GEOSFERA Y RIESGOS GEOLÓGICOS INTERNOS. ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA Litosfera: estructura rocosa que sirve de soporte a la biosfera, atmósfera e hidrosfera.

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1 GEOSFERA Y RIESGOS GEOLÓGICOS INTERNOS

2 ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA Litosfera: estructura rocosa que sirve de soporte a la biosfera, atmósfera e hidrosfera. Manto: estructura dinámica donde se producen las corrientes de convección. Núcleo: capa más interna. Presenta el exterior con material fundido y en movimiento y el interior en estado sólido.

3 DINÁMICA DE LA GEOSFERA La geosfera se mantiene en equilibrio dinámico, debido a: la energía interna del planeta: – Calor remanente de formación. – Descomposición de materiales radioactivos. La energía externa: – Radiación solar. Los materiales fluidos: – Atmósfera e hidrosfera en el exterior – Manto terrestre en el interior.

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5 Diagrama causal

6 Geodinámica externa Procesos del exterior terrestre. – Meteorización. – Erosión. – Transporte. – Sedimentación. Tienden a nivelar el relieve. Debidos a: – la energía solar que se traduce en movimiento de fluidos. – la energía potencial, que arrastra los materiales.

7 Meteorización: Alteración físico-química de la roca, producida por los agentes geológicos externos, que provoca su disgregación. Los agentes geológicos externos:

8 Erosión: los restos desprendidos se mueven hacia zonas más bajas. Sedimentación: Depósito de estos materiales en zonas de menor energía potencial.

9 Geodinámica interna Acentúa el paisaje Debida al calor interno terrestre originado por: – Calor remanente de formación, uniforme. – Desintegración radioactivo, variable. Responsable de las corrientes de convección del manto

10 Placas tectónicas

11 Tectónica de placas La litosfera está dividida en placas, de comportamiento rígido. Las placas se desplazan sobre el manto debido a: – Corrientes de convección. (el material caliente y menos denso asciende) – Procesos gravitacionales (el material más frío y más denso, desciende). En los bordes las placas entran en contacto y se producen seísmos y volcanes. – Divergentes – Constructivos: Dorsales oceánicas que generan litosfera oceánica – Convergentes – Destructivos: Zonas de subducción, se destruye litosfera oceánica – Pasivos – Fallas de transformación: Las placas se desplazan unas respecto a otras, sin generar ni destruir litosfera oceánica.

12 Bordes divergentes -Dorsales

13 Bordes convergentes-Subducción

14 Bordes pasivos-Fallas de transformación

15 Situación de los distintos tipos de borde de placa

16 Ciclo de las rocas

17 Riesgos geológicos Entendemos por riesgo geológico cualquier condición del medio geológico o proceso geológico natural inducido o mixto que pueda generar un daño económico o social para alguna comunidad humana, y en cuya predicción, prevención y corrección han de emplearse criterios geológicos.

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20 Distribución geográfica de los volcanes

21 Límites de placa Zonas de subducción “El cinturón de fuego del Pacífico”. Dorsales (Islandia) Intraplaca: Son debidos a: Punto caliente: zonas de la litosfera situadas sobre una pluma térmica. La placa se desplaza respecto a esta pluma, generando una serie de volcanes. Fracturas litosféricas: Acumulación de materiales volcánicos que emergen a través de fracturas en la placa litosférica. (Islas Canarias)

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25 Estructura de un volcán

26 Factores de riesgo volcánico Exposición: Total de personas o bienes expuestos a un determinado riesgo. Las zonas volcánicas suelen estar superpobladas, ya que los volcanes proporcionan tierras fértiles, recursos minerales y energía geotérmica. Vulnerabilidad: Incluye el grado de conciencia ante los peligros, el estado de las infraestructuras y de las viviendas, la existencia de medidas de tipo político y la capacidad económica de las personas y las comunidades para hacerle frente. La riqueza, la tecnología, la educación y la información disminuyen la vulnerabilidad. – Peligrosidad: Depende del tipo de erupción, distribución geográfica, del área total afectada y del tiempo de retorno.

27 Estudio de la peligrosidad volcanes Gases: Movilizan los materiales, al abrirse la fractura se expanden y arrastran otros materiales. En su composición: vapor de agua, dióxido de carbono, dióxido de azufre, sulfuro de hidrógeno y nitrógeno, en menor proporción cloro e hidrógeno. Daños Problemas respiratorios o incluso la muerte.

28 Coladas de lava Su peligrosidad depende de su viscosidad, que es función del contenido en sílice. Lavas ácidas de mayor contenido en sílice son muy viscosas, los gases escapan con dificultad produciendo explosiones que arrastran la lava y generando lluvia de piroclastos, que presentan gran cantidad de poros, correspondientes al escape de los gases. Se desplazan lentamente y recorren distancias cortas. Lavas básicas: muy fluidas, dejan escapar los gases lentamente (erupciones poco violentas) y recorren grandes distancias. Lavas almohadilladas o pillow-lavas: fluidez extrema, emergen con facilidad y los gases se expulsan con facilidad. Se forman en erupciones submarinas.

29 En general: En bordes destructivos suelen ser más ácidas y por tanto más destructivas. En dorsales, puntos calientes y fracturas del fondo oceánico son lavas básicas y más fluidas. Daños: Destrozos en: cultivos, infraestructuras, incendios, cortes en las vías de comunicación, arrasar obras humanas (zonas habitadas), taponar valles y producir inundaciones.

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35 Las lluvias de piroclastos Son fragmentos de lava lanzados al aire durante la erupción que tras el enfriamiento caen en forma de lluvia de piroclastos. Se clasifican en función de su tamaño: Cenizas: de pequeño tamaño. Lapilli (desde los 2mm) Bombas volcánicas: de mayor tamaño y forma fusiformeque adquieren al rotar en el aire. Daños: – por impacto – lluvias de barro – enfriamiento del clima: se mantienen en suspensión impidiendo la llegada de la radiación. – (pueden dañar los motores de avión)

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39 Explosiones: En general depende de: – la viscosidad del magma. – La entrada de agua en la cámara magmática. Los magmas ácidos por ser menos fluidos impedirán la salida de los materiales del interior provocando aumentos de presión que provocan explosiones. Este parámetro se mide según el índice de explosividad: VEI = (Piroclastos / total de materiales emitidos) x 100 Según este valor los volcanes se clasifican en efusivos y explosivos, aunque en realidad en cada erupción puede producirse de una u otra manera. Si se produce la entrada de agua en la cámara magmática, ésta se transforma en vapor inmediatamente, lo que produce un aumento de presión y una fuerte explosión: erupción freáto-magmática.

40 Daños: Emisión de gran cantidad depiroclástos a gran velocidad. Desprendimiento de la ladera del volcán. Inundaciones por taponamiento de valles. Formación de nubes ardientes. Calderas volcánicas.

41 Formación de nube ardiente: Manifestación volcánica más peligrosa. Se forma cuando una columna eruptiva, en vez de ascender en el aire, cae bruscamente y desciende en segundos a gran velocidad (200/Km) por la ladera del volcán como una nube de fuego rodante constituida por gases y fragmentos incandescentes de piedra pómez y cenizas, que deposita por donde pasa. Puede, incluso superar pequeñas elevaciones del terreno. También puede producirse en explosiones laterales del edificio volcánico. Cuando los fragmentos incandescentes se detienen, se solidifican fusionándose, se denominan coladas piroclásticas o flujo piroclástico.

42 Daños: Daños por combustión. Quemaduras graves. Muerte por asfixia (por la inhalación de polvo al rojo vivo). Destrucción total de todos los bienes materiales.

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44 Formación de un domo volcánico: Si las lavas son extremadamente viscosas, se depositan en el cráter y forman una masa que lo tapona, de manera que la lava no puede salir. Daños: La explosión del domo puede producir: – Agrandamiento del cráter. – Nubes ardientes

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46 Formación de una caldera: Tras una gran explosión en la que se desprende gran cantidad de material, la cámara magmática se queda vacía e inestable, por lo que se desploma el techo y el cráter se agranda. La caldera puede llenarse de agua de lluvia, deshielo o ser invadida por el mar. Daños: Desplome del edificio volcánico. Tsunamis. Terremotos.

47 La caldera de la isla de Toba tiene dimensiones impresionantes. Con sus 30 km de ancho y 100 km de largo. La antigua caldera esta ocupado por un lago en medio de la cual se encuentra la isla de Samosir, que contiene el domo antiguo del volcán.

48 Peligros indirectos Además de la erupción pueden producirse: – Lahares. – Tsunamis. – Movimientos de laderas.

49 Lahares Son ríos de barro producidos por la fusión súbita del hielo de las cumbres de los volcanes más elevados. El suelo pasa del estado de sol al de gel y desciende por gravedad, arrastrando todo lo que encuentra a su paso. Daños: El lodo arrasa con todo lo que encuentra a su paso. Al secarse se endurece cubriendo todo.

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51 Tsunamis: Olas gigantescas producidas por un terremoto submarino, que puede originarse por el hundimiento de un edificio volcánico, al formarse una caldera o por el deslizamiento lateral de una gran cantidad de materiales volcánicos. Daños: Las olas gigantes recorren grandes distancias e inundan las costas a las que afectan. (el tsunami producido por el Krakatoa causó 36.417 muertos)

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53 Movimientos de ladera: Desprendimientos o deslizamientos, que pueden afectar a pueblos y cultivos. Daños: Destrucción de bienes materiales e inundaciones por taponamiento de valles.

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56 Predicción de riesgo volcánico Se trata de conocer: periodo de retorno (frecuencia de erupciones) Intensidad de las erupciones. Para elaborar mapas de riesgo o de peligrosidad, para delimitar las áreas potencialmente peligrosas. La fiabilidad no es total, ya que no se puede precisar con antelación una erupción.

57 Para su estudio se tiene en cuenta los precursores volcánicos: Pequeños temblores por sismógrafos Cambios en la topografía: teodolitos o inclinómetros Variaciones en el potencial eléctrico de las rocas: magnetómetro Anomalías gravimétricas: gravímetro Además, de imágenes de satélite.

58 Prevención y corrección En cada caso se aplicará una de las siguientes estrategias: – Desviar las corrientes de lava. – Realizar túneles de descarga del agua de los lagos situados en el cráter, para evitar los lahares. – Reducir el nivel de los embalses próximos. – Instalar sistemas de alarma y planificar los lugares y las normas a seguir en caso de evacuación. – Planificar las construcciones en los lugares de alto riesgo (sobre todo si se trata de volcanes explosivos). – Ordenación de los usos del territorio. – Diseñar viviendas que eviten la acumulación de piroclastos (con tejados muy inclinados o semicirculares). – Utilizar materiales incombustibles.

59 Riesgos sísmicos Terremoto es la vibración de la Tierra producida por la liberación brusca de la energía elástica almacenada en las rocas cuando se produce su ruptura tras haber estado sometidas a grandes esfuerzos.

60 Según la teoría del rebote elástico, las rocas sometidas a esfuerzos pueden sufrir deformaciones elásticas (reduciendo o ampliando los espacios de separación entre las partículas que la constituyen). De este modo se acumula durante años la energía elástica hasta que se supera el límite de elasticidad, produciéndose la fractura. La fractura (falla) supone la liberación repentina de la energía contenida en las rocas.

61 Tipos de fallas

62 Origen de los terremotos Se pueden originar por tres tipos de esfuerzos: – Compresivos: Fallas inversas. – Distensivos: Falla normales. – Cizalla: Fallas de desgarre o deslizamiento lateral. Parte de la energía es liberada en forma de calor y otra en forma de ondas sísmicas, (se produce compresión en las rocas que se encuentran en el sentido del movimiento y distensión en las del sentido contrario) que son registradas por los sismógrafos y registradas en los sismogramas, que permiten determinar el epicentro, la magnitud y la profundidad.

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64 Ondas sísmicas: Las ondas sísmicas se clasifican en: Profundas:Se generan en el hipocentro y se propagan en forma esférica por el interior terrestre. Pueden ser: – Ondas p: más rápidas (6-10 Km/s) Las partículas de las rocas se comprimen y dilatan en el sentido del desplazamiento de la onda. – Ondas s: las segundas en registrarse (4-6 Km/s) Las partículas vibran en sentido transversal al desplazamiento. Superficiales: Se transmiten de forma esférica desde el epicentro. Son las que causan la mayoria de los destrozos. Pueden ser: – Ondas L(love): (2-6 Km/h) movimiento horizontal perpendicular a la dirección de propagación, en la superficie del terreno. – Ondas R (Rayleigh) (1-5Km/h) el movimiento es elíptico al sentido de la propagación. Son las que mejor se perciben.

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66 Parámetros de medida Existen dos parámetros de medida: – Magnitud. – Intensidad.

67 Magnitud de un seísmo Energía liberada. Indica el grado de movimiento que ha tenido lugar en él. Se mide mediante la escala Richter, que valora de 1 a 10 la energía elástica (Es) liberada en él. La representación gráfica se realiza según la siguiente fórmula: Log Es = 11,8 + 1,5 M Es = Energía liberada en ergios M= Magnitud. Esta escala es logarítmica, recordad que un aumento en un grado, supone un aumento de, aproximadamente, 32 veces la energía liberada.

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71 Intensidad de un seísmo Capacidad de destrucción. Es un parámetro subjetivo que se utiliza para cuantificar la vulnerabilidad, se miden según la escala Mercalli. Si sobre un mapa se indican los datos de la intensidad de un seísmo en diferentes localidades alrededor del epicentro y se unen los puntos con la misma intensidad se obtienen líneas llamadas isosistas, numeradas con los distintos números romanos, cuyo valor se irá reduciendo al alejarse del epicentro.

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73 Daños originados por los seísmos Los daños dependerán de: – Magnitud. – Distancia al epicentro. – Profundidad del foco. – Densidad de población. – Tipo de construcciones en la zona. – Naturaleza del sustrato que atraviesan las ondas, si están poco consolidados, como arenas o limos, se amplifica el efecto de las ondas.

74 Daños generados Daños en edificios: agrietamiento o desplome. Daños en las vías de comunicación: dificulta evacuación y aporte de ayuda. Inestabilidad en laderas: Rotura de presas: con riesgo de inundaciones. Rotura de conducciones de gas y agua. Licuefacción: En terrenos poco consolidados como arenas y limos sueltos, que por la vibración del terreno, se convierten en fluidos, donde los bloques de edificios tienden a hundirse, mientras que las conducciones y depósitos tienden a flotar. Tsunamis: Seiches: Olas inducidas en las aguas continentales, que pueden provocar desbordamientos en embalses, y dar lugar a inundaciones. Desviación de cursos de agua y desaparición de acuíferos: por movilización de las rocas que lo albergan

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77 Métodos de predicción En la actualidad es imposible conocer el momento exacto del seísmo. Para predecir un terremoto hay que tener en cuenta: – Están asociados a los límites de placas. – La estadística indica que los terremotos ocurren con una periodicidad constante, ( En China cada 3.000 años se produce un periodo sísmico, seguido de 1.000 años de calma). – Los precursores sísmicos: Comportamiento de ciertos animales. Disminución de la velocidad de las ondas p. Elevación del suelo. Disminución de la resistividad de las rocas. Aumento de las emisiones de radón. Seísmos precursores.

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79 Predicción Mapas de peligrosidad: A partir del registro histórico marcando la magnitud e intensidad de cada uno de ellos. Mapas de exposición: Se trazan las isosistas concéntricas en las que se registran las magnitudes. Localización de fallas activas: Que se detectan a partir de imágenes de satélite y de interferometría de radar, y que permite conocer el desplazamiento relativo de los labios de falla.

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82 Prevención Medidas estructurales : Evitar el hacinamiento en las construcciones. Materiales de construcción resistentes: acero, piedra y madera, frente al adobe (se desintegra con las vibraciones) Normas de construcción sismorresitentes: 1.Evitar modificar la topografía. 2.Dejar espacios amplios entre los edificios. 3.Construir en terreno llano, evitando terraplenes. 4.Conducciones de gas y agua flexibles, que se cierren automáticamente.

83 Normas de construcción Sustratos rocosos coherentes: Construir edificios: – Simétricos – equilibrados (en masa) – altos – Rígidos (se comportan como una unidad) Mediante contrafuertes de acero que atraviesan el edificio en diagonal. – Con cimientos aislantes (de caucho) que absorben vibraciones. – Aislados (para no chocar en las vibraciones) – Sin cornisas. – Con marquesinas que reciben los cristales.

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85 Normas de construcción En suelos blandos – Edificios bajos (más resistentes a la licuefacción). – No muy extensos en superficie.

86 Prevención Medidas no estructurales: 1.Ordenación del territorio. 2.Protección civil: conjunto de estrategias destinadas a la protección y restablecimiento del orden. Incluye: la vigilancia, control, emergencia, alerta y planes de evacuación. 3.Educación para el riesgo. 4.Establecimiento de seguros. 5.Control de seísmos: como provocar seísmos de baja intensidad o la inyección de fluidos en las fallas.

87 Actuación ante un seísmo