¡Descarga Expansión del Fondo Oceánico y Formación de Nueva Corteza en el S.XX - Prof. Giner y más Apuntes en PDF de Geología solo en Docsity!
GEOLOGÍA
TEMA 1. PRINCIPIOS BÁSICOS E HISTORIA DE LA GEOLOGÍA
1.1. Disciplinas
La geología es la ciencia que estudia los planetas, especialmente la Tierra. Se diferencian tres tipos de geología: física, histórica y ambiental.
La geología física se encarga de los materiales de la Tierra (minerales y las rocas) y de los procesos que se producen dentro de la Tierra y en la superficie.
- Materiales : o Cristalografía. La disposición de los átomos para formar los minerales. Un mineral es un sólido inorgánico cristalino que tienen tanto una estructura interna, como una composición química bien definidas. La definición de mineral es arbitraria y contextualizada en nuestro planeta. Por ejemplo, el hielo cumple la definición de mineral, pero es sólido solo a una temperatura menor que 0ºC y la temperatura media de la tierra es de 15ºC por lo que el hielo a temperatura ambiente será líquido. o Mineralogía. Estudia las propiedades de los minerales. o Petrología. Se encarga del estudio de las rocas.
- Disposición : o Geología estructural y estratigrafía. Estudia la disposición de las capas. o Sedimentología.
- Procesos : o Geodinámica interna (tectónica). Todos los proceso producidos en el interior de la tierra. o Geodinámica externa (geomorfología). Todos los procesos del exterior de la tierra.
La geología histórica examina el origen y la evolución de la Tierra. Intentan explicar la manera y el motivo por el que tuvieron lugar los sucesos del pasado, buscando la respuesta en los fósiles. Esta es la más importante.
- Cambios temporales: o Estratigrafía. Es el análisis de las capas. o Paleogeografía
- Evolución biológica: Paleontología.
La geología ambiental estudia los recursos, la sociedad y los riesgos geológicos (fallas, terremotos).
1.2. Principios básicos de la geología
Principio de la sucesión de los fósiles. En los estratos geológicos vamos a encontrar organismos que ya no existen pero existieron en el pasado, lo que implica que hay una sucesión biológica a lo largo del tiempo y se producen cambios en el contenido biológico de la especie. Los organismos que se encuentran en los estratos nos dan información del periodo de tiempo en que vivieron.
Principio de la horizontalidad original. Las capas de sedimentos se depositan originalmente horizontales. Si están las capas verticales, indica que ha habido procesos activos que lo han alterado.
Ley de superposición de los estratos. Las capas de sedimento se depositan en una secuencia temporal, en el que las más antiguas se encuentran en posición inferior a las más recientes.
Relaciones de corte. Si hay una fractura en la capa, el proceso que lo ha originado es posterior a la capa. Esto introduce la idea del cambio y de la evolución a lo largo del tiempo que contrarrestaba con las ideas de la religión en el S.XVIII. Las relaciones de corte también nos ayudan a medir la edad relativa de los estratos.
Relaciones de inclusión. Si las capas poseen fragmentos, los fragmentos son anteriores a la formación de las capas. Ej: Rocas sedimentarias, rocas ígneas, el ciclo petrológico.
1.3. Historia de la geología
A lo largo de la historia han intentado establecer la edad de la tierra.
Creacionismos (S.XVI-XVII). James Ussher , arzobispo irlandés. Estableció diferentes hitos importantes de la biblia.
El comienzo de la geología moderna (S.XVII). Nicolas Steno , médico danés. Introdujo el concepto de evolución en el tiempo, mediante el principio de la horizontalidad original y la ley de superposición de los estratos.
Grandes controversias de la geología (S.XVIII y XIX).
Uniformismo-Catastrofismo
Uniformismo (S. XVIII). James Hutton , geólogo danés. Ha sido la base del Principio del Actualismo. A James Hutton se le considera el fundador de la geología moderna, junto con Charles Lyell.
“Los procesos naturales que actuaron en el pasado son los mismos que actúan en el presente”
Catastrofismo (S.XVIII-XIX). George Cuvier, Barón de Cuvier , naturalista francés. Propuso que los fósiles eran el resultado de la extinción de animales creados por Dios en las catástrofes bíblicas. Posteriormente, aparecerían de nuevo otras especies totalmente diferentes a las extinguidas, producto de sucesivas creaciones (Teoría de las creaciones sucesivas).
“Los cambios geológicos y biológicos producidos en nuestro planeta se debían a cambios repentinos y violentos, y no a cambios graduales como proponían los uniformistas”
Plutonismo-Neptunismo
Plutonismo (S.XIX). Charles Lyell , abogado y geóloga danés. Asentó con sus trabajos el uniformismo y el plutonismo. Trata el origen de las rocas.
“Las rocas se forman como consecuencia del enfriamiento de fundidos en el interior de la tierra. Es decir en la actualidad se están formando a diferentes profundidades todo tipo de rocas”
Ciclo de las rocas (Petrológico). Los geólogos identifican tres grupos principales de rocas, según su modo de formación: sedimentarias, metamórficas e ígneas.
Las rocas ígneas se forman a partir de enfriamiento y de la solidificación de un fundido. A medida que el magma se enfría, los minerales cristalizan. Si el magma solidifica en el interior de la corteza, son plutónicas. En cambio, si solidifican en la superficie, son volcánicas. Las rocas que quedan en la superficie son disueltas por meteorización y son transportados por el viento o el agua para acabar depositados y formar las rocas sedimentarias. Las rocas metamórficas resultan de la alteración de rocas, generalmente por debajo de la superficie, debido a la acción del calor o la presión. Las rocas metamórficas pueden ser foliadas o no foliadas.
Neptunismo (S.XVIII-XIX). Abraham Gottlob WERNER , científico alemán. El neptunismo se relaciona con las posiciones catastrofistas, y por lo tanto, con las enseñanzas de las iglesias cristianas.
“El origen de las rocas se debe a la cristalización de minerales en los océanos, en un período temprano tras la creación”
*A finales del S.XIX con las leyes de la termodinámica, se calcula aproximadamente que la Tierra tiene aproximadamente unos 400 MA. El error fue tan grande porque no se había descubierto la radioactividad. De tal manera, se sabe que la tierra tiene unos 4.600 MA.
- Girar directamente alrededor del Sol (por eso las lunas quedan excluidas).
- Tener suficiente masa como para que la gravedad lleve al cuerpo hacia una forma redondeada.
- Haber “limpiado la vecindad” de otros cuerpos en competencia.
Solo Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno cumplen con los tres requisitos. Plutón, sólo cumple los dos primeros, porque su luna, Caronte es casi tan grande como él (¿Planeta doble?), por lo que se le ha considerado un planeta enano. Además, si se le admitía como planeta, había que incorporar 20 o más.
TEMA 2. ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN DE LA TIERRA
2.1. Capas fluidas de la tierra
Las capas fluidas de la Tierra son: biosfera (conjunto de vida que existe en la Tierra), hidrosfera, atmósfera y geosfera.
Atmósfera
La atmósfera es la capa de gases que rodea la superficie de la Tierra. Su composición química es:
- Homosfera (0-80km). Tiene una composición química de diferentes elementos mezclados aleatoriamente. Sobre todo contiene N 2 (78%), O 2 (20%) y Ar (1%). Además de CO 2 , He , Ne , O 3 , CH 4 , Kr e H 2 que constituyen un 1%. No contiene vapor de agua porque es un elemento muy variable.
- Heterosfera (80-10.000km). Está dividido en capas: N 2 (80-200Kkm), O (200-1.100km), He (-3.500km) e H (-10.000km).
BUSCAR. Características físico-químicas de las capas atendiendo sobre todo a la temperatura.
- Troposfera (0 KM a 12Km): Es la capa de la Atmósfera donde se desarrolla la vida y se producen los fenómenos atmosféricos. Esta capa termina en la tropopausa
- Estratosfera (12 Km a 45 Km): Se produce un aumento en la temperatura de la Atmósfera que puede alcanzar los 100ºC. En esta capa se sitúa la capa de Ozono, es decir, la Ozonosfera. El ozono (0 3 ) es un gas estable que absorbe radiaciones UV. Este tipo de radiaciones imposibilita el desarrollo de la vida. Esta capa termina en la Estratopausa.
- Mesosfera (40Km a 90Km): Se produce una disminución de la temperatura, que puede llegar a -80ºC. Esta capa termina en la Mesopausa.
- Ionosfera o Termosfera (90Km a 500Km): Los átomos y moléculas existentes se encuentran en forma de iones. También, se denomina Termosfera, porque la temperatura de esta capa aumenta hasta los 1.500 ºC, debido a la absorción de la energía de las radiaciones que llegan a ella. En esta capa se produce la reflexión de las ondas de radio y televisión.
Energías presentes en la superficie terrestre.
- Campo magnéticoMagnetismo y magnetización de las rocas paramagnéticas. Produce anomalías en el mar y en la atmósfera, como las auroras boreales que son ionizaciones de gases.
- Campo gravitatorio. Influye en la dinámica (rotación) de la atmósfera y biosfera. o TerrestreForma de la Tierra, isostasia, transporte de masas en la superficie. o Lunar, solarMareas.
- Energía solar Zonación climática, viento, oleaje, meteorización mecánica. Importante en la dinámica de la biosfera y la atmosfera.
- Energía químicaMeteorización y sedimentación químicas.
- Energía internaFlujo término, magmatismo, metamorfismo, sismicidad, deformación de las rocas (de térmica a mecánica). Procede de: o Remanente desde la formación del planeta en el Sistema Solar. o Elementos radiactivos.
La ENERGÍA SOLAR procede del sol. Si los rayos inciden perpendicularmente, la energía y la temperatura será mayor. En cambio, si inciden paralelamente, la energía y la temperatura será menor. La insolación es la cantidad de energía por unidad de superficie que llega a la tierra y que depende del ángulo de incidencia. La energía también depende del tiempo de distribución, así, en verano, hay una mayor insolación en el polo norte (6 meses de día) que en el ecuador. Hay una división latitudinal en función del clima (que es simétrica en el ecuador?). Las zonas climáticas vienen definidas por las temperaturas.
Las masas de aire frías descienden y las calientes (contienen agua) ascienden.
Rotación de la Tierra. En el ecuador hay una mayor insolación, por lo que la masa de aire aumenta de volumen y disminuye su densidad, lo que provoca el ascenso de la masa de aire que tiende a enfriarse (bajo volumen, alta densidad) y a descender. La masa de aire caliente es capaz de contener agua que cuando la masa de aire se enfría, el agua se condensa y precipita (exotérmica).
En el ecuador, las presiones son bajas (masa de aire con baja densidad), las precipitaciones son muy copiosas y tiene una gran insolación.
Las masas de aire, desde el ecuador, bajan a latitud 30 donde las presiones son altas y estas masas tienden a calentarse y a aumentar su capacidad para contener agua. En latitud 30, generalmente se encuentran los desiertos. Hay un gradiente de presiones entre el ecuador y latitud 30 que se van a igualar de altas a bajas presiones mediante el viento (movimiento de masas de aire para compensar la diferencia de presiones). *El movimiento de la masa de aire va de altas a bajas presiones.
Dibujo
En latitud 60. Cuando las masas se acercan a latitud 60, hay una interacción lateralmente entre la masa de aire subtropical (30) y la masa de aire polar, esto provoca un frente polar , por lo tanto, la masa de aire caliente tiende a enfriarse y se condensa el agua en forma de nubes. En invierno el frente polar desciende de latitud y en verano, asciende.
La interacción entre masas de aire lateralmente a la misma altura se llama advención. La interacción entre masas de aire verticalmente (Ecuador) se denomina convección. **ESQUEMA
Hay un cinturón de vientos y calmas ecuatoriales que asciende y desciende a lo largo del año.
Precipitaciones.
1. Por convección. Se produce por la interacción de masas de aire en la vertical que tiene lugar en el Ecuador. El aire empieza a calentarse y a ascender (cúmulo), se condensa el agua hasta que se produce la precipitación. En España, las tormentas de verano tienen lugar por un cumulonimbo. Así estas precipitaciones pueden darse en otras latitudes dependiendo de la época del año. 2. Ciclónica o frontal (Frente polar). Las masas de aire interaccionan lateralmente. En la Península Ibérica ocurren en invierno cuando la masa de aire fría precipita sobre todo en la zona oeste. 3. Orográficas. Se da en puntos con elevaciones importantes, como las montañas. Las masas de aire vienen del mar con humedad y empiezan a ascender y enfriarse hasta que pierde la capacidad para contener agua que se condensa y precipita. En la ladera cercana al mar se concentran las precipitaciones, en cambio en la otra ladera, la masa de aire desciende, se calienta, aumenta su capacidad para mantener agua y absorben la humedad. A esto se le llama sombra de lluvia que suele ser una zona desierta.
Desiertos raros. El Kalahari (latitud 30) y el Namb son producidos por corrientes oceánicas. Hay una masa de aire frio en el océano, entonces esta pierde capacidad para contener agua, pero no puede precipitar al no calentarse.
Manto Se extiende desde que se acaba la corteza hasta unos 2900 km de profundidad. Sus componentes mayoritarios son sobre todo Si y O. Es muy rico en ferromagnesianos, rocas típicas silicatos, más densos. Los minerales típicos son el olivino y el piroxeno. Estos minerales darán lugar a otros tipos de minerales más densos, polimorfismo. Las rocas típicas son los gabros (silicatos ricos en Fe y Mg).
Evidencias composicionales del manto. Es pocas ocasiones se ha llegado a perforar el manto, por lo que se diferencia pruebas indirectas :
- Se han encontrado trozos de corteza oceánica con restos del manto en la superficie terrestre en zonas de convergencia de placas (ofiolitas). Ej: Galicia *Obducción (¿???????????????) por circunstancias especiales, la corteza oceánica se ha quedado con manto.
- Acumulación de olivinos ( dunitas ) en las rocas basálticas del magma que generalmente tienen poco olivino, porque ya habría cristalizado. Implica que el magma proviene de un sitio que es rico en ferromagnesianos.
- La velocidad de propagación de las ondas sísmicas
- Meteoritos. Dan información de la tierra. La geología planetaria estudia cuerpos del sistema solar para encontrar similitudes con la tierra porque los meteoritos se encontraros a la vez que el sistema solar.
Núcleo Se extiende desde los 2900 km de profundidad hasta el centro de la Tierra (6370 km). La densidad es alta, varía entre los 9 y los 13 g/cm^3. Sus componentes mayoritarios son Fe, Ni y S.
Evidencias composicionales. Hay un campo magnético fuerte que debe producirse en el núcleo, sobre todo por el Fe que abunda en el núcleo. Por lo que tienen que haber elementos pesados que ayuden al campo magnético pero que reduzcan su densidad son el Ni y el S.
Unidades dinámicas
La Tierra también se puede clasificar según al comportamiento de las capas, atendiendo a sus características: litosfera, astenosfera, mesosfera y núcleo (externo e interno)
Litosfera ( litos : piedra) La litosfera se sitúa ente los 0 y los 100 km de profundidad. Tiene un comportamiento rígido, es decir, las rocas son sólidas y resistentes, por lo que no se deforman. Comprende toda la corteza y las primeras capas del Manto. La temperatura es variable, entre 15 y 500ºC.
La litosfera está fragmentada en placas tectónicas en las que se divide la superficie de la Tierra y estas placas se mueven sobre la siguiente capa, la astenosfera.
Astenosfera ( astenos : débil) La astenosfera es una zona del manto superior donde la presión y la temperatura varían, de forma que es una capa parcialmente fluida (1-5%), lo que favorece que la capa se comporte de una forma dúctil. El espesor es variable, de aprox., 250 km a 700 km. La temperatura también es muy variable, de 500ºC a 2500ºC (**Curva de la temperatura).
Mesosfera La mesosfera tiene una composición similar a la de la Astenosfera, pero las rocas que la componen se comportan de forma más rígida y resistente. La temperatura aumenta relativamente poco, de 2500 a 3000ºC.
Dinámica de la astenosfera y mesosfera. La dinámica existente en la astenosfera y la mesosfera está producida por las diferencias de temperatura existentes. Estos gradientes de temperatura producen una serie de células convectivas. Existen dos modelos para explicar la geometría de las células convectivas en el manto:
(1) Las células convectivas se desarrollan en dos niveles independientes: mesosfera y astenosfera.
(2) Sólo existe un nivel de células que afecta a todo el manto.
Al ascender la energía, la superficie hay una dorsal oceánica (se crea CO)
Núcleo El núcleo está compuesto principalmente por hierro, podemos distinguir dos niveles bien diferenciados: núcleo externo y núcleo interno. La temperatura puede variar desde los 4000 a los 6000ºC.
El núcleo externo es líquido. Permite que el núcleo interno (¿?? O externo) pueda girar. El resultado es la generación de campo magnético terrestre por el movimiento del material metálico. Esto se puede asimilar a un dipolo magnético. Es el 2º campo magnético de mayor intensidad en el sistema solar. Este campo no es simétrico. La parte expuesta al sol tiene unas líneas magnéticas más cerca, y la otra parte, más separadas. El campo queda definido por las líneas de fuerza que produce.
La tormenta solar provoca una mayor radiación de partículas.
El eje del campo magnético no coindice con el de rotación terrestre (polo norte geográfico es distinto al polo norte magnético. Dibujo*
El polo norte geográfico está cerca del polo sur magnético (por las líneas de fuerza). El campo magnético terrestre cambia.
Declinación magnética. El campo magnético terrestre no está fijo y varía anualmente. El eje tiene una rotación como una peonza. La declinación es el ángulo que forma el norte geográfico con el sur magnético. Este parámetro varía en función de la localización del punto en el que se está realizando la medida y también en función del tiempo
Inclinación magnética. La inclinación magnética es la inclinación de las líneas de fuerza; es decir la orientación de estas líneas de fuerza con respecto a la horizontal (superficie de la tierra). La inclinación magnética, varía con la latitud. Aumenta desde el ecuador magnético, 0ºC (paralelos a la superficie), hacia los polos magnéticos, en los que la inclinación magnética es de 90º (perpendiculares a la superficie). La inclinación magnética hace referencia a la vertical. Se aplica para el análisis del paleomagnetismo, el movimiento de las masas continentales y características del núcleo terrestre.
Cambio de polaridad. Se aplica en paleontología humana.
Gravimetría. La rotación de la tierra también afecta a la gravedad. La aceleración centrípeta es máxima en el ecuador y mínima en los polos, por lo tanto, la gravedad es mayor en los polos que en el ecuador.
El radio terrestre no es constante, porque la tierra está achatada por los polos.
Si aumenta el volumen de la corteza, se pierde masa y da anomalías negativas de la gravedad porque falta masa. La gravedad se mine de gal (anomalías: mgal). Una anomalía positiva es un adelgazamiento de la corteza.
Cuando se realizan todas estas correcciones, se compara la gravedad real y la observada, el valor obtenido se denomina anomalía gravimétrica. El análisis de estas anomalías permite establecer los excesos o defectos de masas existentes debajo de la superficie.
Terremotos. Hay un plano de rotura dentro del terreno que se mueve. La energía intenta romperlo. La energía se da en forma de ondas tridimensional concéntricas alrededor de la falla. La energía liberada en el hipocentro es constante.
Los minerales son los elementos formadores de las rocas. Los elementos principales en la composición geoquímica de nuestro planeta son el Na, K, Mg, Ca, Fe, Al, Si y O.
Tenemos: elementos nativos (Au, Pt, Cu), sulfuros y sulfosales (galena, cinabrio, pirita), haluros (halita, fluorita), óxidos e hidróxidos (magnetita, agua), nitratos, carbonatos y boratos (magnesita, calcita, dolomita), sulfatos, cromatos, molibdatos y volframatos (yeso) y silicatos (92%).
***En prácticas se puede preguntar tipos de silicatos.
SILICATOS. La estructura es de un tetraedro de silicio: 1 átomo de Si y 4 de O2. Hay diferentes tipos:
- Nesosilicatos (neso-isla): estructura mineral de tetraedros asilados unidos a otros tetraedros por enlaces débiles y con un elemento intermedio. Entre el Si y el O 2 hay enlaces covalentes fuertes. Ejemplos: olivino, distena y estaurolita y granates.
- Sorosilicatos : dos tetraedros comparten el O 2 de sus vértices. (dobletes)
- Ciclosilicatos : anillos planos y cerrados de grupos de 3, 4 o 6 tetraedros. Comparten dos O 2 comunes.
- Inosilicatos : cadenas continuas unidimensionales de tetraedros de silicio. Dos tipos: o De cadena simple. Comparten un O 2 y son más complejos. Ej: piroxeno (augita) o De dos cadenas. Comparten dos O 2 y forman un anillo, como el ciclosilicato. Es más estable que la cadena simple. Ej: anfíboles (hornblenda)
- (^) Filosilicatos : estratos bidimensionales de tetraedros unidos por tres vértices comunes, los cuales quedan todos dirigidos al mismo sentido. Se organizan en láminas. Los enlaces de la lámina son fuertes, entre los tetraedros, mientras que las láminas se unen por enlaces débiles. Ej: mica.
- (^) Tectosilicatos : Son armazones tridimensionales continuos de tetraedros unidos por cuatro vértices libres, por tanto no quedan vértices libres en los tetraedros. Ej: cuarzo y feldespato (ortosa y plagioclasa).
Si los tetraedros son puros, por tamaño (radio iónico) solo puedo sustituir el Al por el Si. Se parecen mucho en el tamaño; la parte central del tetraedro tiene un tamaño determinado y necesito un elemento que quepa. La mayoría de silicatos están formados por elementos alcalinos o ferromagnesianos.
GUION PRÁCTICAS. SERIE DE BOWEN, CARACTERISTICAS PARA IDENTIFICAR MINERALES…
TEMA 4. PROCESOS Y ROCAS ENDÓGENAS
4.1. Plutonismo y vulcanismo
La tectónica de placas explica los procesos que afectan a la Tierra.
*Cinturón de fuego del pacífico. Es el límite de la palca pacífica. El 80% de los volcanes se sitúan sobre la superficie terrestre.
Vulcanismo. Es común encontrarlo en las dorsales oceánicas y en zonas de convergencia. En las dorsales, la corteza oceánica se forma por un magma que sube a la superficie y se solidifica rápido. Por ejemplo encontramos una cadena volcánica en la dorsal del atlántico. Debemos distinguir entre magma y lava. El magma es en el interior de la corteza y el lava es cuando sales a la superficie (lava almohadillada: lava solidificada).
Plutonismo. Son grandes masas de lava fundida que sale a la superficie. Se produce cuando la corteza oceánica tiene un mayor espesor y así el magma tiene tiempo para enfriarse. Suele surgir cuando hay convergencia de dos placas tectónicas, en la subducción porque hay una gran diferencia de densidad en los materiales, por lo que el fundido va ascendiendo y funde los materiales de alrededor. De tal manera, cuando el magma está próximo a la superficie ya ha perdido temperatura y puede solidificarse. En estas zonas también se produce volcanismo.
Tipos de convergencia :
- (^) Entre dos placas de corteza oceánica. Solo se produce vulcanismo porque no tienen el suficiente espesor para que el magma se enfríe.
- (^) Ente dos placa de corteza continental. No se produce vulcanismo porque no hay subducción, ya que no hay diferencia de densidades y el fundido no asciende. En zonas muy profundas puede haber plutonismo porque aumenta la presión y la temperatura.
Vulcanismo a lo largo de un límite de placas. Rotura de una zona continental. La corteza continental se abomba, se empieza a romper y se produce vulcanismo. Ej: Cuerno de áfrica.
Vulcanismo asociado a puntos calientes. En los puntos calientes hay una anomalía geotérmica fija del manto. En estas zonas se forma una serie de volcanes alineados que marca la presencia de un punto caliente. La placa se mueve formando una cadena de volcanes marinos. Se muestra el cambio de orientación de las placas a lo largo del tiempo. Ej: Hawaï, Canarias (el punto caliente se ha movido muy despacio porque estaba cerca del eje de rotación de la placa, por lo que no hay alineación de las islas), Islandia (se sitúa encima de una dorsal oceánica), Yellowston (el punto caliente se sitúa encima de una zona continental).
Cambio en la composición química del magma Hay diferentes tipos de piroclasto según su tamaño: ceniza, pili y bombas volcánicas. Los minerales que tienen más sílice son más claros.
Cristalización fraccionada. Es un proceso natural que se produce en un fundido por la pérdida de temperatura. Un magma empieza a cristalizar siempre olivino. El magma pierde temp y el olivino es capaz de cristalizar. Los átomos se pueden unir por enlaces y formar un mineral. Esta cristalización elimina sobre todo ferromagnesianos. Si ese proceso sigue continuando, cristalizan los piroxenos (cadena simple) y después los anfíboles (cadena doble) que eliminan ferromagnesianos. Y luego la biotita (serie de bowen). Por lo que estamos viendo un empobrecimiento de ferromagnesianos y al final, prácticamente solo hay sílice.
Mezcla de magmas. Cuando asciende material fundido en la corteza y se mezcla con otro varia el conjunto.
Asimilación de la roca encajante. El magma conforme asciende, funde los materiales que se encuentra a su alrededor y los añade a su composición.
El magma pobre en sílice (lava cordada) (SiO 2 ). Se da en las dorsales porque no ha tenido casi oportunidad de cristalizar al estar muy cerca en la superficie. Por lo tanto, son magmas muy fluidos.
El magma rico en sílice (a-a). Son magmas muy viscosos. Los tetraedros de silicio que han cristalizados se enganchan entre ellos y esto hace que se más viscosos. La lava que va a salir al exterior va a ser rica en sílice si hay habido un gran recorrido del fundido que va ascendiendo porque tiende a cristalizar más minerales, eliminando los ferromagnesianos.
Tipos de estructuras volcánicas Vulcanismo de emisión puntual. Típico de zonas continentales. Produce varios tipos de edificios volcánicos
- Estratovolcán. Volcán más típico. La emisión de magma (coladas lávicas) y piroclastos que se derrama por las laderas del volcán. Tenemos capas alternas de piroclastos y coladas lávicas. Los gases de un magma rico en sílice se acumulan y son muy explosivos. Estructuras en cono. Tienen pendiente porque las coladas les cuesta más derramarse. Radio muy reducido.
- Volcán en escudo. Son lavas pobres en sílice , es decir, ricas en ferromagnesianos. Suele darse en los puntos caliente. (Hawaï). Estos volcanes tienen unos radios grandes, las pendientes son suaves porque el magma es muy fluido y forman coladas de lava de poco espesor. Este tipo de lavas pobres en sílice y fluidos se llaman pahoehoe. No hay piroclastos, es decir, casi no hay actividad explosiva.
- Conos de ceniza. Son muy pequeños. No hay coladas lávicas. Emiten piroclastos de tamaño ceniza. Aparecen en campos de volcanes.
Vulcanismo fisural. Es una fractura a lo largo de la cual se produce el vulcansimo. Se da en las dorsales oceánicas, salvo en Islandia.
El metamorfismo se produce por aumento de P y T que puede ser por la formación de montañas o porque se acumulan materiales por encima en una cuenca sedimentaria. Los minerales con un aumento de P y de T son inestables y tienden a formar otros estables, formándose en una dirección perpendicular al esfuerzo o a la presión. El metamorfismo se produce en un intervalo de temperatura bien definido (de 200 a 800-850ºC) porque a más temperatura de 850ºC, la roca se funde.
Tipos de metamorfismo Metamorfismo de contacto. Baja P y alta T. Se produce en zonas superficiales. Se suele dar alrededor de cámaras magmáticas o donde se produce plutunismo. A altas T, los minerales son inestables y se transforman en otros minerales. Son muy limitadas, son una especie de aureola alrededor de la cámara magmática. Los fluidos químicamente activos no son importantes.
Metamorfismo de fondo oceánico. Baja P y alta T. Es similar al de contacto porque está relacionado con cámara magmáticas en zona de dorsal. A alta T, se filtra agua que interacciona con los materiales fundidos de alrededor y el agua es químicamente muy activa. Se produce una alteración rápida de la roca que está atravesando. Es el único que puede llegar a tener cambios químicos en la roca final.
Metamorfismo dinámico o cataclástico. Alta P y baja T. Está relacionado con actividad tectónica (fallas, generalmente de desgarre – falla de San Andrés). Metamorfismo localizado alrededor de la falla.
Metamorfismo regional. Amplio rango de P y T. Suele darse en lugares donde se originan cadenas montañosas, sobre todo en la convergencia de placas continentales (orógeno colisional) o zonas donde se produce subducción de placa de CO y CC (orógeno térmico). Suele afectar a extensiones grandes. Grados de metamorfismo: grado bajo, medio y alto. Se obtiene la mayor parte de las rocas que presentan foliación.
Metamorfismo de impacto. Alta P y T. Suele estar asociado a impactos meteorítico. Casi instantáneo, da lugar a minerales raros.
MINERALES ÍNDICES (de bajo a alto grado): Clorita, moscovita, biotita, granate, estaurolita, andalucita y sillimanita, además del cuarzo y el feldespato. El tipo de roca que se va a formar va a ser pizarra, esquisto, gneis y fundido.
POLIMORFISMO. Misma composición química, pero distinta forma (sillimanita, andalucita, distena).
ISOMORFISMO. Misma forma, pero distinta composición.
TEMA 5. ROCAS SEDIMENTARIAS
**Prácticas. Proceso que transforma los materiales sueltos (sedimento: grava, arcilla).
CLASIFICACIÓN
- Terrígenos.
- Ortoquímicos. Fragmento de precipitación química en la cuenca sedimentaria. Sin transporte.
- Aloquímicos. Fragmento de un químico que sufre cierto transporte.
TIPOS DE ROCAS SEDIMENTARIAS
- Detríticas
- Carbonáticas. Pueden formarse por debajo de una lámina de agua.
- Evaporitas. Formadas por sales. Necesita la eliminación del agua que las cubre.
- Organógenas. Formadas a partir de materia orgánica (esqueletos).
Matriz. Fragmentos de terrígenos
Cemento. Aloquímicos entre clastos más grandesrocas carbonáticas
Esparita y micrita
5.1. Meteorización
Procesos que transforman una roca o mineral y que producen una alteración química (descomposición) o física (desintegración). Puede ser gracias a agentes físicos, químicos o biológicos. Esta meteorización produce un cambio de la roca a un sedimento. Si es una alteración física es una fragmentación. Si es química, son cambios mineralógicos que cambian el volumen del mineral y tienden a disgregar. Los factores que influyen: internos (composición y estructura) y externos (temperatura y humedad).
Composición de la roca : SERIE DE CRISTALIZACIÓN DE BOWEN. Los minerales que se forman a altas T, en superficie se alteran con mayor rapidez (olivino, carbonatos…). En cambio, los feldepatos potásicos, granitos casi no se alteran en la superficie (serie de Goldich).
Estructura de la roca. El agua puede contener diferentes elementos disueltos que pueden alterar la roca. La gelifracción , el agua congelada hace de cuñas. Si la roca tiene grietas (fracturas, planos de sedimentación, foliación), el agua se introduce por ellas y altera la roca.
Los agentes externos que influyen en la meteorización química son la temperatura y la humedad (circulación atmosférica global). Zonación climática de la Tierra en función de las latitudes. La meteorización química y física no se dan aisladas unas de otras.
- Alta T y alta precipitación: meteorización química.
- Baja T: meteorización física (zonas polares).
METEORIZACIÓN FÍSICA. Los procesos qu fragmentan una roca.
- Gelifracción. El agua líquida se introduce en las grietas de las rocas (anisotropía). El agua aumenta de volumen cuando se solidifica, por lo que tiende a abrir la roca. En Madrid tiene un ciclo diurno- nocturno. Las rocas metamórficas sufren muchos por los planos de foliación.
- Descompresión. Un material se forma en el interior de la corteza que le ejercen una presión. Cuando se deja de ejercer esta presión, hay una descompresión y se extiende.
- Expansión térmica (zonas desérticas). El canto se ha roto por un cambio de volumen constante al haber en estas zonas una gran variación térmica en el día.
- Actividad biológica. Las raíces de los árboles crecen y rompen la roca.
Conforme aumenta la superficie expuesta a los agentes, el proceso aumenta en velocidad porque se expone mayor superficie.
METEORIZACIÓN QUÍMICA. Los agentes químicos producen un cambio mineralógico de la roca: cambios de orientación, de volumen que producen el mismo efecto de la gelifracción. Tipos: disolución, oxidación, hidrólisis.
- Disolución. o Halita. Las moléculas de agua interaccionan y se disgrega la roca. o Calcita. El agua disuelve el carbonato.
- Oxidación. Hay cambios de volumen como consecuencia. Zonas ecuatoriales.
- La alteración biológica también produce alteración química (líquenes).
*Los minerales más estables son lo que se forman los últimos de la cristalización de Bowen.
5.2. Suelos
El suelo es la combinación de materia mineral y orgánica, agua y aire, que recubre la mayor parte de la superficie terrestre emergida. Los factores que influyen en la formación de un suelo son roca madre , tiempo (tarda mucho tiempo en recuperarse), clima (es necesaria la meteorización química ), actividad orgánica de pequeños organismos que airean el suelo y pendiente (el suelo se desarrolla con mayor facilidad en poca pendiente. Factor secundario). Los problemas de desertificación tienen que ver con el abandono de la agricultura de subsistencia.
Importante
- Presión (esfuerzo). Algunos con mucho esfuerzo les cuesta mucho romperse. Otros con poco esfuerzo se rompen rápido.
- Tiempo. Terremoto: deformación instantánea. Pliegues u otros: deformaciones que requieren mucho tiempo.
Para cada tipo de roca se define una curva en función del esfuerzo generado y la deformación producida. Todos los materiales tienen una parte de deformación plástica y elástica. **Dibujo
El esfuerzo se define con 3 ejes principales que son perpendiculares entre sí (*Dibujo). Un tensor de esfuerzos es una matriz. Tipos de esfuerzo.
- Esfuerzo compresivo. Se produce el mayor esfuerzo en la horizontal. Límites convergentes de placa.
- Esfuerzo extensivo. Se ejerce el mayor esfuerzo en la vertical y se produce la extensión lateralmente. Dorsales oceánicas.
- Por cizalla. Una parte del bloque se mueve en un sentido y otra parte en el otro. Fallas (ej. San Andrés).
Estructuras tectónicas formada por un esfuerzo producido por el movimiento de las placas tectónicas que se llaman esfuerzos tectónicos o dirigidos. Tipos:
Pliegues. Estructura tectónica dúctil, es decir, se deforma pero no se llega a romper. Zonas de esfuerzos comprensivos. Podemos definir elementos: puntos de máxima curvatura, techo (parte superior de un estrato), muro (parte inferior).
- En cada superficie de la capa se marcan los puntos de máxima curvatura.
- Al eje de un pliegue se le considera la línea que une todos los puntos de máxima curvatura.
- Plano axial. Plano que contiene todos los posibles ejes del pliegue.
- El plano axial divide al pliegue en dos partes, a cada parte se le denomina flanco del pliegue. Un pliegue simétrico es cuando los dos flancos son iguales, es decir, su buzamiento es igual.
Los pliegues se clasifican en función de la posición del plano axial (horizontal o buzando) y el eje (horizontal o con inmersión). (BUZAMIENTO, DIRECCIÓN…). Tipos de pliegues:
- Anticlinal. Convexo. En la parte central aparecen las capas más antiguas.
- Sinclinal. Cóncavo. En la parte central aparecen los materiales más modernos. ***** Simbología.
Buzamiento. Ángulo que forma un plano con el eje horizontal. Oscila entre 0-90º.
Vergencia. El ángulo de vergencia se mide con respecto al eje vertical, por lo tanto, si el plano es vertical, no hay vergencia. (Es hacia donde parece que se tumban los pliegues).
Pliegues de flanco invertido. No cumple la superposición de los estratos.
Fallas. Plano que rompe la roca. Se produce una deformación frágil. Las flechas indican el movimiento relativo de las rocas. Producen los terremotos. Cuando un bloque de roca se fractura por acumulación de esfuerzo, la roca se desplaza y produce un terremoto. Suelen aparecer en conjunto. Tipos ****:
- Normales. Implican movimiento de los bloques en la vertical. El bloque de techo baja con respecto al bloque de muro. Se dan en zonas con esfuerzos extensivos – dorsales oceánicas. Suelen tener altos buzamientos (70-90º). o Fallas lístricas. Fallas que disminuyen el buzamiento en profundidad hasta ponerse casi en horizontal. Son típicas de las dorsales oceánicas.
o Fallas que dejan zonas elevadas (Horst) y hundidas (Graben). Se dan en extensión en una zona continental.
- Inversas. Implican movimiento en la vertical. El bloque de techo sube con respecto al bloque de muro. Se dan en zonas con un estado de esfuerzo comprensivo – límites de placas convergentes y la Sierra de Madrid (sistema central). o Cabalgamientos. Asociadas a orógenos (formación de cadenas de montaña). Muy poco buzamiento que puede llegar a desplazar grandes cantidades de roca.
- De desgarro. Implican movimiento en la horizontal. Los dos bloques se mueven uno con respecto al otro. Se da en esfuerzos de cizalla. o Dextrales. Gira en el sentido de las agujas del reloj. Movimiento perpendicular al límite. o Sinestrales. Gira en sentido contrario a las agujas del reloj. Movimiento perpendicular al límite. o Transformantes. Solo se dan en las dorsales oceánicas. Movimiento paralelo al límite.
El bloque de techo es el que se apoya sobre el plano de falla y el bloque de muro no se apoya sobre este plano de falla.
Diaclasas. Roturas en el terreno sin que se produzca desplazamiento relativo entre los dos bloques.
6.2. Tectónica de placas
Se considera la teoría que ha sido el paradigma de este tiempo. Se discute si la astenosfera es una capa continua o si son anomalías técnicas puntuales que producen procesos que dan el aspecto de una capa, pero nosotros vamos a considerar que es una capa continua.
La tectónica de placas engloba todos los procesos que se producen en la tierra y que tienen que ver con el movimiento de las placas. La litosfera comprende la corteza y las primeras capas del manto, esta litosfera está segmentada en placas que se mueven unas con respecto a otras. En general, hay grandes placas litosféricas o tectónicas:
- Placas grandes: Placa antártica (polo sur), Placa indoaustraliana (océano índico, Australia y sur el pacífico), Placa euroasiática (zona europea y asiática), Placa norteamericana (norte américa y parte del polo Norte), Placa sudamericana, Placa pacífica, Placa africana.
- Placa de tamaño medio: nazca, de cocos, la arábica, filipinas y escopia.
- Microplacas: Placa de juan de Fuca (la más grande), placa de alborán e ibérica
El 90% de los terremotos están situados en zonas de límite de placas.
Tipos de límites entre las placas: ** Preguntas a desarrollar.
- Límites en los que el movimiento de las placas es perpendicular al límite. Si se acercan las placas, tenemos un límite convergente. Si se alejan, tenemos un límite divergente.
Los límites divergentes (se representan mediante un triángulo) están situados en las zonas de dorsal oceánica. Son la mayoría. Su velocidad es de 3-7 mm/año. Se da fundamentalmente volcanismo fisural (magmas pobres en sílice porque no han tenido el espacio suficiente para ascender – poca actividad explosiva). Se produce metamorfismo de fondo oceánico (metasomatismo – circulación de fluidos que pueden cambiar la composición química). No hay plutonismo porque los materiales fundidos están muy cerca de la superficie y no tienen tiempo a solidificarse en el interior de la corteza. Se producen fallas normales porque se produce una extensión (estado de esfuerzos extensivos). Se dan fallas de desgarro transformante. Son terremotos (deformación frágil) superficiales (menos de 10 km de profundidad). Hay dos límites divergentes que no se pueden considerar una dorsal:
- Rift africano (cuerno de áfrica). El cuerno de áfrica se está separando del continente, por lo que están asociados grandes vulcanismos. Al separarse va a formar una dorsal.
