SEMANA 2

GEOLOGÍA COMO CIENCIA DE LA TIERRA

1.- TIEMPO ASTRONÓMICO

En el año 1543 Copernico demostró que la sucesión de las noches y los días está causada por la rotación de la Tierra sobre su propio eje. Esta rotación es notablemente uniforme y permanece prácticamente invariable en el curso de los siglos. Más tarde se descubrió que existe un mecanismo que disminuye muy lenta pero permanentemente la rotación y que es debido a las mareas. Para establecer la duración de una rotación completa de la Tierra es necesario fijar algún punto de referencia. Los más convenientes para este propósito son una estrella, el punto Aries, una estrella y el Sol. El intervalo de tiempo transcurrido entre dos pasos consecutivos de: una estrella determinada por el meridiano del lugar es el día sideral. Su duración es de 23h 56m 4.090s. el punto Aries por el meridiano del lugar define el día sidereo. Como hay un retraso del punto Aries de 50 segundos por año, su duración es aproximadamente 50/365 =0.14 segundos menor que el día sideral. el Sol por el meridiano del lugar es el día solar verdadero. Haciendo observaciones en distintas épocas del año se comprueba que los días solares así definidos no son todos iguales debido a que la Tierra acelera su movimiento de traslación en el perihelio y se mueve más lentamente en elafelio.

2.- SISTEMA SOLAR

Es el sistema planetario en el que se encuentra la Tierra. Consiste en un grupo de objetos astronómicos que giran en una órbita, por efectos de la gravedad, alrededor de una única estrella conocida como el Sol de la cual obtiene su nombre. Dicha estrella, que concentra el 99,75 % de la masa del mismo, es el único cuerpo celeste que emite luz propia, la cual es producida por la combustión de hidrógeno y su transformación en helio por la fusión nuclear. El sistema solar se formó hace 4568 millones de años a partir del colapso de una nube molecular que lo creó. El material residual originó un disco circumestelar protoplanetario en el que ocurrieron los procesos físicos que llevaron a la formación de los planetas. El Sistema solar se ubica en la actualidad en la Nube Interestelar Local que se halla en la Burbuja Local del Brazo de Orión, de la galaxia espiral Vía Láctea, a unos 28 000 años luz del centro de esta.

CONCEPCIÓN ARTÍSTICA DEL SISTEMA SOLAR U LAS ORBITAS DE SUS PLANETAS 

De los numerosos objetos que giran alrededor de la estrella, gran parte de la masa restante se concentra en ocho planetas cuyas órbitas son prácticamente circulares y transitan dentro de un disco casi llano llamado plano eclíptico. Los cuatro más cercanos, considerablemente más pequeños Mercurio, Venus,Tierra y Marte, también conocidos como los planetas terrestres, están compuestos principalmente por roca y metal. Mientras que los planetas externos, gigantes, gaseosos nombrados también como "planetas jovianos", son sustancialmente más masivos que los terrestres. Los dos más grandes, Júpiter y Saturno, están compuestos principalmente de helio e hidrógeno; los gigantes helados, como también se suele llamar a Urano y Neptuno, están formados mayoritariamente por agua congelada, amoniaco y metano.

3.- TIEMPO GEOLÓGICO

El tiempo geológico del planeta se divide y distribuye en intervalos de tiempo caracterizados por acontecimientos importantes de la historia de la Tierra y de la vida. Como la edad de la Tierra es de aproximadamente 4600 millones de años, cuando se habla de tiempo geológico suele expresarse casi siempre en millones de años y siempre referidos a «antes del presente».

Las unidades usadas para dividir el tiempo geológico son de dos tipos: las referidas a tiempo relativo (unidades geocronológicas), que ordenan cronológicamente los acontecimientos geológicos, y las referidas a tiempo absoluto (unidades geocronométricas), expresadas en valores absolutos, en millones de años (Ma).

UNIDADES GEOCRONOLOGICAS

Las unidades geocronológicas son unidades de tiempo basadas en las unidades cronoestratigráficas. Las unidades cronoestratigráficas dividen las rocas de la Tierra ordenadas cronológicamente, reflejando los principales eventos geológicos, biológicos y climáticos que han ido sucediéndose a lo largo del tiempo. Los nombres de las unidades cronoestratigráficas comparten el mismo nombre con las equivalentes geocronológicas, salvo que los nombres derivados de su posición estratigráfica relativa -inferior, medio y superior- se trasladan como temprano, medio y tardío. Por ejemplo la serie Cretácico superior es equivalente a la época Cretácico tardío.

Las unidades geocronológicas se corresponden una a una con las cronoestratigráficas y se ordenan, en orden descendente de jerarquía, de la siguiente manera: eón, era, periodo,época, edad y cron.

UNIDADES GEOCRONOMETRICAS

Desde que se han podido datar las rocas con valores absolutos (en cifras expresadas en millones de años), se han ido ajustando con cierta precisión las dataciones de los límites de las unidades geocronológicas, dependiendo de los métodos usados. Todas las unidades geocronológicas -y por tanto sus equivalentes cronoestratigráficas- para las que han podido precisarse sus límites pasan a ser también unidades geocronométricas En la práctica no suele expresarse el carácter geocronométrico de estas unidades, dando a entender erróneamente que el valor en años corresponde a las unidades geocronológicas.

Para los tiempos precámbricos la mayoría de las unidades son exclusivamente geocronométricas, y se han definido por límites más o menos arbitrarios de tiempo acordados internacionalmente.

4.- ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA:

CORTEZA

Es la capa más superficial de todas las que forman la Tierra; se extiende a partir de la discontinuidad de Mohorovici y es variable; por ejemplo, en los fondos oceánicos sólo alcanza 10 km mientras que por debajo de los continentes llega a tener de 35 a 40 km.

Esta capa se formó por enfriamiento y representa el 1% de la masa de la Tierra. Está compuesta por materiales sólidos, en general, pero en su interior existen grandes cantidades de agua, gases y materiales magmáticos.

Según los estudios más recientes se ha llegado a la conclusión de que esta capa comprende las tres subcapas siguientes:

a) Capa basáltica o SiMa

b) Capa granítica o SiAl

c) Capa sedimentaria.

a.- Capa basáltica: Está formada por roca basáltica rica en silicatos de magnesio, principalmente, así como de hierro y calcio; es la parte más cercana al manto y su espesor es de 10 km en los fondos oceánicos. También se le conoce con el nombre de corteza oceánica ya que sobre ella están los océanos.

b.- Capa granítica o SiAl: Está formada por roca graníticas, ricas en silicatos de aluminio, principalmente, además de hierro y calcio; es la capa intermedia y su espesor varía entre 35 y 40 km en los continentales.

Se le conoce también como corteza continental por ser la base de los bloques continentales.

c.- Capa sedimentaria: Como su nombre lo indica, está formada por rocas sedimentarias; su espesor varía entre 500 y 1,000 m en los fondos oceánicos y de varios miles de metros en los continentes. Esta capa es discontinua.

MANTO

Capa intermedia entre el núcleo y la corteza y se extiende a partir de la discontinuidad de Gutemberg, con una composición química de silicatos de hierro y magnesio y un espesor de 2,870 km.

El manto representa alrededor del 83% del volumen del globo terrestre y el 65% de su masa; se le llama también SiMa o mesosfera. La densidad de los materiales del manto oscila entre 5 y 6% en la parte interna y 3% en la parte más superficial.

Por el comportamiento de las ondas sísmicas sabemos que los materiales que componen esta capa son heterógenos, debido a lo cual se le divide en manto interno y manto externo.

a.- Manto interno:

Tiene un espesor de 1,900 km. Su estado es sólido ya que por él se propagan ondas P y S; además, tiene elevadas temperaturas por estar en contacto con el núcleo.

b.- Manto externo:

Tiene un espesor de 970 km. en su estado o magmático, como lo demuestra la lava que arrojan los volcanes.

En esta parte del manto, los materiales se dilatan por las altas temperaturas y producen un movimiento continuo de ascenso que origina corrientes de convección.

El material del manto interior se calienta por la cercanía con el núcleo y tiende a subir y a salir a través de las dorsales mesooceánicas, para después hundirse nuevamente en las zonas de subducción o canales de de Benioff y retornar nuevamente al manto.

NÚCLEO

Es la capa más profunda, formada por hierro y niquel principalmente, además de cobalto silicio y azufre en menores proporciones.

A esta capa central se le da también el nombre de NiFe o centrosfera; es la de mayor espesor (3 470 km).

El núcleo es la parte interna de la Tierra y en ella se registran máximas temperaturas (4 000 a 6 000º C). La densidad de sua materiales oscila entre 13.6 en la parte interna y 10 en la zona externa, por lo que podemos afirmar que es la capa con mayor densidad. Representa aproximadamente el 14% del volumen de la Tierra y entre el 31 y 32% de su masa.

De acuerdo con las características de las ondas sísmicas, se divide en dos partes:

a) Núcleo interno

b) Núcleo externo.

a.- Núcleo interno:

Tiene un espesor de 1,370 km y su estado es sólido; aquí existen enormes presiones (de 3 a 3.5 millones de atmósferas), lo cual hace que el hierro y el níquel se comporten como sólidos; además, las ondas P aumentam su velodad. En esta parte del núcleo se registra la temperatura mayor (6000ºC).

b.- Núcleo externo:
Esta parte tiene un espesor de 2,100 km y su estado es líquido, ya que las ondas S rebotan al llegar a esta parte; las ondas P disminuyen su velocidad debido a que la presión es menor, lo cual confirma el estado líquido.