Metodología científica y Geología.

La metodología científica y la Geología

¿Es la Geología una ciencia?Para ser una ciencia debe seguir el método científico.

Observar: los fenómenos o acontecimientos que

sean hechos constatables.

Hacerse preguntas: ¿por qué ocurren esos fenómenos?

Hipótesis: dar ideas, hacer conjeturas de por qué

ocurre lo que ocurre y de la manera que ocurre.

Experimentar: realizar experimentos de campo, laboratorio y gabinete para confirmar o desmentir nuestra hipótesis.

Análisis de los resultados: observar y analizar los resultados obtenidos de los experimentos realizados.

Verificar la hipótesis: con la verificación se ve si la hipótesis es verdadera ( se mantiene y se comunica) o si es falsa y se rechaza.

Es una

ciencia

Ciencias con las que se interrelaciona la Geología

Geología

Química: mineralogía, petrología…

Geografía: conocimiento del relieve, mapas, sistemas gps…

Física: geofísica, funcionamiento

del interior de la Tierra…

Matemática: modelos

matemáticos, informáticos, estadística…

Biología: Paleontología.

La investigación en Geología

Métodos de observación

Métodos directos:Cuando se dispone de las muestras se pueden ver, tocar, medir…Observar un volcán, un sedimento, un plegamiento…

Métodos indirectos:Cuando se utilizan aparatos para deducir las características de materiales que no puedo tener delante.Usar las ondas sísmicas, el método gravimétrico, la tomografía sísmica…

Trabajo de campo: para realizar las observaciones necesarias sobre el terreno.

Martillo de geólogo

Cuaderno de campo

Brújula y clinómetro

Mapa topográfico

Curvímetro

GPS

Mapa geológico

Lupa de campo

Técnicas de laboratorio y gabinete

Métodos físicos de estudio:1.Microscopio petrográfico2.Microscopio electrónico3.TAC4.Difracción de rayos X5.Modelos a escala6.Fotografía aérea.

Métodos químicos de estudio:1.Análisis químicos2.Espectoscopias

Métodos informáticos y teledetección:

1.Uso de satélites.2.Fotografía aérea.3.GPS4.Sistemas de información geográfica (SIG)

Microscopio petrográfico Es un microscopio óptico al que se le han añadido dos polarizadores.Sirve para reconocer minerales, texturas y propiedades ópticas de los mismos.

Se prepara un lámina fina para ver el material y obtenemos las imágenes de los minerales que componen la roca.

Gabro a simple vistaGabro al microscopio petrográfico

Microscopio electrónico de barrido

Mediante un bombardeo de electrones se consigue obtener un detalle importante de la superficie y volumen de los cuerpos que se analizan.

Tomografía axial computarizada (TAC)

Es un escáner en el que se utilizan los rayos X que permite hacer secciones de diferentes partes de esqueletos.

Difracción de rayos X

Se utiliza para el estudio y análisis de sólidos cristalinos.Un haz de rayos X se hace pasar por un cristal y los electrones de este desviarán los haces de rayos X dando un patrón de difracción de donde podemos sacar su modelo atómico.

Rayos X

Cristal

Rayos difractados

Placa fotográfica

Patrón de difracción

Modelos a escala

Hechos a mano Hechos por ordenador

Métodos químicos

Precipitaciones EvaporacionesSublimaciones, etc.

Un elemento químico presenta diferentes estados según su nivel de energía. Estos van desde un nivel energético básico hasta uno de máxima excitación y en cada uno de ellos presenta unas propiedades fotométricas diferentes.

Espectometría

Nivel de mínima energía en un elemento químico.

00 ++

+ +0

0

0-

Nivel de máxima energía en un elemento químico.1: Nivel energético más bajo.2.:Nivel energético medio.3: Nivel energético más alto.

00 ++

+ +0

0

0-

12

3

En cada nivel energético hay una vibración electrónica determinada y una emisión de energía con una longitud de onda concreta.Dos métodos clásicos:Espectrometría de fluorescencia.Espectrometría de absorción atómica.

00 ++

+ +0

0

0-

Fuente de energía (luz)

00 ++

+ +0

0

0-

12

3

Átomo con baja excitación. Átomo con máxima excitación.Se le deja que vaya perdiendo excitación y se mide su energía emitida.

Energía emitida

00 ++

+ +0

0

0-

12

3

Átomo con excitación media.Se le deja que vaya perdiendo excitación y se mide su energía emitida.

00 ++

+ +0

0

0-

Átomo con baja excitación.

1

2

3

4

Espectometría de fluorescenciaSe utiliza para medir la concentración de un analito en una mezcla basándose en sus propiedades fluorescentes.En la espectroscopia de fluorescencia, un haz con una longitud de onda que varía entre 180 y ~ 800 nm pasa a través de una solución en una cubeta. Luego, medimos - desde un ángulo - la luz que es emitida por la muestra. En la espectrometría de fluorescencia se mide tanto un espectro de excitación (la luz que es absorbida por la muestra) y / o un espectro de emisión (la luz emitida por la muestra). La concentración del analito es directamente proporcional a la intensidad de la emisión.

Espectometría de absorción atómica

Se utiliza para analizar y cuantificar cualquier elemento de la tabla periódica.

Lámpara catódica Mezcla

Llama

La mezcla es vaporizada, para lo que usamos una llama. Por el vapor se pasa un rayo catódico correspondiente a la emisión de un elemento químico concreto. Los átomos de ese elemento químico absorberán la energía y podremos saber lo que hay y cuantos hay.

Selector de longitud de ondaFotómetro

Mapa topográfico

Representación bidimensional a escala del relieve.Se realizan cortes equidistantes que son líneas curvas que se cierran siempre, son las curvas de nivel.Estas curvas se representan en el plano.

Mapa geológico

Representación de las capas profundas sobre un plano.Se suele representar coincidiendo con el mapa topográfico.

Se obtienen columnas estratigráficas e historias geológicas.

La teledetección o detección remota es la adquisición de información a pequeña o gran escala de un objeto o fenómeno, ya sea usando instrumentos de grabación o instrumentos de escaneo en tiempo real inalámbricos o que no están en contacto directo con el objeto.Tenemos:•Imágenes por satélite.•Fotografía aérea.

Teledetección

Uso de satélites Satélites LEO (Low Earth Orbit, que significa órbitas bajas). Orbitan la Tierra a una distancia de 160-2000 km y su velocidad les permite dar una vuelta al mundo en 90 minutos. Se usan para proporcionar datos geológicos sobre movimiento de placas terrestres y para la industria de la telefonía por satélite.

Satélites MEO (Medium Earth Orbit, órbitas medias). Son satélites con órbitas medianamente cercanas, de unos 10.000 km. Su uso se destina a comunicaciones de telefonía y televisión, y a las mediciones de experimentos espaciales.

Satélites HEO (Highly Elliptical Orbit, órbitas muy elípticas). Estos satélites no siguen una órbita circular, sino que su órbita es elíptica. Esto supone que alcanzan distancias mucho mayores en el punto más alejado de su órbita. A menudo se utilizan para cartografiar la superficie de la Tierra, ya que pueden detectar un gran ángulo de superficie terrestre.

Satélites GEO. Tienen una velocidad de traslación igual a la velocidad de rotación de la Tierra, lo que supone que se encuentren suspendidos sobre un mismo punto del globo terrestre. Por eso se llaman satélites geoestacionarios. Para que la Tierra y el satélite igualen sus velocidades es necesario que este último se encuentre a una distancia fija de 35.800 km sobre el Ecuador. Se destinan a emisiones de televisión y de telefonía, a la transmisión de datos a larga distancia, y a la detección y difusión de datos meteorológicos.

Fotografía aérea

Se sacan dos imágenes superpuestas de un mismo lugar. Esto imita la forma de ver que tenemos nosotros con nuestros ojos.

Las fotografías se observa con una lupa estereoscópica que nos permite ver el relieve.

GPS: Sistema de Posicionamiento Global

Sistemas de Información Geográfica (SIG)

Se basa en la digitalización de mapas y bases de datos.Podemos sacar la información por capas temáticas y superponerlas.