UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE CHOTA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL TEMA: GEOLOGIA – APLICACIONES – ORIGEN DEL SISTEMA SOLAR Docente: Mag. Ing.

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1 UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE CHOTA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL TEMA: GEOLOGIA – APLICACIONES – ORIGEN DEL SISTEMA SOLAR Docente: Mag. Ing. Rolando Martínez Díaz CURSO: GEOLOGIA Abril, 12 del 2017

2 CONCEPTO DE GEOLOGIA Geo: Tierra Logos: Estudio o Tratado La Geología estudia la composición, constitución, componentes y procesos físico y químico de la corteza terrestre, los fenómenos amenazas naturales, recursos, crecimiento poblacional y asuntos ambientales que la afectan y por la que se rigen. Asimismo la evolución de la tierra, como también el origen y composición de otros planetas

3 La geología es la disciplina encargada de estudiar las particularidades de la Tierra. Es de enorme relevancia porque puede ser de gran utilidad para diversas actividades humanas, actividades relacionadas con la extracción de determinados recursos minerales, recursos energéticos, recursos hídricos, etc. La geología también se orienta a entender diversos fenómenos que se suceden en la corteza terrestre y a partir de este conocimiento evitar algunas tragedias humanitarias que se siguen a la aparición de erupciones volcánicas, terremotos, maremotos, etc. En algunos casos la geología también ha posibilitado desentrañar algunos misterios de la historia del planeta y de la vida misma, circunstancia posible gracias a los testimonios grabados en el interior de las rocas.

4 Una de estas teorías es la denominada teoría de las placas tectónicas. La misma establece que la corteza terrestre está compuesta por distintas placas que “flotan” sobre un mar de magma o roca fundida. Estas placas distan de estar estáticas, es decir, se mueven en distintas direcciones, provocando en el proceso una separación y un choque entre las mismas. La importancia de la teoría de placas tectónicas es el hecho de explicar una serie de fenómenos terrestres que son de extraordinaria importancia. Por ejemplo, la teoría explica la formación de grandes cordilleras (como consecuencia del choque de placas) como asimismo a las dorsales oceánicas (como consecuencia de la separación de placas y el emerger del magma que se solidifica en contacto con el agua.

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10 Aplicaciones de la Geologia Cimentaciones Taludes Túneles Presas Puentes Carreteras Terraplenes Impacto Medio Ambiental Obras marítimas Perforación y Voladura de Rocas

11 Taludes

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17 Presas

18 Origen del Universo Hace aproximadamente 12-15 billones de años Big Bang: explosión causa expansión inmensa  enfriamiento – Residuos de la explosión: núcleos de H y He – Estos comienzan a enfriarse y condensarse para formar las primeras estrellas y galaxias ¿Cuál es la evidencia? – Separación entre las galaxias – Existe una radiación de transfondo, posiblemente remanente de la explosión.

19 Origen del Sistema Solar La Tierra y otros planetas se formaron al mismo tiempo por el mismo material primordial que el Sol. Hipotesis de la Nebulosa Primitiva – Explosión en supernova crea colapso de una nube de material interestelar en la Via Láctea (compuesta de H y He) – La nube (nebulosa solar) se contrae mientras rota (comienza ~5 billones de años atrás) – La rotación transforma la nube a forma de disco plano – Se forma un protosol (Sol en formación) en el centro – Turbulencias crean centros pequeños de condensación y colisión formando los planetas (9), lunas (61) y asteroides.

20 Los Planetas Se clasifican en: Terrestres y Jovianos – Terrestres (alta densidad) Mercurio, Venus, Tierra y Marte Planetas internos se forman de substancias metálicas y rocosas, con altos puntos de fusión. – Jovianos (baja densidad) Jupiter, Saturno, Urano y Neptuno Planetas externos más grandes se forman de fragmentos de hielo (H 2 O, CO 2 y otros).

21 Origen de la Tierra En algún momento, se formó una galaxia espiral que llamamos Vía Láctea. En uno de sus brazos se condensó una estrella, nuestro Sol, hace unos 4.500 millones de años. A su alrededor quedaron, girando, diversos cuerpos, entre ellos, la Tierra. Al principio era una masa incandescente que, lentamente, se fue enfriando y adquiriendo una forma similar a la que hoy conocemos. Aunque los cambios en esas primeras épocas debieron ser más bruscos y abundantes, la Tierra no ha dejado de evolucionar, y lo sigue haciendo. La vida apareció cuando se dieron las condiciones apropiadas.

22 Edad: ~4.6 billones de años Localización: Universo: parte media de espiral en Via Láctea: Sistema Solar Tamaño: 40,000 km circumferencia Composición física: corteza (océanica y continental), manto (litosfera, astenosfera, mesosfera) y núcleo (interno y externo) Formación de la estrutura en capas de la Tierra: – Los metales se hunden al centro. – La roca derretida sube para producir una corteza primitiva. – La segregación química estableció las tres divisiones básicas del interior de la Tierra (núcleo externo e interno, manto y corteza). – La atmósfera primitiva evolucionó de gases en el interior de la Tierra. Composición química: rocas, minerales, gases Datos de la Tierra

23 Composición Física Interna - La superficie está a 6370 km del centro. - La corteza, el manto y el núcleo son las capas definidas por composición. - La litosfera, astenosfera, mesosfera y el n ú cleo interno y externo son las capas definidas por propiedades físicas.

24 ¿Cómo ocurrió esta Diferenciación? Derretimiento de la Tierra por el calor de: – Compresión gravitacional – Elementos radioactivos – Impacto de meteoritos Elementos pesados al centro, los livianos en superficie. Liberación de gases crea océanos y atmósfera.

25 Topografía de la Superficie Sólida

26 SOL Se puede considerar al sol como una esfera Su distancia a la tierra es de 150 millones de Km Su masa es 332 veces mas grande que la tierra El 70% esta constituido por H El 18% esta constituido por He El 2% esta constituido por O, C, N, Ne, Si No existe una zonación debido a su estado gaseoso Se calcula una edad aproximada de 4, 700 millones de años Hoy se sabe que la llamada cadena proton-proton (cuatro protones, que debido a la alta temperatura y densidad 115 g/cm3– del núcleo se fusionan para dar Helio más energía en forma de radiación gamma junto con neutrinos) contribuye básicamente a la producción de energía Su masa se ha consumido a medida que se ha convertido en energia (H en He)

27 Origen de la Tierra Primero, simples compuestos orgànicos, después, organismos unicelulares; más tarde lo hicieron los pluricelulares, vegetales y animales. Los humanos evolucionamos de otros mamíferos. Tanto las religiones como las ciencias han dividido la "creación" en diversas fases. Algunas más poéticas (como los siete días de la Biblia), otras más rigurosas, como las eras geológicas que acepta la ciencia.

28 Estructura de la Tierra

29 El límite entre corteza y manto lo constituye una discontinuidad sísmica llamada discontinuidad de Mohorovicich o simplemente Moho. En correspondencia de este límite incrementa la velocidad de las ondas sísmicas y aumenta la densidad de las rocas. Se cree que esto se debe a un cambio de composición geoquímica desde gabroica a peridotitica, es decir dominada por el Olivino y Opx. Esta hipótesis ha sido comprobada por los xenolitos acarreados por los basaltos alcalinos asociados al volcanismo intraplaca.

30 Variación del Espesor

31 LITOSFERA MESOSFERA ENDOSFERA CORTEZA CONTINENTAL CORTEZA OCEÁNICA MANTO SUPERIOR MANTO INFERIOR NÚCLEO EXTERNO NÚCLEO INTERNO Canal de baja velocidad Disc. Lehman-Wiechert Disc. Gütemberg Disc. Repetti Disc. Mohorovicic Disc. Conrad E S T R U C T U R A D I N Á M I C A ESTRUCTURA GEOQUÍMICA Estructura de la Tierra

32 TEMPERATURA EN LA TIERRA

33 ESTRUCTURA DE LA TIERRA Corteza – Corteza Oceánica – Corteza Continental Manto – Inferior – Superior Núcleo – Interno – Externo GEOQUIMICA DINAMICA Litosfera Astenósfera Manto Núcleo

34 MODELO GEOQUÍMICO Corteza : Capa sólida. Su espesor varía: Bajo el océano: 5 - 12 km Bajo los continentes: 25 - 70 km Corteza Continental es la menos densa (con silicatos de Al). Corteza Oceánica es más densa que la continental (basáltica) Manto: - Capa sólida, aunque tiene una capa con cierta plasticidad. Gran espesor. - Más densa que la corteza (rico en silicatos de Mg y Fe) -Su límite se sitúa a 2900 km (Discontinuidad de Gütemberg). - La Temperatura es mas alta que en la Corteza Núcleo: Muy denso. Con silicatos de Fe y Ni. Tiene un espesor de unos 3400 km. Con:  Núcleo Externo: muy denso y en estado líquido (las "ondas S" desaparecen a partir de él).  Núcleo Interno: la capa más densa de la Tierra. Suponemos que sólida y de carácter metálico. Forma la parte central del planeta.

35 La corteza La corteza tiene un espesor muy variable. La corteza oceánica tiene un espesor tan solo de 5 km y tiene composición basáltica. La corteza continental varia entre 35 y 65 km y tiene una composición mucho mas variable. Los espesores mayores se encuentran en correspondencia de cadenas montañosas jóvenes y núcleos antiguos.

36 Corteza Oceánica

37 Corteza La corteza es la capa mas externa de la tierra, y ha sido extensamente explorada a través de las ondas sismicas. Existen dos tipos de cortezas con diferentes composiciones y propiedades físicas. Una de ellas es la corteza continental y la otra es la corteza debajo de los océanos llamada corteza oceánica (rocas mayor densidad - basalto). Los dos tipos de cortezas son el resultado del proceso de formación de la superficie de la tierra, en especial de la tectónica de placas. La corteza oceánica tiene aproximadamente de 5 a 12 km de espesor y una densidad promedio de 3.0 g/cm3 La corteza continental no-solo es mas gruesa que la oceanica, sino que tambien es menos densa: 2.7 g/cm3. La idea de que los continentes son menos densos que el manto y que por lo tanto flotan en él como lo hace un iceberg en el oceano es conocido como el principio de isostacia. Este pricipio establece que durante periodos largos el manto tiene poca fuerza y se comporta como un liquido viscoso cuando es obligado a soportar el peso de continentes y montañas. La baja densidad de la corteza contiental es resultado de su composicion, que consiste de una variedad de rocas (granitos – andesitas) Rica en O y Si con pocas cantidades de Al, Fe, Mg, Ca, K y Na.

38 Manto El manto es la capa gruesa que material rocoso que cubre al núcleo. El manto es menos denso que el núcleo pero mas denso que la capa mas exterior. La densidad promedio del manto es aproximadamente 4.5 g/cm3 y en su composición predominan oxigeno y silicona, acompañados por hierro y magnesio como los iones mas abundantes. El manto no es una capa homogénea, sino que a su vez esta compuesta por varias capas concéntricas. La zona mas externa es la litosfera, con 100 km. de espesor contiene a la corteza oceánica y terrestre. Debajo de esta zona esta la astenosfera que termina a una profundidad aproximadamente de 200 km y donde se genera magma, estas dos zonas junto con otra zona sólida compuesta principalmente de peridotita es lo que se conoce como el manto exterior. Por debajo del manto exterior hay una zona de transición que se extiende hacia abajo hasta 650 km. El lower manto se encuentra debajo de la zona de transición y arriba del núcleo.

39 Núcleo De las tres capas, el núcleo es la capa mas densa y se divide a su vez en dos: el núcleo interno y el núcleo externo, constituidos fundamentalmente por por hierro y níquel. La diferencia entre estos dos no se refiere a su composición (se cree que es igual en ambos) sino a su estado físico. El núcleo interno esta compuesto de hierro metálico en estado sólido y el núcleo externo de hierro metálico en estado líquido. La densidad promedio del núcleo es de 10.7 g/cm3,

40 En el interior de la Tierra hay un gradiente de Presión y Temperatura que produce cambios en la composición química y mineralógica de las rocas. La gravedad ha producido una estratificación por densidad de los elementos, así que la presión aumenta constantemente hacia el interior. La temperatura también aumenta debido a reacciones exotérmicas de decaimiento de los elementos radioactivos