transformaciones químicas muy intensas y dinámicas

Es la región marina más afectada por la acción directa humana: - alteraciones de la línea de costa y de la circulación por la construcción de nuevas estructuras (puertos, diques, etc.), -modificaciones del fondo mediante drenajes, -modificaciones de los depósitos de playa por cambios en la dinámica de la arena (causadas por diques, presas, regeneraciones, etc.), - establecimiento de instalaciones de acuicultura, - descarga de aguas residuales, -mayor impacto de la contaminación y la eutrofización

Se caracteriza por una elevada heterogeneidad espaciotemporal

EL SISTEMA LITORAL. FORMACIÓN Y MORFOLOGÍA COSTERA. HUMEDALES COSTEROS, ARRECIFES Y MANGLARES

MORFOLOGÍA COSTERA. FORMAS DE EROSIÓN (1)

Las olas son los principales agentes erosivos del litoral. De efecto doble, interviene la potente fuerza de la masa de agua y el continuo roce y golpeteo de los materiales arrastrados por las olas

Las olas actúan:

a) Comprimiendo el aire contra las rocas. (mayor, cuanto más fracturada esté la roca)

b) Produciendo corrosión por el efecto metralla de los materiales arrastrados por las olas; que además, se acumulan formando playas

c) Produciendo un efecto químico sobre los materiales: disolución, hidratación, etc.

MORFOLOGÍA COSTERA. FORMAS DE EROSIÓN (y 2)

Formaciones heredadas: rías y fiordos, que se originan por inundación de antiguos valles fluviales o glaciares

Formaciones propias: debidas a la actuación de agentes costeros, como el viento, mareas, fenómenos de ladera, etc. Como los acantiladosy las plataformas de abrasión

La formación y el desarrollo de los acantilados depende, entre otros factores, de su inclinación, su grado de fracturación, las rocas que lo formen, del oleaje… Tras el retroceso del acantilado, se produce la plataforma de abrasión

MORFOLOGÍA COSTERA. FORMAS DE ACUMULACIÓN (1)

Los materiales procedentes de la erosión o de depósitos son transportados para depositarse en zonas tranquilas y protegidas

Playa. Se forman por la acumulación de materiales detríticos finos en la línea de costa

Zonas: acantilado, zona de dunas, playa interna, playa externa y playa sumergida

MORFOLOGÍA COSTERA. FORMAS DE ACUMULACIÓN (2)

Cordón litoral (o barra). Se origina por depósitos longitudinales de materiales paralelos a la costa que dejan un brazo de mar entre ambos

Cuando un cordón litoral arenoso une las dos partes salientes de una bahía se forma una albufera

Tómbolo. Es una acumulación arenosa que une la costa con una isla próxima

Flechas litorales. Se originan por la acumulación de materiales en puntos salientes de la costa

MORFOLOGÍA COSTERA. FORMAS DE ACUMULACIÓN (y 3)

Deltas y estuarios. Son formas de interfase marino-fluvial

Estuario: entrada del mar en la costa al invadir la desembocadura de un río, suelen ser ríos que llevan pocos sedimentos o bien las corrientes marinas son tan fuertes que transportan lejos de la desembocadura los sedimentos

Delta: se forma en las desembocaduras de ríos por la acumulación de materiales hasta formar la penetración de tierra en el mar, al contrario que en el estuario el río lleva muchos sedimentos o las corrientes marinas son débiles en la zona por lo que no transportan lejos los sedimentos que se acumulan

HUMEDALES COSTEROS, ARRECIFES Y MANGLARES

a) Humedales costeros

Terrenos bajos y pantanosos, situados muchas veces en zonas de desembocaduras fluviales, que son inundados por el agua del mar en las mareas altas

Marismas. Son áreas de topografía plana situadas cerca del mar y que suelen sufrir inundaciones periódicas del mar. Suelen encontrarse en desembocaduras de ríos, donde la formación de barras de arena delimita zonas de perfil cambiante que provoca la inundación ocasional. (Marismas del Guadalquivir, Coto de Doñana)

Marjales. Zona húmeda, generalmente cercana al mar, de gran riqueza tanto en fauna como en flora. Han sufrido la presión urbanística

Albuferas. Cuando las barras de arena se desarrollan demasiado pueden llegar a cerrarse creando una cuenca en la que no se aprecia la acción del oleaje, mareas y corrientes. Son Albuferas o Lagoones (Albufera Valenciana)

Lagunas (Mar Menor ).Se originó a partir del cierre de una gran depresión por procesos litorales de depósito de arenas sobre basamento rocosos (areniscas calcáreas y afloramientos volcánicos) La barra arenosa se ve interrumpida por canales o golas

Salinas lugar donde se deja evaporar agua salada, para dejar la sal. Pueden ser costeras, situadas en la costa para utilizar el agua de mar, y las de interior, en las que se utilizan manantiales de agua salada debidos a que el agua atraviesa depósitos de sal subterráneos. El agua salada se reparte en parcelas o eras

b) Arrecifes

Formaciones producidas por pólipos de cnidarios (corales), por lo que son esqueletos externos de innumerables pólipos que viven formando colonias

Típicos de los mares trópico-ecuatoriales de aguas cálidas (de más de 18º C) muy limpias y oxigenadas, es decir, muy movidas, y sobre suelos poco profundos. Tienen una gran productividad biológica

Tres tipos de arrecifes:- Los costeros, muy cercanos a la línea de costa y poco extensos.- Los de barrera, algo más alejados y de gran tamaño.- Los atolones, de forma circular y se apoyan en una isla sumergida

c) Manglares

Bosques semisumergidosque se encuentran en zonas trópico-ecuatoriales

Constituidos fundamentalmente por el mangle (Rizophoramangle), del que existen más de cincuenta especies entre árboles y arbustos

Constituyen ecosistemas muy importantes por su gran biodiversidad

RECURSOS COSTEROS E IMPACTOS DERIVADOS DE SU EXPLOTACIÓN

A. RECURSOS COSTEROS

Las zonas costeras son las más densamente pobladas del planeta (37% de la población mundial habita a menos de 60 Km)

Recurso pesca. Aunque la sobrepesca está produciendo el agotamiento de muchos bancos pesqueros y la acuicultura contamina con los productos que utiliza

Entre los recursos minerales, estaño, oro, sal común, fosfatos ynitratos (abonos), arenas, gravas y bloques

Entre los recursos energéticos, la eólica, mareomotriz, y yacimientos de carbón y petróleo

Recurso recreativo: destacar el importante turismo en la costa

Recurso ecológico y educativo: además del valor paisajístico del litoral, la variedad y singularidad de sus ecosistemas

También medio de comunicación y transporte

B. IMPACTOS COSTEROS

Alta densidad de población

La contaminación de las zonas litorales se puede producir por vertido de residuos, desembocadura de ríos contaminados, vertidos industriales o mineros, vertidos de petróleo

En aguas tranquilas de albuferas, ensenadas… se puede producir eutrofización

La introducción de especies bioinvasoras o especies exóticas de ecosistemas diferentes (transportes marítimos), como el mejillón cebra o el alga Caulerpa

La sobreexplotación es muy frecuente. Lo que lleva a paradas biológicas

La intrusión salina se refiere a la entrada de agua marina en los acuíferos

Los impactos paisajísticos (hoteles, urbanizaciones) que deben ser regulados por las leyes de costas

OBRAS DE PROTECCIÓN DE LADERAS EN EL PUERTO DE LA CADENA

Ministerio de Fomento - Delegación del Gobierno en Murcia

Antecedentes

• Entre el 27 y 29 de marzo de 2009 tiene lugar un episodio de lluvias intensas y persistentes.

• Se coloca señalización de advertencia y se destina un equipo de vigilancia en el Puerto de la Cadena.

• El domingo 29 se produce un desprendimiento de suelo y rocas en el talud del P.k. 153.

• Varias rocas, una de ellas de 320 kg franquean la protección existente y provocan un accidente múltiple de circulación.

• Los días 1 y 2 de Abril técnicos del Centro de Estudios y Experimentación de Obras Públicas del Ministerio de Fomento, (CEDEX), visitan los taludes y valoran su estado.

• Inmediatamente comienzan las primeras actuaciones de saneo de taludes, recolocación de malla, señalización, retirada de aterramientos, etc.

• Con fecha de 2 de octubre se autoriza un crédito especial para realizar obras de emergencia de 1.440.000 €

Antecedentes

Informe del CEDEX

• Determina que las laderas están formadas por suelos arcillosos tipo argilitas rojas que tienen en su interior bloques de rocas tipo caliza y cuarcita

• Cuando llueve prolongadamente se lava la arcilla y quedan al descubierto los bloques rocosos

• Identifica las zonas de riesgo potencial desde laderas externas a las obras

• Establece las posibles trayectorias de caída de rocas

• Define las medidas protectoras y su nivel de contención

Informe del CEDEX

Posibles Trayectorias de caídas de rocas

Informe del CEDEX

Perfiles utilizados para la simulación de caída de rocas

Informe del CEDEX

Situación óptima de las barreras dinámicas analizadas

Informe del CEDEX

• Medidas Protectoras:

- Pantallas dinámicas

- Eliminación de promontorios inestables (15.000 m3)

- Recrecido de muros de contención

- Gunitado de taludes

- Pilotaje en refuerzo del terreno

- Colocación de bulones

- Red de cables de alta resistencia ancladas

- Colocación de malla de triple torsión

- construcción de nuevas bermas y bancadas de protección

ActuaciónExcavación de promontorios en el desmonte del P.K. 153

Promontorio antes de la actuación

Actuación

Maquinaria realizando trabajos de excavación

Excavación de promontorios en el desmonte del P.K. 153

ActuaciónExcavación de promontorios en el desmonte del P.K. 153

Promontorio después de la actuación

Actuación

Construcción de nuevas bermas en el desmonte del P.K. 153

Actuación

Construcción de nuevas bermas en el desmonte del P.K. 153

ActuaciónTraslado de barrera para cortar carril durante los trabajos

ActuaciónCorte puntual de calzada izquierda durante los trabajos

ActuaciónRefuerzo en el muro de gaviones en el P.K. 152

Trabajos de preparación de superficie

ActuaciónRefuerzo en el muro de gaviones en el P.K. 152

Ejecución de recalce de muro mediante micropilotes

ActuaciónInstalación de pantallas dinámicas

ActuaciónInstalación de pantallas dinámicas

ActuaciónGunitado de taludes

Actuaciónpantallas dinámicas y red de cables de alta resistencia