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CURSO DE GEOLOGIA
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UNIDAD IV. 4.3 Paleografía, tectónica y vulcanismo en México
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UNIDAD IV. 4.3 Paleografía, tectónica y vulcanismo en México
La tectónica de placas "Durante la década de los 60 irrumpió una revolución; en el pensamiento geológico que sintetizó sus primeros modelos a fines de ese decenio ya principios de los 70. A esta revolución se le conoce como tectónica de placas", parte de la geología que estudia la corteza terrestre. ¿Cuáles son sus antecedentes, quiénes sus autores? "Los pioneros del pensamiento móvil de la corteza, Francis Bacon en 1610, Snyder en 1885, retornados como la teoría de la deriva continental por Wegener en 1935, no fueron comprendidos hasta que el desarrollo de la oceanografía, la geofísica e instrumentos más precisos, permitieron conocer cada vez mejor los fondos oceánicos. Con esa nueva información de cerca de las dos terceras partes de toda la corteza terrestre desconocida hasta entonces, se pudo cuantificar el movimiento actual de cada uno de los fragmentos de corteza y se descubrió que los sismos, volcanes y cadenas montañosas, así como la creación y destrucción de corteza terrestre, .poseen un origen común. “¿Qué significa esto? Gracias a esta teoría :'se ha logrado dar una explicación simple a la complicada evolución dinámica de fenómenos que antes parecían aislados. El conocimiento más preciso de la morfología y edad de la corteza oceánica permitió cuantificar el movimiento absoluto de los fragmentos llamados placas". Figura 1. Tectónica activa de la región comprendida entre Norte y Sudamérica.
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Tal parece que hay una constante inestabilidad
Tal parece que hay una constante inestabilidad. Pero, paradójicamente, estos desequilibrios parciales y locales que se expresan en sismos o volcanes tienden a restablecer el equilibrio global perdido. O, en boca de María Fernanda, "el equilibrio global se logra con la liberación de energía interna en forma de sismos, vulcanismo y magma oceánico a lo largo de los límites de las placas, donde se produce rozamiento (desplazamiento lateral), choque y 'cabalgamiento´. (subducción-obducción) o apertura (extensión y creación de nueva corteza oceánica)". Este equilibrio dinámico perdido local y temporalmente, así como sus mecanismos de restablecimiento, implican que las placas de hoy no son las mismas de ayer, ni lo serán mañana. Por otro lado, "cada una de las grandes placas actuales muestran heterogeneidad interna en su morfología, composición, edad, etcétera; poco conocidas y menos aún comprendidas en casos como la Pacífica, Cocos, Caribe y Rivera {véase la figura 1). De la misma manera, algunos límites entre las placas que expresan su tendencia dinámica histórica se conocen mejor, como en el caso de la dorsal Atlántica; otras, como los límites de las antes señaladas, son de las menos comprendidas. "Es impresionante que las explicaciones a los sismos de septiembre pasen por alto la placa Rivera que, junto con la Farallón (frente a las costas de Estados Unidos), juegan un papel central en la evolución dinámica del Pacífico. Ello es imperdonable y sólo se explica por la incomprensión del significado de las placas actuales dentro de la tectónica activa y de la necesidad de su reconstrucción en el pasado y su destrucción en el futuro. El análisis de sus efectos en México reviste consecuencias trascendentes.“ El territorio nacional no es lo que fue ni lo que será De acuerdo con la tectónica de placas activa o actual, las masas continentales se desplazan dentro de placas de corteza en continuo movimiento unas con respecto a otras. "Una consecuencia directa de la comprensión de la tectónica de placas ha sido la revisión de los conceptos teóricos de la formación de continentes. "Si observamos la dinámica actual del territorio mexicano, puede asegurarse que está" en proceso de qesintegración. Por un lado, Baja California y sus fondos oceánicos adjuntos están moviéndose hacia el noroeste dentro de la placa Pacífica, en un proceso de separación de las costas de Sonora y Sinaloa que comenzó hace 15 millones de años. (Véase la foto 2.) "Por el otro, el sureste de Chiapas, junto con Guatemala, Honduras y Nicaragua, comenzaron a separarse de las actuales costas del sur de México hace unos 30 millones de años y continúan su movimiento hacia el Caribe." Este proceso de rompimiento y desplazamiento de fragmentos de corteza se conoce como tectónica de microplacas, aloctonía de bloques o terrenos. ¿Qué implicaciones tienen estas observaciones en la evolución tectónica de los continentes? " De acuerdo con las investigaciones realizadas en los últimos años en la región Circumpacífica y en el Caribe, las cadenas montañosas continentales son un mosaico heterogéneo de fragmentos antiguos similares a los que observamos en los procesos tectónicos actuales."
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Figura 2 Mapa del continente norteamericano formado por un corazón ancestral (Cratón) y sus franjas acrecionadas alrededor en episodios subsecuentes (Western Collage y Appalachian Belt) En la figura 2 se muestra un mapa de las cadenas montañosas de Norteamérica y México, donde se aprecia que "el continente está formado por un corazón ancestral de más de millones de años denominado North Amerícan Craton, alrededor del cual se acrecionaron subsecuentemente franjas montañosas: al oriente el llamado Appalachían Belt, y al occidente el Western Collage de la cordillera. "Si observamos el mapa con cuidado, veremos que el Cratón se interna en Chihuahua y parte de Sonora. Esa porción del territorio nacional es la única que existía hace 200 millones de años. El resto del país está compuesto por un mosaico acrecionado de terrenos o bloques alóctonos que viajaron, con rotaciones y traslaciones desde otras latitudes, hasta encontrarse hay conformando el territorio de México. Entre ellos se encuentra, por ejemplo, el terreno Oaxaca, un fragmento desprendido desde el Cratón de Norteamérica Este bloque o terreno está actualmente rodeado por terrenos de origen oceánico relativamente más jóvenes, tales como fragmentos deformados de arcos insulares y fondos oceánicos u ofiolitas procedentes del antiguo Pacífico llamado Pantalasia. Llegaron aquí debido a los mismos mecanismos de movimientos hoy observados y han hecho crecer episódica- mente los bordes de los continentes." Nuestro asombro es mayúsculo. ¿cómo es posible que hoy estén en las montañas terrenos que antaño fueron oceánicos, idénticos a los actuales aunque con edades diferentes? "De acuerdo con los estudios que hoy estamos realizando en el Pacífico, se ha observado que la actual corteza oceánica no muestra solamente rupturas tales como las dorsales, fosas y fallas laterales, sino que presentan una morfología similar a la de los continentes, pues por de- bajo de las aguas oceánicas sobresalen mesetas, crestas, montañas, etcétera, algunas de las cuales son verdaderos continentes sumergidos, como es el caso del Ontong-Java Plateau." (Véase la figura 3.)
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La dinámica de la tierra, representada en sección Transversal, según se desprende de la teoría tectónica De placas. Las placas, formadas por la corteza y parte del manto superior, se desplazan lateralmente sobre la capa del manto inferior, a mayor temperatura y quizá fundida. El magma asciende por debajo de las crestas de las cordilleras Oceánicas y los volcanes; al solidificarse da lugar a Nueva corteza. (Tomado de: Deriva continental y tectónica De placas, selecciones de Scientific American.)
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VULCANISMO Y SISMICIDAD
Las zonas volcánicas y sísmicas más importantes del planeta se encuentran en una región conocida como el Cinturón de Fuego del Pacífico. Una parte de este "cinturón" llega a las costas del Pacífico de la República Mexicana, justo en el límite de las placas tectónicas que actúan en esta región. Por ello, en dicha zona del país ocurren con mayor frecuencia fenómenos volcánicos y sísmicos. El principal sistema volcánico de México -mismo que ha tenido un papel fundamental en la formación del relieve del país- atraviesa el centro de su territorio continental de oeste a este, desde el Ceboruco en el estado de Nayarit hasta la Sierra de los Tuxtlas en el estado de Veracruz. Este sistema se conoce como Sistema Volcánico Transversal (SVT). Por lo que se refiere al territorio insular, la zona de actividad volcánica se extiende hasta el archipiélago Juárez en el Pacífico, donde los volcanes Everman y Bárcena tuvieron actividad a mediados del siglo pasado. Evidentemente, la actividad volcánica de México no se concentra en el SVT, pues existen otras regiones donde también han surgido volcanes, tales son los casos del Pochutla en Oaxaca, así como del Tacaná y el Chichón que se localizan en Chiapas. El SVT representa un grado de riesgo para la población, pues atraviesa las zonas más pobladas de México. Una erupción volcánica puede lanzar a la atmósfera gases tóxicos, nubes de fuego y material incandescente, y provocar deslaves que pueden poner en grave peligro a los habitantes de las zonas aledañas. El grado de riesgo puede estimarse por medio de la relación que existiría entre la violencia de la erupción y el número de personas que podrían ser afectadas.
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LOS VOLCANES Y SUS BENEFICIOS
LOS VOLCANES MEXICANOS MÁS ANTIGUOS Ajusco ( años), Malinche (9.500 años), Nevado de Colima (8.000 años) Iztaccíhuatl (7.500 años) Nevado de Toluca (7.000 años), Pico de Orizaba (6.500 años) Popocatépetl (5.000 años) Ceboruco (4.500 años) Volcán de Colima (4.000 años). Entre los volcanes más jóvenes destacan el Paricutín, que nació durante el siglo pasado en el estado de Jalisco, y el Chichón, surgido en Chiapas durante el último cuarto del siglo XX. LOS VOLCANES Y SUS BENEFICIOS La actividad volcánica -a pesar de sus riesgos- también trae consigo una serie de beneficios dignos de ser considerados: las cenizas que arroja forman un suelo fértil que es utilizado con fines agrícolas -como ocurre en el Bajío, Nayarit, Veracruz, Chiapas y las zonas cercanas a la SVT. Los bancos de materiales formados con su actividad también permiten obtener materias primas utilizadas por la industria de la construcción. Asimismo, ellos generan fuentes de energía geotérmica que puede ser aprovechada para producir electricidad, como ocurre en Cerro Prieto, en Baja California, y los Azufres, en Michoacán. Por último, la actividad volcánica contribuye a la creación de los yacimientos minerales y los manantiales de aguas termales que pueden ser explotados con fines industriales o como atractivos turísticos por los habitantes de las regiones donde se localizan.
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PALEOGRAFIA de MEXICO TRANSGRESIÓN MARINA
Avance del mar sobre un terreno continental. Se produce por hundimientos de la costa y/o la elevación relativa del nivel del mar (fundición de glaciares). Dicha transgresión siempre va acompañada por el depósito de sedimentos arrastrados por el mar sobre ese territorio invadido, favoreciendo las facies carbonatadas calcicas de plataforma continental sobre los sedimentos propios terrígenos depositados sobre un posible proceso inverso previo: el "retroceso" del mar en la forma de una Regresión Marina. P.ej.- La Transgresión Jurásica sobre la Regresión Triásica. Cámbrico-ordovícico: se puede observar que existió una transgresión (invasión del mar hacia los continentes) en la parte central del territorio mexicano desde el norte hasta el sur, y existió una regresión (abandono del mar de los continentes) en las partes restantes del territorio nacional. Además hubo una serie de formaciones en sonora, chihuahua, Tamaulipas y Oaxaca. Silúrico-devónico: se observa que existió una transgresión en lo que es la península de Yucatán, y las costas de lo que actualmente es Jalisco, Guerrero y Oaxaca y en la zona centro, además del norte del país. Y en el resto del país hubo una regresión, además de que se puede observar la existencia de pozos petroleros en el norte del país, principalmente en chihuahua. Mississippico: hubo una transgresión en la mayor parte del país, y los grandes yacimientos de carbón se generaron en esta época, había rocas metamórficas como esquistos y granito. Pensylvanico: se registran transgresiones en lo que es la península de baja california, toda la zona central del territorio de norte a sur hasta la península de Yucatán, se observan pozos petroleros en Chihuahua, Tamaulipas y Nuevo León. Pérmico: ocurren regresiones en gran parte del territorio actual, surgen las penínsulas de baja california y la de Yucatán, el golfo de baja california desaparece con la regresión. Triásico superior: hubo grandes regresiones que dejaron bajo el agua a la mayor parte del territorio, solo una pequeña parte era tierra. Turásico inferior: continúan las transgresiones, originando que casi todo el territorio este inundado por el agua, solo una parte en lo que hoy es Veracruz se mantiene a flote, así como una porción de tierra en lo que hoy es sonora. Jurasico medio:………….
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Hipótesis de Airy Hipótesis de Pratt (2).
PALEOGRAFIA de MEXICO TRANSGRESIÓN y REGRESION MARINA Avance del mar sobre un terreno continental. Se produce por hundimientos de la costa y/o la elevación relativa del nivel del mar (fundición de glaciares). Dicha transgresión siempre va acompañada por el depósito de sedimentos arrastrados por el mar sobre ese territorio invadido, favoreciendo las facies carbonatadas calcicas de plataforma continental sobre los sedimentos propios terrígenos depositados sobre un posible proceso inverso previo: el "retroceso" del mar en la forma de una Regresión Marina. P.ej.- La Transgresión Jurásica sobre la Regresión Triásica. ISOSTASIA La isostasia es la condición de equilibrio que presenta la superficie terrestre debido a la diferencia de densidad de sus partes. Se resuelve en movimientos verticales (epirogénicos) y está fundamentada en el principio de Arquímedes. Fue enunciada como principio a finales del siglo XIX. El equilibrio isostático puede romperse por un movimiento tectónico o el deshielo de una capa de hielo. La isostasia es fundamental para el relieve de la Tierra. Los continentes son menos densos que el manto, y también que la corteza oceánica. Cuando la corteza continental se pliega acumula gran cantidad de materiales en una región concreta. Terminado el ascenso, comienza la erosión. Los materiales se depositan, a la larga, fuera de la cadena montañosa, con lo que ésta pierde peso y volumen. Las raíces ascienden para compensar esta pérdida dejando en superficie los materiales que han estado sometidos a un mayor proceso metamórfico. Hipótesis de Airy Hipótesis de Pratt (2).
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En 1735, en una expedición científica en Perú, Pierre Bouguer observó que la deflexión de la vertical era menor a la esperada basándose en la topografía visible de los Andes. El mismo fenómeno fue observado en un relevamiento en la India a cargo de George Everest. A partir de estas observaciones surge la idea de que cierta compensación, con un contraste negativo de densidad, debe existir debajo de la topografía. Esto condujo al concepto de isostasia, que asume equilibrio de cada columna de la Tierra hasta cierto nivel de compensación. La condición de equilibrio isostático se plantea como: Donde T es la profundidad de compensación, H la altura de la topografía y ρ la densidad. Dado que las densidades del interior terrestre no son conocidas, fueron desarrollados de manera casi simultánea dos modelos. Henry Pratt propuso una profundidad de compensación constante T0, como consecuencia, las variaciones de la topografía están asociadas a cambios laterales en la densidad. Por otra parte, George Airy asumió una densidad constante, lo cual implica una profundidad de compensación variable. Actualmente existen tres modelos isostáticos: Modelo de Pratt-Hayford El modelo de Pratt fue desarrollado para propósitos geodésicos por Hayford. El modelo asume una profundidad de compensación T0 consante. La densidad en ausencia de topografía sería ρ0. La condición de equilibrio isostásico para una dada columna i será: En los continentes: ρi(T0 + Hi) = ρ0T0 En los océanos: ρi(T0 − di) + ρwdi = ρ0T0 Donde ρw es la densidad del agua de mar: ρw = 1030kg / m3
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Modelo de Airy-Heiskanen
El modelo de Airy fue desarrollado para aplicaciones geodésicas por Heiskanen. El modelo Airy-Heiskanen es similar al de un iceberg flotando. En lugar de hielo tenemos material cortical de densidad ρc y en lugar de agua de mayor densidad tenemos material del manto de densidad ρm. Si existe una elevación (como una montaña) sobre la superficie, debe existir una correspondiente raíz que se introduce dentro del manto. Como el material cortical es de menor densidad que el material del manto, existirá una fuerza de empuje que equilibre la fuerza de atracción gravitatoria de las montañas. Un mecanismo similar tiene lugar por debajo de los océanos. Como el agua de mar tiene menor densidad inducirá una raíz negativa, es decir, una corteza más fina por debajo de los océanos. En los continentes: (ρm − ρc)ti = ρcHi En los océanos: (ρm − ρc)ti = (ρc − ρw)di Modelo de Vening Meinesz Más conocido como modelo de isostasia regional o flexión litosférica, este modelo fue propuesto en la década de 1950 a partir de estudios que Vening Meinesz realiza en los Himalayas que mostraban una raíz cortical menor de lo que predecía la teoría de Airy. Según este modelo, la litosfera actúa como una placa elástica y su rigidez inherente distribuye las cargas topográficas sobre una región, en lugar de hacerlo por columnas.
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Isostasia local vs. isostasia regional
Desde que se extendió el concepto de isostasia, la idea predominante era que el equilibrio isostático se alcanzaba localmente, en cada columna de la corteza terrestre, como si la flotabilidad en cada punto de la corteza fuera independiente de las columnas contiguas. Es decir, como si los movimientos necesarios para reajustar el equilibrio isostático fuesen independientes entre dos puntos cualesquiera y no se transmitiesen lateralmente. Aunque en la década de 1880 Grove Karl Gilbert propuso un comportamiento rígido de la corteza en respuesta a la desaparición del Lago Bonneville, la fuerza y simplicidad del modelo isostático local era tal que perduró hasta los trabajos de Felix Andries Vening Meinesz en la década de 1950, cuando la tectónica de placas comenzó a ser adoptada mayoritariamente. Vening Meinesz mostró que la corteza oceánica estáflexionada1 o doblada bajo el peso de volcanes marinos de forma similar a una placa delgada, transmitiendo el hundimiento debido a su peso más allá del propio edificio volcánico. Aunque el modelo isostático local sigue siendo utilizado como primera aproximación al cálculo de movimientos isostáticos en respuesta a deglaciaciones, vulcanismo u orogénesis, es ahora comúnmente aceptado que la capa externa de la tierra tiene cierta rigidez y que se comporta como una placa delgada, elástica en primera aproximación. A este proceso se le llama flexión litosférica. El comportamiento flexural de la litosfera depende fundamentalmente del espesor elástico de la litosfera.
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EONES ERAS PERÍODOS ÉPOCAS Precámbrico Arcaica Precámbrico ( ) Fanerozoico Paleozoica 1. Cámbrico ( ) 2. Ordovícico ( ) 3. Silúrico ( ) 4. Devónico ( ) 5. Carbonífero ( ) 6.Pérmico ( ) Mesozoica 1. Triásico ( ) inferior ( ) superior ( ) 2. Jurásico ( ) Inferior ( ) inferior ( ) superior ( ) 3. Cretácico (145-66) inferior (145-98) superior (98-66) Cenozoica Terciario (65-1,7) 1. Paleoceno (65-56) 2. Eoceno (55-38) 3. Oligoceno (37-24) 4. Mioceno (23-6) 5. Plioceno (5 - 1,7) Cuaternaria Cuaternario (1,7 - hoy)
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LA GEOLOGÍA de la República Mexicana es el resultado de múltiples procesos tectónicos que la han afectado durante toda su evolución; para explicarlos se ha requerido de la paciencia y los conocimientos geológicos de los estudiosos de las ciencias de la Tierra. La configuración geográfica actual de México es, asimismo, consecuencia de la interacción del bloque continental con las provincias oceánicas que lo circundan. Es decir, en la región del Pacífico, la Península de Baja California se está separando del resto del continente con un movimiento hacia el noroeste; en el Pacífico sur de México, desde Cabo Corrientes en el estado de Jalisco hacia Centroamérica, la placa oceánica de Cocos es asimilada por el continente; tal subducción ocurre a lo largo de una fosa oceánica a la que se conoce como Trinchera de Acapulco o Mesoamericana. Por otro lado, en las provincias geológicas del Golfo de México y del Caribe, se tienen esfuerzos tectónicos de separación cortical, identificados también como de tensión o distensivos, que están actuando en los márgenes continentales; éstos, a su vez, avanzan sobre los fondos más profundos de las cuencas oceánicas, como consecuencia del desplazamiento de la placa tectónica continental de Norteamérica hacia el poniente, y de la del Caribe hacia el oriente (Figuras 10 y 11). Los procesos geodinámicos que son aún más complejos se pueden describir con relativa facilidad de una forma general. En términos globales, su influencia es muy importante por la contribución al conocimiento universal sobre el origen y evolución de nuestro planeta. A su vez, este entendimiento es básico en la prospección de recursos minerales, hidrotermales y petrolíferos que se generan y acumulan en el interior de la corteza de la Tierra, como consecuencia de su evolución geotectónica. Figuras 10 y 11. La configuración actual de México se debe al movimiento simultáneo de las cuatro placas tectónicas: a) la de Norteamérica, con desplazamiento hacia el suroccidente; b) la del Pacífico oriental, hacia el noroeste; c) la de Cocos, hacia el noreste, y d) la del Caribe, hacia el oriente franco.
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JURÁSICO SUPERIOR-CRETÁCICO SUPERIOR (HACE 140 A 70 MILLONES DE AÑOS)
En otro aspecto, la identificación de las provincias geológicas y su caracterización son fundamentales cuando se planifican nuevos centros de población, ya que para fundarlos es necesaria la disponibilidad de recursos como el agua y la ubicación de los sectores de alto riesgo sísmico que afectan drásticamente a las porciones noroccidental y sur de México, así como a la zona intermedia conocida como Cinturón Volcánico Transmexicano(CVT), que cruza el país desde el Océano Pacífico hasta el Golfo de México. Más adelante nos referiremos a él (Figura 12) en el marco tectónico de una cronología de eventos geológicos en nuestro territorio. La placa continental de Norteamérica, en el transcurso de su migración hacia el noroccidente y el occidente, asimiló progresivamente, en el pasado geológico, a las oceánicas Farallón y Kula, lo que dio como consecuencia que el arco magmático desarrollado durante el Jurásico Superior migrara hacia el noreste en el interior del continente, seguido por otros arcos magmáticos del Cretácico. JURÁSICO SUPERIOR-CRETÁCICO SUPERIOR (HACE 140 A 70 MILLONES DE AÑOS) Durante este tiempo la velocidad de incidencia entre las placas oceánica y continental, en el Pacífico, se incrementó de 6 a 7 cm/año. A la vez, la placa oceánica de Farallón sufrió un cambio en su inclinación a menos de 10° y, como consecuencia, la actividad magmática migró hacia el oriente. Dio inicio así el evento tectónico de deformación y convergencia hacia el noreste que se conoce como Orogenia Laramide (Figura 13). CRETÁCICO SUPERIOR-PALEOCENO (HACE 70 A 58 MILLONES DE AÑOS) Del Cretácico Superior al Paleoceno en México (Figura 14), el arco magmático del margen pacífico continuó su migración hacia el oriente. En la zona que actualmente ocupan la Península de Baja California y las costas de Sonora y Sinaloa se inició un periodo de quietud volcánica que perduró hasta el Eoceno Superior. Al mismo tiempo, desde Cabo Corrientes, en el estado de Jalisco, hasta el actual Golfo de Tehuantepec en Oaxaca y Chiapas, una porción del margen continental sur comenzó a desplazarse hacia el sureste en forma intermitente, a lo largo del borde actual del Pacífico, coincidente a su vez con el desplazamiento hacia el noreste de la placa oceánica Protocaribeña, que se movía a medida que se separaban las placas de Norteamérica y de Sudamérica. Figura 12. El Cinturón Volcánico Transmexicano (CVT) es un sistema de fisuras corticales por donde son expulsadas a la superficie las rocas volcánicas provenientes de la fusión de la corteza oceánica de la Placa de Cocos.
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Figura 13. Durante el Jurásico Superior (140 m. a
Figura 13. Durante el Jurásico Superior (140 m. a.) y el Cretácico Superior (70 m. a.) el continente asimiló la placa oceánica de Farallón, generándose así el Arco Volcánico Marginal en el borde occidental de México y del noroeste de Sudamérica; la corteza oceánica del antiguo Océano Pacífico también estaba en colisión con el fondo oceánico del ancestral Océano Atlántico, y en su unión se formaron los arcos volcánicos insulares de la región caribeña. El fragmento continental desplazado constituye ahora el basamento paleozoico del sur de Guatemala y del norte de Honduras; la traza del desplazamiento es la falla que corresponde a la actual Trinchera del Pacífico de México, y su prolongación hacia el noreste corresponde al sistema de fallas y fracturas que han migrado hacia el oriente como consecuencia del movimiento de la Placa Protocaribeña en esa misma dirección.
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Figura 14. Durante el Cretácico Superior (70 m. a
Figura 14. Durante el Cretácico Superior (70 m. a.) y el Paleoceno (58 m. a.) la placa continental estaba próxima a asimilar una cordillera oceánica, y el arco volcánico marginal migraba hacia el interior del continente en México. En la porción sur del país se iniciaba un rompimiento y su desplazamiento hacia el noreste.
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Figura 15. Desde el Eoceno Superior (42 m. a
Figura 15. Desde el Eoceno Superior (42 m. a.) hasta el Mioceno Inferior (18 m. a.), el arco magmático marginal continental de México iniciaba su retroceso hacia el Pacífico. La porción sur del continente se siguió desplazando hacia el noreste y la Península de Yucatán giraba en el sentido del movimiento de las manecillas del reloj.
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Figura 16. La antigua dorsal o cordillera oceánica inferida aparentemente fue asimilada por el continente durante el Oligoceno Medio (30 m. a.), y quedan como testigos las fracturas que inciden en el borde continental del Pacífico. El arco volcánico siguió en retroceso desde el interior del continente hacia el occidente, y la Dorsal o Cordillera del Pacífico oriental estaba próxima al continente.
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Figura 17. Durante el Mioceno Medio (13 m. a.) al Plioceno temprano (4.5 m. a.) el borde noroccidental de México traslapó a la Dorsal o Cordillera del Pacífico oriental, asimilando a la vez a la trinchera oceánica en esa porción. Hacia el sur, la trinchera siguió activa, lo que se manifestó por el Arco Volcánico Marginal.
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Figura 18. En una etapa tectónica posterior, la porción sur de la actual Península de Baja California se separó del resto del continente y las aguas oceánicas del Pacífico inundaron esa porción. La parte meridional del país se levantaba y se fracturaba, facilitándose así la formación de la Cadena Volcánica Transversal, desde el Océano Pacífico hasta el Golfo de México. En el Pacífico se formó otra cordillera o dorsal conocida como Galápagos, que se unió con la del Pacífico oriental y dio límites a la Placa de Cocos.
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Figura 19. Durante el Plioceno y el Cuaternario la actual configuración de México siguió gobernada por los desplazamientos continuos del continente y de las placas oceánicas. La Península de Baja California se mueve hacia el noroccidente, gobernada por las fallas del Sistema San Andrés; los márgenes meridional y sur del continente, en el Pacífico, asimilan la corteza oceánica de la Placa de Cocos. La Península de Yucatán se desplaza en sentido de las manecillas del reloj y el Cinturón Volcánico Transmexicano, sigue en actividad desde el Pacífico hasta el Golfo de México.
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VULCANISMO Fenómeno que consiste en la salida desde el interior de la Tierra hacia el exterior de rocas fundidas o magma, acompañada de emisión a la atmósfera de gases. El estudio de estos fenómenos y de las estructuras, depósitos y formas que crea es el objeto de la vulcanología. El magma y los gases rompen las zonas más débiles de la corteza externa de la Tierra o litosfera para llegar a la superficie. Estas debilidades se encuentran sobre todo a lo largo de los límites entre placas tectónicas, que es donde se concentra la mayor parte del vulcanismo. Cuando el magma y los gases alcanzan la superficie a través de las chimeneas o fisuras de la corteza, forman estructuras geológicas llamadas volcanes, de los que hay varios tipos. Al menos el 80% del vulcanismo se concentra en las largas fisuras verticales de la corteza terrestre. Este vulcanismo de fisura ocurre sobretodo en los bordes constructivos de las placas en que está dividida la litosfera. Tales bordes constructivos están marcados por cadenas montañosas oceánicas (dorsales oceánicas) en las que se crea continuamente nueva corteza a medida que las placas se separan. De hecho, es el magma ascendente enfriado producido por el vulcanismo de fisura el que forma el nuevo fondo oceánico. Por tanto, la mayor parte de la actividad volcánica permanece oculta bajo los mares.
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PARTES DE UN VOLCAN CRÁTER: Es la puerta de salida
de los materiales del volcán. -CHIMENEA: Es en conducto por donde sale el magma -CONO VOLCÁNICO: Parte del volcán Formada por los materiales que expulsados -CÁMARA MAGMÁTICA: Es el lugar donde se acumula el magma antes de salir -FUMAROLAS: Son emisiones de gases de las lavas en los cráteres -SOLFATARAS: Son emisiones de vapor de agua y ácido sulfhídrico -MOFETAS: Son fumarolas frías que desprenden dióxido de carbono -GÉISERES: Son pequeños volcanes de vapor de agua hirviendo. Cuando el magma del interior de la tierra ser acumula en las cámaras magmáticas, la presión va aumentando hasta que llega a ser tan fuerte que necesita salir. Entonces se abre paso por la chimenea hasta la superficie y es cuando tiene lugar la erupción volcánica. En cuanto el magma sale a la superficie, se convierte en lava que desciende por las laderas del cono volcánico formando grandes mantas o coladas. Si la lava es poco líquida se solidifica rápidamente y se forman mantos muy cortos que a veces obstruyen el cráter hasta que se produce una nueva explosión donde se rompe o se acumula por encima del cráter formando agujas que pueden alcanzar cientos de metros de altura. Si la presión en el interior de un volcán no es suficientemente alta para que el magma salga a la superficie, éste puede estar dormido o apagado. Se dice que está dormido cuando puede entrar en erupción de nuevo y apagado cuando no se espera que entre en erupción. Las erupciones de los volcanes no son siempre de la misma forma. A veces son silenciosas y tranquilas y otras son violentas y con grandes explosiones. Esto depende de la composición del magma y de la cantidad de gases que lo acompañan
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TIPOS DE VOLCANES -HAWAIANO: Las lavas que expulsan estos volcanes son muy fluidas, sin tener desprendimientos de gases. Estas lavas se desbordan al rebasar el cráter y se deslizan con facilidad. Algunas partículas de su lava, cuando son arrastradas por el viento, forman hilos cristalinos. -ESTROMBOLIANO: La lava es fluida con desprendimientos abundantes y violentos de gases. Debido a que los gases pueden desprenderse con facilidad, no se forman cenizas. Cuando la lava cae por los bordes del cráter, desciende por las laderas y barrancos, pero no alcanza tanta extensión como el hawaiano. -VULCANIANO: En este tipo de volcanes se desprenden grandes cantidades de gases de un magma poco fluido. Por eso las explosiones son muy fuertes y pulverizan la lava, produciendo gran cantidad de cenizas que son lanzadas al aire con otros materiales fragmentarios. Cuando expulsa la lava, ésta se consolida rápidamente, pero los gases que desprenden rompen su superficie. Por eso resulta muy áspera y muy irregular. -VESUBIANO: La presión de los gases es muy fuerte y produce explosiones muy violentas. Forma nubes ardientes que al enfriarse producen precipitaciones de cenizas. -PELEANO: Su lava es muy viscosa y se consolida con gran rapidez. Llega a tapar por completo el cráter. La enorme presión de los gases que no encuentran salida, levanta este tapón que se leva formando una gran aguja. -KRAKATOANO: Origina tremendas explosiones y enormes maremotos -ERUPCIONES DE CIENO: Sus grandes cráteres se convierten durante el periodo de reposo del volcán en enormes lagos o se cubren de nieve. Al recobrar el volcán su actividad, el agua mezclada con cenizas y otros restos, es lanzada formando torrentes y avalanchas de cieno que destruyen todo lo que encuentran a su paso. -ERUPCIONES FISURALES: Son las que se originan a lo largo de una rotura de la corteza terrestre y que pueden medir varios kilómetros. Las lavas que fluyen a lo largo de la rotura son fluidas y recorren grandes extensiones formando amplias mesetas con un kilómetro a más de espesor y miles de kilómetros cuadrados de superficie.
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Los volcanes activos emiten magma
Los volcanes activos emiten magma. Este magma puede proyectarse, desparramarse o volatilizarse, según se trate de materias sólidas, líquidas o gaseosas. *SÓLIDAS Los materiales sólidos arrojados por los volcanes en erupción se llaman piroclastos. Según el tamaño se dividen en: -Bloques y bombas: generalmente situadas cerca de las bocas eruptivas, que al salir candentes adquieren forma redondeada u oval en su movimiento rotacional y de caída lapillis y gredas: material de proyección aérea entre 2 y 20 mm -cenizas o polvo volcánico: constituidas por el polvo de lava que se mantiene en suspensión después de la erupción *LÍQUIDOS Las materias fundidas, más o menos líquidas, están constituidas por las lavas, que no son otra cosa que magmas que afloran a través del cráter y se deslizan por la superficie. *GASEOSOS Consisten primordialmente en gases sulfurosos, dióxido de carbono, hidrógeno, nitrógeno, ácidos clorhídrico y sulfhídrico, hidrocarburos como el metano, cloruros volátiles y vapor de agua, entre otros
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INDICE DE CONTENIDO 1.1 Origen del universo y de la tierra 1.4 Historia de la geología y sus ramas Origen de la vida del hombre 1.3 Eras geológicas 1.2 Estructura del planeta Tectónica de placas 2.1 Mineralogía Ciclo de las rocas 2.3 Rocas ígneas 2.4 Rocas sedimentarias 2.5 Rocas metamórficas Suelos Plegamientos y fallas Sismos y sismología Ciclo hidrológico Aguas superficiales Aguas subterráneas Océanos y costas VIII. Geología aplicada 3-39 40-55 56-100 1
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ORIGEN DEL UNIVERSO Y DE LA TIERRA
INDICE
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¿Cuál es el objetivo de presentar la Estructura de la Tierra al comenzar un curso de Geología para Ingeniería? La respuesta puede ser directa si pensamos en que las obras que realiza un Ingeniero Civil son para y por las personas que habitan el planeta. Así deben tomarse en cuenta algunas de las siguientes premisas: 1-Donde se ubicarán y se fundarán las estructuras que diseñe y proyecte un Ingeniero Civil Estructural 2-Que relación guarda la estructura que está proyectando con el lugar o la región en la que se encuentra 3-Como son los materiales que utiliza para construir y de donde provienen, como diferencia los usos de los distintos materiales, etc.
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INTRODUCCIÓN Fue en 1961 cuando por vez primera un hombre, el cosmonauta ruso llamado Yuri Gagarin, vio la Tierra desde el espacio. Al describir lo que veía comentó: "desde el espacio contemplaba una bonita vista de la Tierra, que tenía un precioso halo azul muy visible. Pasaba suavemente de un azul pálido a azul, azul oscuro, violeta hasta un negro absoluto. Era un cuadro magnífico". Desde entonces cientos de vuelos espaciales nos han familiarizado con la espectacular imagen del planeta azul, nuestro hogar. El único que conocemos que acoja vida. La Tierra posee unas características muy especiales en comparación con los demás astros que forman parte del Sistema Solar. Tiene agua abundante, la que le da, vista desde el espacio, un característico color azul, y tiene una atmósfera en equilibrio con el agua y con los seres vivos. Su superficie sólida está formada por gigantescas placas litosféricas en movimiento constante. La energía que recibe del Sol es la óptima para la vida. Ni es excesiva, como para evaporar el agua y hacer desaparecer la atmósfera, ni es tan poca que mantuviera el agua helada.
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LA TIERRA La Tierra no es una esfera perfecta, sino que tiene forma de pera: cálculos basados en las perturbaciones de las órbitas de los satélites artificiales revelan que se engrosa 21 kilómetros en el ecuador, se dilata 10 metros en el polo norte y está hundida unos 31 metros en el polo sur. La excentricidad de la órbita de la Tierra alrededor del Sol es muy pequeña, siendo prácticamente circular. La circunferencia aproximada de dicha órbita es de kilómetros, y nuestro planeta viaja a lo largo de ella a una velocidad de kilómetros por hora.
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CORTE INTERIOR DE LA TIERRA.
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ESTRUCTURA INTERNA La esfera terrestre está formada principalmente por tres capas concéntricas con características físicas y químicas diferentes entre si: 1-el núcleo (interno y externo) 2-el manto (superior e inferior) y 3-la corteza El núcleo interno es una esfera sólida de 2,400 Km. de diámetro compuesta básicamente de metales pesados como el hierro y el níquel. Tiene una temperatura media de 4500 ºC y debido a la altísima presión que soporta; es 16 veces mas denso que el agua.
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Por encima del núcleo interno, se encuentra el núcleo externo, una camada líquida de hierro y níquel de unos 2,300 Km. de diámetro. En la parte inferior de ésta camada, el hierro líquido se cristaliza pasando a formar parte del núcleo interno. Esta cristalización del hierro calienta desigualmente algunas regiones de la base del núcleo externo, que por ser menos densas se elevan generando corrientes ascendentes. Las corrientes son desviadas por la rotación de la tierra y vuelven a descender, formando lo que se conoce como una corriente de convección. Estas corrientes de convección son las que generan el campo magnético de la tierra. La densidad del núcleo externo oscila entre los 11.8 gr/m3 en la base y 9.7 gr/m3 en la parte superior.
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LA ATMOSFERA La Atmósfera es la cubierta gaseosa que rodea el cuerpo sólido del planeta. Aunque tiene un grosor de más de 1,100 kilómetros, cerca de la mitad de su masa se concentra en los 5,6 kilómetros más bajos. La atmósfera terrestre está constituida principalmente por nitrógeno (78%) y oxígeno (21%). El 1% restante lo forman el argón (0,9%), el dióxido de carbono (0,03%), distintas proporciones de vapor de agua, y trazas de hidrógeno, ozono, metano, monóxido de carbono, helio, neón, kriptón y xenón.
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La actual mezcla de gases se ha desarrollado a lo largo de 4,500 millones de años. La atmósfera primigenia debió estar compuesta únicamente de emanaciones volcánicas. han tenido que desarrollarse una serie de procesos para dar lugar a la mezcla actual. Uno de ellos fue la condensación. Al enfriarse, la mayor parte del vapor de agua de origen volcánico se condensó, dando lugar a los antiguos océanos. Hay además muchas posibilidades de que el progresivo incremento de dióxido de carbono, producido sobre todo por los combustibles fósiles desde el siglo pasado, pueda afectar al clima planetario a través del llamado efecto invernadero. Hay similar preocupación por el brusco aumento del contenido de metano en la atmósfera
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La atmósfera se divide en 4 capas:
Troposfera La temperatura suele bajar 5,5 °C por cada 1,000 metros. Es la capa en la que se forman la mayor parte de las nubes. La troposfera se extiende hasta unos 16 km en las regiones tropicales (con una temperatura de -79 °C) y hasta unos 9,7 km en latitudes templadas (con una temperatura de unos -51 °C). Estratosfera En su parte inferior la temperatura es prácticamente constante, o bien aumenta ligeramente con la altitud, especialmente en las regiones tropicales. Dentro de la capa de ozono, aumenta más rápidamente, con lo que, en los límites superiores de la estratosfera, casi a 50 km sobre el nivel del mar, es casi igual a la de la superficie terrestre.
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Mesosfera Va desde los 50 a los 80 km, se caracteriza por un marcado descenso de la temperatura al ir aumentando la altura. Gracias a las investigaciones sobre la propagación y la reflexión de las ondas de radio, sabemos que a partir de los 80 km, la radiación ultravioleta, los rayos X y la lluvia de electrones procedente del Sol ionizan varias capas de la atmósfera, con lo que se convierten en conductoras de electricidad. Estas capas reflejan de vuelta a la Tierra ciertas frecuencias de ondas de radio. Ionosfera Debido a la concentración relativamente elevada de iones en la atmósfera por encima de los 80 km, esta capa se extiende hasta los 640 km
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Sin atmósfera no habría vida en la Tierra.
La atmósfera, una envuelta relativamente delgada, está formada por capas de gases que sustentan la vida y la protegen de las radiaciones dañinas.
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LA HIDROSFERA La hidrosfera engloba la totalidad de las aguas del planeta, incluidos los océanos, mares, lagos, ríos y las aguas subterráneas. Este elemento juega un papel fundamental al posibilitar la existencia de vida sobre la Tierra, pero su cada vez mayor nivel de alteración puede convertir el agua de un medio necesario para la vida en un mecanismo de destrucción de la vida animal y vegetal. El agua salada: océanos y mares El agua salada ocupa el 71% de la superficie de la Tierra y se distribuye en los siguientes océanos:
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OCÉANO PACÍFICO El mayor de los océanos del mundo en cuanto a extensión y profundidad. Abarca más de un tercio de la superficie de la Tierra y contiene más de la mitad de su volumen de agua. Se suele hacer, de forma artificial, una división a partir de la línea del ecuador: el Pacífico norte y el Pacífico sur. El océano Pacífico está limitado al este por la masa continental integrada por América del Norte, América Central y América del Sur; al norte por el estrecho de Bering; al oeste por Asia y Australia; y al sur por la Antártida. Al sureste queda dividido, de forma arbitraria, del océano Atlántico por el paso de Drake, a los 68° de longitud O. Al suroeste, la línea divisoria que lo separa del océano Índico aún no ha sido establecida de forma oficial.
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Además de los mares limítrofes que se prolongan por su irregular borde occidental, el Pacífico cuenta con un área de unos 165 millones de km2, es decir, más que toda la superficie continental. Tiene una longitud máxima de 15,500 km desde el estrecho de Bering hasta la Antártida, y una anchura máxima de unos 17,700 km desde Panamá hasta la península Malaya. Su profundidad media es de 4,282 m
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OCÉANO ATLÁNTICO Ocupa el segundo lugar en extensión. Se sitúa entre América y los continentes europeo y africano. El océano Atlántico comenzó su formación durante el jurásico, hace unos 150 millones de años, cuando se desgarró el gran continente de Gondwana como resultado de la separación de América del Sur y África, que aún hoy se mantiene en una progresión de varios centímetros al año a lo largo de la dorsal submarina centro atlántica, cadena montañosa que se extiende de norte a sur de forma sinuosa y a mitad de camino entre los continentes. Con aproximadamente 1,500 km de anchura, esta cadena tiene una topografía más accidentada que cualquier otra cordillera de la superficie terrestre y en ella tienen lugar frecuentes erupciones volcánicas y terremotos.
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Cabo de Buena Esperanza, Suráfrica
Cabo de Hornos, Sudamérica Islas Vírgenes,
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OCÉANO ÍNDICO Es el de menor extensión. Queda delimitado por Asia al Norte, África al Oeste y Oceanía al Este. Una línea de 4,020 km a lo largo del meridiano 20 ° E, que conecta el cabo de las Agujas en el extremo sur de África con la Antártida, se suele considerar el límite. El área total del océano Índico es alrededor de 73.4 millones de km2. El océano se estrecha hacia el norte y está dividido por el subcontinente indio en la golfo de Bengala en el este y el mar de Arabia al oeste
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OCÉANO GLACIAL ANTÁRTICO
OCÉANO GLACIAL ÁRTICO Situado alrededor del Polo Norte y está cubierto por un inmenso casquete de hielo permanente. OCÉANO GLACIAL ANTÁRTICO Rodea la Antártida y se sitúa al Sur de los océanos Pacífico, Atlántico e Índico. Los márgenes de los océanos cercanos a las costas, más o menos aislados por la existencia de islas o por penetrar hacia el interior de los continentes, suelen recibir el nombre de mares.
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B) El agua dulce El agua dulce, que representa solamente el 3% del agua total del planeta, se localiza en los continentes y en los Polos. En forma líquida en ríos, lagos y acuíferos subterráneos y en forma de nieve y hielo en los glaciares de las cimas más altas de la Tierra y en las enormes masas de hielo acumuladas entorno al Polo Norte y sobre la Antártida.
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C) El ciclo del agua
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LA LITOSFERA La litosfera es la capa externa de la Tierra y está formada por materiales sólidos, engloba: 1-la corteza continental, de entre 20 y 70 Km. de espesor, y 2-la corteza oceánica o parte superficial del manto consolidado, de unos 10 Km. de espesor. Se presenta dividida en placas tectónicas que se desplazan lentamente sobre la Astenósfera, capa de material fluido que se encuentra sobre el manto superior. Las tierras emergidas son las que se hallan situadas sobre el nivel del mar y ocupan el 29% de la superficie del planeta. Su distribución es muy irregular, concentrándose principalmente en el Hemisferio Norte o continental, dominando los océanos en el Hemisferio Sur o marítimo.
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Litosfera sísmica Litosfera elástica
La base de la litosfera se caracteriza por una reducción en la velocidad de propagación de las ondas S y una elevada atenuación. Esta definición tiene la ventaja que es fácilmente detectable a través de estudios sísmicos o sismológicos. Litosfera elástica Desde el punto de vista de la reología y bajo el principio de isostasia, la litosfera es la capa elástica que flota sobre la Astenósfera. Es posible calcular su espesor a partir de su flexión por diferentes cargas, en especial a través del rebote post-glacial y la erosión rápida de los continentes. La litosfera térmica y sísmica tienen espesores equivalentes. En general el espesor de la litosfera elástica es mayor a los otros dos.
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EL ORIGEN DEL UNIVERSO Y DE LA TIERRA
El Universo comenzó a formarse hace unos millones de años de acuerdo con la teoría del "Big-Bang". La teoría nos dice que toda la materia, el tiempo y el espacio estuvieron originalmente condensados en un punto de altísima densidad desde donde, tras una tremenda explosión, inició su expansión como la superficie de un globo que se hincha.
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Teorías del origen y evolución del universo
Edad: 14,700 MILLONES DE AÑOS ? "Time and space are modes by which we think and not conditions in which we live", Einstein Teorias No-Cientificas vs. Cientificas Universo vs Multiverso
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Teorías del origen y evolución del universo
GEOCENTRICA Religiosa HELIOCENTRICA Teorías del origen y evolución del universo STEADY STATE Bing bang PLASMA Cyclic INFLATIONARY Big bounce
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Theory Era of Popularity Steady State 1950's - 60's Big Bang 1960's - 80's Plasma 1990's
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BIG BANG Widely accepted and the current model for how the universe started, The Big Bang Theory is the best explanation scientists have today. This theory states that the universe started out of what is known as a singularity 13.7 billion years ago. A singularity is a zone of infinite density, but not much else is known about it, as it is still a mystery, explains Jenna Levin, Center for Particle Astrophysics, UC at Berkley, California. Moments after that explosion the universe started inflating faster than the speed of light as particles interacted with one another. In a process that took billions of years to evolve the universe that exists today formed. Astronomers have discovered in recent years that the universe is still expanding and this expansion is accelerating. The Big Bounce Theory There was actually something before the Big Bang. It suggests that another universe went through a Big Crunch and then 'bounced' back and gave birth to this universe, says Scientific American Science Editor Roger Highfield in his article "Before the Big Bang-the Big Bounce". The Big Bounce seems to solve the problem of the unknown singularity factor of the Big Bang. It takes away the notion that the universe came to be from an infinite dense area with no mass, which goes against all mathematical notions. Based on Loop Quantum Gravity, it combines Einstein's theory of gravity with that of quantum theory, which could provide light on the question of what was there before the Big Bang happened, says Dr. Martin Bojowald, Assistant Professor of Physics at Penn State University.
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Cyclic Universe Theory
A cyclic universe explodes into existence in a Big Bang, and crunches out of existence over and over again in an endless cycle. This theory is an alternative to the Big Bang that has gotten much attention from scientists after Princeton physicist Paul Steinhardt and Neil Turok of Cambridge University published an article on it in the Science online edition. The Cyclic Universe Theory could explain the mystery of why the 'cosmological constant' is accelerating, which the Big Bang theory could not account for, says Ker Than in his article "Recycled Universe: Theory Could Solve Cosmic Mystery" on Space.com. It also answers the long-standing question of what was before the Big Bang. Steady State Theory developed by Fred Hoyle and Thomas Gold in Ironically, Fred Hoyle was the person who coined the term 'Big Bang', sort of as a way to make fun of a theory he did not advocate. Steady State theory claims that the universe had no beginning, but it created new matter as older galaxies moved apart. However, discovery of the CMB (Cosmic Microwave Background radiation) became a big blow against Steady State, although Hoyle maintained that the background radiation could have originated without a Big Bang, states Chandra Wickramasinghe, of the Cardiff University Center for Astrobiology. As cosmologists and astronomers keep researching, there will undoubtedly be many more theories to come. These new findings are what make the mysteries of the universe so exciting and what keep the search for knowledge an important issue for people who love learning about what lies beyond.
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The Plasma Universe Donald B. DeYoung, Ph.D. * Introduction
Recent reports of "wrinkles" in space have been promoted as a major victory for the Big Bang. This may or may not help explain the large-scale structure of the universe. Meanwhile, other fundamental problems remain, such as the origin of galaxies. The plasma model for the origin of the universe has arrived just in time to compete with the troubled Big Bang. 1 A popular book with the title, The Big Bang Never Happened, has summarized some of the weaknesses. Unfortunately, the writer is just as naive about origins as those he attacks: "Since nowhere do we see something emerge from nothing, we have no reason to think that this occurred in the distant past." 2 So much for an honest consideration of ex nihilo creation! The possible replacement for the Big Bang, plasma cosmology, is not really new; physicists like Hannes Alfven and Tony Perratt have been quietly promoting it for years. We will surely hear much more about the possible demise of the Big Bang and the rise of the plasma universe during the 1990's. 3 What is Plasma? The name "plasma" is applied to a high temperature gas when the outer electrons become separated from their atoms. It is a plasma which glows inside a fluorescent tube or an advertising sign. It also comprises such phenomena as lightning and the Northern Lights. The sun and most other stars are themselves giant spheres of plasma gas. The astronomy wordplasma was actually borrowed from medicine, where it identifies the colorless fluid component of the blood in which corpuscles are suspended. The term is well chosen, since ionized matter often appears to swirl and change in a lifelike manner. Figure 1. The tubes represent vast electrical currents of plasma in space; the circles show magnetic fields which surround the currents. In the plasma universe, galaxies are gradually formed by plasma interactions.
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In the proposed plasma universe, deep space is permeated with giant filaments of electrons and ions. These are not the hypothetical cosmic strings which supposedly involve higher dimensions of space. Instead, the plasma strands are thought to be real, physical entities. It is further proposed that these filaments twist together in space due to electromagnetic forces. Some of their vast energy is then converted into matter, and new galaxies are the eventual result (Figure 1). This plasma "theory of everything" seeks to explain almost every cosmic detail. Thus the intricate spiral arms of galaxies are said to reveal further interactions of the plasma filaments. Since galaxies contain 100 billion stars each and are 100 thousand light years across, the proposed plasma strands are clearly of immense energy and size. Cosmologists are not known for restraint in their speculation! Halton Arp concludes: "Cosmology is unique in science in that it is a very large intellectual edifice based on very few facts. Certainty in science cannot be forthcoming from minimal positions such as those which currently exist in cosmology." 4 A workable mechanism for star and galaxy formation from interacting plasma gases is not known. But, of course, such details were never understood for the Big Bang either! An Evaluation At first hearing, the plasma theory is attractive in that it nicely avoids some of the Big Bang problems. First, galaxy formation by tangled plasma strands might explain the large scale structure or "lumpiness" of the universe. If the initial plasma is not uniformly distributed, neither will be the resulting galaxies. Second, an overall radiation "fog" produced by cosmic plasma energy might result in the well-known smooth background radiation, usually attributed to initial heat from the Big Bang. Third, new mechanisms for a non-velocity red shift of starlight may be important; thus the plasma theory challenges even the basic assumption of an expanding universe. For the creationist, there is also a serious "downside" to the plasma universe. Four problems will be given: First, plasma adherents assume that the ionized universe is infinite in both age and size. That is, the universe is countless trillions of years old, and it will never end. This is really just a crafty way of saying that origin and destiny questions are meaningless! These important questions are ruled off limits by definition. With an infinite time scale, the plasma approach is much like the Steady State Theory of the 1950's (Table 1). Both of these theories, in turn, echo the anti-creation view of geologist James Hutton. In his Theory of the Earth(1785), he wrote about endless processes on the earth with "No vestige of a beginning, no prospect of an end.“ Second, the plasma universe fully accepts all aspects of slow stellar evolution, without reservation. In fact, hundreds of billions of years are assumed to be available for stellar processes. Third, the plasma universe is built on a wholesale extrapolation of size, over a scale of at least That is, the observed behavior of plasma in a small laboratory chamber is assumed to be duplicated on the vastly larger scale of galaxy clusters. Obviously, such unlimited extrapolation is unjustified. It is like studying a grain of dust and then equating its properties to a boulder that is a billion light years in diameter. As another comparison, consider that the divergent time views of evolutionists and recent creationists differ by "only" a factor of 106, 10 thousand years versus 10 billion. The unwarranted extrapolation of plasma properties throughout deep space is all too common in astronomy. It is similar to the modeling of galaxy formation on a computer, and then declaring that the computer simulation is reality. Must creationists be the only ones to blow the whistle on this poor logic? Fourth, the plasma universe assumes that electric and magnetic forces are dominant in space instead of gravity. However, it has not been shown that electromagnetism is capable of forming and shaping galaxies, even with unlimited time.
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Conclusion The plasma universe is currently enjoying success as a "Big-Bang basher." In due course, its own weaknesses will begin receiving more attention. The lesson is clear: Creationists should be especially cautious about accommodating new science ideas, even if they oppose evolutionary models like the Big Bang. The replacement may be even worse than the original problem! Steady State, Big Bang, Plasma — naturalistic theories of origins will continue to rise and fall. Further, the current crisis of theistic evolution in defending the Big Bang shows the embarrassing result of compromise. Those who have wrongly inserted the Big Bang into Genesis may someday be the only ones left to defend the idea of an initial explosion! The creation of the universe was supernatural, by definition, and will always remain beyond the understanding of skeptical cosmologists. This is not to say that the creation view closes the door to inquiry. Instead, it accepts the refreshing and truthful fact that there are limits to the domain of natural science. As matters stand at present, there is no better astronomic theory for the origin of the universe than the inspired explanation of Scripture. "By the word of the LORD were the heavens made; and all the host of them by the breath of His mouth For He spake, and it was done; He commanded, and it stood fast" (Psalm 33:6,9). ". . . for He commanded, and they were created" (Psalm 148:5).
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El "Big-Bang" generó enormes temperaturas y sus consecuencias aún persisten en el espacio: la radiación residual suministra una temperatura uniforme y medible de 3º F. El Universo podría continuar su expansión hasta alcanzar la nada absoluta; o tal vez, en algún punto, iniciar un nuevo proceso de condensación en un largo recorrido hacia un nuevo "Big-Bang". Durante las dos últimas décadas, se ha confirmado que el Universo no es un lugar tranquilo, sino que se trata de un espacio sometido a muy violenta actividad. Galaxias enteras continúan explotando, lanzadas por fuerzas gravitatorias de energía inimaginable. A su vez, ciertas estrellas de gran tamaño estallan en SUPERNOVAS, irradiando una energía equivalente a la de un billón de soles y proyectando al espacio despojos cósmicos que forman nuevas estrellas y planetas.
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Agujeros Negros- La luz de las estrellas que explotan puede tardar millones de años en llegar a la Tierra. Se va aceptando la tesis de la existencia de agujeros negros en el centro de algunas galaxias. Estos están provocados por la existencia de núcleos de altísima densidad que no-solo atraen y condensan la materia sino también la luz. En su interior pueden producirse nuevas explosiones gigantescas. La galaxia en explosión - La galaxia M82 puede ser un ejemplo de actualidad de la violencia espacial. Nubes de hidrógeno gaseoso, equivalentes en masa a 5 millones de soles, fueron arrojadas del núcleo a 160 km/s. Nebulosa Ojo de Gato; gigante roja NGC La materia de una estrella moribunda es expulsada hacia el espacio para ser reciclada y dar lugar a nuevas estrellas.
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NUESTRO GRUPO GALÁCTICO - En él coexisten unas TREINTA GALAXIAS unidas débilmente por la gravedad. LA TIERRA se encuentra en la segunda galaxia en extensión, LA VIA LACTEA, en la que conviven 100,000 millones de estrellas, dispuestas en espiral alrededor de un núcleo y acompañadas de grandes masas de nubes y polvo. Nuestro sol está a 33,000 años luz de ese núcleo y completa una órbita a su alrededor en 225 millones de años. Este largo espacio de tiempo toma el nombre de "AÑO CÓSMICO". LA GALAXIA ANDROMEDA, conocida como M31, es la mayor del grupo local. Está a unos 2 millones de años luz de nosotros y tiene 130,000 años luz de diámetro. "Cerca" de nuestra galaxia pueden observarse otras más pequeñas como Sculptor, Formax, Leo I y II, la LMC y SMC, siendo estas dos últimas las más próximas. Las galaxias conocidas son de dos tipos: 1-Espirales y 2-Elípticas
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La materia original del universo y la formación de las estrellas
La materia original del Universo fue el más simple de los elementos conocidos, el HIDROGENO. Durante el BIG-BANG las reacciones nucleares convirtieron el 20% del hidrógeno en helio, y las primeras estrellas se formaron por mezcla de 80% de hidrógeno con 20% de helio. El resto de la materia del Universo incluidos átomos más pesados, carbono y oxígeno, fue consecuencia de reacciones nucleares posteriores. La VIA LACTEA es una galaxia de tipo espiral y completa un giro en 2 millones de años. Los brazos enroscados se comprimen por una onda de alta densidad cada año cósmico. Desde su formación se estima que ha sufrido varias compresiones que, a su vez, fuerzan la concentración de las nubes de gases y la formación de estrellas. Estas estrellas se rompen y dan lugar a nuevas nubes, de menor tamaño, que, al contraerse de nuevo, se convierten en nuevas estrellas. Nuestro sistema solar se pudo formar así, a partir de una nube contraída que evolucionó hasta llegar a formar el actual sistema de planetas.
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EL SISTEMA SOLAR "Girando alrededor del sol, en el anchuroso cielo, Urano, está la Tierra, Gea. Sobre ella los humanos y los dioses, en permanente conflicto, tratan de encontrar el Origen de un Universo inmenso, inalcanzable, pleno de actividad de la materia y del tiempo“ El Sol, una estrella de tamaño medio ( kilómetros de diámetro), situada a dos tercios del centro de la galaxia, concentra el 99% de la materia del sistema solar. Suministra energía luz y calor, procedente de las reacciones nucleares que convierten el hidrógeno en helio. Su temperatura, en el centro, se mantiene entorno a los 15 millones de grados centígrados, lo que impide su contracción. Su masa central disminuye a razón de 4 millones de toneladas de hidrógeno por segundo. Cada gramo de hidrógeno quemado produce el calor equivalente a 100 billones de lámparas eléctricas. Todavía le queda combustible para seguir radiando energía durante miles de millones de años.
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El origen de la Tierra Nuestro planeta, La Tierra, fue formado hace miles de millones de años (alrededor de 4600 millones de años). Los cambios más dramáticos en la apariencia de nuestro planeta tuvieron lugar en los primeros 600 millones de años; en los siguientes 4 mil millones su forma ha variado muy poco. Las teorías de los científicos indican que una enorme nube de gas y polvo cósmico se condensó al transcurrir el tiempo y parte de los materiales de esa nube se unieron creando los planetas, lo dio origen a nuestro sistema solar. La tierra fue en un principio una esfera ardiente compuesta por roca derretida. Mucho tiempo después, la superficie de la tierra se fue enfriando y se creó la corteza terrestre; aunque en el interior del planeta la roca continúa fundida. Mientras proseguía el paulatino enfriamiento, tuvo lugar una intensa y prolongada actividad sísmica y volcánica, enormes cantidades de gases, principalmente de hidrógeno y amoniaco, fueron expulsados. Los gases y sus elementos se fueron separando por la acción de la luz solar y de innumerables eventos químicos, ello dio nacimiento al vapor de agua, se formaron las nubes en enormes cantidades y, al condensarse, cayeron lluvias interminables. Millones de años después, se formaron los océanos y la primitiva atmósfera, tuvieron que transcurrir más de mil millones de años más para que surgieran los primeros brotes de vida, presumiblemente en los pantanos y lagos.
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La Tierra es uno de los nueve planetas del sistema solar
La Tierra es uno de los nueve planetas del sistema solar. Es el quinto en tamaño y el único planeta con oxígeno y agua en abundancia: los ingredientes necesarios para la vida. INDICE
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HISTORIA DE LA GEOLOGIA Y SUS RAMAS
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GEOLOGIA Geología (del griego, geo, ‘tierra’ y logos, ‘conocimiento’, por lo tanto, tratado o conocimiento de la Tierra), campo de la ciencia que se interesa por el origen del planeta Tierra, su historia, su forma, la materia que lo configura y los procesos que actúan o han actuado sobre él.
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Ciencias de la Tierra o geociencias
RAMAS DE LA GEOLOGIA Ciencias de la Tierra o geociencias La geoquímica estudia la distribución y la abundancia de los elementos en las distintas partes de la tierra y se trata de explicar la distribución de los elementos en las rocas por medio de procesos geológicos La geofísica estudio de la física de la Tierra: anomalías de gravedad, discontinuidades en la propagación de ondas sísmicas- sismología, campo magnético de la tierra, etc.
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Geocronología (que usa métodos de datación)
la paleontología estudio de la vida de épocas geológicas pasadas; estudio de los fósiles: Hidrología y de oceanografía estudio del agua Cartografía (mapas) y la geodesia (topografía).- medición de la superficie terrestre Petrología Estudio de las rocas, su origen, los procesos de su formación, su composición. Mineralogía Estudio de los minerales: Estructuras internas de los minerales, composición química, clasificación. Geología estructural Análisis e interpretación de las estructuras tectónicas en la corteza terrestre. Conocimiento de las fuerzas en la corteza que producen fracturamiento, plegamiento y montañas. Sedimentología Estudio de los sedimentos (arena, arenisca, grava, conglomerado) y su formación. Análisis del ambiente de deposición como los propiedades físicas en el agua de un río Geomorfología ciencia que tiene por objeto la descripción y la explicación del relieve terrestre, continental y submarino Geología económica exploración de yacimientos metálicos o no-metálicos. Evaluación de la economía de un yacimiento o producto mineralico.
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Ingeniería geológica Petrografía un ramo de la petrología, que se ocupa de la descripción de las rocas, de su contenido mineral y de su textura, de la clasificación de las rocas. Geología Regional estudia la geología de distintas regiones Hidrogeologia investigaciones de la cantidad y calidad del agua subterránea Geología Histórica Estudio de las épocas geológicas Estratigrafía estudio de las rocas estratificadas, por su naturaleza, su existencia, sus relaciones entre si y su clasificación. Mecánica de suelos Estudio de las propiedades de los suelos Geología Ambiental estudio relacionado con el ambiente
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GEOLOGIA La geología no sólo implica el estudio de la superficie terrestre, también se interesa por el interior del planeta.
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HISTORIA DE LA GEOLOGIA COMO CIENCIA
XENOPHANES (600 años ante Cristo): Los fósiles eran animales, que vivieron antes. HERODOTOS (450 años ante Cristo): Una inundación del río Nilo produce una capa muy delgada de sedimentos, concluyó que la formación del delta del Nilo debe haber pasado dentro de varios miles de años. HERODOTUS
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STRABO (63 a. Cristo -19 después Cristo): Movimiento de la tierra en la forma vertical: por eso hay fósiles del mar en las montañas altas. Explicación de las fuerzas tectónicas.
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AVICENNA ( ): Clasificación de Minerales, descripción de las rocas sedimentarias, erosión. Los procesos geológicos son lento no como un diluvio en acción.
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BIRUNI (973-1048): Medición del peso específico de los minerales.
LEONARDO DA VINCI ( ): Describió la fosilización, el cambio de un animal a un fósil. Rechazó la idea de un diluvio mundial.
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FRACASTORO (1517): ¿Porqué se murieron los animales qué vivieron en el mar a causa de un diluvio mundial? (La mayoría de los científicos de esta época indicaron los fósiles como un apoyo de la teoría de un diluvio global) AGRICOLA ( ): Los primeros libros científicos sobre la geología y metalurgia ( " De re metallica").
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STENO o STENSEN, Nils ( ): La primera ley geológica: Los estratos superiores son más jóvenes que los estratos inferiores. El siglo 18: Dos teorías en competencia: a) Neptunistas: Todas las rocas tienen sus raíces en la deposición en los mares(WERNER) b) Plutonistas o Vulcanistas: Todas las rocas se forman por magma (vienen de una fundición) (HUTTON)
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SMITH, William ( ): Segunda ley geológica: Cada estrato tiene su contenido característico en fósiles. LYELL ( ): Principio de actualismo: Los procesos en el pasado fueron los mismos como hoy y viceversa. DARWIN, Charles: Publicó 1859 "On the Origin of species by natural selection. La teoría de la evolución por selección natural. -
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DANA (1873): Teoría de los geosinclinales: explicación de la formación de montañas; rechazo de acciones catastróficos como formador de montañas KELVIN (1897): Kelvin dedujo la edad de la tierra por su velocidad del enfriamiento: millones años RUTHERFORD (1905): Primer medición de una edad absoluta (U/He): Edad de la tierra mayor de 2 ga. ( ). hasta 1906: Teorías geotectónicas: teoría de la expansión de la tierra, teoría de la contracción de la tierra y la teoría de geosinclinales
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WEGENER (1912) Teoría de la deriva continental: Los continentes están flotando (se mueven!) algunos se separaron o se chocaron: Está teoría fue rechazada en está época, pero en los años ´60/´70 fue aceptada por la gran mayoría de los científicos. NIER & MATTAUCH (1930): Primer espectrómetro de masas, para determinar diferentes isótopos de un elemento. SCHUCHERT (1931): Datación radiométrica de la tierra con 4 ga. (4 giga años= 4,000,000,000 años) INDICE
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El origen de la vida y del hombre
INDICE
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Esta hipótesis de la evolución incide directamente en la interpretación de los restos de humanos primitivos que se descubren. Según la anterior teoría de la progresión continua, la especie humana se habría desarrollado con transformaciones pequeñas y progresivas, de manera que los restos paleontológicos deberían mostrar, a través de los restos encontrados, estos pequeños cambios que se sumarían en el tiempo e irían del australopitecus, dos millones de años atrás, hasta el homo sapiens sapiens actual, lo que no sucede (por eso se habla del "eslabón perdido" que nunca nadie puede hallar), en cambio, con la teoría de evolución a saltos, queda en claro que no puede haber una estela de rastros antropológicos que indiquen transformaciones óseas en una secuencia continua, sino que se encuentran grandes diferencias cualitativas súbitas, ya que la evolución opera por cambios de grandes saltos cualitativos (debido a especímenes mutantes) que aparecen en un momento dado. Así se explica que falten especímenes, porque no se trata de cambios continuos.
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Australophitecus anamensis
Este individuo de 3.9 – 4.2 mil. de años de antigüedad encontrado en Kenia fue en Sus muelas poseían gruesos esmaltes, por lo que se deduce que no comía solo hojas y frutos sino alimentos más duros. Vivió en un ambiente forestal pero más abierto que el de sus antepasados ramidus y caminaba erguido. Presentaban un claro dimorfismo sexual en tamaño corporal. Es posible que formaran comunidades de varios machos emparentados, en las que cada uno agruparía un pequeño harén de hembras. Aunque sería también bípedo, la gran longitud de sus miembros delanteros nos habla todavía de una gran capacidad para trepar a los árboles, por lo que aún no se habría dado el paso definitivo de bajar al suelo. Australophitecus anamensis
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Australophitecus afarensis
El Australopitecos afarensis era un homínido de pequeña talla (1,10 a 1,30 metros), con una capacidad craneana entre los 300 y 400 cm3. La cara se proyectaba hacia delante. Los miembros eran robustos y la morfología del miembro inferior y las huellas muestran su bipedismo. El conocimiento del modo de vida del Australopitecos afarensis es bastante limitado. Vivían en pequeños grupos, en un medio de sabana, cerca de los puntos de agua o lagos del Valle del Rift. El Australopitecos Africanus y Australopitecos Robustus, de 3 a 1 millones de años Australophitecus afarensis
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Australophitecus Africanus
Hasta donde podemos decir, A. africanus es bastante parecido a Australopitecos Afarensis en tamaño y proporciones corporales. Sus cerebros eran un poco más grandes, alcanzando un promedio de 440 cc, pero sus caras aún sobresalían marcadamente, y sus dientes eran similares. Australophitecus Africanus
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Australophitecus rudolphensis
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Autralophitecus boisei
Esta especie ha sido descrita "como A. robustus, pero más", ya que tiene un cráneo más desarrollado incluso, muelas más expandidas, y más pequeños caninos e incisivos. Los medioambientes en que P. boisei vivía varían considerablemente. En Olduvai los fósiles estaban depositados cerca de un lago; cerca del borde de éste crecían árboles, pero daban paso rápidamente a una pradera seca. Autralophitecus boisei
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Homo hábilis El primer Homo que se ha encontrado es el Homo habilis.
Se observa como dato importante un enorme incremento en su tamaño cerebral, que se ha calculado entre 650 cm3 hasta 800 cm3, en un cráneo aplastado llamado 1470, encontrado en Koobi Fora. Los restos se han hallado en Kenia, en la localidad de Koobi Fora y en Tanzania, en la conocida Garganta de Olduvai. Homo hábilis
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El homo erectos deriva de ciertas formas evolucionadas de homo Habilis (Homo 1470 de Koobi Fora). Restos de este homínido (bóveda craneana, fémur) fueron descubiertos en Java por E. Dubois, discípulo de Darwin. En Dubois publica una memoria “Pithecanthropus erectus...”. Al homo erectus se debe la conquista de las zonas de clima templado. También son responsables de los primeros bifaces, la domesticación del fuego, el uso de colorantes, y la invención de la técnica de Levollois. Son unos homínidos caracterizados por: 1. Capacidad craneana media de 1000 cm3 2. Cráneo alargado y aplanado con la frente huidiza 3. Arco supra-orbital es macizo y existe una depresión post-orbital marcada 4. Paredes craneales son gruesas 5. Cara se proyecta hacia delante 6. Mandíbula es maciza y esta desprovista de mentón 7. Piezas dentarias son muy grandes Homo erectus
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Homo Neanderthalensis
Sus cráneos eran menos humanos que los nuestros ya que tienen protuberancia sobre los ojos dientes mandíbulas salientes hacia enfrente inclinaba hacia atrás ligeramente hundida Homo Neanderthalensis
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Homo heidelbergensis.
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Árbol genealógico que representa la posible evolución del hombre
Árbol genealógico que representa la posible evolución del hombre. Hace algún tiempo, el diagrama hubiera sido una línea recta, pero en la actualidad los especialistas piensan que la situación fue más compleja
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Un cerebro para sobrevivir
La evolución del ser humano La Era de los mamíferos
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EL ORIGEN DE LA VIDA
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Durante mucho tiempo, la investigación de los orígenes de la vida no fue más que un debate basado en la metafísica y las creencias religiosas. De hecho, la mayor parte de las religiones enseñan que los seres vivos han sido creados a partir de la nada o de un caos original por una divinidad, una “mano” que crea y pone orden.
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El conjunto de fenómenos que han determinado la aparición de seres vivientes en la Tierra. La idea de un proceso único, procede directamente de las teorías evolucionistas de Charles Darwin, según las cuales todos los seres vivos descienden de un ancestro único.
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CARLOS DARWIN JESUCRISTO
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1.-En el principio Dios creo los cielos y la tierra
2.-Y la tierra estaba desordenada y vacía y las tinieblas estaban sobre la faz del abismo, y el Espíritu de Dios se movía sobre la faz de las aguas. 3.-y dijo Dios: sea la luz; y fue la luz. 4.- y vio Dios que la luz era buena; y separo Dios la luz de las tinieblas. 5.- Y llamo Dios a la luz Día, y a las tinieblas llamo noche. Y fue la tarde y la mañana un día 6.- Luego dijo Dios: Haya expansión en medio de las aguas, y separe las aguas de las aguas. 7.- E hizo Dios la expansión y separo las aguas que estaban debajo de la expansión de las aguas que estaban sobre la expansión, y fue así 8.- y llamo dios a la expansión Cielos. Y fue la tarde y la mañana el dia segundo. 9.- Dijo también Dios Júntense las aguas que están debajo de los cielos en un lugar, y descúbrase lo seco. Y fue así.
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10.- y llamo Dios a lo seco tierra, y a la reunión de las aguas llamo mares, y vio dios que era bueno. 11.-después dijo Dios; produzca la tierra hierba verde, hierba que de semilla; árbol de fruto que de fruto según su genero, que su semilla este en el, sobre la tierra, y fue así. 12.- produjo, pues la tierra hierba verde, hierba que da semilla según su naturaleza y árbol que da fruto cuya semilla esta en el 13.- y fue la tarde y la mañana el día tercero. 14.- Dijo luego Dios: haya lumbreras en la expansión de los cielos para separar el día y la noche; y sirvan de señales para las estaciones, para días y años 15.- y sean por lumbreras en la expansión de los cielos para alumbrar sobre la tierra, y fue así 16.- e hizo dios las dos grandes lumbreras la lumbrera mayor para que señorease en el día, y la lumbrera menor para que señoreasen la noche: hizo también las estrellas. 17.- y las puso Dios en la expansión de los cielos para alumbrar sobre la tierra. 18.- y para señorear en el día y en la noche, y para separar la luz de las tinieblas y vio Dios que era bueno
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19.- y fue la tarde y la mañana el día cuarto.
20.- dijo Dios: Produzcan las aguas seres vivientes, y aves que vuelen sobre la tierra, en la abierta expansión de los cielos 21.- y creo Dios los grandes monstruos marinos, y todo ser viviente que se mueve, que las aguas produjeron según su genero, y toda ave alada según su especie, y vio Dios que era bueno. 22.- y dios los bendijo, diciendo: Fructificad y multiplicaos, y llenad las aguas en los mares y multiplíquense las aves en la tierra 23.- y fue la tarde y la mañana el día quinto. 24.- luego dijo Dios: Produzca la tierra seres vivientes según su genero, bestias y serpientes y animales de la tierra según su especie. Y fue así. 25.- e hizo Dios animales de la tierra según su genero. Y ganado según su genero y todo animal que se arrastra sobre la tierra según su especie y vio Dios que era bueno. 26.- Entonces dijo Dios: hagamos al hombre a nuestra imagen, conforme a nuestra semejanza y señoree en los peces del mar, en las aves de los cielos, en las bestias, en toda la tierra y en todo animal que se arrastre sobre la tierra. 27.- y creo Dios al hombre a su imagen , a imagen de Dios lo creo; varón y hembra los creo.
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28.- Y los bendijo dios y les dijo: fructificaos y multiplicaos llenar la tierra y sojuzgadla, y serenad en los peces del mar, en las aves de los cielos y en todas las bestias que se mueven sobre la tierra. 29.- y dijo Dios: he aquí que os he dado toda planta que da semilla, que esta sobre toda la tierra y todo árbol en que hay fruto y que da semilla os será para comer. 30.- y a toda bestia de la tierra y a todas las aves de los cielos y a todo lo que se arrastra sobre la tierra en que hay vida toda planta verde les será para comer y fue así.
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TEORIA RELIGIOSA El origen del universo La Biblia comienza con esta declaración: “En el principio creó Dios los cielos y la tierra”. Las palabras hebreas para cielos y tierra son shamayin y erets. Cada vez que las dos palabras aparecen unidas en la literatura hebrea se refieren a todo el universo físico. La palabra hebrea para “creó”, bara, se refiere siempre a la actividad divina. La palabra enfatiza lo nuevo del objeto creado. Significa traer a la existencia algo completamente nuevo, algo que previamente no existía. Génesis 1:1 habla de Dios como creando - originando - los componentes fundamentales (todo el espacio, el tiempo, la materia, la energía, las galaxias, las estrellas, los planetas, etc.) del universo.
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2-La tierra estaba sin forma, desorganizada 3-La tierra estaba vacía
Génesis 1:2 también establece tres condiciones iniciales del planeta tierra: 1-Estaba oscuro sobre la superficie del océano 2-La tierra estaba sin forma, desorganizada 3-La tierra estaba vacía Dado que Génesis 1 enfoca la introducción de la vida en la tierra, las expresiones sin forma y vacía se interpretan mejor en el contexto de la vida. Es decir, la Biblia dice que en su estado inicial la tierra no estaba en condiciones de soportar la vida y estaba literalmente “vacía” de vida. Se nos dice, además, que la atmósfera de la tierra (y/o los residuos interplanetarios) bloqueaba la luz que existe en todo el universo. La luz no podía pasar hasta la superficie. La física de la formación de estrellas y planetas confirma que la tierra primitiva realmente debería tener una atmósfera (o nube de residuos) opaca a la luz. Dichos estudios confirman que las condiciones de la tierra primitiva la hacían completamente no-apta para la vida.
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Con el punto de vista y las condiciones iniciales establecidas, estamos en condiciones de interpretar correctamente el relato cronológico bíblico de los eventos. Lo que alguna vez pareció desconcertante o incorrecto ahora se vuelve comprensible y posible de demostrar como acertado. Puede ser útil notar, también, que se usan seis verbos hebreos distintos para la obra creadora de Dios. La tabla más abajo da los once hitos principales en orden, indicando un equivalente en español para cada uno de esos verbos. Bara aparece en el manuscrito sólo dos veces luego de Génesis 1:1: una vez para la creación de los nephesh o animales que parecen tener alma - animales que tienen mente, voluntad y emociones (vale decir, aves y mamíferos) - y otra vez para la creación de adam o seres con espíritu - aquellas criaturas dotadas con la capacidad de responder a Dios mismo.
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Esta teoría aún provoca en algunas personas reacciones parecidas a las que provocó en su tiempo, algunos predicadores de Estados Unidos la niegan y no aconsejan que a los niños se les enseñe en la escuela, pero la Teoría de la Evolución se manifiesta por todas partes. Las pruebas que la demuestran son tan rotundas que hay que tener una venda en los ojos para no verlas. En la actualidad, a la teoría de Darwin se han sumado los descubrimientos en genética y los estudios de otros científicos matizándola, pero todos están de acuerdo en que la selección natural funciona.
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Darwin vio publicado en una revista científica el siguiente articulo “ sobre la ley que a regido la aparición de especies nuevas” su autor un tal Alfred Russel Wallace. La tesis: la vida no se creaba sin cesar, sino que se desarrollaban poco a poco formas nuevas de las viejas. de forma contraria a la que se podría pensar, Darwin y Wallace no fueron rivales y nunca tuvieron celos profesionales. Probablemente sintieron un gran alivio al saber que no estaban solos, pues reconocer estas ideas ponía en peligro tanto sus carreras profesionales y prestigio. Coincidían en todo menos en la inteligencia y habla humanas, Wallace las explicaba mediante causas sobrenaturales, colocando el origen humano fuera de la selección natural. Darwin rechazó esta idea y fue fiel a la selección natural para absolutamente todas nuestras características
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Está teoría, al contrario que la de Darwin, ha sido siempre un ejemplo claro y sencillo de la aplicación del método inductivo. Esta teoría se sigue explicando en las escuelas. Los conceptos del gen se siguen explicando con un enfoque un poco antiguo y claro hay que reconocer que nunca se ha pretendido presentar la teoría de Mendel como una teoría de la evolución.
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TEORIA DE LA GENERACION ESPONTANEA
según la cual los seres vivos nacen de la tierra o de cualquier otro medio inerte, se difundió durante la edad media y se mantuvo sin oposición hasta el siglo XVII.
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LA IDEA DE LA GENERACION ESPONTANEA FUE ABANDONADA
Fue preciso esperar a 1859, año en que estalló una ruidosa polémica que enfrentó a Louis Pasteur con un naturalista de Ruán llamado Félix-Archimède Pouchet, para que se abandonase oficialmente la idea de la generación espontánea. Pasteur, convencido de que todos los seres vivientes, por diminutos que fuesen, procedían de ‘gérmenes’ que flotaban en el aire, realizó una serie de experimentos que dieron lugar a la técnica de esterilización de medios de cultivo, de donde procede directamente toda la bacteriología moderna
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LA IDEA DEL SIGLO XIX En el siglo XIX surgió la idea de que la vida tenía un origen extraterrestre: los meteoritos que chocan contra nuestro planeta habrían depositado gérmenes procedentes de otro. En 1906, el químico Svante Arrhenius propuso la hipótesis de que los gérmenes habían sido transportados por la radiación luminosa. Estas teorías fueron refutadas algunos años más tarde por Paul Becquerel, quien señaló que ningún ser viviente podría atravesar el espacio y resistir las rigurosas condiciones que reinan en el vacío (temperatura extremadamente baja, radiación cósmica intensa, por ejemplo). Además, estas soluciones a medias no hacen sino desplazar el problema, pues, aun admitiendo el origen extraterrestre de la vida, quedaría por averiguar cómo ha aparecido en otros planetas.
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TEORIA DE LAS MOLECULAS BIOLOGICAS
Se basaba en el conocimiento de las condiciones físico-químicas que reinaban en la Tierra hace a millones de años. Oparin postuló que, gracias a la energía aportada primordialmente por la radiación ultravioleta procedente del Sol y a las descargas eléctricas de las constantes tormentas, las pequeñas moléculas de los gases atmosféricos (H2O, CH4, NH3) dieron lugar a unas moléculas orgánicas llamadas prebióticas.
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FUENTES HIDROTERMALES Y ORIGEN DE LA VIDA
En el océano Pacífico, a muchos miles de metros de profundidad, se han descubierto fuentes hidrotermales de agua que brota a una temperatura de 350 ºC y está cargada de numerosas sustancias, entre ellas sulfuro de hidrógeno y otros compuestos de azufre. Alrededor de estas fuentes abunda la vida y proliferan unas bacterias quimiosintéticas que extraen su energía de los compuestos azufrados del agua y que, de este modo, reemplazan a los organismos fotosintéticos, que toman la energía de la luz solar (además, estas bacterias no pueden vivir en medios con oxígeno). Las condiciones de vida que reinan en la proximidad de estas fuentes recuerdan bastante a las comunes hace millones de años. Por eso algunos investigadores defienden la hipótesis de que la vida apareció en el fondo oceánico, cerca de estas fuentes hidrotermales, y no en la superficie, en las charcas litorales expuestas a la luz solar intensa.
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PRIMEROS INDICIOS DE VIDA
La Tierra se formó hace millones de años. Cerca de millones de años más tarde ya albergaba seres vivos. Los restos fósiles más antiguos conocidos se remontan a hace millones de años y demuestran la presencia de bacterias, organismos rudimentarios procariotas y unicelulares. Muy recientemente se han descubierto pruebas de vida aún más antiguas en forma de indicios de actividad fotosintética con una antigüedad de millones de años; estas pruebas se han obtenido mediante el análisis de restos de materia orgánica que no se encontraban en forma de fósiles identificables.
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EL ORIGEN DE LA VIDA Y LA TEORIA DE OPARIN-HALDANE
Con el transcurso de los años y habiendo sido rechazada la generación espontánea, fue propuesta la teoría del origen físico-químico de la vida, conocida de igual forma como teoría de Oparin – Haldane. La teoría de Oparin- Haldane se basa en las condiciones físicas y químicas que existieron en la Tierra primitiva y que permitieron el desarrollo de la vida. De acuerdo con esta teoría, en la Tierra primitiva existieron determinadas condiciones de temperatura, así como radiaciones del Sol que afectaron las sustancias que existían entonces en los mares primitivos. Dichas sustancias se combinaron dé tal manera que dieron origen a los seres vivos.
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En 1924, el bioquímico Alexander I
En 1924, el bioquímico Alexander I. Oparin publicó "el origen de la vida", obra en que sugería que recién formada la Tierra y cuando todavía no había aparecido los primeros organismos, la atmósfera era muy diferente a la actual, según Oparin, eta atmósfera primitiva carecía de oxigeno libre, pero había sustancias como el hidrógeno, metano y amoniaco. Estos reaccionaron entre sí debido a la energía de la radiación solar, la actividad eléctrica de la atmósfera y a la de los volcanes, dando origen a los primeros seres vivos. En 1928, John B. S. Haldane, biólogo ingles, propuso en forma independiente una explicación muy semejante a la de Oparin. Dichas teorías, influyeron notablemente sobre todos los científicos preocupados por el problema del origen de la vida.
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Condiciones que permitieron la vida
Hace aproximadamente 5,000 millones de años se formo la Tierra, junto con el resto del sistema solar. Los materiales de polvo y gas cósmico que rodeaban al Sol fueron fusionándose y solidificándose para formar todos los planetas. Cuando la Tierra se condenso, su superficie estaba expuesta a los rayos solares, al choque de meteoritos y a la radiación de elementos como el torio y el uranio. Estos proceso provocaron que la temperatura fuera muy elevada. La atmósfera primitiva contenía vapor de agua (H2O), metano (CH4), amoniaco (NH3), ácido cianhídrico (HCN) y otros compuestos, los cuales estaban sometidos al calor desprendido de los volcanes y a la radiación ultravioleta proveniente del sol. Otra característica de esta atmósfera es que carecía de oxigeno libre necesario para la respiración Como en ese tiempo tampoco existía la capa formada por ozono, que se encuentra en las partes superiores de la atmósfera y que sirven para filtrar el paso de las radiaciones ultravioletas del sol, estas podían llegar en forma directa a la superficie de la Tierra. También había gran cantidad de rayos cósmicos provenientes del espacio exterior, así como actividad eléctrica y radiactiva, que eran grandes fuentes de energía. Con el enfriamiento paulatino de la Tierra, el vapor de agua se condeno y se precipitó sobre el planeta en forma de lluvias torrenciales, que al acumularse dieron origen al océano primitivo, cuyas características definieran al actual.
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¿CÓMO FUERON LOS PRIMEROS ORGANISMOS?
Los elementos que se encontraban en la atmósfera y los mares primitivos se combinaron para formar compuestos, como carbohidratos, las proteínas y los aminoácidos. Conforme se iban formando estas sustancias, se fueron acumulando en los mares, y al unirse constituyeron sistemas microscópicos esferoides delimitados por una membrana, que en su interior tenían agua y sustancias disueltas. Estos tipos de sistemas pluricelulares, podemos estudiarlos a partir de modelos parecidos a los coacervaros (gotas microscópicas formadas por macromoléculas a partir de la mezcla de dos soluciones de estas, son un posible modelo precelular). Estos son mezclas de soluciones orgánicas complejas, semejantes a las proteínas y a los azúcares. Oparin demostró que en el interior de un coacervado ocurren reacciones químicas que dan lugar a la formación de sistemas y que cada vez adquieren mayor complejidad. Las propiedades y características do los coacervados hacen suponer que los primeros sistemas precelulares se les parecían mucho.
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Los sistemas pre-celulares similares a los coacervados sostienen un intercambio de materia y energía en el medio que los rodea. Este tipo de funciones también las realizan las células actuales a través de las membranas celulares. Debido a que esos sistemas pre-celulares tenían intercambio con su medio, cada vez se iban haciendo más complejos, hasta la aparición de los seres vivos. Esos sistemas o macromoléculas, a los que Oparin llamo PROTOBIONTES, estaban expuestos a las condiciones a veces adversas del medio, por lo que no todos permanecieron en la Tierra primitiva, pues las diferencias existentes entre cada sistema permitían que solo los más resistentes subsistieran, mientras aquellos que no lo lograban se disolvían en el mar primitivo, el cual ha sido también llamado SOPA PRIMITIVA.
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Después, cuando los protobiontes evolucionaron, dieron lugar a lo que Oparin llamo EUBIONTES, que ya eran células y, por lo tanto, tenían vida. Según la teoría de Oparin – Haldane, así surgieron los primeros seres vivos. Estos primeros seres vivos eran muy sencillos, pero muy desarrollados para su época, pues tenían capacidad para crecer al tomar sustancias del medio, y cuando llegaban a cierto tamaño se fragmentaban en otros más pequeños, a los que podemos llamar descendientes, estos conservaban muchas características de sus progenitores. Estos descendientes iban, a su vez, creciendo y posteriormente también se fragmentaban; de esta manera inicio el largo proceso de evolución de las formas de vida en nuestro planeta.
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La teoría de Oparin fue experimentada con validez por Stanley Miller en 1953, como parte de su tesis doctoral dirigida por H. Urey; consiguiendo obtener compuestos orgánicos complejos después de reproducir las condiciones primitivas del planeta en un aparato diseñado al efecto. Miller creó un dispositivo, en el cual la mezcla de gases que imitan la atmósfera primitiva, es sometida a la acción de descargas eléctricas, dentro de un circuito cerrado en el que hervía agua y se condensaba repetidas veces. Se producían así moléculas orgánicas sencillas, y a partir de ellas otras más complejas, como aminoácidos, ácidos orgánicos y nucleótidos. Se abrió así camino a la obtención de numerosas moléculas orgánicas. En condiciones de laboratorio se han conseguido sintetizar azúcares, glicerina, aminoácidos, polipéptidos, ácidos grasos, o porfirinas que es la base de la clorofila y hemoglobina, etc.
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Una condición indispensable para la evolución de la vida a partir de materia orgánica no viva, era la existencia de una atmósfera terrestre carente de oxígeno libre (véase el artículo Formación de las primeras células). En opinión de Haldane, que sostenía esa idea, durante el proceso biogenético los compuestos orgánicos no podrían ser estables en una atmósfera oxidante (con O2); serían los organismos fotosintéticos los que posteriormente producirían el O2 atmosférico actual. La vida surgió en unas condiciones ambientales muy distintas a las actuales, las de la Tierra primitiva, a partir de moléculas orgánicas que no competían con ningún otro organismo vivo
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En resumen, la vida surgió en unas condiciones ambientales muy distintas a las actuales, las de la Tierra primitiva, a partir de moléculas orgánicas que no competían con ningún otro organismo vivo. Mediante la intervención de la selección natural se habrían ido diversificando hasta los actuales organismos. Aparato con el que Stanley Miller dio validez a la teoría de Oparin. A través del dispositivo circula una mezcla de metano, hidrógeno y amoniaco, junto con vapor de agua recalentado. Se forman varias biomoléculas importantes, sobre todo aminoácidos. 1-matraz de 500 c.c. de agua; 2-acumulación de los materiales condensados; 3-condensador; 4-chispa eléctrica; 5-electrodos de tungsteno INDICE
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LAS ERAS GEOLÓGICAS INDICE
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CRITERIOS DE DIVISIÓN DE ERAS GEOLÓGICAS
Los sedimentos de la corteza terrestre constan de sistemas principales de estratos, cada uno esta subdividido en estratos menores propuestos. Las capas de rocas sedimentarias se formaron por acumulación de lodo en el fondo de los océanos, mares y lagos.
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EONES ERAS PERÍODOS ÉPOCAS Precámbrico Arcaica Precámbrico ( ) Fanerozoico Paleozoica 1. Cámbrico ( ) 2. Ordovícico ( ) 3. Silúrico ( ) 4. Devónico ( ) 5. Carbonífero ( ) 6.Pérmico ( ) Mesozoica 1. Triásico ( ) inferior ( ) superior ( ) 2. Jurásico ( ) Inferior ( ) inferior ( ) superior ( ) 3. Cretácico (145-66) inferior (145-98) superior (98-66) Cenozoica Terciario (65-1,7) 1. Paleoceno (65-56) 2. Eoceno (55-38) 3. Oligoceno (37-24) 4. Mioceno (23-6) 5. Plioceno (5 - 1,7) Cuaternaria Cuaternario (1,7 - hoy)
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ERAS GEOLOGICAS ARCAICA O AZOICA. Aunque la corteza terrestre estaba ya solidificada y se habían formado las rocas ígneas, las altas temperaturas impidieron la aparición de la vida. ARQUEOZOICA O PROTEROZOICA. Surgieron en el agua las formas más elementales de vida. Además de las plantas inferiores aparecieron colonias de algas, amebas, etc. Se formaron también las rocas sedimentarias. PRIMARIA O PALEOZOICA. Atmósfera y formación de rocas calizas. 5 periodos: CÁMBRICO ( millones de años. Helechos, musgos, corales, trilobites, escorpiones, esponjas, etc. SILÚRICO DEVÓNICO CARBONÍFERO PÉRMICO SECUNDARIA O MESOZOICA. Reptiles. 3 Periodos: Triásico ( millones de años) Jurasico ( millones de años) Cretácico ( millones de años) TERCIARIA O CENOZOICA. Mamíferos. Intensa actividad volcánica. 3 periodos. Paleógeno. 3 eras: Paleoceno ( millones de años) Eoceno (55-35 millones de años) Oligoceno (35-25 millones de años) Neógeno: 2 eras Mioceno (25-12 millones de años) Plioceno (12-1 millones de años) Cuaternario o Antropozoica. Glaciaciones. Desaparición y aparición de especies. Homo neanderthalensis y Homo sapiens
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Formación del planeta a 570 millones de años
LA ERA AZOICA Formación del planeta a 570 millones de años Conocida como ERA AZOICA. Significa sin vida, por que en ella no aparecen plantas, animales u organismos unicelulares. PERIODO ARCAICO La actividad volcánica intensa Atmósfera primitiva, compuesta sobre todo de vapor de agua, dióxido de carbono (CO2), nitrógeno, amoníaco (NH3), sulfuro de hidrógeno (H2S) y metano (CH4) y carente de oxígeno. El enfriamiento paulatino de la atmósfera. condensación del vapor y la formación de un océano primitivo que recubría gran parte del planeta
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SE CALCULA QUE DURÓ HASTA HACE UNOS 500 MILLONES DE AÑOS
PERIODO ARCAICO SE CALCULA QUE DURÓ HASTA HACE UNOS MILLONES DE AÑOS La actividad volcánica intensa Atmósfera primitiva, compuesta sobre todo de vapor de agua, dióxido de carbono (CO2), nitrógeno, amoníaco (NH3), sulfuro de hidrógeno (H2S) y metano (CH4) y carente de oxígeno. El enfriamiento paulatino de la atmósfera. condensación del vapor y la formación de un océano primitivo que recubría gran parte del planeta.
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Formación de cadenas montañosas
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ORGANISMOS EXISTENTES EN ESTE PERIODO
CELULAS PROCARIOTICAS PRIMERAS BACTERIAS ALGAS DE MAR
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ERA PALEOZOICA 570 a 290 MILLONES DE AÑOS
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CARACTERISTICAS PRINCIPALES
Significa “vida antigua”. Colonización de la tierra por los seres vivos, comenzando pro las plantas y luego los animales.
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LA ERA PALEOZOICA SE DIVIDE EN SEIS PERIODOS:
CAMBRICO ORDIVICICO SILÚRICO DEVÓNICO CARBONÍFERO PÉRMICO
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Periodo cámbrico (570 a 510 millones de años)
Al principio de este período una explosión de vida pobló los mares, pero la tierra firme permaneció estéril, la vida animal estaba confinada por completo a los mares. Fauna compuesta por Trilobites (50 cms.), lombrices, Caracoles, Esponjas y peces primitivos
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Trilobites
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Periodo ordovícico (510 a 439 millones de años)
Los mares se retiraron, dejando grandes áreas descubiertas Los continentes de esa época se acercaban unos a otros Intensa actividad volcánica Se elevaron las montañas Clima bastante parejo y tibio en toda la Tierra.
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FAUNA Los trilobites empiezan a declinar Aparecen los corales
Peces con escudo óseo externo y sin mandíbulas
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Periodo silúrico (439 a 408.5 millones de años)
El nivel de los mares tiende a variar Se produjeron grandes plegamientos de la corteza terrestre El clima fue templado y muy seco en algunas zonas
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Vegetación Lirios marinos
La vida vegetal en tierra bajo la forma de plantas simples llamadas psilofitas, que tenían un sistema vascular (tejidos que transportan el alimento) para la circulación de agua
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Fauna Corales Ostrácodos (Crustáceos) Peces primitivos
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Periodo devónico (408,5 a 362,5 millones de años)
Se conoce también como la edad de los peces, por la abundancia de sus fósiles Época de gran actividad volcánica Formación de las montañas El clima era cálido y había abundantes lluvias
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FAUNA Edad de los Peces Categocéfalo: anfibio Escorpiones Tisanuros
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CELACANTO
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Periodo carbonífero (362,5 a 290 millones de años)
Fuertes movimientos de la corteza terrestre Se alzó el fondo de los mares Se originaron cadenas de montañas por el plegamiento de las capas externas de la corteza Otras áreas se sumergieron Convergencia de los dos grandes supercontinentes Laurasia y Gondwana hacia la formación de la segunda Pangea
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FAUNA Los Reptiles más antiguos Insectos Voladores Cucarachas
Los anfibios se extendieron Aparecieron las libélulas
160
VEGETACIÓN Las plantas dominantes eran los licopodios con forma de árbol Los equisetos Los helechos y unas plantas extintas llamadas pteridospermas o semillas de helecho.
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Periodo pérmico (290 a 245 millones de años)
Las zonas continentales se unieron en un único continente llamado Pangea II Pangea II se sitúa en la cercanía del polo sur, por lo que se produce una fuerte glaciación El periodo termina con una gran extinción en masa de muchos organismos que acabó con más de un 90% de las especies marinas existentes.
162
FAUNA Pareiasaurios:Reptil Odonata Titanophasma Piojos masticadores
Hemípteros Neurópteros.
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200 millones hasta 70 millones de años
ERA MESOZOICA 200 millones hasta 70 millones de años
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LA ERA DE LOS DINOSAURIOS
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CARACTERISTICAS GEOLÓGICAS:
Es la edad de los dinosaurios Comenzó con una intensa actividad volcánica Europa fue invadida por los océanos, lo mismo que grandes extensiones de América y África
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LA ERA MESOZOICA SE DIVIVE EN TRES PERIODOS
TRIÁSICO JURÁSICO CRETÁSICO
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Periodo triásico (245 a 208 millones de años)
Disgregación de Pangea II y la reaparición de los supercontinentes del Norte (Laurasia) y del Sur (Gondwana).
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FAUNA Edad de los reptiles Dinosaurios Tortugas
Aparición de los mamíferos
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VEGETACIÓN Helechos, Cicadáceas y Coníferas primitivas
Aparecieron nuevas familias de pteridospermas Las coníferas y las cícadas se convirtieron en los mayores grupos florales, junto a los ginkgos y a otros géneros.
170
Periodo jurásico (208 a 145,6 millones de años)
Nuevamente avanzaron los mares Se extendieron las selvas o llanuras pantanosas, con grandes lagos y ríos Predominaban los climas suaves, subtropicales
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FAUNA Animales Voladores: Pterosaurios, Ranforrinco y Arqueopterix
Los dinosaurios dominaban en tierra, mientras crecía el número de reptiles marinos, como los ictiosaurios y los plesiosaurios. Aparecieron las primeras aves los corales formadores de arrecifes crecían en las aguas poco profundas de las costas Evolucionaron animales semejantes a los cangrejos y a las langostas (crustáceos).
172
Periodo cretácico (145,6 a 65 millones de años)
Intensa actividad orogénica (de formación de montañas) En Australia y el sur de América los territorios estaban cubiertos de glaciares
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FAUNA Los dinosaurios prosperaron y evolucionaron hacia formas más especializadas, para desaparecer de forma brusca al final de este periodo, junto a muchas otras formas de vida.
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VEGETACIÓN Los cambios florales de este periodo fueron los más notables de los ocurridos en la historia terrestre. Las gimnospermas estaban extendidas, pero al final del periodo aparecieron las angiospermas (plantas con flores).
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ERA CENOZOICA 65 MILLONES DE AÑOS HASTA LA ACTUALIDAD
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CARACTERISTICAS Es la edad de los mamíferos
La intensa actividad orogénica dio origen a cordilleras tan importantes como los Andes, los Alpes y el Himalaya También surgieron los tipos actuales de árboles
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LA ERA CENOZOICA SE DIVIDE EN:
PERIODO TERCIARIO PERIODO CUATERNARIO
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Periodo terciario (65 a 1.64 millones de años)
En el terciario se rompió el enlace de tierra entre América del Norte y Europa Se une América del Norte y América del Sur Las formas de vida de la tierra y del mar se hicieron más parecidas a las existentes en la actualidad Se termina de formar la Patagonia y el levantamiento de la cordillera de los Andes.
179
En la época del eoceno se desarrollaron nuevos grupos de mamíferos, como ciertos animales pequeños parecidos a los caballos actuales, rinocerontes, tapires, rumiantes, ballenas y ancestros de los elefantes En el oligoceno aparecieron miembros de las familias de los gatos y de los perros, así como algunas especies de monos En el mioceno los marsupiales eran numerosos, y aparecieron los antropoides (entre los que surgirían los homínidos) En el plioceno, los mamíferos con placenta alcanzaron su apogeo, en número y diversidad de especies, extendiéndose hasta el periodo cuaternario.
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PERIODO TERCIARIO SE DIVIDE
El Paleoceno: Al extinguirse los dinosaurios y muchos otros reptiles, comienzan a dominar los mamíferos. Prevalecen los marsupiales primitivos, evolucionan los carnívoros primitivos y surgen las aves modernas. Comienzan a dominar las plantas con flor. El Eoceno: Las plantas con flores dominaban en la vegetación. Adaptaciones de las plantas a los cambios climáticos. El Oligoceno: Evolución de diversos pastos y, como consecuencia de ello, la de mamíferos herbívoros. El Mioceno: formación de cadenas montañosas como los Himalayas y los Alpes. El Plioceno: Los continentes y océanos comenzaron a configurar sus formas actuales.
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Desde hace 1,64 millones de años hasta la actualidad
Periodo cuaternario Desde hace 1,64 millones de años hasta la actualidad
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LA ERA CUATERNARIA SE DIVIDE EN:
Época del pleistoceno (edad del hielo) Época del holoceno Capas de hielo continentales intermitentes cubrieron gran parte del hemisferio norte. Profundos cambios de clima ocasionaron la desaparición de muchas especies de plantas y animales En los periodos glaciares vivían en Europa bisontes, buey almizclero, gamuzas, mamut, oso de las cavernas, mientras que en los periodos interglaciares había jirafas, hipopótamos, elefantes, es decir, animales de la fauna africana. Comenzó hace unos diez mil años, vivimos actualmente en esta época. Termina la ultima glaciación continuando la retirada de los hielos. La topografía era semejante a la actual. Los climas se fueron equilibrando, se vuelven cálidos y se produjo sequedad en el ambiente terrestre. INDICE
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Estructura del Planeta
INDICE
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LA TIERRA La Tierra no es una esfera perfecta, sino que tiene forma de pera: cálculos basados en las perturbaciones de las órbitas de los satélites artificiales revelan que se engrosa 21 kilómetros en el ecuador, se dilata 10 metros en el polo norte y está hundida unos 31 metros en el polo sur. La excentricidad de la órbita de la Tierra alrededor del Sol es muy pequeña, siendo prácticamente circular. La circunferencia aproximada de dicha órbita es de 938,900,000 kilómetros, y nuestro planeta viaja a lo largo de ella a una velocidad de 106,000 kilómetros por hora.
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ESTRUCTURA INTERNA La esfera terrestre está formada por tres capas concéntricas con características físicas y químicas diferentes entre si. Estas capas son: el núcleo, el manto y la corteza. El núcleo se divide en dos regiones; el núcleo interno y el externo. El núcleo interno es una esfera sólida de 2400 Km. de diámetro compuesta básicamente de metales pesados como el hierro y el níquel. Tiene una temperatura media de 4,500 ºC y debido a la altísima presión que soporta; es 16 veces mas denso que el agua.
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Por encima del núcleo interno, se encuentra el núcleo externo, una camada líquida de hierro y níquel de unos Km. de anchura. En la parte inferior de ésta camada, el hierro líquido se cristaliza pasando a formar parte del núcleo interno. Esta cristalización del hierro calienta desigualmente algunas regiones de la base del núcleo externo, que por ser menos densas se elevan generando corrientes ascendentes. Las corrientes son desviadas por la rotación de la tierra y vuelven a descender, formando lo que se conoce como una corriente de convección. Estas corrientes de convección son las que generan el campo magnético de la tierra. La densidad del núcleo externo oscila entre los 11,8 en la base y 9,7 en la parte superior.
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CORTE INTERIOR DE LA TIERRA
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EL MANTO El manto; la capa que rodea al núcleo externo ocupa aproximadamente un 80 % del volumen de la tierra tiene un espesor de Km. El manto genera gran parte del calor que mantiene en actividad al planeta. El calor de la tierra, al igual que en una usina nuclear, se genera por la descomposición radiactiva de isótopos y es éste calor el crea las corrientes de convección en el manto.
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Al manto se lo suele dividir en dos regiones distintas; el manto superior y el manto inferior. El manto inferior tiene Km. de espesor y una densidad que varía de 5,66 a 4,65. Se cree que está compuesto principalmente por silicio, magnesio, oxígeno y es probable que también contenga algo de hierro, calcio y aluminio. Ya el manto superior tiene 980 Km. de espesor y una densidad que varía de 4.0 a 3.3 g/cm3.
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LA CORTEZA TERRESTRE Sobre el manto superior, se encuentra la discontinuidad de Mohorovicic; la frontera entre el manto y la corteza. La corteza, es la última y mas delgada de todas las capas. Existen dos tipos de cortezas, la corteza oceánica y la corteza continental. La corteza oceánica yace bajo los océanos y tiene una espesura de 9 a 10 Km. ya la corteza continental, que como su nombre lo indica es la corteza de los continentes, es mucho mas voluminosa y tiene una espesura que puede variar de 30 a 70 Km. La corteza está compuesta básicamente por oxígeno, silicio y aluminio. Con pequeñas porciones de hierro, calcio, sodio y potasio.
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La corteza terrestre se encuentra fraccionada en varias placas que se desplazan de manera independiente separándose o chocando unas con otras, impulsadas por los movimientos de magma en el manto. Cuando una placa se desplaza con respecto a la otra, entre los bordes de ambas se producen tensiones, que se van acumulando hasta que la roca se fractura y se produce una violenta sacudida, o terremoto.
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LA ATMOSFERA La Atmósfera es la cubierta gaseosa que rodea el cuerpo sólido del planeta. Aunque tiene un grosor de más de 1,100 kilómetros, cerca de la mitad de su masa se concentra en los 5.6 kilómetros más bajos.
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LA HIDROSFERA La Hidrosfera es la capa de agua que, en forma de océanos, cubre el 70,8% de la superficie de la Tierra. Se compone principalmente de océanos, pero en sentido estricto comprende todas las superficies acuáticas del mundo, como mares interiores, lagos, ríos y aguas subterráneas. La masa de los océanos es de 1,35 x 1018 toneladas.
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LA LITOSFERA La Litosfera, compuesta principalmente por la fría, rígida y rocosa corteza terrestre, se extiende a profundidades de 100 kilómetros. Comprende a su vez dos capas: la corteza y el manto superior.
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Fluido térmico de la tierra
El núcleo irradia continuamente un calor intenso hacia fuera a través de capas concéntricas que forman la porción sólida de la tierra, se cree que el liberado es por la energía liberada por la desintegración radioactiva de uranio y otros elementos radioactivos. El flujo de convección proporciona las rocas calientes y fundidas al sistema mundial de cadenas montañosas oceánicas y suministra de lava a los volcanes
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Edad y origen de la tierra
La datación radio métrica ha permitido alos científicos calcular la edad de aproximadamente de 4650 millones de años ,aunque en la tierra solo se han encontrado piedras de alrededor de 4000 millones de años, los meteoritos que corresponden geológicamente con la edad del núcleo de la tierra data de unos 4500 millones de años y la cristalización del núcleo y de los cuerpos precursores de los meteoritos unos 150 millones de años después
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Después de condensarse los polvos cósmicos y gas mediante la atracción gravitacional la tierra debió ser homogéneamente fría pero la continua contracción de estos elementos hicieron que se calentara la tierra, también ayudo la desintegración radioactiva de algunos elementos como el uranio y otros elementos radioactivos y aun también la gravedad, esto produjo la diferenciación entre la corteza. el manto y el núcleo
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Formación de la atmósfera y de los océanos
Las erupciones volcánicas provoco la salida de vapores y gases volátiles y ligeros de manto y corteza . Algunos eran atrapados por la gravedad de la tierra y así se formo la atmósfera mientras que el vapor de agua condensado formo los océanos.
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Magnetismo terrestre El magnetismo terrestre es el resultado de que la tierra actúa como un imán esta teoría fue hecha por William Gilbert en 1600,aunque ya se había experimentado esta teoría con brújulas primitivas Los polos magnéticos de la tierra no coinciden con los polos terrestres ( geográficos) El polo magnético norte se encuentra situado en la costa oeste en la isla bathurst en Canadá casi a 1290 Km. Al noreste de la bahía de hudson,el polo magnético sur se sitúa en el continente antártico en la tierra de adelia a unos 1930 km de la población little america Las posiciones de los polos no son constantes pues tienen movimiento cada año, también presentan una variación secular cada 960 años que es el cambio en la dirección de los polos provocado por el movimiento de estos, existe una variación diaria aunque solo se pude detectar con aparatos muy especiales
200
TEORÍA DEL DINAMO Las mediciones del campo magnético de la tierra muestra que cada año se desplaza aproximadamente de 19 a 24 Km. por año El magnetismo de la tierra es el resultado dinámico mas que pasivo, que seria el resultado si el núcleo de la tierra fuera sólido y magnetizado, aunque el hierro solo puede detener un magnetismo alrededor de los 540 °C y el núcleo de la tierra en su centro tiene alrededor de 6650°c,”la teoría del dinamo indica pues el núcleo de la tierra es liquido excepto en su centro donde la presión solidifica el núcleo” a su vez el núcleo solido interior gira mas despacio que el exterior lo que explica el movimiento al oeste
201
El campo magnético puede ser medido por elctromagnetometro yen algunos lugares a llegado a indicar los 48 amperios/metros Paleomagnetismo Estudios a diferentes rocas volcánicas revelan que al enfriarse se congelaban en dirección al campo magnético existente en aquel tiempo, mediciones mundiales muestran que los polos tienden a desplazarse con respecto a los continentes, aunque se cree que el eje donde gira la tierra es el mismo, por ejemplo hace 500 millones de años el polo norte magnético estaba en Hawai y durante 300 millones de años el ecuador magnético cruzaba los estados unidos para explicar estos los geólogos creen que diferentes partes de la corteza exterior de la tierra se ha desplazado poco a poco en diferentes direcciones.
202
Modificaciones magnéticas
Recientes estudios de magnetismo residual en rocas y anomalías magnéticas en la cuenca de los océanos han demostrado que el campo magnético ha invertido 170 veces en los pasados millones de años su polaridad. El conocimiento de esto fue a través de los isótopos radiactivos de las rocas
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Electricidad terrestre
Existen 3 tipos de electricidad generado en la tierra uno de ellos en la atmósfera y otro dentro de la tierra fluyendo paralelamente ala superficie, el tercero que traslada la carga eléctrica entre la atmósfera y la tierra, fluye vertical La electricidad atmosférica es el resultado de la ionización de la atmósfera por la radiación solar y apartar del movimiento de nubes de iones conducidas por mareas atmosférica Las mareas atmosféricas son producidas por la atracción gravitacional entre el sol y la luna al igual que las mareas oceánicas suben y bajan diario La conductividad eléctrica en la atmósfera es baja al acercarse ala tierra pero crece con rapidez al aumentar la altura
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El núcleo de la tierra puede transmitir electricidad
Entre los 40 a 400 Km. por encima de la tierra la ionosfera constituye una capa esférica perfectamente conductora La ionización de la atmósfera varia de la hora del día, altura y latitud La tierra tiene 8 circuitos eléctricos repartidos en el ecuador 4 en cada lado y una serie de circuitos pequeños en los polos El núcleo de la tierra puede transmitir electricidad Tiene carga negativa El flujo positivo se mueve en dirección hacia abajo desde la atmósfera ala tierra INDICE
205
TECTONICA DE PLACAS INDICE
206
El astrónomo y meteorólogo alemán Alfred Wegener ( ) fue quien propuso que los continentes en el pasado geológico estuvieron unidos en un supercontinente de nombre Pangea, que posteriormente se habría disgregado por deriva continental En 1937, el geólogo sudafricano Alexander Du Toit publicó una lista de diez líneas de evidencia a favor de la existencia de dos supercontinentes, Laurasia y Gondwana, separados por un océano de nombre Tethys el cual dificultaría la migración de floras entre los dos supercontinentes
208
El flujo de hielo sobre las rocas deja huellas de abrasión cuya orientación indica la dirección del flujo. Aquí se muestra la orientación y extensión de estas huellas donde han sido halladas en rocas de edad pérmica
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Reconstrucción de las masas continentales de Gondwana durante el Pérmico, basada en el registro glacial.
210
Datos litológicos y estructurales
Capas de roca que forman una columna estratigráfica pérmica han sido encontradas en partes de África, Sudamérica, Antártida, e India. Esta secuencia de rocas fue depositada antes de la disgregación del supercontinente Pangea
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Datos paleontológicos
La distribución del reptil fósil Mesosaurus en África y Sudamérica, dadas sus características tan distintivas y la ausencia de especies similares en otras regiones es un fuerte indicio de una continuidad entre estos continentes durante el Pérmico.
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En los años 30 el geofísico japonés Wadati documentó el incremento en la profundidad de los sismos en función de la distancia tierra dentro hacia el continente. Al mismo tiempo el sismólogo Hugo Benioff documentaba la misma variación y resaltaba el hecho de que las zonas de alta sismicidad no estaban distribuidas de manera uniforme sobre el globo terráqueo, sino que éstas se alojaban en fajas más o menos continuas asociadas a algunas márgenes continentales.
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El geofísico H.H. Hess sugirió un mecanismo que podría explicar la deriva continental, basándose en las variaciones topográficas de los océanos. Hess propuso que las rocas de los fondos marinos estaban firmemente ancladas al manto que les subyacía. Conforme se apartaban dos enormes masas de manto, acarreaban pasivamente el fondo oceánico y surgía de las profundidades terrestres material fundido que formaba una cadena volcánica y que rellenaba el vacío formado por la separación de los fondos oceánicos. Si esto fuera cierto, razonó Hess, para evitar un crecimiento indefinido de la Tierra era necesario que en alguna parte de ella fuera consumido material cortical. Propuso entonces que los sitios donde esto ocurría eran las profundas fosas oceánicas que bordeaban algunos continentes y arcos de islas.
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Vine y Matthews concluyeron que las rocas volcánicas de los fondos marinos estaban registrando la polaridad del magnetismo terrestre en el momento de su cristalización; conforme se invertía esta polaridad cada 500,000 años, las rocas que se formaban constantemente en las dorsales oceánicas iban registrando los cambios de polaridad. De esta manera propusieron que la anchura de las franjas magnéticas debería ser igual a la velocidad de separación de las placas, multiplicada por la duración del intervalo de tiempo entre inversiones de polaridad.
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La falla de San Andrés, a diferencia de la mayoría de las fallas que permanecen bajo el océano, emerge desde el océano Pacífico y atraviesa cientos de kilómetros de tierra. Recorre unos km de California, entre el valle Imperial y la punta Arena. Esta falla señala la frontera entre las placas tectónicas de Norteamérica y del Pacífico que, al deslizarse una sobre otra, provocan terremotos .
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Una placa tectónica o placa litosférica es un fragmento de litosfera que se mueve como un bloque rígido sin presentar deformación interna sobre la astenósfera de la Tierra. La tectónica de placas es la teoría que explica la estructura y dinámica de la superficie de la Tierra. Establece que la litosfera (la porción superior más fría y rígida de la Tierra) está fragmentada en una serie de placas que se desplazan sobre la astenósfera.[cita requerida] Esta teoría también describe el movimiento de las placas, sus direcciones e interacciones. La litosfera terrestre está dividida en placas grandes y en placas menores o microplacas. En los bordes de las placas se concentra actividad sísmica, volcánica y tectónica. Esto da lugar a la formación de grandes cadenas y cuencas. La Tierra es el único planeta del Sistema Solar con placas tectónicas activas, aunque hay evidencias de que Marte, Venus y alguno de los satélites galileanos, como Europa, fueron tectónicamente activos en tiempos remotos. Descubrimiento Aunque la teoría de la tectónica de placas fue formalmente establecida en los años 1960 y en los 1970, en realidad esta es producto de más de dos siglos de observaciones geológicas y geofísicas. Por ejemplo, en el siglo XIX se observó que existieron numerosas cuencas sedimentarias en el pasado de la Tierra, con espesores estratigráficos de hasta diez veces los observados en el interior de los continentes, y que estas fueron deformadas posteriormente por procesos desconocidos originando cordilleras montañosas. A estas cuencas se les denominó geosinclinales y al proceso de deformación orogénesis. Otro descubrimiento del siglo XIX fue la documentación de una cadena montañosa o "dorsal" en medio del Océano Atlántico que observaciones posteriores mostraron que se extendía formando una red continua por todos los océanos. Un avance significativo en el problema de la formación de los geosinclinales y sus orogénias ocurrió entre 1908 y 1912 cuando Alfred Wegener propuso que las masas continentales estaban en movimiento y que estas se habían fragmentado de un supercontinente que denominó Pangea. El movimiento de las masas continentales deformarían los sedimentos geosinclinales acumulados en sus bordes levantando nuevas cadenas montañosas. Wegener creía que los continentes se deslizaban sobre la superficie de la corteza bajo los océanos como un bloque de madera sobre una mesa y que esto se debía a fuerzas de marea producto de deriva de los polos. Sin embargo, pronto fue demostrado que estas fuerzas son del orden de una diez millonésima a una centésima de millonésima de la fuerza de gravedad, lo que hacia imposible que estas pudieran plegar y levantar las masas de las cordilleras montañosas. La teoría de la tectónica de placas explicó finalmente que todos estos fenómenos (deriva continental, formación de cordilleras continentales y submarinas) son manifestaciones de procesos de liberación del calor del interior de la Tierra. Hay cuatro procesos a los que debemos dicho calor: 1) El más importante es la desintegración de los elementos radiactivos que hay en el manto terrestre y que son fundamentalmente: potasio-40, uranio-238, uranio-235 y torio-40. 2) Los residuos del calor original que la Tierra adquirido durante su formación. 3) Calor debido al rozamiento por la gravedad que hace que los elementos pesados se desplacen hacia el centro y los ligeros hacía arriba, al hacerlo, rozan y la fricción produce calor. 4) Al enfriarse el núcleo aumenta de tamaño, algo similar a lo que ocurre con el agua al enfriarse, y al hacerlo desprende calor.1
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TIPOS DE PLACAS Las placas litosféricas son esencialmente de dos tipos, en función de la clase de corteza que forma su superficie. Hay dos clases de corteza, la oceánica y la continental. Placas oceánicas. Son placas cubiertas íntegramente por corteza oceánica, delgada y de composición básica. Aparecerán sumergidas en toda su extensión, salvo por la presencia de edificios volcánicos intraplaca, de los que más altos aparecen emergidos, o por arcos de islas en alguno de sus bordes. Los ejemplos más notables se encuentran en el Pacífico: la placa Pacífica, la placa de Nazca, la placa de Cocos y la placa Filipina. Placas mixtas. Son placas cubiertas en parte por corteza continental y en parte por corteza oceánica. La mayoría de las placas tienen este carácter. Para que una placa fuera íntegramente continental tendría que carecer de bordes de tipo divergente (dorsales) en su contorno. En teoría esto es posible en fases de convergencia y colisión de fragmentos continentales, y de hecho pueden interpretarse así algunas subplacas de las que forman los continentes. Valen como ejemplos de placas mixtas la placa Sudamericana o la placa Euroasiática. BORDES DE PLACA Las zonas de las placas contiguas a los límites, los bordes de placa, son las regiones de mayor actividad geológica interna del planeta. En ellas se concentran: El vulcanismo: La mayor parte del vulcanismo activo se produce en el eje de las dorsales, en los límites divergentes, pero al ser submarino y de tipo fluidal, poco violento, pasa muy desapercibido. Detrás vienen las regiones contiguas a las fosas por el lado de la placa que no subduce. La orogénesis: es decir, el levantamiento de montañas. La orogénesis acompaña a la convergencia de placas, tanto donde hay subducción, donde se levantan arcos volcánicos y cordilleras, como los Andes, ricas en volcanes; como en los límites de colisión, donde el vulcanismo es escaso o ausente, pero la sismicidad es particularmente intensa. La sismicidad: Existen terremotos intraplaca, originados en fracturas en las regiones centrales y generalmente estables de las placas; pero la inmensa mayoría se producen en bordes de placa. Las circunstancias del clima y de la historia han hecho concentrarse una buena parte de la población mundial en las regiones más sísmicas de los continentes, las que forman los cinturones orogenéticos, junto a límites convergentes. Algunos terremotos importantes, como el terremoto de San Francisco de 1906, se originan en límites de fricción. Los terremotos más importantes de las dorsales son los que se producen en donde las fallas transformantes actúan como límite entre placas.
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Placas principales : Placa Sudamericana | Placa Norteamericana | Placa Euroasiática | Placa Indoaustraliana | Placa Africana | Placa Antártica | Placa Pacífica Placas secundarias: Placa de Cocos | Placa de Nazca | Placa Filipina | Placa Arábiga | Placa Escocesa | Placa Juan de Fuca | Placa del Caribe Otras placas: Placa de Ojotsk | Placa Amuria | Placa del Explorador | Placa de Gorda | Placa Somalí | Placa de la Sonda Microplacas: Placa de Birmania | Placa Yangtze | Placa de Timor | Placa Cabeza de Pájaro | Placa de Panamá | Placa de Rivera | Placa de Pascua | Placa de Juan Fernández Placas antiguas : Placa de Kula | Placa de Farallón
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MINERALOGIA LOS MINERALES SON COMPONENTES MATERIALES INDIVIDUALES DE LA CORTEZA TERESTRE. CIENTIFICAMENTE SE LES CLASIFICA CON BASE A SU COMPOSICION QUIMICA Y EL TIPO DE ESTRUCTURA CRISTALINA
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¿QUE ES UN MINERAL? ES UN CUERPO PRODUCIDO POR PROCESOS DE NATURALEZA INORGANICA QUE GENERALMENTE TIENE UNA COMPOSICION QUIMICA Y UNA ESTRUCTURA ATOMICA DEFINIDA QUE EXPRESA EN SU FORMA CRISTALINA Y EN OTRAS PROPIEDADES FISICAS.
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ORIGEN DE LOS MINERALES
SOLUCIONES DE ROCAS LIQUIDAS CUADO SE ENFRIO LA MASA: POR SUBLIMACION DE GASES VOLCANICOS QUE SE ENFRIAN. POR REACCIONES QUIMICAS ENTRE EL AIRE, LA TIERRA. POR EVAPORIZACION DE LAGOS SALINOS
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PROPIEDADES DE LOS MINERALES
LOS MINERALES SE DISTIGUEN POR SUS PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS
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PROPIEDADES FISICAS COLOR BRILLO DUREZA TENACIDAD
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EL COLOR ES UNA DE LAS CARACTERÍSTICAS MAS ESPECTACULRES Y ATRACTIVA DE LOS MINERALES. INCLUSO UNO DE LOS MINERALES QUE PRESENTA MAYOR VARIEDAD DE COLOR ES LA FLOURITA CON TONALIDADES EN AMARILLO, VERDE, ROSA, MORADO,AZUL O NARANJA. COLOR
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TONALIDADES DIF. EN LA FLOURITA
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¿DE QUE DEPENDE EL COLOR DE UN MINERAL?
PUEDEN CONSIDERARSE ALGUNAS ESPECIFICACIONES QUE DEFINEN LA COLORACION DE UN MINERAL
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COLORACION IDIOCROMATICA COLORACION ALOCROMATICA
ES PRODUCIDA POR IONES METALICOS DE ELEMENTOS DE LA SERIE DE TRANCICION EN LAS CUALES LOS ORBITALES 3D NO ESTÁN COMPLETOS. EJEMPLO DE MINERAL IDIOCROMATICO: Olivino COLORACION ALOCROMATICA ES PRODUCIDA POR LOS IONES ANTERIORMENTE CITADOS CUANDO FIGURAN COMO TRAZAS EN LOS MINERALES EJEMPLO DE MINERAL IDIOCROMATICO: Aguamarina
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CENTRO DE COLOR ES UN CONJUNTO DE DEFECTOS EN LA ESTRUCTURA DE LOS CRISTALES DEBIDO A LA IRRADIACION NATURAL O ARTIFICIAL Ejemplo: Fluorita
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BRILLO AL ASPECTO DE LA SUPERFICIE DE UN MINERAL EN EL CUAL SE REFLEJA LA LUZ
1. BRILLO METALICO ES PROPIO DE AQUELLOS MINERALES CON ENLACE METALICO PURO O PREDOMINANTE, SIENDO TOTALMENTE OPACO A LA LUZ. Ejem. Oro, Plata, etc. 2. BRILLO NO METALICO LOS MINERALES CON BRILLO NO METALICO SON POR LO GENERAL CLAROS Y TRANSMITEN LA LUZ POR LO MENOS EN SECCIONES DELGADAS. Ejem. Cuarzo
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DUREZA SE LE DENOMINA DUREZA A LA RESISTENCIA A SER RAYADP QUE OFRECE LA SUPERFICIE LISA DE UN MINERA Y REFLEJA DE ALGUNA MANERA SU RESISTENCIA A LA ABRASION. EL GRADO DE DUREZA SE MIDE EN MINEROLOGIA POR COMPARACION DETERMINANDOSE LA FACILIDAD O DIFICULTAD EN QUE UN MINERAL ES RAYADO POR OTRO
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E S C A L A D E M O H S LA DUREZA RELATIVA ES DESIGNADA POR H SE ESTABLECE GRACIAS A LA ESCALA DE DIEZ MINERALES CORRIENTES DEFINIDA POR F. MOHS(1824)
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TENACIDAD Se le denomina tenacidad a la resistencia que opone un mineral a ser partido, molido, doblado, o desgarrado siendo en cierto modo una medida de cohesión.
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PROPIEDADES QUIMICAS DE LOS MINERALES Para diferenciar los minerales se recurren a análisis químicos y se clasifican en :
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ELEMENTOS NATIVOS: ES DECIR QUE APARECEN EN ESTADO PURO EN LA NATURALEZA(ORO, COBRE, PLATA, PLATINO) OXIDOS: BAUXITA, LIMONITA SULFURO: GALENA, CINABRIO CARBONATO: MALAQUITA SILICATOS: GARNIERITA
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CRITERIO CRISTALOQUIMICOS
CLASE 1: ELEMENTOS NATIVOS. CLASE 2: SULFUROS Y SUFULSALES CLASE 3: HALOGENUROS CLASE 4 . OXIDO E HIDROXIDOS CLASE 5: CARBONATOS, NITRATOS, BORATOS CLASE 6: SULFATOS,CROMATOS, MOLIBDATOS, WOLFRAMATOS CLASE 7: FOSFATO, ARSENIATO, VANADATO CLASE 8 : SILICATOS. CLASE 9 : MINERALES ORGÁNICOS
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PESO ESPECIFICO SE DENOMINA PESO ESPECIFICO DE UN MINERAL AL COCIENTE ENTRE SU PESO Y EL PESO DE UN VOLUMEN EQUIVALENTE DE AGUA 4C (CONDICIONES MAXIMA DE DENSIDAD DEL AGUA) SIENDO UN VALOR ADIMENSIONAL. EL PESO ESPECIFICO ES UNA PROPIEDAD INTRINSECA PARA UN MINERAL DE COMPOSICION QUIMICA DETERMINADA Y DEPENDE BASICAMENTE DE DOS FACTORES DE LOS ATOMOS QUE CONSTITUYAN EL MINERAL. DEL TIPO DE EMPAQUETAMIENTO DE LOS ATOMOS
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PESO EPECIFICO DE ALGUNOS MINERALES.
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CONTINUACION: INDICE
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LO DESARROLLO JAMES HUTTON A FINALES DEL SIGLO XVIII
CICLO DE LAS ROCAS FORMA DE VER LOS PROCESOS QUE CONECTAN LOS 3 TIPOS PRINCIPALES DE ROCAS DE LA TIERRA -IGNEAS, SEDIMENTARIAS Y METAMORFICAS- Y LAS RELACIONES QUE HAY ENTRE ELLAS. LO DESARROLLO JAMES HUTTON A FINALES DEL SIGLO XVIII INDICE
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ETAPA 3 Tiene lugar cuando las rocas sedimentarias quedan enterradas a gran profundidad o se ven afectadas por la formación de montañas (orogénesis). Asi quedan expuestas a distintos grados de presion y calor y asi se transforman en rocas metamórficas. ETAPA 2 Tiene lugar cuando las rocas ígneas quedan expuestas a diversos procesos en la superficie terrestre, como erosion transporte y sedimentación. Estos fenómenos disgregan el material de las rocas en diminutas partículas que son transportadas y se acumulan como sedimentos en los océanos y en las cuencas lacustres. Estos quedan compactados por el peso de las sucesivas capas de material, como consecuencia, los depósitos se transforman ETAPA 1 Tiene lugar cuando la roca derretida se enfría y se solidifica. A la roca derretida se le llama magma, cuando está por debajo de la superficie de la Tierra; y se le llama lava, cuando está sobre la superficie.
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ETAPA 4: FIN DEL CICLO EN ESTA ETAPA EL CICLO SE CIERRA, CUANDO LAS ROCAS METAMORFICAS QUEDAN SOMETIDAS A NIVELES DE CALOR Y PRESION AUN MAYORES Y SE TRANSFORMAN EN IGNEAS. INDICE
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ROCAS IGNEAS Rocas formadas por el enfriamiento y la solidificación de materia rocosa fundida, conocida como magma. según las condiciones bajo las que el magma se enfríe, las rocas que resultan pueden tener granulado grueso y fino. INDICE
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FORMACION DE LAS ROCAS IGNEAS
La primera etapa del ciclo es la formación de roca ígnea. Esto tiene lugar cuando el material fundido llamado magma se enfría y solidifica en forma de cristales entrelazados. Las rocas ígneas pueden formarse como materiales intrusivos, que penetran en otras rocas más antiguas a través de grietas profundas bajo la superficie terrestre antes de enfriarse; o como materiales extrusivos (formados después de las erupciones volcánicas)
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Que se depositan en la superficie después de haber sido expulsados en erupciones y fisuras volcánicas. Los materiales intrusivos comprenden rocas cristalinas, como el granito, mientras que los extrusivos agrupan las lavas
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FORMACION DE LAS ROCAS IGNEAS
La formación de Magmas
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LAS ROCAS IGNEAS De acuerdo a su origen se dividen en:
Rocas plutónicas o intrusivas: formadas a partir de un enfriamiento lento y profundidad del magma. Rocas volcánicas o extrusivas: formadas por el enfriamiento rápido y en superficie, o cerca de ella, del magma. Como el basalto y la riolita se formaron al ascender magma fundido desde las profundidades llenando grietas próximas a la superficie, o al emerger magma a través de los volcanes. El enfriamiento y la solidificación posteriores fueron muy rápidas, dando como resultado la formación de minerales con grano fino o de rocas parecidas al vidrio.
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ROCAS VOLCANICAS
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Existe una correspondencia mineralógica entre la serie de rocas plutónicas y la serie volcánica, de forma que la riolita y el granito tienen la misma composición, del mismo modo que el gabro y el basalto. Sin embargo, la textura y el aspecto de las rocas plutónicas y volcánicas son diferentes.
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Las rocas ígneas, compuestas casi en su totalidad por minerales silicatos, pueden clasificarse según su contenido de sílice. Las principales categorías son ácidas o básicas. La razón de ello estriba en que proceden del enfriamiento de magmas con composición diferente y mayor o menor enriquecimiento en sílice.
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TEXTURA DE LAS ROCAS IGNEAS
GRANITO
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TEXTURA DE LAS ROCAS IGNEAS
BASALTO
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TEXTURA DE LAS ROCAS IGNEAS
GRANITO
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AGATA
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CUARZO
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ROCAS IGNEAS DE COLOR CLARO COLOR OBSCURO INTERMEDIO
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INDICE Textura porfídica Un magma puede comenzar a enfriarse bajo condiciones que permitan la formación de granos minerales grandes en las primeras etapas y a continuación puede pasar a un nuevo medio donde el enfriamiento mas rápido detiene el crecimiento de los cristales grandes en una masa de granos mas finos Si el magma es eyectado repentinamente por un volcán o por una fisura en la superficie del terreno, el magma se enfría tan rápidamente que no da tiempo a la formación de cristales. El producto resultante es vidrio. En el vidrio los iones están desordenados como los iones en un liquido. Textura vítrea
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ROCAS SEDIMENTARIAS INDICE
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Las rocas sedimentarias representan más de tres cuartos de las rocas que se encuentran en la superficie de la Tierra. Se forman en la superficie de medio ambientes tales como, las playas, los ríos, y océanos, y en cualquier parte en donde se acumulen la arena, el barro y cualquier otro tipo de sedimento. Las rocas sedimentarias preservan un registro de los medios ambientes que existieron cuando se formaron. Al observar a las rocas sedimentarias de diferentes edades, los científicos pueden determinar de qué manera han cambiado nuestro clima y medio ambiente a lo largo de la historia de la Tierra. Los fósiles de seres que vivieron en el pasado quedan también preservados en las rocas sedimentarias.
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ROCAS SEDIMENTARIAS Se forman en la superficie terrestre o cerca de ella. Normalmente, la roca se fragmenta y se disuelve por acción de la meteorización y la erosión, las partículas se sedimentan y los minerales disueltos cristalizan a partir del agua y forman sedimentos. Los componentes de la roca fragmentada son transportados por el agua y el hielo y, enterrados a poca profundidad, se convierten en nuevas rocas. Las rocas sedimentarias se disponen en capas, las más recientes situadas sobre las más antiguas, lo que permite a los geólogos conocer la edad relativa de cada capa. Las rocas sedimentarias suelen contener fósiles, que pueden ser de utilidad tanto para datar las rocas como para determinar su origen. Existen tres grupos principales: orgánicas, detríticas y químicas.
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ROCAS SEDIMENTARIAS ORGÁNICAS: se forman a partir de restos vegetales o animales. Por lo general contienen fósiles, y algunas están compuestas casi íntegramente de restos de seres vivos. Por ejemplo, el carbón se forma a partir de capas de material vegetal comprimido. La mayor parte de la piedra caliza procede de restos de criaturas marinas. - ROCAS SEDIMENTARIAS DETRÍTICAS: Las rocas sedimentarias detríticas están constituidas por partículas de rocas más antiguas que pueden estar situadas a cientos de kilómetros. Las rocas de origen se fragmentan debido a la lluvia, la nieve o el hielo, y las partículas resultantes son arrastradas y depositadas como sedimentos en desiertos, en playas o en los lechos de océanos, lagos y ríos. Las rocas detríticas se clasifican de acuerdo con el tamaño de las partículas que contienen. La arenisca es un ejemplo de roca sedimentaria detrítica. ROCAS SEDIMENTARIAS QUÍMICAS: Las rocas sedimentarias químicas se forman a partir de minerales disueltos en el agua. Cuando el agua se evapora o se enfría, los minerales disueltos pueden precipitar y formar depósitos que pueden acumularse con otros sedimentos o formar rocas por su cuenta. Las sales son un ejemplo habitual de rocas sedimentarias químicas
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CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS
La apariencia de una roca sedimentaria queda determinada por las partículas que contiene. Características como el tamaño y la forma del grano o la presencia de fósiles pueden ayudar a clasificar este tipo de rocas. El tamaño de los granos de las rocas sedimentarias varía mucho, desde grandes cantos hasta las minúsculas partículas de arcilla. Los conglomerados y las brechas, compuestos de guijarros y cantos rodados, son las rocas sedimentarias de grano más grueso; la arenisca está formada por partículas del tamaño de granos de arena y el esquisto es la roca sedimentaria de grano más fino. La forma de los granos que integran las rocas sedimentarias depende de cómo éstos se han transportado. La erosión del viento crea partículas de arena esféricas y guijarros angulosos. La del agua origina partículas de arena angulosas y guijarros esféricos. Los fósiles son restos animales o vegetales conservados en capas de sedimentos. El tipo de fósil que contiene una roca indica su origen. Por ejemplo, un fósil marino sugiere que la roca se formó a partir de sedimentos depositados en el lecho oceánico. Los fósiles suelen aparecer principalmente en rocas sedimentarias, nunca en las ígneas y raramente en las metamórficas.
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ROCAS SEDIMENTARIAS deposiciones sedimentarias se han convertido con el tiempo en una pared de cañón, donde se aprecian diferentes capas, al quedar pegadas las partículas de roca y minerales por la acción del agua y de la presión.
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Las diferencias de color y composición de las capas indican cambios del tipo de sedimentos o de la velocidad de deposición. Rocas sedimentarias son rocas compuestas por materiales transformados, formadas por la acumulación y consolidación de materia mineral pulverizada, depositada por la acción del agua y, en menor medida, del viento o del hielo glaciar. La mayoría de las rocas sedimentarias se caracterizan por presentar lechos paralelos o discordantes que reflejan cambios en la velocidad de sedimentación o en la naturaleza de la materia depositada.
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FORMACION DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS
Las rocas sedimentarias provienen de la litificación de los sedimentos. Para su clasificación y reconocimiento es necesario pues revisar algunos conceptos relacionados con el ciclo exógeno y el origen de los sedimentos.
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Todas las rocas que quedan expuestas en la superficie de la Tierra interactúan con la atmósfera y la hidrosfera. Como resultado de esta interacción las diferentes especies minerales que conforman las rocas expuestas se desestabilizan produciéndose un conjunto de cambios físicos y químicos que agrupamos bajo el nombre de meteorización. FORD (1984) plantea la diferencia entre meteorización e intemperismo en función a la ausencia o presencia, respectivamente, de vida y sus procesos relacionados actuando en la descomposición de los minerales, el término intemperismo plantea además no solamente el proceso de destrucción de los minerales, sino el de neoformación de otras especies y movilización de sus resultantes.
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Formación de capas o estratos. Litificación:
Acumulación: Formación de capas o estratos. Litificación: Procesos por los cuales un sedimento depositado se convierte lentamente en una roca sedimentaria sólida. Diagénesis: Cambios físicos, químicos y biológicos que afectan al sedimento después de su depósito, durante y después de la litificación. Compactación Cementación Recristalización Disolución y precipitación: Cambios físico-químicos
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TIPOS DE SEDIMENTOS: Sedimentos son los productos del intemperismo depositados por los agentes de erosión: - fragmentos de roca - cuarzo insolubles - feldespato - minerales arcillosos - minerales precipitados a partir de materiales en solución acuosa Clástico (detrítico) No Clástico · rocas · químico · minerales · bioquímico · organismos · evaporítico
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(Descomposición superficial de las rocas)
INTEMPERISMO: (Descomposición superficial de las rocas) EL INTEMPERISMO QUIMICO: Es la rotura de los minerales en nuevos compuestos, resultado de la acción de los agentes químicos como los ácidos en el aire , la lluvia y el agua fluvial, y aunque su acción es muy lenta produce efectos notables , especialmente en las rocas solubles. EL INTEMPERISMO MECÁNICO: Rompe las rocas en partículas más pequeñas por la acción de la temperatura, el impacto de las gotas de lluvia y por la abrasión de las mismas partículas minerales acarreadas por el viento. EL INTEMPERISMO BIOLÓGICO: Incluye los cambios mecánicos y químicos del suelo que están directamente asociados con las actividades de animales y plantas.
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Erosión: Transporte: Depósito:
Disgregación de las rocas formando partículas. Movimiento de partículas. Transporte: deslizamientos acarreo por viento acarreo por agua acarreo por glaciar Depósito: Cambios de velocidad del agente de transporte Tamaño del sedimento
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AMBIENTES SEDIMENTARIOS CLÁSTICOS
Medio Ambiente Agente de transporte y depósito Sedimentos CONTINENTAL Aluvial Ríos arena, grava, lodo Desértico Viento arena, polvo Lacustre Corrientes de lago arena, lodo Glacial Hielo arena, grava COSTERO Delta Ríos, corrientes marinas Playa Oleaje, mareas Planicies de inundación Corrientes MARINO Plataforma continental Margen continental Corrientes marinas lodo, arena Fondo marino lodo INDICE
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ROCAS METAMORFICAS INDICE
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ROCAS METAMORFICAS SON AQUELLAS CUYA COMPOSICION Y TEXTURA ORIGINALES HAN SIDO ALTERADAS POR CALOR Y PRESION
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FACTORES DEL METAMORFISMO
CALOR: Proporciona la energía que impulsa los cambios químicos que resultan en la cristalización de los minerales PRESION: Están sometidas a esfuerzos producto de la carga que tienen en cima FLUIDOS: Químicos activos ayudan a los procesos metamórficos generalmente el fluido consiste en agua con iones en solución
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TIPOS DE METAMORFISMO A-Contacto B-Regional
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CONTACTO: Se produce cuando un magma se instruye una roca mas fría
CONTACTO: Se produce cuando un magma se instruye una roca mas fría. En la roca madre o de caja (la mas fría) se forma una zona de alteración llamada aureola de contacto REGIONAL: Ocurre cuando grandes regiones de la corteza son comprimidos y se deforman
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TIPOS DE METAMORFISMO REGIONAL
ENTERRAMIENTO: Cuando los ríos acumulan sedimentos sobre las rocas en cuencas sedimentarias por cientos de millones de años, la presión sobre esas rocas va aumentando y la cuenca se hunde. Lentamente con el tiempo la temperatura y presión en las capas inferiores mas antiguas aumenta hasta que comience el metamorfismo DINAMOTERMAL: Cuando las placas tectónicas convergen, una placa se sumerge bajo la otra hacia el manto. En esta zona de subducción se produce magma que asciende por la corteza este calor mas el de gradiente geotérmico, provoca metamorfismo en grandes regiones de la corteza continental cercana a la zona de subducción DINAMICO: En estos casos la presión dirigida, y por consiguiente la deformación predomina netamente sobre la temperatura. Las rocas involucradas están sujetas a varios tipos de “molienda mineral” y re cristalización de algunas especies minerales las. Rocas de este tipo de metamorfismo se desarrolla siguiendo zonas donde la deformación fue su máxima. CHOQUE: También llamado metamorfismo de impacto, ocurre por el efecto de ondas de choque producidas por impactos meteoríticos, explosiones nucleares o ensayos de laboratorio. En este tipo de metamorfismo se alcanzan presiones de hasta kbar. TIPOS DE METAMORFISMO REGIONAL
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LA TEXTURA DE LAS ROCAS METAMORFICAS
BAJO Son rocas en las cuales los cristales no son identificables a simple vista MEDIO Son rocas en las cuales los cristales son identificables a simple vista o con una lupa ALTO Son rocas en las cuales los cristales han alcanzado un tamaño notable Pizarra, roca característica del grado metamórfico bajo - muy bajo. En este caso contiene todavía restos de fósiles Esquisto con porfidoblastos de moscovita y granate. Es una roca característica del grado metamórfico medio. Gneis glandular con sillimanita. Se aprecian zonas donde comenzó a migmatizarse. Es una roca característica del grado metamórfico alto
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FORMA Y DISTRIBUCION DE TAMAÑOS DE LOS CRISTALES
GRANOBLASTICA: El tamaño de todos los cristales es parecido y forman un mosaico de granos con tendencia al empaquetado hexagonal, suele ser características de las rocas metamórficas monominerales y de las corneanas, es decir ,se forman bajo condiciones estáticas Mármol TEXTURA GRANOBLÁSTICA Microfotografía de un mármol
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LEPIDOBLASTICA: Definida un apilamiento de minerales planares (micas), los cuales están orientados de forma que sus caras planares son paralelas entre si. Suele ser características de las rocas metamórficas micaceas (esquisitos, micasitas, algunos gneises) Esquisto micáceo TEXTURA LEPIDOBLÁSTICA Microfotografía de un esquisto
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NAMATOBLASTICA: Es similar a la lepidoblestica, solo que en este caso el apilamiento no es de minerales con habito planar si no a circular. Suele ser características de las anfibolitas Piroxenita TEXTURA NEMATOBLÁSTICA
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MICROESTRUCTURA El proceso metamórfico se produce bajo condiciones de presiones dirigidas y existen minerales que pueden desarrollar un habito planar o prismático estos suelen ser orientados, disponiéndose perpendiculares a la dirección desde la que se ejerce las presiones máximas
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PIZARROSIDAD: Este tipo de foliación esta definida por la cristalización de minerales planares muy pequeños. Es de característica de condiciones de bajo grado metamórfico ESQUISTOSIDAD: Cuando aumenta el grado metamórfica los minerales planares aumentan de tamaño y son visibles a simple vista. Es de característica de condiciones de grado metamórfico medio-alto
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BANDEADO GNEISICO: Durante el metamorfismo en grado alto las migraciones iónicas pueden ser lo suficientes grandes como para causar. La segregación de minerales en capas ESQUISTOSIDAD de CRENULACION: Cuando la roca a sido sometida a dos procesos de formación diferentes separados en el tiempo, es decir, a dos direcciones de compresión diferentes es posible observar dos sistemas de foliaciones que se cortan entre si.
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LA COMPOSICION MINEROLOGICA DE LAS ROCAS METAMORFICAS
SE ESTABLECEN CUATRO SERIES COMPOSICIONALES EN FUNCION DEL GRUPO LITOLOGICO-GEOQUIMICODE ROCAS DE LA QUE PROCEDE LAS ROCAS METAMORFICAS SERIE ROCAS PREEXISTENTES ULTRAMAFICAS R. IGNEAS ULTRAMAFICAS MAFICAS R. IGNEAS MAFICAS PELITICO-GRAUVAQUICAS R. SEDIMENTARIAS RICAS EN SI Y AL CALCOLSILICATADAS R. SEDDIMENTARIAS CARBONATADAS
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CLASIFICACION DE LAS ROCAS METAMORFICAS
ROCAS FOLIADAS : PUEDEN SUBDIVIDIRSE, EN FUNCION DEL TIPO DE FOLIACION , TAMAÑO DE GRANO Y MINERALES INDICE PIZARRA: ROCA DE GRANO MUY FINO , CON MINERALES PLANARES ABUNDANTES. SON PROPIAS DE METAMORFISMO DE BAJO GRADO ESQUISTO: ROCA DE GRANO GRUESO QUE CONTIENE MAS DE 20% DE MINERALES PLANARES. ES UNA ROCA DE METAMORFISMO DE GRADO MEDIO GNEIS: ROCA DE GRANO GRUESO, QUE PRESENTA MINERALES ALARGADOS Y GRANULARES EN LAS BANDAS CLARAS Y PLANARES EN LAS OSCURAS. ES DE METAMORFISMO DE ALTO GRADO
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ROCAS NO FOLIADAS Están compuestas por un solo mineral (monominerales) cuyos cristales se caracterizan por tener un habito equidimensional MARMOL: Roca metamórfica de grano grueso, compuesta por grano de calcita. Esta roca proviene del metamorfismo de calizas o dolomías las impuresas pueden darle diferentes coloraciones CUARCITA: Compuesta por granos de cuarzo, proviene del metamorfismo de arenisca ricas en cuarzo. Se conservan dando lugar a bandeados. CORNEANAS: Son rocas que han sufrido metamorfismo de contacto y no tienen fabrica planar, pero si minerales índice desarrollados en mayor o menor grado
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INDICE
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Estructuras Geológicas
La geología estructural es la rama de la geología que estudia las estructuras geológicas presentes en la corteza terrestre, ya sea de todo el planeta o de una determinada región. En los estudios geológicos de esta naturaleza se realiza la identificación y análisis de las principales estructuras geológicas, y su reconocimiento, para luego realizar el mapeo de las estructuras tectónicas de un determinado sector
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Como parte fundamental de cualquier estudio de estructuras geológicas presentes en un yacimiento, se deben distinguir los tipos de estructuras que están presentes en la roca. Su objetivo es identificar sus características e influencia en aspectos de seguridad tales como:
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La inestabilidad de un talud o galería por presencia de una falla (en este caso se debería contemplar la posibilidad de fortificar) La tendencia estructural definida con un plegamiento. La secuencia de encendido para que las operaciones de tronadura sean más eficientes, al existir planos de discontinuidad ya formados
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INDICE
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PLEGAMIENTOS Y FALLAS Plegamiento: deformación de los estratos de la corteza terrestre
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Formación de montañas: los plegamientos
La corteza terrestre es sólida, pero como constantemente se generan nuevas porciones y se destruyen otras, en su zona interior se producen enormes fuerzas que acaban por deformarla. Estas fuerzas, actuando durante millones de años, hacen que la corteza se ondule y forme pliegues, en un lugar se levanta el terreno, en otro se hunde. A veces, estas fuerzas son tan potentes que la elasticidad de los materiales no pueden soportarlas y el pliegue se rompe.
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Las fuerzas que doblan la Tierra
Los materiales rocosos que forman la corteza terrestre tienen un grado de elasticidad determinado, que es máximo en las rocas blandas de tipo sedimentario y mínimo en las rocas metamórficas. Cuando actúan fuerzas intensas, como las producidas en el choque entre continentes, la roca cede elásticamente y se dobla adoptando una forma que depende de su elasticidad y de la intensidad de la fuerza Estos procesos de plegamiento pueden producirse a poca profundidad y son los responsables de la formación de las grandes cordilleras de la Tierra. Si la fuerza supera la elasticidad, la roca se rompe y se forma una falla
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PLIEGUES Los pliegues son inflexiones o dislocaciones u ondulaciones, más o menos bruscas, que presentan las capas sedimentarias cuando son modificadas de su posición natural (la horizontal) por los agentes orogénicos . Estos agentes o fuerzas generan deformaciones plásticas y continuas tridimensionales, por lo que también se les llaman cuerpos geológicos
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Los pliegues suelen ser más habituales en rocas sedimentarias plásticas, como las volcánicas, aunque también se presentan en rocas metamórficas
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Elementos de un pliegue
CHARNELA. Línea que une los puntos de máxima o mínima altura en cada capa, es decir, de máxima curvatura del pliegue, donde los estratos cambian el buzamiento. Un pliegue puede tener más de una charnela o ninguna, ejemplo de este último caso se presenta cuando el pliegue es un semicírculo PLANO AXIAL. Aquel que une las charnelas de todas las capas de un pliegue, es decir, el que divide al pliegue tan simétricamente como sea posible. EJE AXIAL. Línea que forma la intersección del plano axial con la charnela. FLANCO. Planos inclinados que forman las capas, o sea los laterales del pliegue situados a uno y otro lado de la charnela. Se dice que un pliegue es simétrico cuando posee los flancos iguales e igualmente inclinados; y asimétricos cuando tiene sus planos desiguales. CRESTA. La cresta es la línea que une los puntos más altos de un pliegue. VALLE. Línea que une los puntos más bajos de un pliegue. NÚCLEO. El núcleo es la parte más interna de un pliegue. DIRECCIÓN. Angulo que la línea de intersección del estrato forma con el plano horizontal, tomado con respecto al polo Norte magnético. BUZAMIENTO. Angulo que forma el plano del estrato con la horizontal. ÁNGULO DE VERGENCIA. Aquel que forma el plano axial con la horizontal. Indica el sentido en que se inclina el plano axial.
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TIPOS DE PLIEGUES Existen diferentes tipos de pliegues los que se clasifican de acuerdo con la edad de los estratos y de acuerdo con la orientación que presente
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PLIEGUES ANTICLINALES
Se forman cuando los estratos más nuevos envuelven a los más antiguos. Estos pliegues presentan la parte convexa hacia arriba, presentando un aspecto de bóveda. Los flancos se inclinan en sentido divergente y los estratos más antiguos se sitúan en el núcleo.
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PLIEGUES SINCLINALES se forman cuando los estratos más antiguos envuelven a los más jóvenes. Sus flancos forman una U característica. Tienen la convexidad hacia el interior de la Tierra, adquiriendo una forma de cuenca o cubeta. Los flancos se inclinan en sentido convergente y los extractos más jóvenes se sitúan en el núcleo.
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Según orientación, se dividen en:
(1/5) PLIEGUES SIMÉTRICOS se distinguen cuando los flancos a ambos lados del plano axial divergen según un mismo ángulo. Por efecto de dos fuerzas iguales y opuestas, se forman pliegues rectos y simétricos, dos de ellos anticlinales (los de las crestas) y el otro sinclinal (el del valle).
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(2/5) PLIEGUES ASIMÉTRICOS
se observan cuando los flancos a ambos lados del plano axial no divergen según un mismo ángulo. Por efecto de las fuerzas iguales y opuestas, se forman pliegues asimétricos, los que pueden ser inclinados, volcados, acostados o tumbados
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(3/5) PLIEGUES ASIMÉTRICOS INCLINADOS
un pliegue asimétrico está inclinado cuando el ángulo formado por el plano axial con la horizontal es mayor de 45º.
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(4/5) PLIEGUES ASIMÉTRICOS VOLCADOS
se distinguen cuando uno de los flancos se apoya sobre la parte superior del siguiente pliegue. El ángulo formado por el plano axial con la horizontal es menor de 45º.
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(5/5) PLIEGUES ASIMÉTRICOS ACOSTADOS O RECUMBENTES
se forman cuando el plano axial y los flancos son horizontales.
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FALLAS DE LA CORTEZA TERRESTRE
Uno de los accidentes del terreno que se puede observar más fácilmente son las fallas o rupturas de un plegamiento, especialmente si el terreno es de tipo sedimentario. Las fallas son un tipo de deformación de la corteza terrestre que finaliza en ruptura, dando lugar a una gran variedad de estructuras geológicas. Cuando esta ruptura se produce de forma brusca, se produce un terremoto. En ocasiones, la línea de falla permite que, en ciertos puntos, aflore el magma de las capas inferiores y se forme un volcán
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FALLAS CON DESPLAZAMIENTO VERTICAL
Son aquellas donde el movimiento es fundamentalmente paralelo al buzamiento o manteo de la superficie de falla. Este tipo de movimiento puede producir pequeños resaltes denominados escarpes de falla, producidos por desplazamientos generados por terremotos. Los movimientos verticales son fallas de ángulo, ya que el movimiento es a lo largo del manto, hacia arriba o hacia abajo.
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Las fallas con desplazamiento vertical a gran escala se asocian con estructuras denominadas montañas limitadas por fallas. Las pendientes de las fallas con desplazamiento vertical disminuyen con la profundidad y se reúnen para formar una falla casi horizontal denominada falla de despegue (estas se extienden varios kilómetros por debajo de la superficie y constituyen un límite importante entre las rocas situadas debajo (que exhiben deformación dúctil), y las situadas encima, las que demuestran deformación frágil a través de la formación de fallas.
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FALLAS NORMALES O GRAVITACIONALES
Son aquellas fallas en las que el bloque de techo se desplaza hacia abajo en relación con el bloque de muro. (Bloque de techo es el más cercano a la persona, ver figura anterior). Cuando la roca sobre el plano de falla -que es el plano formado por el movimiento relativo de bloques- se mueve hacia abajo en relación con las rocas del pie, se producen esfuerzos tensionales que separan la corteza y provocan un levantamiento, el cual induce a que la superficie se estire y quiebre.
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FALLAS CON DESPLAZAMIENTO HORIZONTAL
También denominadas desgarres, son las fallas en las que el desplazamiento dominante es horizontal y paralelo a la dirección de la superficie de la falla. Por su gran tamaño y naturaleza lineal, muchas de ellas tienen una traza visible a lo largo de una gran distancia. Consisten en una zona de fracturas aproximadamente paralelas, cuyo ancho puede ser superior a varios kilómetros.
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Según el movimiento horizontal a lo largo del rumbo de la falla, se distinguen:
Falla dextral: cuando el bloque de corteza del lado opuesto de la falla se mueve a la derecha, mirando hacia la falla. Falla sinestral: tiene sentido de desplazamiento opuesto al dextral dependiendo del movimiento relativo. Muchas grandes fallas transcurrentes o de rumbo ocurren asociadas a los límites de placa. Falla transformante: corresponde a una falla con desplazamiento horizontal que atraviesa la litosfera y acomoda el movimiento entre dos grandes placas de corteza. Si cortan la litosfera oceánica, conectan las dorsales oceánicas, y pueden acomodar el desplazamiento entre placas continentales que se mueven en sentido horizontal una con respecto a la otra.
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OTRAS CLASES DE FALLAS Fallas con desplazamiento oblicuo: corresponden a fallas con dirección de movimiento intermedia entre las fallas con desplazamiento vertical y horizontal. De rotación o tijera: se forman por efecto del basculado de los bloques sobre el plano de falla (un bloque presenta movimiento de rotación con respecto al otro). Mientras que una parte del plano de falla aparenta una falla normal, en la otra parece una falla inversa Deformaciones mixtas: las deformaciones mixtas se dan cuando se combinan pliegues y fallas Sistemas de fallas subparalelas: mezcla de fallas horizontales y verticales. Escamas tectónicas: pliegues en los cuales predominan las fracturas. Se denominan así por su semejanza con la disposición de las escamas de los peces.
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DESPLAZAMIENTO El desplazamiento de una unidad o estructura geológica indica que existe actividad tectónica, y los desplazamientos tectónicos en el terreno marcan siempre una falla. A veces, se suele confundir un desplazamiento con la estratificación normal del terreno, sobre todo si las capas tienen una inclinación o se confunden con accidentes morfológicos.
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PARTES DE UNA FALLA PLANO DE FALLA
es la superficie sobre la que se ha producido el movimiento, horizontal, vertical u oblicuo. Si las fracturas son frágiles, tienen superficies lisas y pulidas por efecto de la abrasión. Durante el desplazamiento de las rocas fracturadas se pueden desprender fragmentos de diferentes tamaños
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SISMOLOGIA INDICE
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Los sismos son súbitas liberaciones de la energía que se acumula bajo la corteza terrestre como consecuencia de las fuertes tensiones y presiones que ocurren en su interior y que se manifiestan en forma de vibraciones, desplazamientos y movimientos diversos de la superficie del terreno sobre el cual habitamos y construimos. Los sismos pueden dar como consecuencia grandes desastres, especialmente donde no se han tomado medidas preventivas relacionadas con la resistencia sísmica de la edificaciones.
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SISMOLOGIA Ciencia que estudia los terremotos. Implica la observación de las vibraciones naturales del terreno y de las señales sísmicas generadas de forma artificial, con muchas ramificaciones teóricas y prácticas. Como rama de la geofísica, la sismología ha aportado contribuciones esenciales a la comprensión de la tectónica de placas, la estructura del interior de la Tierra, la predicción de terremotos y es una técnica valiosa en la búsqueda de minerales.
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¿como se origina un sismo.?
Existen diferentes causas que producen un sismo ,estas se clasifican en dos tipos; 1- naturales 2- artificiales
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los naturales son de origen tectónico, volcánico, fallas geológicas y las artificiales por lo regular son de excavaciones, explosiones, vibraciones mecanicas. A continuación una de las causas mas comunes de un sismo; La corteza terrestre es la capa externa de globo terráqueo, es relativamente delgada y se extiende hasta una profundidad de 70 kilómetros bajo los océanos y de 150 kilómetros bajo loscontinentes además está en un permanente estado de cambio y movimiento.Hay fuerzas bajo la corteza terrestre que hacen que ésta se fracture y sus partes (placas tectónicas) se muevan a velocidades muy pequeñas del orden de centímetros por año - empujando y causando, en algunos casos, que unas traten de meterse debajo de otra.
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MEDIOS DE ESTUDIO Ondas sísmicas Ondas Longitudinales
Ondas Transversales Ondas Superficiales Las ondas provocan vibraciones allí donde alcanzan la superficie terrestre. Los instrumentos sísmicos están diseñados para detectar estos movimientos con métodos electromagnéticos u ópticos. Los instrumentos principales, llamados sismógrafos, se han perfeccionado tras el desarrollo por el alemán Emil Wiechert de un sismógrafo horizontal, a finales del siglo XIX
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Escalas sísmicas: Mercalli y Richter
Las escalas de Mercalli y Richter se utilizan para evaluar y comparar la intensidad de los terremotos. La escala de Richter mide la energía de un temblor en su centro, o foco, y la intensidad crece de forma exponencial de un número al siguiente. La escala de Mercalli es más subjetiva, puesto que la intensidad aparente de un terremoto depende de la distancia entre el centro y el observador. Varía desde I hasta XII, y describe y evalúa los terremotos más en función de las reacciones humanas y en observaciones que la escala de Richter, basada más en las matemáticas.
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LA ESCALA DE RICHTER Mide la energía liberada en el foco de un sismo. Es una escala logarítmica con valores medibles entre 1 y 10; un temblor de magnitud 7 es diez veces más fuerte que uno de magnitud 6, cien veces más que otro de magnitud 5, mil veces más que uno de magnitud 4 y de este modo en casos análogos..
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LA ESCALA DE MERCALLI Mide la intensidad de un temblor con gradaciones entre I y XII. Puesto que los efectos sísmicos de superficie disminuyen con la distancia desde el foco, la medida Mercalli depende de la posición del sismógrafo, los temblores II y III son equivalentes a 3 y 4 en la escala de richter.
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Un sismógrafo produjo este registro de un terremoto californiano que medía 5.5 en la escala de Richter.
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Primer sismógrafo El filósofo chino Chang Heng inventó el sismógrafo. Consistía en una vasija de bronce que contenía seis bolas en equilibrio en las bocas de seis dragones situados alrededor de la vasija. Si una o más bolas se caía de la boca de los dragones se sabía que había habido un onda sísmica.
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TIPOS Y LOCALIZACIONES DE LOS TERREMOTOS
En la actualidad se reconocen tres clases generales de terremotos: tectónicos, volcánicos y artificiales. Los sismos de la primera de ellas son, con diferencia, los más devastadores además de que plantean dificultades especiales a los científicos que intentan predecirlos
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PREDICCIÓN DE TERREMOTOS
Los intentos de predecir cuándo y dónde se producirán los terremotos han tenido cierto éxito en los últimos años. En la actualidad, China, Japón, la antigua Unión Soviética y Estados Unidos son los países que apoyan más estas investigaciones. En 1975, sismólogos chinos predijeron el sismo de magnitud 7,3 de Haicheng, y lograron evacuar a residentes sólo dos días antes de que destruyera el 90% de los edificios de la ciudad. Una de las pistas que llevaron a esta predicción fue una serie de temblores de baja intensidad, llamados sacudidas precursoras, que empezaron a notarse cinco años antes. Otras pistas potenciales son la inclinación o el pandeo de las superficies de tierra y los cambios en el campo magnético terrestre, en los niveles de agua de los pozos e incluso en el comportamiento de los animales INDICE
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EL CICLO HIDROLÓGICO INDICE
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HISTORIA La idea del ciclo Hidrológico, que hoy nos parece tan intuitiva, durante siglos no fue comprendida por los filósofos y “científicos”, creyeron que el ciclo del agua se realizaba al revés: el agua penetraba la corteza desde el fondo de los océanos, se almacenaba en la profundidad, probablemente en grandes cavernas y ascendía después por el calor de la Tierra hasta las partes altas de las montañas surgiendo en las zonas de nacimientos de los ríos.
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Componente importante de los seres vivos
La hidrológica moderna nace con las experiencias Perrault, Marinote y Halley. Fueron los primero hidrólogos empíricos que basaron sus ideas en medidas y no en especulación. AGUA: Componente importante de los seres vivos Factor limitante de la productividad de muchos ecosistemas Es vital para los seres vivos y otras sustancias que van disueltas
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HIDROLOGIA La hidrología es la ciencia que estudia la distribución del agua en la Tierra, sus reacciones físicas y químicas con otras sustancias existentes en la naturaleza, y su relación con la vida en el planeta. El movimiento continuo de agua entre la Tierra y la atmósfera se conoce como ciclo hidrológico.
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DISTRIBUCIÓN DEL AGUA EN LA TIERRA
Agua líquida oceánica 1322 x 106 km3 Agua sólida oceánica 26 x 106 km3 Epicontinentales ,000 km3 Atmósfera ,000 km3 Aguas subterráneas 2 – 8 x 106 km3
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CICLO HIDROLOGICO Movimiento general del agua, ascendente por evaporación y descendente primero por las precipitaciones y después en forma de escorrentía superficial y subterránea
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De esta simple definición se puede destacar un importante aspecto; la escorrentía subterránea es mucho más lenta que la superficial. Esta baja velocidad (a veces inmovilidad) de la escorrentía subterránea, le confiere al ciclo la importante característica de hacer que los ríos continúen con caudal mucho tiempo después de ocurridas las últimas precipitaciones. Como se trata de un ciclo podríamos considerar todas sus fases comenzando desde cualquier punto. De acuerdo a esto, el movimiento del agua a través del sistema tierra-atmósfera se inicia con la producción de vapor de agua por evaporación y transpiración procedente del agua y la superficie terrestre (incluida la vegetación); el agua permanece en la atmósfera por condensación (nubes) y se deposita en la tierra y las superficies de agua por precipitación (lagos, glaciares) o pasa al subsuelo como agua subterránea, o bien se evapora o transpira (para iniciar el ciclo siguiente), volviendo al mar por medio del flujo de los ríos.
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CICLO HIDROLOGICO Precipitación Reserva Escorrentía
Evaporación y Transpiración Condensación
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CICLO HIDROLOGICO El agua se almacena en océanos y lagos, en ríos y arroyos, y en el suelo. La evaporación, incluida la transpiración que realizan las plantas, transforma el agua en vapor de agua. La precipitación tiene lugar cuando el vapor de agua presente en la atmósfera se condensa y cae a la Tierra en forma de lluvia, nieve o granizo. El agua de escorrentía incluye la que fluye en ríos y arroyos, y bajo la superficie del terreno (agua subterránea). Al llegar a la superficie terrestre, el agua sigue dos trayectorias. En cantidades determinadas por la intensidad de la lluvia, así como por la porosidad, permeabilidad, grosor y humedad previa del suelo, una parte del agua se vierte directamente en los riachuelos y arroyos, de donde pasa a los océanos y a las masas de agua continentales; el resto se infiltra en el suelo. Una parte del agua infiltrada constituye la humedad del suelo, y puede evaporarse directamente o penetrar en las raíces de las plantas para ser transpirada por las hojas. La porción de agua que supera las fuerzas de cohesión y adhesión del suelo, se filtra hacia abajo y se acumula en la llamada zona de saturación para formar un depósito de agua subterránea, cuya superficie se conoce como nivel NIVEL FREÁTICO En condiciones normales, el nivel freático crece de forma intermitente según se va rellenando o recargando, y luego declina como consecuencia del drenaje continuo en desagües naturales como son los manantiales.
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COMPOSICION Debido a su capacidad de disolver numerosas sustancias en grandes cantidades, el agua pura casi no existe en la naturaleza. Durante la condensación y precipitación, la lluvia o la nieve absorben de la atmósfera cantidades variables de dióxido de carbono y otros gases, así como pequeñas cantidades de material orgánico e inorgánico. Además, la precipitación deposita lluvia radiactiva en la superficie de la Tierra. En su circulación por encima y a través de la corteza terrestre, el agua reacciona con los minerales del suelo y de las rocas. Los principales componentes disueltos en el agua superficial y subterránea son los sulfatos, los cloruros, los bicarbonatos de sodio y potasio, y los óxidos de calcio y magnesio. Las aguas de la superficie suelen contener también residuos domésticos e industriales. Las aguas subterráneas poco profundas pueden contener grandes cantidades de compuestos de nitrógeno y de cloruros, derivados de los desechos humanos y animales. Generalmente, las aguas de los pozos profundos sólo contienen minerales en disolución. Casi todos los suministros de agua potable natural contienen fluoruros en cantidades variables. Se ha demostrado que una proporción adecuada de fluoruros en el agua potable reduce las caries en los dientes. Véase Flúor. El agua del mar contiene, además de grandes cantidades de cloruro de sodio o sal, muchos otros compuestos disueltos, debido a que los océanos reciben las impurezas procedentes de ríos y arroyos. Al mismo tiempo, como el agua pura se evapora continuamente (véase Evaporación) el porcentaje de impurezas aumenta, lo que proporciona al océano su carácter salino. Véase Océanos y oceanografía.
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PURIFICACION DEL AGUA Las impurezas suspendidas y disueltas en el agua natural impiden que ésta sea adecuada para numerosos fines. Los materiales indeseables, orgánicos e inorgánicos, se extraen por métodos de criba y sedimentación que eliminan los materiales suspendidos. Otro método es el tratamiento con ciertos compuestos, como el carbón activado, que eliminan los sabores y olores desagradables. También se puede purificar el agua por filtración, o por cloración o irradiación que matan los microorganismos infecciosos. Véase también depuración de aguas. En la ventilación o saturación de agua con aire, se hace entrar el agua en contacto con el aire de forma que se produzca la máxima difusión; esto se lleva a cabo normalmente en fuentes, esparciendo agua en el aire. La ventilación elimina los olores y sabores producidos por la descomposición de la materia orgánica, al igual que los desechos industriales como los fenoles, y gases volátiles como el cloro. También convierte los compuestos de hierro y manganeso disueltos en óxidos hidratados insolubles que luego pueden ser extraídos con facilidad. La dureza de las aguas naturales es producida sobre todo por las sales de calcio y magnesio, y en menor proporción por el hierro, el aluminio y otros metales. La que se debe a los bicarbonatos y carbonatos de calcio y magnesio se denomina dureza temporal y puede eliminarse por ebullición, que al mismo tiempo esteriliza el agua. La dureza residual se conoce como dureza no carbónica o permanente. Las aguas que poseen esta dureza pueden ablandarse añadiendo carbonato de sodio y cal, o filtrándolas a través de ceolitas naturales o artificiales que absorben los iones metálicos que producen la dureza, y liberan iones sodio en el agua (véase Intercambio iónico). Los detergentes contienen ciertos agentes separadores que inactivan las sustancias causantes de la dureza del agua. El hierro, que produce un sabor desagradable en el agua potable, puede extraerse por medio de la ventilación y sedimentación, o pasando el agua a través de filtros de ceolita. También se puede estabilizar el hierro añadiendo ciertas sales, como los polifosfatos. El agua que se utiliza en los laboratorios, se destila o se desmineraliza pasándola a través de compuestos que absorben los iones.
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Desalinización del agua
Para satisfacer las crecientes demandas de agua dulce, especialmente en las áreas desérticas y semidesérticas, se han llevado a cabo numerosas investigaciones con el fin de conseguir métodos eficaces para eliminar la sal del agua del mar y de las aguas salobres. Se han desarrollado varios procesos para producir agua dulce a bajo costo. Tres de los procesos incluyen la evaporación seguida de la condensación del vapor resultante, y se conocen como: evaporación de múltiple efecto, destilación por compresión de vapor y evaporación súbita. En este último método, que es el más utilizado, se calienta el agua del mar y se introduce por medio de una bomba en tanques de baja presión, donde el agua se evapora bruscamente. Al condensarse el vapor se obtiene el agua pura. La congelación es un método alternativo que se basa en los diferentes puntos de congelación del agua dulce y del agua salada. Los cristales de hielo se separan del agua salobre, se lavan para extraerles la sal y se derriten, convirtiéndose en agua dulce. En otro proceso, llamado ósmosis inversa, se emplea presión para hacer pasar el agua dulce a través de una fina membrana que impide el paso de minerales. La ósmosis inversa sigue desarrollándose de forma intensiva. La electrodiálisis se utiliza para desalinizar aguas salobres. Cuando la sal se disuelve en agua, se separa en iones positivos y negativos, que se extraen pasando una corriente eléctrica a través de membranas aniónicas y catiónica
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La evaporación súbita es el método más utilizado para desalinizar el agua. El agua de mar se calienta y después se bombea a un tanque de baja presión, donde se evapora parcialmente. A continuación el vapor de agua se condensa y se extrae como agua pura. El proceso se repite varias veces (aquí se muestran tres etapas). El líquido restante, llamado salmuera, contiene una gran cantidad de sal, y a menudo se extrae y se procesa para obtener minerales. Obsérvese que el agua de mar que entra se utiliza para enfriar los condensadores de cada evaporador. Este diseño conserva la energía porque el calor liberado al condensarse el vapor se utiliza para calentar la siguiente entrada de agua de mar. Desalinización del agua La evaporación súbita es el método más utilizado para desalinizar el agua. El agua de mar se calienta y después se bombea a un tanque de baja presión, donde se evapora parcialmente. A continuación el vapor de agua se condensa y se extrae como agua pura. El proceso se repite varias veces (aquí se muestran tres etapas). El líquido restante, llamado salmuera, contiene una gran cantidad de sal, y a menudo se extrae y se procesa para obtener minerales. Obsérvese que el agua de mar que entra se utiliza para enfriar los condensadores de cada evaporador. Este diseño conserva la energía porque el calor liberado al condensarse el vapor se utiliza para calentar la siguiente entrada de agua de mar. Un problema importante en los proyectos de desalinización son los costos para producir agua dulce. La mayoría de los expertos confían en obtener mejoras sustanciales para purificar agua ligeramente salobre, que contiene entre y partes de minerales por millón, en comparación a las partes por millón del agua del mar. Puesto que el agua resulta potable si contiene menos de 500 partes de sal por millón, desalinizar el agua salobre es comparativamente más barato que desalinizar el agua del mar. INDICE
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FOSA DE LAS MARIANAS La fosa de las Marianas es la más profunda fosa marina conocida y el lugar más profundo de la corteza terrestre. Tiene su origen en un proceso de subducción. Se localiza en el fondo del Pacífico noroccidental, al sureste de las islas Marianas, cerca de Guam. El conocimiento de la existencia de la fosa de las Marianas data de antes de 1870, cuando un navío intentó medir la profundidad mediante el sondeo con lastre atado a una cuerda, en esa oportunidad se sondeó una profundidad de 8 km. La fosa fue visitada en 1872 por la fragata de la Marina Real Británica Challenger, que da el nombre a la parte más profunda de la fosa, el abismo Challenger. En 1951 y usando ecolocalización, se midió una profundidad de m en 11°19′N 142°15′O. En 1957, la nave soviética Vityaz informó de una profundidad de m . En 1962, el M.V. Spencer F. Baird registró una profundidad de m. El batiscafo Trieste antes de la inmersión, 23 de enero de 1960. Los orígenes de tan profunda depresión en el Pacífico supusieron una gran cantidad de teorías, esto despertó el interés científico de saber exactamente como se había formado. No fue sino hasta el 23 de enero de 1960 cuando una nave tripulada descendió por primera y única vez usando un batiscafo llamado Trieste, invención de Auguste Piccardy capitaneado por Jacques Piccard, hijo del primero. La immersión se proyectó para obtener datos del origen de este abismo. Se evitaban así los efectos de la gran presión existente a tales profundidades. El lugar del descenso fue el extremo suroccidental de la fosa, a unos 338 km de Guam. Los sistemas de a bordo indicaban una profundidad de m, que después fue revisada y resultó ser de metros. La fosa tiene una longitud de km y una anchura media de 70 kilómetros. La presión en el fondo de la fosa es de kPa (unas 1072 atm). Paralela a la fosa corre un cinturón de islas que da origen al archipiélago de islas Marianas, muchas de esas islas son de origen volcánico. Su punto más profundo es llamado abismo Challenger con m de profundidad y una presión de kPa.1 En la fosa se encontró un calamar gigante del género Architeuthis, una especie desconocida de lenguado y varias especies desconocidas hasta entonces. A 11 km de profundidad se encontraron otros tipos de biodiversidad como minúsculos seres vivos unicelulares y una forma de plancton por ahora desconocida, según se publicó en la revista Science. La fosa de las Marianas es uno de los lugares más enigmáticos de la Tierra. El Discovery Channel emitió un programa el 2009 en que se sugiere que la gran fosa es una amplia zona de subducción de la corteza terrestre que se sumerge bajo el manto tectónico, donde la placa del Pacífico es subducida bajo la pequeña placa de las Marianas. lo que explica la existencia del archipiélago y su constante actividad volcánica. La poca actividad telúrica se explicó por la existencia de una franja de roca suave disgregada a modo de lubricante que evita el roce brusco entre la placa superior y la que se hunde.2
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AGUAS SUBTERRÁNEAS INDICE
Agua que se encuentra bajo la superficie terrestre. Se encuentra en el interior de poros entre partículas sedimentarias y en las fisuras de las rocas más sólidas. En las regiones árticas el agua subterránea puede helarse. En general mantiene una temperatura muy similar al promedio anual en la zona. El agua subterránea más profunda puede permanecer oculta durante miles o millones de años. No obstante, la mayor parte de los yacimientos están a poca profundidad y desempeñan un papel discreto pero constante dentro del ciclo hidrológico. A nivel global, el agua subterránea representa cerca de un 20% de las aguas dulces, que a su vez constituyen el 3% del total; el 80% restante está formado por las aguas superficiales; un 79% es hielo y el 1% representa el agua presente en ríos, lagos y arroyos
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El agua subterránea es de esencial importancia para la civilización porque supone la mayor reserva de agua potable en las regiones habitadas por los seres humanos. El agua subterránea puede aparecer en la superficie en forma de manantiales, o puede ser extraída mediante pozos. En tiempos de sequía, puede servir para mantener el flujo de agua superficial, pero incluso cuando no hay escasez, el agua subterránea es preferible porque no tiende a estar contaminada por residuos o microorganismos.
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ACUIFEROS (comportamiento hidrodinámico)
La movilidad del agua subterránea depende del tipo de rocas subterráneas en cada lugar dado. Las capas permeables saturadas capaces de aportar un suministro útil de agua son conocidas como acuíferos. Suelen estar formadas por arenas, gravas, calizas o basaltos. Otras capas, como las arcillas, pizarras, morrenas glaciares y limos tienden a reducir el flujo del agua subterránea. En zonas permeables, la capa o zona límite de la superficie de saturación de agua se llama nivel freático. Sobre este nivel se encuentra la zona de aireación, cuya capa más inmediata al nivel freático se denomina franja capilar, ya que en ella el agua se mueve por dicha capilaridad, existiendo movimientos ascendentes de agua en sentido contrario a la fuerza de la gravedad. Sobre la franja capilar, en la zona de aireación, se encuentra la zona intermedia o de agua vadosa, donde el movimiento de agua se produce por gravedad, y es descendente. ACUIFEROS (comportamiento hidrodinámico) ACUÍFEROS: es aquel estrato o formación geológica que permite la circulación del agua por sus poros y/o grietas. Dentro de estas formaciones podemos encontrarnos con materiales muy variados como gravas de río, calizas muy agrietadas, areniscas porosas poco cementadas, arenas de playa, algunas formaciones volcánicas, depósitos de dunas... ACUÍCLUDOS: se define como aquella formación geológica que, conteniendo agua en su interior incluso hasta la saturación, no la transmite y por lo tanto no es posible su explotación. Se pueden citar como ejemplos los depósitos de arcillas de cualquier origen. ACUITARDOS: este término hace referencia a numerosas formaciones geológicas que, conteniendo apreciables cantidades de agua la transmiten muy lentamente, por lo que no son aptos para el emplazamiento de captaciones de aguas subterráneas, pero sin embargo, bajo condiciones especiales permiten una recarga vertical de otros acuíferos, que puede llegar a ser muy importante en ciertos casos. ACUÍFUGOS: este término se refiere a aquellas formaciones geológicas que no contienen agua ni la pueden transmitir, como por ejemplo un macizo granítico que no esté fisurado o unas rocas metamórficas sin apenas meteorización ni fracturación.
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AGUAS SUBTERRÁNEAS Parte del agua que cae resbala sobre el terreno hasta llegar a ríos y lagos (agua de escorrentía), pero otra parte se infiltra, bien directamente cuando llueve, o desde los ríos y lagos. Desde el suelo parte del agua sale por evapotranspiración, o por manantiales o alimenta ríos y lagos a través de su lecho. Las rocas y suelos que dejan pasar el agua se llaman permeables en contraposición a las impermeables. El agua que penetra por los poros de una roca permeable acaba llegando a una zona impermeable que la detiene. Así la parte permeable se va llenando de agua (zona de saturación). La zona por encima de esta en la que el agua va descendiendo pero en los poros todavía hay aire se llama zona de aireación y el contacto entre las dos nivel freático. El nivel freático sale por encima de la superficie cuando tras fuertes lluvias el suelo se encharca. Las rocas porosas y permeables que almacenan y transmiten el agua se llaman acuíferos. Veremos que son una fuente importante de agua para uso humano. Los principales tipos de acuífero son: ACUÍFEROS DETRÍTICOS.- Están formados por masas de rocas fragmentadas, como las arenas o las gravas, que almacenan el agua en los espacios intersticiales. ACUÍFEROS CÁRSTICOS.- Algunas rocas son disueltas por el agua y forman unas estructuras geológicas típicas llamadas Karst capaces de almacenar grandes cantidades de agua. Las calizas son las rocas que más habitualmente forman Karsts, pero también las dolomías, los yesos y las sales pueden formarlos. Las rocas carbonatadas ocupan más de 100,000 km2 en la península Ibérica, por lo que los paisajes y los acuíferos cársticos son frecuentes.
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TIPOS DE ACUÍFEROS Las clasificaciones de los acuíferos pueden variar según el factor que se tome en cuenta para hacerlas. De este modo se pueden clasificar los acuíferos según los materiales litológicos que los constituyan (detríticos, fisurados, volcánicos, etc.) o, como en este caso vamos a tomar el factor de la presión hidrostática del agua encerrada en los mismos, lo cual se traduce en unas circunstancias prácticas muy útiles al hablar de captaciones de ese agua. ACUÍFEROS LIBRES: son aquellos en los cuales existe una superficie libre del agua encerrada en ellos y que se encuentra a presión atmosférica. La superficie del agua será el nivel freático y podrá estar en contacto directo con el aire o no, pero lo importante es que no tenga por encima ningún material impermeable. En estos acuíferos, al perforar pozos que los atraviesen total o parcialmente, el agua alcanza un nivel que sería el mismo que tendría dentro de la formación geológica, es decir el nivel freático (nivel real) coincide con el nivel piezométrico (nivel ideal que alcanzaría el agua a presión atmosférica). ACUÍFEROS CONFINADOS: en este tipo de acuífero, el agua que contienen está sometida a cierta presión, superior a la atmosférica y ocupa la totalidad de los poros o huecos de la formación geológica, saturándola totalmente. Están sellados por materiales impermeables que no permiten que el agua ascienda hasta igualar su presión a la atmosférica. Por este motivo al perforar pozos que atraviesen el límite superior del material que constituye el acuífero, se observará que el nivel del agua asciende muy rápido hasta que se estabiliza en el nivel piezométrico. Podrán darse pozos surgentes si el nivel del agua queda por encima del nivel topográfico y pozos artesianos si el nivel se estabiliza por debajo de la cota del terreno. De esta manera, si imaginamos una serie de pozos atravesando un acuífero de este tipo, y unimos los niveles que alcanza el agua en cada uno, obtendríamos una superficie piezométrica que no coincide con el nivel freático que tenía el acuífero en estado natural. ACUÍFEROS SEMICONFINADOS: constituyen una variedad de los confinados, y se caracterizan por tener el techo (parte superior) o/y el muro (parte inferior) sellado por materiales que no son totalmente impermeables, sino que constituyen un acuitardo, es decir, un material que permite una filtración vertical que alimenta muy lentamente al acuífero principal. En estos casos , habrá situaciones en los que la recarga podrá hacerse en ambos sentidos en función de la diferencia de potencial. ACUÍFEROS COLGADOS: algunas veces se da una capa de material más o menos impermeable por encima del nivel freático. El agua que se infiltra queda atrapada en esta capa para formar un lentejón , que normalmente tiene una extensión limitada sobre la zona saturada más próxima. Los acuíferos colgados son más comunes de lo que se pueda suponer, aunque quizá sólo ocupan unos pocos centímetros de espesor, o sólo se alimenten después de una recarga muy excepcional. No suponen un recurso muy fiable, ya que a veces se puede perforar del todo y el pozo construido facilita el drenaje del agua contenida en el lentejón hacia la zona saturada.
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SEGÚN SU ESTRUCTURA Desde el punto de vista de su estructura, ya se ha visto que se pueden distinguir los acuíferos libres y los acuíferos confinados. río o lago (a), en este caso es la fuente de recarga de ambos acuíferos. suelo poroso no saturado (b). suelo poroso saturado (c), en el cual existe una camada de terreno impermeable (d), formado, por ejemplo por arcilla, este estrato impermeable confina el acuífero a cotas inferiores. suelo impermeable (d). acuífero no confinado (e). manantial (f); pozo que capta agua del acuífero no confinado (g). pozo que alcanza el acuífero confinado, frecuentemente el agua brota como en un surtidor o fuente, llamado pozo artesiano (h). SEGÚN SU TEXTURA Desde el punto de vista textural, se dividen también en dos grandes grupos: los porosos y fisurales. En los acuíferos porosos el agua subterránea se encuentra como embebida en una esponja, dentro de unos poros intercomunicados entre sí, cuya textura motiva que existe "permeabilidad" (transmisión interna de agua), frente a un simple almacenamiento. Aunque las arcillas presentan una máxima porosidad y almacenamiento, pero una nula transmisión o permeabilidad (permeabilidad <> porosidad). Como ejemplo de acuíferos porosos, tenemos las formaciones de arenas y gravas aluviales En los acuíferos fisurales, el agua se encuentra ubicada sobre fisuras o diaclasas, también intercomunicadas entre sí; pero a diferencia de los acuíferos porosos, su distribución hace que los flujos internos de agua se comporten de una manera heterogénea, por direcciones preferenciales. Como representantes principales del tipo fisural podemos citar a los acuíferos kársticos.
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Evidentemente, en función de la cantidad de agua existente en el acuífero, la zona de saturación y, consecuentemente, la capa freática oscilan en nivel, alcanzando en ocasiones zonas superficiales donde descargan dando lugar a charcas, lagunas o aguas corrientes. Los ríos se alimentan de aguas superficiales, pero en la mayoría de los casos, la mayor proporción de agua que circula por ellos proviene del subsuelo, alimentado de aguas de precipitación por infiltración que circulan subterráneamente hasta descargar en los propios ríos. Hay tramos en que los ríos no se alimentan del agua subterránea sino que ceden agua a los acuíferos, contribuyendo a elevar su caudal. Un caso extremo de esta situación se da en el río Okavango, en Botsuana, que en vez de desembocar en el mar lo hace en un desierto donde pierde el agua por infiltración y evaporación. Cuando en lugares muy poblados o zonas áridas muy irrigadas se extrae agua del subsuelo demasiado deprisa, el nivel freático puede descender con gran rapidez, haciendo que sea imposible acceder a él, aún recurriendo a pozos muy profundos. El agua subterránea puede localizarse en la zona superior del suelo, denominándose entonces subsuperficial.
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Aunque el agua subterránea está menos contaminada que la superficial, la contaminación de este recurso también se ha convertido en una preocupación en los países industrializados. INDICE
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OCEANOS Y COSTAS INDICE
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FORMACIÓN Cuando la Tierra se fue formando, hace unos 4,600 millones de años, las altas temperaturas hacían que toda el agua estuviera en forma de vapor. Al enfriarse por debajo del punto de ebullición del agua, gigantescas precipitaciones llenaron de agua las partes más bajas de la superficie formando los océanos. Se calcula que unas decenas o cientos de millones de años después de su formación ya existirían los océanos. DISTRIBUCIÓN DEL AGUA EN LA TIERRA Casi la totalidad del agua se encuentra en los mares y océanos en forma de agua salada. De las aguas dulces la mayor parte está en forma de hielo y en aguas subterráneas. El agua situada sobre los continentes y la que está en la atmósfera son las cantidades proporcionalmente menores, aunque su importancia biológica es grande.
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DISTRIBUCIÓN DEL AGUA Agua líquida oceánica 1322·106 km3
Agua sólida oceánica 26·106 km3 Epicontinentales km3 En la atmósfera km3 Aguas subterráneas 2-8 ·106 km3
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CICLO DEL AGUA El agua permanece en constante movimiento. El vapor de agua de la atmósfera se condensa y cae sobre continentes y océanos en forma de lluvia o nieve. El agua que cae en los continentes va descendiendo de las montañas en ríos, o se infiltra en el terreno acumulándose en forma de aguas subterráneas. Gran parte de las aguas continentales acaban en los océanos, o son evaporadas o transpiradas por las plantas volviendo de nuevo de nuevo a la atmósfera. También de los mares y océanos está evaporándose agua constantemente. La energía del sol mantiene este ciclo en funcionamiento continuo. Al año se evaporan km3 de agua, lo que da un valor medio de 980 l/m2 o mm. Es decir es como si una capa de 980 mm (casi un metro) de agua que recubriera toda la Tierra se evaporara a lo largo del año. Como en la atmósfera permanecen constantemente sólo km3, quiere decir que la misma cantidad de km3 que se ha evaporado vuelve a caer en forma de precipitaciones a lo largo del año. Aunque la media, tanto de la evaporación como de la precipitación sea de 980 mm, la distribución es irregular, especialmente en los continentes. En los desiertos llueve menos de 200 mm y en algunas zonas de montaña llueve 6,000 mm o más.
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El tiempo medio que una molécula de agua permanece en los distintos tramos del ciclo es:
en la atmósfera 9-10 días en los ríos días en lagos años en acuíferos subterráneos 300 años en océanos años Como es lógico estos tiempos medios de permanencia van a tener una gran influencia en la persistencia de la contaminación en los ecosistemas acuáticos. Si se contamina un río, al cabo de pocos días o semanas puede quedar limpio, por el propio arrastre de los contaminantes hacia el mar, en donde se diluirán en grandes cantidades de agua. Pero si se contamina un acuífero subterráneo el problema persistirá durante decenas o cientos de años
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HIELO Y GLACIACIONES GLACIACIONES
Las glaciaciones han sido lo más característico de los últimos dos millones de años de la historia de la Tierra. Su influencia es tan grande que marcan el inicio de un periodo geológico distinto que llamamos Cuaternario. A lo largo de este periodo se han sucedido épocas más frías, en las que los hielos se han apoderado de grandes extensiones en el norte y el sur del planeta, y épocas más templadas en las que las aguas heladas se han retirado hacia las cercanías de los polos o las altas montañas. Estas oscilaciones climáticas han tenido una gran influencia en la distribución de los seres vivos GLACIARES Los glaciares son grandes masas de hielo que se forman cuando la nieve que cae va acumulándose de un año a otro, sin que le de tiempo para fundirse. Por la presión la nieve va perdiendo el aire y acaba formándose primero hielo lechoso y luego hielo azul, tan transparente como el cristal. Para que existan glaciares en una zona se requieren dos condiciones: que tenga promedios de temperatura tan bajos como para permitir que la nieve se acumule de un año a otro. Esto sucede en las zonas ecuatoriales a partir de los 5000 m de altitud y en la Antártida al nivel del mar. En la Península Ibérica sólo se dan estas condiciones en lugares de los Pirineos situados a más de 3000 m. que tenga precipitación suficiente. Así, por ejemplo, hay lugares del norte de Siberia muy fríos pero en los que llueve tan poco que la capa de nieve rara vez supera el metro de altura. En las regiones polares los glaciares cubren grandes extensiones y se les llama casquetes glaciares o inlandsis. En el resto del mundo sólo encontramos glaciares de montaña que en total ocupan una extensión treinta veces menor que la ocupada por los inlandsis ZONAS PERIGLACIARES Se llama zonas periglaciares a las grandes extensiones que rodean a los casquetes glaciares o que se sitúan inmediatamente por debajo de las zonas de nieves perpetuas de las montañas. Su suelo no está cubierto por el hielo permanentemente, pero está helado la mayor parte del año. Este suelo se llama permafrost y está permanentemente helado a partir de una pequeña profundidad. Cuando en la primavera se deshiela la capa más superficial se forman grandes charcos en los que se reproducen los mosquitos
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GLACIACIONES E INTERGLACIACIONES
Durante la historia de la Tierra ha habido hasta siete, y quizás más, episodios de amplias glaciaciones, en las Eras Precámbrica y Paleozoica. El periodo glaciar en el que nos encontramos ocupa el Periodo Cuaternario, como hemos dicho, empezó hace unos dos millones de años y todavía continúa. En un tiempo glaciar las temperaturas van subiendo y bajando cada varias decenas de miles de años. En la actualidad, desde hace unos años, estamos en un periodo interglacial cálido (dentro de la glaciación del Cuaternario), en el que las mediciones en los inlandsis* y los glaciares de montaña indican que continuamente van disminuyendo de tamaño desde hace años. El anterior periodo cálido similar al actual sucedió hace algo más de años. La diferencia de la temperatura media entre un periodo cálido y otro frío es de sólo unos 4 a 7ºC, pero su efecto es que los glaciares avanzan hacia el ecuador o retroceden miles de kilómetros. Estos cambios en la masa de hielos afectan al nivel del mar que puede subir o bajar varias decenas de metros y a los caudales de los ríos, distribución de las lluvias y al clima en general. Por supuesto también afecta de forma importantísima a la fauna y la flora. * (calota de hielo o capa de hielo es un territorio cubierto de hielos de dimensiones continentales. Se localizan en latitudes extremas con una extensión convencional de más de km². En la actualidad estas calotas de hielo solo cubren la Antártida y Groenlandia)
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OCÉANOS Y MARES Desde su formación hace casi 4,000 millones de años los océanos contienen la mayor parte del agua líquida de nuestro planeta. Entender su funcionamiento es muy importante para comprender el clima y para explicar la diversidad de vida que hay en nuestro planeta Océanos son las grandes masas de agua que separan los continentes. Son cinco. El más extenso es el Pacífico, que con sus 180 millones de km2 supera en extensión al conjunto de los continentes. Los otros cuatro son el Atlántico, el Indico, el Antártico o Austral y el Ártico. Dentro de los océanos se llama mares a algunas zonas cercanas a las costas, situados casi siempre sobre la plataforma continental, por tanto con profundidades pequeñas, que por razones históricas o culturales tienen nombre propio.
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RELIEVE DEL FONDO OCEÁNICO
La profundidad media de los océanos es de unos cuatro o cinco kilómetros que comparados con los miles de km que abarcan nos hacen ver que son delgadas capas de agua sobre la superficie del planeta. Pero la profundidad es muy variable dependiendo de la zona: PLATAFORMA CONTINENTAL.- Es la continuación de los continentes por debajo de las aguas, con profundidades que van desde 0 metros en la línea de costa hasta unos 200 m. Ocupa alrededor del 10% del área oceánica. Es una zona de gran explotación de recursos petrolíferos, pesqueros, etc. TALUD.- Es la zona de pendiente acentuada que lleva desde el límite de la plataforma hasta los fondos oceánicos. Aparecen hendidos, de vez en cuando, por cañones submarinos tallados por sedimentos que resbalan en grandes corrientes de turbidez que caen desde la plataforma al fondo oceánico. FONDO OCEÁNICO. Con una profundidad de entre 2000 y 6000 metros ocupa alrededor del 80% del área oceánica. CADENAS DORSALES OCEÁNICAS.- Son levantamientos alargados del fondo oceánico que corren a lo largo de más de km. En ellas abunda la actividad volcánica y sísmica porque corresponden a las zonas de formación de las placas litosféricas en las que se está expandiendo el fondo oceánico. CADENAS DE FOSAS ABISALES.- Son zonas estrechas y alargadas en las que el fondo oceánico desciende hasta más de m de profundidad en algunos puntos. Son especialmente frecuentes en los bordes del Océano Pacífico. Con gran actividad volcánica y sísmica porque corresponden a las zonas en donde las placas subducen hacia el manto.
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TEMPERATURA En los océanos hay una capa superficial de agua templada (12º a 30ºC), que llega hasta una profundidad variable según las zonas, de entre unas decenas y 400 o 500 metros. Por debajo de esta capa el agua está fría con temperaturas de entre 5º y -1ºC. Se llama termoclina al límite entre las dos capas. El Mediterráneo supone una excepción a esta distribución de temperaturas porque sus aguas profundas se encuentran a unos 13ºC. La causa hay que buscarla en que está casi aislado al comunicar con el Atlántico sólo por el estrecho de Gibraltar y por esto se acaba calentando todo la masa de agua. El agua está más cálida en las zonas ecuatoriales y tropicales y más fría cerca de los polos y en las zonas templadas. Y también más cálida en verano y más fría en invierno.
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Corrientes marinas Las aguas de la superficie del océano son movidas por los vientos dominantes y se forman unas gigantescas corrientes superficiales en forma de remolinos. El giro de la Tierra hacia el Este influye también en las corrientes marinas, porque tiende a acumular el agua contra las costas situadas al oeste de los océanos, como cuando movemos un recipiente con agua en una dirección y el agua sufre un cierto retraso en el movimiento y se levanta contra la pared de atrás del recipiente. Así se explica, según algunas teorías, que las corrientes más intensas como las del Golfo en el Atlántico y la de Kuroshio en el Pacífico se localicen en esas zonas. Este mismo efecto del giro de la Tierra explicaría las zonas de afloramiento que hay en las costas este del Pacífico y del Atlántico en las que sale agua fría del fondo hacia la superficie. Este fenómeno es muy importante desde el punto de vista económico, porque el agua ascendente arrastra nutrientes a la superficie y en estas zonas prolifera la pesca. Las pesquerías de Perú, Gran Sol (sur de Irlanda) o las del África atlántica se forman de esta manera.
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En los océanos hay también, corrientes profundas o termohalinas
En los océanos hay también, corrientes profundas o termohalinas* en la masa de agua situada por debajo de la termoclina**. En estas el agua se desplaza por las diferencias de densidad. Las aguas más frías o con más salinidad son más densas y tienden a hundirse, mientras que las aguas algo más cálidas o menos salinas tienden a ascender. De esta forma se generan corrientes verticales unidas por desplazamientos horizontales para reemplazar el agua movida. En algunas zonas las corrientes profundas coinciden con las superficiales, mientras en otras van en contracorriente. Las corrientes oceánicas trasladan grandes cantidades de calor de las zonas ecuatoriales a las polares. Unidas a las corrientes atmosféricas son las responsables de que las diferencias térmicas en la Tierra no sean tan fuertes como las que se darían en un planeta sin atmósfera ni hidrosfera. Por esto su influencia en el clima es tan notable
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*En Oceanografía Física se llama circulación termohalina o, metafóricamente, cinta transportadora oceánica, a la circulación convectiva que afecta de modo global al conjunto de las masas de agua oceánicas. Es muy importante por su significativa participación en el flujo neto de calor desde las regiones tropicales hacia las polares, sin la que no se comprendería el clima terrestre de un cuerpo de agua o aire donde la temperatura cambia rápidamente con la profundidad o altura.
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** La termoclina (raramente metalimnion) es una capa dentro de un cuerpo de agua o aire donde la temperatura cambia rápidamente con la profundidad o altura. OCEANOS Debido a que el agua no es perfectamente transparente, la mayoría de toda la luz solar es absorbida en la capa superficial, calentándose. El viento y la circulación de ondas mueven el agua en esta capa, distribuyéndola dentro de ella, haciendo que la temperatura, relativamente se uniformice en las primeras decenas de metros. Debajo de esta capa de mezcla, la temperatura cae muy rápidamente; quizás más de 20 °C en los adicionales 150 m de profundidad. Esa área de rápida transición es la termoclina; debajo de ella, la temperatura continua cayendo, pero mucho más gradualmente. En los océanos, el 90 % del agua está debajo de la termoclina. Ese océano profundo consiste de capas de igual densidad, pobremente mezclada, y tan fría como 0 a 3 °C [1]. La termoclina varia con la latitud y la estación: es permanente en los trópicos, variable en los climas templados (más fuerte en los veranos), y débil a inexistente en las regiones polares, donde la columna de agua está tan fría en la superficie como en el fondo. En el mar abierto, se caracteriza por una negativa gradiente de velocidad sónica, haciendo a la termoclina importante en la guerra submarina, debido a que puede producir reflejos en sonares activos
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OLAS, MAREAS Y CORRIENTES COSTERAS
MODELADO DE LA COSTA Las olas son formadas por los vientos que barren la superficie de las aguas. Mueven al agua en cilindro, sin desplazarla hacia adelante, pero cuando llegan a la costa y el cilindro roza en la parte baja con el fondo inician una rodadura que acaba desequilibrando la masa de agua, produciéndose la rotura de la ola. Los movimientos sísmicos en el fondo marino producen, en ocasiones gigantescas olas llamadas tsunamis.
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Tsunami : "Olas de puerto" en japonés
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Las mareas tienen una gran influencia en los organismos costeros que tienen que adaptarse a cambios muy bruscos en toda la zona intermareal: unas horas cubiertas por las aguas marinas y azotadas por las olas seguidas de otras horas sin agua o, incluso en contacto con aguas dulces, si llueve. Además, en algunas costas, por la forma que tienen, se forman fuertes corrientes de marea, cuando suben y bajan las aguas, que arrastran arena y sedimentos y remueven los fondos en los que viven los seres vivos. En la cercanía del litoral se suelen producir corrientes costeras de deriva, muy variables según la forma de la costa y las profundidades del fondo, que tienen mucho interés en la formación de playas, estuarios y otros formas de modelado costero.
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6.1 Intemperismo, Erosión y Suelos
UNIDAD 6 GEODINÁMICA EXTERNA 6.1 Intemperismo, Erosión y Suelos METEORIZACIÓN La meteorización es la desintegración, descomposición y disgregación de una roca en la superficie terrestre o próxima a ella como consecuencia de su exposición a los agentes atmosféricos y físico-químicos, con la participación de agentes biológicos. F. J. Monkhouse señala que La meteorización es la desintegración y descomposición de las rocas, que originan in situ una masa de derrubios (E.J. Monkhouse)1 También puede definirse como la descomposición de la roca en su lugar; sería un proceso estático por el cual la roca se rompe en pequeños fragmentos, se disuelve, se descompone, se forman nuevos minerales. Se posibilita así la remoción y el transporte de detritos en la etapa siguiente que vendría a ser la erosión. La meteorización entonces, al reducir la consistencia de las masas pétreas, abre el camino a la erosión.
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METEORIZACIÓN FISICA La meteorización física produce desintegración o ruptura en la roca, sin afectar a su composición química o mineralógica. En estos procesos la roca se va deshaciendo, es decir, se va disgregando en materiales de menor tamaño y ello facilita el proceso de erosión y transporte posterior. Las rocas no cambian sus características químicas pero sí las físicas. Está causada por las condiciones ambientales (agua, calor, sal, etc.). Los agentes que la provocan son: La descompresión: Es la expansión y el agrietamiento que se producen en rocas que se han formado a gran profundidad, al encontrarse en la superficie donde la presión es mucho menor. A causa de esta dilatación comienzan a experimentar la formación de grietas o diaclasas con lo que se forman losas horizontales. Termoclastia es la fisura de las rocas aflorantes como consecuencia de la diferencia de temperatura entre el interior y la superficie. La diferencia térmica día-noche es la causa: durante el día, al calentarse, la roca se dilata; sin embargo, por la noche, al enfriarse, se contrae. Al cabo de un tiempo acaba rompiéndose. Este tipo de meteorización es importante en climas extremados con gran oscilación térmica entre el día y la noche (como el desierto). Exfoliación del granito dando lugar a esferas de roca cuyo espesor va disminuyendo por termoclastia. La termoclastia da origen a una forma típica de meteorización mecánica en rocas graníticas que se denomina exfoliación en bolas, en inglés onion weathering (meteorización en capas de cebolla) debido a que la radiación solar penetra muy superficialmente en el granito, calentando apenas uno o varios centímetros a partir de la superficie, que es la zona que se dilata, mientras que al enfriarse, se va separando del núcleo interno. Gelifracción: es la rotura de las rocas aflorantes a causa de la presión que ejercen sobre ellas los cristales de hielo. El agua, al congelarse, aumenta su volumen en un 9%. Si se encuentra en el interior de las rocas, ejerce una gran presión sobre las paredes internas que acaba, tras la repetición, por fragmentarlas. Este tipo de meteorización es importante en climas húmedos y con repetidas alternancias hielo-deshielo (+0 °C/-0 °C), como los montañosos. Haloclastia: es la rotura de las rocas por la acción de la sal. En determinados ambientes hay una gran presencia de sal. Esto es en los ambientes áridos, ya que las lluvias lavan el suelo llevándose consigo la sal. La sal, se incrusta en los poros y fisuras de las rocas, y, al recristalizar y aumentar de volumen, aumenta la presión que ejercen sobre las paredes internas (similar a la gelifracción) con lo que se puede ocasionar la ruptura. El resultado son rocas muy angulosas y de menor tamaño, lo que generalmente da lugar a los procesos de erosión.
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METEORIZACIÓN QUÍMICA
Un yagrumo (Cecropia peltata) crece en la pared del Monumento a la Batalla de la Puerta, en Venezuela, y muestra la acción sobre la disolución del cemento y de la roca caliza del propio monumento por la acción de los ácidos de sus raíces. Produce una transformación química de la roca provocando la pérdida de cohesión y alteración de la roca. Los procesos más importantes son los atmosféricos, el vapor de agua, el oxígeno y el dióxido de carbono que están implicados en: Oxidación Al reaccionar algunos minerales con el oxígeno atmosférico. Disolución Importante en minerales solubles como cloruros, nitratos, en rocas calcáreas y en el modelado karstico. Carbonatación Se produce al combinar el dióxido de carbono con ciertos minerales como el carbonato de calcio que se transforma en bicarbonato el primero es insoluble al agua pero el segundo no lo es, por lo que es arrastrado por ella. Hidratación Por la que el agua es incorporada a la estructura de algunos minerales aumentando de volumen como el sulfato de calcio hidratado. Este proceso es fácil de ver, por ejemplo, mezclando anhidrita con agua, lo que produce una reacción exotérmica (desprende calor) al transformarse en yeso (sulfato de calcio hidratado). Hidrólisis Es la rotura en la estructura de algunos minerales por la acción de los iones de H+ y OH- de agua, fundamentalmente en la meteorización del feldespato, que se transforma en arcillas y del granito que puede llegar a la caolinización(transformarse en arcillas, especialmente en caolín). Bioquímica La acción de los ácidos orgánicos procedentes de la descomposición de materiales biológicos en el suelo. Los nidos hechos en el suelo por las termitas (Isoptera) en la Gran Sabana(Venezuela) generan una alteración considerable de los minerales del suelo y del subsuelo. Esta alteración favorece el crecimiento de algunas plantas en la mayoría de los termiteros abandonados. Meteorización biológica Algunos seres vivos contribuyen a transformar las rocas. Así, las raíces de las plantas se introducen entre las grietas actuando de cuñas. Al mismo tiempo segregan sustancias que alteran químicamente las rocas, como puede verse en la imagen: la decoloración de la pared por la acción de los ácidos (carbónico y de otros tipos) nos muestra claramente este proceso. También algunos animales, como las lombrices de tierra, las hormigas, las termitas, los topos, etc., favorecen la alteración in situ de las rocas en la superficie. A ese tipo de alteración, a veces química, que realizan los seres vivos la llamamos meteorización externa.
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CAUSAS Y MECANISMOS DE LA EROSIÓN
EROSION la erosión es la degradación y el transporte de suelo o roca que producen distintos procesos en la superficie de la Tierra u otros planetas. Entre estos agentes está la circulación de agua o hielo, el viento, o los cambios térmicos.1 La erosión implica movimiento, transporte del material, en contraste con la disgregación de las rocas, fenómeno conocido como meteorización. La erosión es uno de los principales factores del ciclo geográfico. La erosión puede ser incrementada por actividades humanas o antropogénicas. CAUSAS Y MECANISMOS DE LA EROSIÓN Erosión por el Agua Plataforma erosiva causada en Southerndown, Gales del Sur, por erosión de los acantilados por el oleaje.l Erosión de las costas, fluvial, glaciar, por inundaciones, o por cambios térmicos. Erosión por el viento Erosión eólica, producida por el esfuerzo de cizalla del flujo del viento o por la abrasión de partículas de aire que éste transporta. El viento actúa sobre el relieve de acuerdo a las características climáticas del sitio: En las zonas desérticas modela la superficie al perfilar las dunas o formar los desiertos de piedras, llamados erg, al arrastrar el material fino y dejar el grueso. En las zonas húmedas y áridas se produce el transporte de materiales finos tal como el loess, originando relieves planos, ligeramente ondulados. Donde el tipo de rocas los permite, tal como sucede con las tobas, formadas por cenizas volcánicas compactadas, el viento modela la forma de las mismas originando ventanas, figuras, etc.. Erosión gravitacional Transporte en pendientes de ladera. Transporte por gravedad de bloques o granos desgajados en laderas de montaña.
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FACTORES QUE DETERMINAN LAS TASAS DE EROSIÓN
Relieve Uno de los principales factores que determina la velocidad de los procesos de erosión es el relieve. Los procesos fluviales o gravitatorios actúan generalmente en presencia de una cierta pendiente topográfica. Efecto de la combinación de erosión eólica e hídrica en the Wave,Arizona, USA) El material erosionado puede consistir en: Roca madre (basamento o sustrato): roca no alterada, en la forma en que se formó por procesos geológicos. Puede tratarse de Roca sedimentaria Roca metamórfica Roca volcánica Fragmentos de rocas producto de la meteorización mecánica (termoclastia, gelifracción, etc.) o formados por abrasión mecánica de la roca madre debida a la acción del viento, aguas o glaciares. Suelos, en especial aquellos que han sido despojados de su cubierta vegetal por tala, sobrepastoreo o incendio. La rapidez de los procesos erosivos es función de la erodabilidad de la roca. La erodabilidad a su vez está definida, en el caso de las rocas sedimentarias, por la consolidación de los clastos. Los agentes son más eficaces dependiendo del tipo de suelo, de la cubierta vegetal (hierbas,árboles, rocas, etc.), la cantidad de agua que circule, el viento o las variaciones térmicas. Causas antropogénicas, el factor humano Actividades humanas como la agricultura eliminan la capa protectora de vegetación, produciendo una erosión más acelerada. En los cambios de vegetación (como el paso de vegetación nativa a los cultivos) producen un aumento de la erosión produciendo que el suelo pierda sus nutrientes y sea infértil e inservible. También depende el tipo de vegetación que se encuentre en el lugar, por ejemplo, una zona sin árboles sufre mucho, debido a que el árbol absorbe el agua y en su ausencia el agua se va sin ser absorbida en su mayor parte y llevándose con sigo la arena de la tierra. Además las hojas juegan un papel importante en la erosión, por ejemplo, un arbusto grande con hojas abundantes protege más el suelo de la caída de las gotas. Las gotas al caer sobre una hoja se desbaratan y se dispersan en forma de gotas más pequeñas, por el contrario, al caer al suelo las gotas desbaratan el suelo por su efecto corrosivo (una de las propiedades más interesantes del agua). La vegetación controla también la velocidad de la corriente de agua, entre más juntos estén los tallos de las plantas la velocidad de la corriente del agua será menor.
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EFECTOS NEGATIVOS DE LA EROSIÓN
Desertificación Por desertificación, aridización o desertización se entiende el proceso por el que un territorio que no posee las condiciones climáticas de los desiertos, principalmente una zona árida, semiárida o subhúmeda seca, termina adquiriendo las características de éstos. Esto sucede como resultado de la destrucción de su cubierta vegetal, de la erosión del suelo y de la falta de agua. Según datos del Programa de las Naciones Unidas para el Ambiente (PNUMA), el 35% de la superficie de los continentes puede considerarse como áreas desérticas. Dentro de estos territorios sobreviven millones de personas en condiciones de persistente sequía y escasez de alimentos. La expansión de estos desiertos se debe a causas humanas. Cuando el proceso es sin intervención humana, es decir, por causas naturales, se trata de la desertización. Aproximadamente el 40% de las tierras agrícolas del mundo están seriamente degradadas. Según la ONU, un área de suelo fértil del tamaño de Ucrania se pierden cada año debido a la sequía, la deforestación y el cambio climático. En África, si se continúa con la degradación del suelo que lleva actualmente, el continente podría ser capaz de alimentar a sólo 25% de su población en →
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SUELOS SUELOS INDICE INDICE
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INTRODUCCION Suelo, cubierta superficial de la mayoría de la superficie continental de la Tierra. Es un agregado de minerales no consolidados y de partículas orgánicas producidas por la acción combinada del viento, el agua y los procesos de desintegración orgánica. Los suelos cambian mucho de un lugar a otro. La composición química y la estructura física del suelo en un lugar dado están determinadas por : El tipo de material geológico del que se origina, La cubierta vegetal, La cantidad de tiempo en que ha actuado la meteorización, La topografía y Los cambios artificiales resultantes de las actividades humanas.
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El conocimiento básico de la textura del suelo es importante para los ingenieros que construyen:
Edificios carreteras y otras estructuras sobre y bajo la superficie terrestre. Sin embargo, los agricultores se interesan en detalle por todas sus propiedades, porque el conocimiento de los componentes minerales y orgánicos, de la aireación y capacidad de retención del agua, así como de muchos otros aspectos de la estructura de los suelos, es necesario para la producción de buenas cosechas. Los requerimientos de suelo de las distintas plantas varían mucho, y no se puede generalizar sobre el terreno ideal para el crecimiento de todas las plantas. Muchas plantas, como la caña de azúcar, requieren suelos húmedos que estarían insuficientemente drenados para el trigo.
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Las características apropiadas para obtener con éxito determinadas cosechas no sólo son inherentes al propio suelo; algunas de ellas pueden ser creadas por un adecuado acondicionamiento del suelo
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CLASIFICACIÓN DE LOS SUELOS
El suelo se clasificar según su textura: fina o gruesa, y por estructura: floculada, agregada o dispersa, lo que define su porosidad que permite una mayor o menor circulación del agua, y por lo tanto la existencia de especies vegetales que necesitan concentraciones más o menos elevadas de agua o de gases. El suelo también se puede clasificar por su: características químicas, poder de absorción de coloides y por grado de acidez (pH), que permite la existencia de una vegetación más o menos necesitada de ciertos compuestos. LOS SUELOS NO EVOLUCIONADOS son suelos brutos, muy próximos a la roca madre y apenas tienen aporte de materia orgánica. Son resultado de fenómenos erosivos o de la acumulación reciente de aportes aluviales. De este tipo son los suelos polares y los desiertos, tanto de roca como de arena, así como las playas. LOS SUELOS POCO EVOLUCIONADOS dependen en gran medida de la naturaleza de la roca madre. Existen tres tipos básicos: Los suelos ránker son más o menos ácidos, como los suelos de tundra y los alpinos. Los suelos rendzina se forman sobre una roca madre carbonatada, como la caliza, suelen ser fruto de la erosión y son suelos básicos. Los suelos de estepa se desarrollan en climas continentales y mediterráneo subárido. El aporte de materia orgánica es muy alto. Según sea la aridez del clima pueden ser desde castaños hasta rojos. EN LOS SUELOS EVOLUCIONADOS encontramos todo tipo de humus, y cierta independencia de la roca madre. Hay una gran variedad y entre ellos se incluyen los suelos de bosques templados, los de regiones con gran abundancia de precipitaciones, los de climas templados y el suelo rojo mediterráneo. En general, si el clima es propicio y el lugar accesible, la mayoría de estos suelos están hoy ocupados por explotaciones agrícolas.
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NATURALEZA DEL SUELO La formación del suelo es un proceso en el que las rocas se dividen en partículas menores mezclándose con materia orgánica en descomposición. El lecho rocoso empieza a deshacerse por los ciclos de hielo-deshielo, por la lluvia y por otras fuerzas del entorno (I). El lecho se descompone en la roca madre que, a su vez, se divide en partículas menores (II). Los organismos de la zona contribuyen a la formación del suelo desintegrándolo cuando viven en él y añadiendo materia orgánica tras su muerte.
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NATURALEZA DEL SUELO Al desarrollarse el suelo, se forman capas llamadas horizontes (III). El horizonte A, más próximo a la superficie, suele ser más rico en materia orgánica, mientras que el horizonte C contiene más minerales y sigue pareciéndose a la roca madre. Con el tiempo, el suelo puede llegar a sustentar una cobertura gruesa de vegetación reciclando sus recursos de forma efectiva (IV). En esta etapa, el suelo puede contener un horizonte B, donde se almacenan los minerales lixiviados.
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Los componentes primarios del suelo son:
compuestos inorgánicos, no disueltos, producidos por la meteorización y la descomposición de las rocas superficiales; los nutrientes solubles utilizados por las plantas; distintos tipos de materia orgánica, viva o muerta y gases y agua requeridos por las plantas y por los organismos subterráneos. La naturaleza física del suelo está determinada por la proporción de partículas de varios tamaños. Las partículas inorgánicas tienen tamaños que varían entre el de los trozos distinguibles de piedra y grava hasta los de menos de 1/40,000 cm. Las grandes partículas del suelo, como la arena y la grava, son en su mayor parte químicamente inactivas; pero las pequeñas partículas inorgánicas, componentes principales de las arcillas finas, sirven también como depósitos de los que las raíces de las plantas extraen nutrientes. El tamaño y la naturaleza de estas partículas inorgánicas diminutas determinan en gran medida la capacidad de un suelo para almacenar agua, vital para todos los procesos de crecimiento de las plantas.
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CLASES DE SUELO TIPO HORIZONTES, RASGOS CARACTERÍSTICOS FERTILIDAD
DISTRIBUCIÓN ENTISOL Ninguno o rudimentario; se forma en tierras de aluvión húmedas Buena Valles fluviales, como por ejemplo el Nilo, el Yangtzé, el Huang He (Amarillo) VERTISOL Ninguno; alto contenido de arcilla hinchable Pastizales de regiones estacionalmente secas, como por ejemplo India, Sudán, Texas
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Incipiente; se forma en superficies de tierras jóvenes Variable
INCEPTISOL Incipiente; se forma en superficies de tierras jóvenes Variable En todo el mundo, aunque más común en regiones montañosas ARIDISOL Diferenciado, especialmente el horizonte de arcilla Buena con riego En regiones desérticas de todo el mundo MOLISOL Diferenciado, con horizonte de gruesa superficie orgánica oscura Excelente, especialmente para cereales Grandes praderas, pampas argentinas, estepas rusas ESPODOSOL Diferenciado, con concentraciones de materias orgánicas, aluminio y hierro Buena, especialmente para trigo Bosques septentrionales de Europa y Norteamérica ALFISOL Deficiente, requiere fertilizantes Regiones húmedas y templadas de Norteamérica y Europa
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ULTISOL OXISOL HISTOSOL
Diferenciado, altamente lixiviado con horizonte de arcilla ácida Deficiente, requiere fertilizantes orgánicos Subtrópicos húmedos, como por ejemplo: el sureste de EEUU, India, regiones medias de Perú y Brasil OXISOL No diferenciado, con brillantes rojos y amarillos debido a los minerales ferrosos Deficiente, requiere fertilizantes Trópicos húmedos, en especial las cuencas del Amazonas y del Congo HISTOSOL No diferenciado, drenaje deficiente, el más alto contenido de carbono orgánico que todos los demás suelos Variable Regiones húmedas, tanto frías (turberas) como cálidas (pantanos) de todo el mundo
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Los suelos muestran gran variedad de aspectos, fertilidad y características químicas en función de los materiales minerales y orgánicos que lo forman. El color es uno de los criterios más simples para calificar las variedades de suelo. La regla general, aunque con excepciones, es que los suelos oscuros son más fértiles que los claros. La oscuridad suele ser resultado de la presencia de grandes cantidades de humus. A veces, sin embargo, los suelos oscuros o negros deben su tono a la materia mineral o a humedad excesiva; en estos casos, el color oscuro no es un indicador de fertilidad. Los suelos rojos o castaño-rojizos suelen contener una gran proporción de óxidos de hierro (derivado de las rocas primigenias) que no han sido sometidos a humedad excesiva. Por tanto, el color rojo es, en general, un indicio de que el suelo está bien drenado, no es húmedo en exceso y es fértil. En muchos lugares del mundo, un color rojizo puede ser debido a minerales formados en épocas recientes, no disponibles químicamente para las plantas. Casi todos los suelos amarillos o amarillentos tienen escasa fertilidad.
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Deben su color a óxidos de hierro que han reaccionado con agua y son de este modo señal de un terreno mal drenado. La textura general de un suelo depende de las proporciones de partículas de distintos tamaños que lo constituyen. Las partículas del suelo se clasifican como arena, limo y arcilla. Las partículas de arena tienen diámetros entre 2 y 0,05 mm, las de limo entre 0,05 y 0,002 mm, y las de arcilla son menores de 0,002 mm. En general, las partículas de arena pueden verse con facilidad y son rugosas al tacto. Las partículas de limo apenas se ven sin la ayuda de un microscopio y parecen harina cuando se tocan. En función de las proporciones de arena, limo y arcilla, la textura de los suelos se clasifica en varios grupos definidos de manera arbitraria. Algunos son: la arcilla arenosa, la arcilla limosa, el limo arcilloso, el limo arcilloso arenoso, el fango arcilloso, el fango, el limo arenoso y la arena limosa. La textura de un suelo afecta en gran medida a su productividad. Los suelos con un porcentaje elevado de arena suelen ser incapaces de almacenar agua suficiente como para permitir el buen crecimiento de las plantas y pierden grandes cantidades de minerales nutrientes por lixiviación hacia el subsuelo. Los suelos que contienen una proporción mayor de partículas pequeñas, por ejemplo las arcillas y los limos, son depósitos excelentes de agua y encierran minerales que pueden ser utilizados con facilidad.
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CLASIFICACION DE LOS SUELOS
Los suelos se dividen en clases según sus características generales. La clasificación se suele basar en la morfología y la composición del suelo, con énfasis en las propiedades que se pueden ver, sentir o medir —por ejemplo, la profundidad, el color, la textura, la estructura y la composición química—. La mayoría de los suelos tienen capas características, llamadas horizontes; la naturaleza, el número, el grosor y la disposición de éstas también es importante en la identificación y clasificación de los suelos.
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QUIMICA DEL SUELO El suelo ha sido comparado con un laboratorio químico muy complicado, donde tienen lugar un gran número de reacciones que implican a casi todos los elementos químicos conocidos. Algunas reacciones se pueden considerar sencillas y se comprenden con facilidad, pero el resto son complejas y de difícil comprensión. En general los suelos se componen de silicatos con complejidades que varían desde la del sencillo óxido de silicio (cuarzo) hasta la de los silicatos de aluminio hidratados, muy complejos, encontrados en los suelos de arcilla. Los elementos del suelo más importantes para la nutrición de las plantas incluyen el fósforo, el azufre, el nitrógeno, el calcio, el hierro y el magnesio. Las plantas obtienen nutrientes de los coloides del suelo, partículas diminutas parecidas a la arcilla que se mezclan con el agua, aunque no se disuelven en ella. Se forman como producto de la meteorización física y química de minerales primarios. Consisten en cantidades variables de óxidos hidratados de hierro, aluminio y silicio y de minerales cristalinos secundarios como la caolinita y la montmorillonita.
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Materia orgánica del suelo
El término general utilizado para definir la mezcla compleja de materia orgánica del suelo es humus. No es una mezcla estable de sustancias químicas, es más bien una mezcla dinámica, en constante cambio, que representa cada etapa de la descomposición de la materia orgánica muerta, desde la más simple a la más compleja. El proceso de descomposición está causado por la acción de un gran número de bacterias y hongos microscópicos. Estos microorganismos atacan y digieren los compuestos orgánicos complejos que constituyen la materia viva, reduciéndola a formas más simples que las plantas pueden usar como alimento. Un ejemplo típico de acción de las bacterias es la formación de amoníaco a partir de proteínas animales y vegetales. Unas bacterias oxidan el amoniaco para formar nitritos, y otras actúan sobre los nitritos para constituir nitratos, un tipo de compuesto del nitrógeno que puede ser utilizado por las plantas. Algunas bacterias son capaces de atraer, o extraer, nitrógeno del aire (véase Fijación del nitrógeno) de forma que quede disponible en el suelo.
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Incluso partes no descompuestas del humus, o que sólo han experimentado descomposición parcial, contribuyen a la fertilidad del terreno dando al suelo una textura más ligera y porosa. Una de las características importantes de las partículas coloidales es su capacidad para participar en un tipo de reacción química conocida como intercambio de bases. En esta reacción un compuesto cambia al sustituir uno de sus elementos por otro. Así, los elementos que estaban ligados a un compuesto pueden quedar libres en la solución del suelo y estar disponibles como nutrientes para las plantas. Cuando se añade a un suelo materia fertilizante como el potasio, una porción del elemento requerido entra en la solución del suelo de forma inmediata, y queda disponible, mientras que el resto participa en el intercambio de bases y permanece en el suelo incorporado a los coloides. Uno de los ejemplos de intercambio de bases más simple y valioso para la agricultura es la reacción que se produce cuando la caliza (CaCO3) se utiliza para neutralizar la acidez. La acidez del suelo, que puede definirse como la concentración de iones de hidrógeno, afecta a muchas plantas; las legumbres, por ejemplo, no pueden crecer en un terreno ácido
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AGUA DEL SUELO Como se dijo, la cantidad de agua disponible en un suelo dado tiene un efecto importante en la productividad del terreno para su uso agrícola. Tanto en estado líquido como gaseoso, el agua ocupa cerca de un cuarto del volumen del suelo productivo. La cantidad de agua retenida depende del tamaño y de la disposición de los poros en el terreno. En suelos gruesos y desagregados, el agua tiende a drenarse hacia abajo por la acción de la gravedad, dejando un pequeño remanente. Los suelos compuestos por partículas finas suelen tener una porosidad total superior, por tanto, retienen cantidades de agua mayores que los suelos de textura gruesa. El agua se mueve y queda retenida por un sistema de poros. Sólo están disponibles para las plantas dos tercios del agua almacenada después de que se haya drenado el exceso. La partículas del suelo absorben el agua restante con fuerza suficiente como para impedir su uso por las plantas.
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Material parental : Mineral o material orgánico, no consolidado y más o menos intemperizado o meteorizado, desde el cual el solo de los suelos es desarrollado por procesos pedogenéticos (hidrolización, oxidación, etc.) Tipos de material parental que existen en la naturaleza: ALUVIALES: También conocido como fluvial, ubicados a lo largo de la hoya hidrográfica, su agente formador es el rio, posee una textura heterogénea, una forma mas o menos esférica y su disposición tiende a la imbricación. COLUVIALES: Material que se forma al pie de un cerro, su textura es heterogénea, sus formas son angulosas y sub-angulosas y su disposición es anárquica EÓLICOS: Material producido por la acción del viento, su forma es homogénea y su disposición es masiva VOLCÁNICOS: Material formado tras erupciones volcánicas, su forma es muy heterogénea, su forma es irregular y su disposición errática y caótica. EL SUELO EN FUNCION DE :
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LA TOPOGRAFÍA: factor formador de suelos
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LA TOPOGRAFÍA: factor formador de suelos
(1) Sobre la meseta: horizontes A,B,C bien desarrollados (2) Sobre la pendiente: A (B) C (3) Sobre la base de la pendiente: A - C (Ab - Bb) Si bien suelo es un cuerpo tridimensional, la pendiente es una característica que lo influye, ya que lo afecta debido al escurrimiento, erosión, drenaje y mediación solar. El tiempo cronológico como factor de generación de suelo sobre terrenos relativamente estable, la formación de los suelos es continua respondiendo a patrones o modelos predecibles, no obstante muchas superficies desaparecen o reciben materiales adicionales, ambos procesos cambian el patrón de desarrollo de los perfiles, por ello el factor tiempo juega un papel muy importante.
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MATERIA ORGÁNICA: factor formador de suelos
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Degradación del suelo Pérdida de calidad y cantidad de suelo. Ésta puede deberse a varios procesos: Erosión Salinización Contaminación Drenaje Acidificación Laterización y pérdida de la estructura del suelo, o Combinación de los anteriores El proceso de degradación más importante es la pérdida de suelo por acción del agua, el viento y los movimientos masivos o, más localmente, la acción de los vehículos y el pisoteo de humanos y animales. Aunque sólo es grave en algunas áreas, sus efectos acumulativos y a largo plazo ofrecen abundantes motivos para la preocupación. La pérdida de las capas u horizontes superiores, que contienen materia orgánica y nutriente, y el adelgazamiento de los perfiles del suelo reducen el rendimiento de las cosechas en suelos degradados.
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La salinización es una concentración anormalmente elevada de sales, por ejemplo de sodio, en el suelo, debida a la evaporación. Se observa a menudo asociada a la irrigación y conduce a la muerte de las plantas y a la pérdida de estructura del suelo. La degradación de las tuberías se debe al drenaje, que produce pérdida de suelos por oxidación y erosión eólica. Algunos suelos son naturalmente ácidos, pero también pueden acidificarse por la acción de la lluvia ácida o de la deposición en seco de gases y partículas ácidas. La lluvia ácida tiene un pH inferior a 5,6. La principal causa atmosférica de la acidificación es la creciente presencia en ésta de óxidos de azufre y nitrógeno emitidos por la quema de combustibles fósiles. La perdida de estructura por parte del suelo puede deberse a la pérdida de materia orgánica, a la compactación producida por la maquinaria agrícola y el cultivo en estaciones húmedas, o a la dispersión de los materiales en el subsuelo. INDICE
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SECCION 6.2 Movimientos de masas
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PERFIL IDEALIZADO DE UNA LADERA:
zona de infiltración ladera desnuda, ladera de acumulación talus Coluviones Aluviones Río Interfluvio ladera convexa Ladera cóncava Ladera recta Borde de cauce
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DESLIZAMIENTOS DE TIERRA
Estos fenómenos son desplazamientos de masas de tierra o rocas por una pendiente en forma súbita o lenta. Si bien la gravedad que actúa sobre las laderas es la principal causa de un deslizamiento, su ocurrencia también depende de las siguientes variables: ·Clase de rocas y suelos ·Topografía (lugares montañosos con pendientes fuertes) ·Orientación de las fracturas o grietas en la tierra. ·Cantidad de lluvia en el área. ·Actividad sísmica. ·Actividad humana (cortes en ladera, falta de canalización de aguas, etc.). ·Erosión (por actividad humana y de la naturaleza). Los deslizamientos o movimientos de masa no son iguales en todos los casos, y para poder evitarlos o mitigarlos es indispensable saber las causas y la forma como se originan. Estas son algunas de las formas más frecuentes: CAIDA Una caída se inicia con el desprendimiento de suelo o roca en una ladera muy inclinada. El material desciende principalmente a través del aire por caída, rebotando o rolando. Ocurre en forma rápida sin dar tiempo a eludirlas. VOLCAMIENTO Consiste en el giro hacia delante de una masa de suelo o roca respecto a un punto o eje debajo del centro de gravedad del material desplazado, ya sea por acción de la gravedad o presiones ejercidas por el agua. DESLIZAMIENTO Es el movimiento, hacia abajo de una ladera, de una masa de suelo o roca el cual ocurre principalmente sobre una superficie de ruptura o falla (debilidad del terreno) y se puede presentar de dos formas: Deslizamiento Rotacional: Los desplazamientos ocurren o tienen lugar a lo largo de una superficie de ruptura de forma curva o cóncava. Deslizamiento Translacional: Consiste en el desplazamiento de una masa a lo largo de una superficie de ruptura de forma plana u ondulada. FLUJOS DE TIERRA Son movimientos lentos de materiales blandos. Estos flujos frecuentemente arrastran parte de la capa vegetal. FLUJOS DE LODO Se forman en el momento en que la tierra y la vegetación son debilitadas considerablemente por el agua, alcanzando gran fuerza cuando la intensidad de las lluvias y su duración es larga. REPTACION Es la deformación que sufre la masa de suelo o roca como consecuencia de movimientos muy lentos por acción de la gravedad. Se suele manifestar por la inclinación de los árboles y postes, el corrimiento de carreteras y líneas férreas y la aparición de grietas.
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Movimiento de masa (arena, gravas y bloques) por fuerzas gravitacionales
Deslizamientos y la estabilidad de taludes dependen de varios factores: Fracturamiento tectónico, tipo de roca, inclinación, cantidad de agua ETC. El impulso del deslizamiento puede ser un sismo o una lluvia fuerte.
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CONO ALUVIAL
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FLUJO DE LODO
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PARÁMETROS QUE INFLUYEN EN EL MOVIMIENTO DE MASAS
El tipo de material (clase de rocas, capa alterada y tipo de cobertura). Pendiente (gradiente, forma y longitud de las laderas). Condiciones hidrológicas (infiltración, permeabilidad, profundidad del agua subterránea y cantidad de agua) Procesos morfológicos (erosión fluvial e hídrica y movimientos masales) Parámetros externos (como la distribución de la pluviosidad, es decir, relación intensidad-período, la sismicidad y el vulcanismo). PROCESOS QUE FACILITAN EL MOVIMIENTO DE MASAS . La gravedad proporciona la energía para el movimiento pendiente abajo de las masas de suelo. No obstante el movimiento se favorece por la acción del agua, por la geometría de los depósitos y por la naturaleza de los materiales. De ahí que los procesos que influencian la inestabilidad sean: - Resecamiento del suelo . Si el exceso de agua provoca el deslizamiento, también la falta de agua. Al secarse el suelo, se contrae y se producen disyunciones perpendiculares a la dirección en que los vasos capilares van perdiendo agua. No se deben pavimentar los taludes para facilitarles el agua lluvia. - Saturación del material con agua. No se promueve el movimiento por lubricación. La tensión superficial de la humedad da cierta cohesión al suelo, pero la fuerte lluvia obliga a la salida del aire de los poros destruyendo la tensión superficial y reduciendo la cohesión de la masa. Simultáneamente, con la saturación del suelo, el agua de los poros entra bajo presión y trata de apartar los granos individuales y unidades de roca, disminuyendo la fricción interna del material. Modificaciones por erosión. Porque altera la geometría del depósito, venciendo la pendiente crítica del talud o provocando la pérdida de su pata. También la deposición o sobrecarga de materiales erosionados interviene en la estabilidad de una masa al modificar la pendiente o al generar esfuerzos adicionales en su interior, que alteren la estabilidad de los materiales. Variaciones del material y otros. Como cambios en la naturaleza del suelo (por meteorización o por alteración natural o artificial de los materiales), esfuerzos dinámicos(sismos, tráfico, etc.), sobrecargas artificiales e intervención del hombre (talas, construcciones, etc.)
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CAUSAS Y FACTORES DE LA INESTABILIDAD
I. CAUSAS INTRÍNSECAS. Las causas intrínsecas suelen ser naturales y se relacionan con las aguas subterráneas, con los materiales, con la tectónica, con la topografía abrupta, etc. En la evaluación de la amenaza estas causas pueden configurar los factores de la susceptibilidad del material al movimiento masal. Hay que tener en cuenta los factores inherentes a los materiales Factores relacionados con la composición y fábrica textural (como textura mineral, de diques que intruyen la roca) Factores relacionados con el estado de alteración de los materiales o de degradación mecánica Factores relacionados con la actitud estructural, es decir, con la disposición de los materiales los cuales pueden estar orientados, favorable o desfavorablemente. Cambios en el estado inicial de los esfuerzos II. CAUSAS DETONANTES. En los detonantes hay que tener en cuenta los órdenes de las amenazas. Primer orden: sismos, huracanes, erupciones volcánicas y lluvias. Segundo orden: deslizamientos, maremotos, inundaciones, sequías. Tercer orden: aludes, avalanchas, flujos
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III. CAUSAS CONTRIBUYENTES
III. CAUSAS CONTRIBUYENTES. Las causas contribuyentes son similares a las causas detonantes o a las intrínsecas, pero su acción se limita simplemente a la anticipación del evento. Son aquellas que afectan de alguna manera las propiedades intrínsecas del sistema o que agravan el factor detonante del evento. Por ejemplo la remoción del soporte(natural o artificial), el sobre empinamiento (por acción hídrica), las sobrecargas (construcciones, saturación, deposiciones). En la evaluación de las causas contribuyentes hay que tener en cuenta los siguientes factores: Factores relacionados con la composición de la roca Factores relacionados con la degradabilidad de la roca. Factores relacionados con la estructura geológica Factores por ambiente sismotectónico o volcánico Factores antrópicos (sobrecargas, pérdida de soporte, manejo y alteración del drenaje, esfuerzos dinámicos, deforestación, mal uso y manejo del suelo) Factores climáticos (variaciones de la temperatura, máximas y mínimas, cantidad de lluvia, intensidad y distribución de las precipitaciones.
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CLASIFICACIÓN DE LOS MOVIMIENTOS MASALES
PRIMERA APROXIMACIÓN (flujos rápidos y deslizamientos) Flujos rápidos (fenómenos de transporte de masas). El transporte de masas se da en avalanchas, flujos, fenómenos de escurrimiento y deyección de materiales. Deslizamientos (desplazamiento de masas). Los desplazamientos de masas, se dan en fenómenos de reptación, desprendimientos, deslizamientos, subsidencias (cavernas de erosión y disolución) y propagación lateral de materiales. SEGUNDA APROXIMACIÓN (clasificación de los movimientos por su rapidez. Movimientos rápidos. los deslizamientos de tierra, flujos de lodo, flujos de tierra y desarrollo de taludes. Movimientos lentos. Resbalamiento, la solifluxión y los glaciares de roca. Los deslizamientos pueden ser profundos (sin control estructural) caídas de detritos (con control estructural) deslizamientos de rocas (con control estructural). rotacionales (superficie de falla curva y suelo cohesivo) Traslacionales (superficie de falla plana y suelo friccionante).
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FLUJO LENTO. La reptación o reptamiento se reconoce por la ondulación del terreno, el desplazamiento de líneas de acueducto, carreteras y vias en general, inclinacion de postes y arboles. reptación de suelos en zonas interfluviales (material inconsolidado y húmedo) reptación de rocas en capas inclinadas hacia valles reptación de talus (fragmentos de roca acumulados en cantiles). Escurrimientos: derrumbes o colapsos de masas irregulares asociados a excavaciones lineales (vías canales). Desprendimientos: volcamientos, caídas, saltamientos y rodamientos de rocas. FLUJOS RÁPIDOS Flujos de tierra (baja velocidad) flujos de lodo (velocidad moderada) y avalanchas de detritos (alta velocidad). Un flujo de tierra puede transformarse en un flujo de lodo si hay aportes de agua; los flujos de lodo son más rápidos pero no portan volúmenes significativos de piedra y los sólidos están dominados por finos. Las avalanchas son ya enormes y permiten diferenciar bien un canal o cuello que conecta una zona de alimentación y otra de descarga. También hay flujos de detritos que son rápidos a causa de las altas pendientes, con contenidos de agua y aportes de materiales gruesos, pero que no compiten con las avalanchas
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DESCRIPCIÓN DE LOS MOVIMIENTOS MASALES
1. Deslizamientos de tierra. Los movimientos catastróficos y destructivos de roca y suelo, que son los ejemplos de movimientos de masa más espectaculares, conocidos vulgarmente como "deslizamientos de tierra", deben ser subdivididos en tres así: Desplazamientos o fallas de pendientes. Son desplomes de masas que se desplazan como una unidad o serie de unidades; estos movimientos dentro del campo elástico a lo largo de planos curvos, son típicos de terrazas. Deslizamiento de roca. Son de carácter rápido y repentino. Estos movimientos, los más catastróficos de todos, se dan a lo largo de los planos de debilidad de las unidades de roca Huaycos. Escurrimientos superficiales asociados a saturación por lluvias torrenciales. La masa que involucra la cobertura de suelo meteorizada, se transforman en flujos de escombros; son frecuentes en laderas desprotegidas de sistemas radiculares profundos o con pastos, sobre abruptas pendientes. 2. Flujos de lodo. Masas mezcladas de tierra, roca y agua en avalancha, que fluye con la consistencia del concreto. Se ocasionan por procesos de deshielo o por lluvia repentina en paisajes desérticos y no desérticos. Estos eventos de gran recorrido, inundan finalmente los valles de salida de los ríos. 3. Flujos de tierra. Movimiento plástico de depósitos de tierra no consolidados, se diferencia de los anteriores porque el movimiento es muy lento pero perceptible. Los bloques conservados en la parte alta emulan a los desplomes, mientras las partes más bajas fluyen manteniendo su carácter plástico. 4. Fallas de taludes. Desprendimientos de fragmentos de roca provenientes de acantilados que caen en una serie de saltos libre, rebotes y deslizamientos. La pendiente del talud varía con el tamaño y forma de los fragmentos de roca, pero rara vez supera los 40° de inclinación con el horizonte. .
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5. Aludes. Movimientos típicos de zonas estacionales causados en terrenos montañosos, dado que la pendiente crítica de la nieve es 20°. Cuando las laderas superan dicha inclinación, si no hay bosques o sistemas artificiales que generen rugosidad, durante el invierno, en caso de presentarse una mala estratificación de la nieve o de sobrevenir la acción del agua de deshielo por la llegada dela primavera, se provoca un alud de nieve, piedras, etc. 6. Resbalamiento o reptación. Se da incluso en pendientes suaves y en climas templados y tropicales, cuando el material no consolidado, en estado húmedo, fluye sin dejar marcas superficiales sobre la cubierta vegetal, como fisuras o quiebres en la cubierta. Otras evidencias pueden anunciarlo, por el flujo los árboles y postes se inclinan y los pavimentos, conducciones y estructuras se agrietan y dislocan. 7. Solifluxión. En el período de deshielo el agua se derrite de arriba hacia abajo quedando en el fondo una superficie que impide la percolación y por ende la masa de tierra saturada fluye. Otra forma de solifluxión, no periglaciar, es la que se da en las zonas tropicales húmedas, cuando en las laderas de los montes embebidas de aguas fluye el suelo por debajo de las raíces. Glaciares de roca. Son largas lenguas de escombros rocosos. Se mueve la masa de las rocas, sugiriendo un comportamiento viscoso y al pie de los acantilados, cuando recibe por carga los nuevos bloques producto de la acción delas olas, del hielo, etc., según el lugar donde se encuentren. 8. Licuación. Se da en depósitos no consolidados (sobre todo de material friccionante) saturados sometidos a la acción de un sismo, que destruye la presión efectiva del suelo convirtiéndolo en un fluido a manera de arena movediza. En la licuación o licuefacción la presión neutra de la masa desuelo aumenta hasta igualar la presión total. Ocurrido estos la presión intergranular se hace nula, se pierde el autosoporte del esqueleto sólido del suelo, los edificios cimentados se hunden y el depósito, de estar mal confinado, fluye. A causa de la excitación del sismo, por la turbulencia en el fluido, se genera una infiltración de los granos de arena que destruye la cohesión entre las partículas del suelo. Al desaparecer la presión intergranular, queda la arena sin ninguna resistencia al corte
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6.3 AGUAS SUPERFICIALES
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PRECIPITACION Y FLUJO EN UNA CORRIENTE
Cuando el agua ha caído sobre la tierra en forma de precipitación sigue uno de los muchos caminos que integran el ciclo hidrológico. Solo una pequeña cantidad sigue el camino del el escurrimiento el agua que fluye sobre la superficie y una cantidad menor se bebe el terreno a través de la infiltración
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FLUJO LAMINAR Y TURBULENTO
CORRIENTE FLUJO LAMINAR Y TURBULENTO Cuando el agua se mueve lentamente a lo largo de un canal terso o a través de un tubo de paredes lisas, sigue trayectoria en línea recta paralelas al canal o a las paredes este tipo de movimiento se llama flujo laminar. Pero si la velocidad de flujo se incrementa o si el canal confinante se vuelve rugoso e irregular, el movimiento lineal tranquilo se rompe. El agua con respecto al canal retrasa su movimiento por fricción, mientras el resto tiende a moverse como antes el agua se desvía de su curso recto en una serie de vueltas y remolinos. Este tipo de movimiento se llama movimiento turbulento, el agua de los ríos fluye regularmente de esta manera y esto causa erosión Cuando una corriente alcanza una velocidad alta a lo largo de una extensión fuerte mente inclinada o una cascada o caída de agua el agua se mueve en forma de chorros ondulantes que se clavan y se llama flujo de chorro
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VELOCIDAD, GRADIENTE Y DESCARGA
La velocidad de una corriente se mide en función de su distancia que recorre el agua, en una unidad de tiempo
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La velocidad de una corriente esta determinada por muchos factores, que incluye la cantidad de agua que pasa por un punto dado: La naturaleza de los bancos o bordos de las corrientes y el gradiente o pendiente del echo de esa misma corriente En general el gradiente de una corriente disminuye de las cabeceras hacia las desembocadura La velocidad de una corriente es contrarrestada por la fricción a lo largo de las orillas y del fondo del cauce, y en mucho menor grado por la fricción del aire. Se encuentra que la velocidad del rio varia en muchos puntos del cauce. Tenemos entonces dos fuerzas opuestas, el flujo de agua hacia delante, bajo la influencia de la gravedad y la fricción desarrolladla a lo largo de las paredes y el fondo de la corriente La zona máxima de turbulencia concurren donde las diferentes velocidades se ponen en contacto Estas zonas son muy delgadas pues la velocidad del agua crece muy rápidamente a medida que nos movemos de las paredes y del fondo dela corriente hacia centro de al misma.
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El comportamiento de un rio durante la época de crecimiento es muy diferente de comportamiento es muy diferente al comportamiento durante el estiaje. Durante las avenidas un rio lleva mucho mas agua y se mueve con mayor rapidez, por otra parte en esa época del rio es general mente mas ancho, su nivel es mas alto y podríamos suponer a un sin medirlo que es también mas profundo
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El agua que fluye a lo largo de los causes de los ríos realiza varios trabajos; trasportar escombros, erosiona el cause del rio profundizándolos, deposita sedimentos en los océanos Nota: los ríos pueden ayudar a crear un gran abismo como el cañón de colorado o en la época de las avenidas pueden esparcir granes cantidades de lodo y arena sobre los valles o construir deltas como la de las desembocaduras de los ríos Nilo y Mississippi
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LOS RIOS Los ríos son un claro ejemplo de aguas superficiales. Se definen como la corriente natural de agua que fluye por un lecho, desde un lugar elevado a otro más bajo. La gran mayoría de los ríos desaguan en el mar o en un lago, aunque algunos desaparecen debido a que sus aguas se filtran en la tierra o se evaporan en la atmósfera. Se constituyen una importante fuente de suministro de agua tanto para usos agrícolas como domésticos. Pero, en los últimos años, los ríos, se han visto afectados por los efectos negativos de la contaminación
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La cantidad de agua que circula por un río, caudal, varía en el tiempo y en el espacio. Estas variaciones definen el régimen hidrológico de un río. Las variaciones temporales se dan durante o justo después de las tormentas La escorrentía que produce la arroyada incrementa el caudal. En casos extremos se puede producir la crecida cuando el aporte de agua es mayor que la capacidad del río para evacuarla, desbordándose y cubriendo las zonas llanas próximas o llanura de inundación. El agua que circula bajo tierra, como la de la arroyada en surcos o el agua subterránea, tarda mucho más en alimentar el caudal del río y puede llegar a él días, semanas o meses después de la lluvia que generó la escorrentía. Aparte, el caudal de un río aportado por las aguas subterráneas recibe el nombre de caudal basal, que fluctúa en función de la altura del nivel freático. Si no llueve en absoluto o la media de las precipitaciones es inferior a lo normal Los ecosistemas fluviales son básicos para nuestra existencia. Durante largos periodos de tiempo, el río puede llegar a secarse cuando el aporte de agua de lluvia acumulada en el suelo y el subsuelo reduzca el caudal basal a cero. Esto puede tener consecuencias desastrosas para la vida del río y sus riberas y para la gente que dependa de éste para su suministro de agua.
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La variación espacial se da porque el caudal del río aumenta aguas abajo, a medida que se van recogiendo las aguas de la cuenca de drenaje y los aportes de las cuencas de otros ríos que se unen a él como tributarios. Debido a esto, el río suele ser pequeño en las montañas, cerca de su nacimiento, y mucho mayor en las tierras bajas, próximas a su desembocadura. La excepción son los desiertos, en los que la cantidad de agua que se pierde por la filtración o evaporación en la atmósfera supera la cantidad que aportan las corrientes superficiales. Por ejemplo, el caudal del Nilo, que es el río más largo del mundo, disminuye notablemente cuando desciende desde las montañas del Sudán y Etiopía a través del desierto de Nubia y de Sahara hasta el mar Mediterráneo. La cantidad, variaciones y regularidad de las aguas de un río son de enorme importancia para las plantas, animales y personas que viven a lo largo de su curso. Los ríos y sus llanuras de inundación sostienen diversos y valiosos ecosistemas, no sólo por la capacidad del agua dulce para permitir la vida sino también por las abundantes plantas e insectos que mantiene y que forman la base de las cadenas tróficas
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En el cauce de los ríos, los peces se alimentan de plantas y los insectos son alimento de aves, anfibios, reptiles y mamíferos. Fuera del cauce, los humedales producidos por filtración de agua e inundación albergan entornos ricos y variados, no sólo importantes para las especies autóctonas, sino también para las aves migratorias y los animales que utilizan los humedales como lugar de paso en sus migraciones estacionales. En las regiones áridas, donde las precipitaciones son insignificantes y la evaporación intensa, el nivel de agua de los lagos varía según las estaciones y éstos llegan a secarse durante largos periodos de tiempo. En los lagos endorreicos en los que la evaporación es muy intensa, las sustancias minerales disueltas en el agua se concentran. La composición de las materias químicas disueltas aportadas por las corrientes tributarias depende de la naturaleza de las rocas presentes en la red local de drenaje.
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Los ecosistemas de los ríos, también llamados ecosistemas fluviales, pueden ser considerados como un grupo perteneciente a los más importantes de la naturaleza y su existencia depende totalmente del régimen de los mismos. Por lo tanto, se debe tener gran cuidado para no alterar este régimen al actuar sobre el río y su cuenca, ya que una gestión poco responsable de los recursos del agua o su sobreexplotación pueden tener efectos desastrosos para el ecosistema de ribera. El uso de los ríos y el conflicto entre la naturaleza y la explotación de los recursos fluviales no es algo nuevo. Los ríos y sus llanuras de inundación, estuarios y deltas han jugado un papel central en la historia, ya que han influido en la agricultura, el transporte, la industria, el vertido de desechos. SISTEMAS LACUSTRES Hablamos de lago cuando nos referimos al agua dulce o salada, más o menos extensa, embalsada en tierra firme. Las cuencas de los lagos pueden formarse debido a procesos geológicos como son la deformación o la fractura de rocas estratificadas o fallas, y por la formación de una represa natural en un río debida a la vegetación, un deslizamiento de tierras, acumulación de hielo o la deposición de aluviones o lava volcánica, lagos de barrera.
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Las glaciaciones también han originado lagos, ya que los glaciares excavan amplias cuencas al pulir el lecho de roca y redistribuir los materiales arrancados. Otros lagos ocupan el cráter de un volcán dormido o extinto, son los denominados lagos de cráter. Las cuencas de los lagos pueden formarse debido a procesos geológicos como son la deformación o la fractura de rocas estratificadas o fallas, y por la formación de una represa natural en un río debida a la vegetación, un deslizamiento de tierras, acumulación de hielo o la deposición de aluviones o lava volcánica, lagos de barrera. El agua de un lago procede, por un lado, de la precipitación atmosférica, que lo alimenta directamente y, por otro, de los manantiales, arroyos y ríos. Los lagos se forman y desaparecen en el transcurso de las edades geológicas. Pueden evaporarse cuando el clima se vuelve más árido, o rellenarse de sedimentos y dar lugar a un pantano o ciénaga.
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Aguas superficiales son aquellas que circulan sobre la superficie del suelo. Esta se produce por la escorrentía generada a partir de las precipitaciones o por el afloramiento de aguas subterráneas. Pueden presentarse en forma correntosa, como en el caso de corrientes, ríos y arroyos, o quietas si se trata de lagos, reservorios, embalses, lagunas, humedales, estuarios, océanos y mares Para propósitos regulatorios, suele definirse al agua superficial como toda agua abierta a la atmósfera y sujeta a escorrentía superficial. Una vez producida, el agua superficial sigue el camino que le ofrece menor resistencia. Una serie de arroyos, riachuelos, corrientes y ríos llevan el agua desde áreas con pendiente descendente hacia un curso de agua principal. Una área de drenaje suele denominarse como cuenca de drenaje o cuenca hidrográfica. La calidad del agua está fuertemente influenciada por el punto de la cuenca en que se desvía para su uso. La calidad de corrientes, ríos y arroyos, varía de acuerdo a los caudales estacionales y puede cambiar significativamente a causa de las precipitaciones y derrames accidentales. Los lagos, reservorios, embalses y lagunas presentan en general, menor cantidad de sedimentos que los ríos, sin embargo están sujetos a mayores impactos desde el punto de vista de actividad microbiológica. Los cuerpos de agua quietos tales como lagos y reservorios, envejecen en un período relativamente grande como resultado de procesos naturales. Este proceso de envejecimiento está influenciado por la actividad microbiológica que se encuentra relacionada directamente con los niveles de nutrientes en el cuerpo de agua y puede verse acelerada por la actividad humana.
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ESCURRIMIENTO SUPERFICIAL
La expresión escurrimiento superficial suele referirse al volumen de las precipitaciones que caen sobre una cuenca, menos la retención superficial y la infiltración. El escurrimiento superficial o directo es función de la intensidad de la precipitación y de la permeabilidad de la superficie del suelo, de la duración de la precipitación, del tipo de vegetación, de la extensión de la cuenca hidrográfica considerada, de la profundidad del nivel freático y de la pendiente de la superficie del suelo. La aportación de una cuenca se representa comúnmente en una gráfica llamada "hidrograma", que consiste en una curva que representa las oscilaciones, respecto el tiempo, del nivel del agua de un río en una sección dada del mismo. En el caso de un río con un tiempo de descarga muy largo, los caudales que por él circulan al cabo de un tiempo, son el resultado de la acumulación del escurrimiento superficial con la aportación subterránea. Ciclo del escurrimiento El estudio del escurrimiento de los ríos como parte del ciclo hidrológico, incluye la distribución del agua y su trayectoria desde que se precipita sobre la tierra hasta que alcanza la red hidrográfica o vuelve directamente a la atmósfera a través de la evapotranspiración. La distribución del volumen total de agua caída durante una precipitación dada, depende tanto de las características y condiciones físicas -naturales o artificiales- de la cuenca, como de las características de la propia precipitación. Al comienzo de una precipitación fuerte, una gran cantidad de agua es interceptada por la vegetación; el agua así almacenada sobre la superficie de la capa vegetal se encuentra muy expuesta al viento y ofrece una enorme área de evaporación, de tal forma que las precipitaciones de corta duración y poca intensidad pueden llegar a ser completamente consumidas por la intercepción de las plantas, por la pequeña cantidad de agua que se infiltra a través del suelo y por el agua que llena los charcos y pequeñas depresiones de la superficie del suelo. Para que el agua llegue a infiltrarse, la superficie del suelo debe presentar una serie de condiciones adecuadas. Cuando a lo largo de una precipitación, el poder de intercepción y de almacenamiento en la superficie del suelo han sido ya agotados, y cuando la precipitación es tal que su intensidad excede la capacidad de infiltración del suelo, comienza ya el escurrimiento superficial propiamente dicho. La superficie del suelo se cubre en ese momento con una fina película de agua llamada película de retención superficial. Una vez que el agua corre sobre la superficie del suelo y alcanza los cauces de la red hidrográfica, comienza a aparecer el escurrimiento superficial en los cauces (Figura 1).
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Figura 1. Tipos de escurrimiento o escorrentía
Parte del agua que se infiltra en el suelo continúa fluyendo lateralmente como un flujo hipodérmico, que tiene lugar a pequeñas profundidades debido a la presencia de horizontes relativamente impermeables situados muy cerca de la superficie del suelo, avanzando de este modo los cauces de la red sin haber sufrido una percolación profunda. Otra parte de esta agua se percola hacia la zona de saturación de las aguas subterráneas y eventualmente, alcanza la red hidrográfica para suministrar el escurrimiento base de los ríos. Existe todavía otra porción del agua infiltrada, que no llega a alcanzar el nivel de saturación de las aguas subterráneas y queda retenida encima del nivel freático, ésta es la llamada zona de saturación incompleta.
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Figura 2. Descomposición de la aportación de una lluvia de intensidad uniforme
La Figura 2, representa gráficamente la contribución que ejerce al caudal de los ríos una precipitación de intensidad moderada y constante. Cuando comienza una precipitación, casi toda el agua de la lluvia es recogida por la tierra en forma de retención superficial (intercepción + almacenamiento superficie suelo + evaporación); a medida que el tiempo transcurre, el almacenamiento que tiene lugar sobre la capa vegetal y la superficie del suelo se va saturando progresivamente y el agua comienza a infiltrarse a través del suelo; finalmente, aparece el flujo superficial que corre sobre la superficie del terreno, comenzando con ello a hacer presencia el escurrimiento puramente superficial en el caudal de los ríos. Existe además una porción de lluvia que desde el primer momento cae directamente sobre los cauces de los ríos y circula por ellos sin haber corrido previamente sobre la superficie del suelo; esta porción puede a veces aparecer claramente individualizada en el hidrograma general de la crecida.
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Ríos que ganan o ceden agua al acuífero
Figura 3. Tipos de ríos: A) Efluente, B) Influente, C) Efluente en período de lluvia e influente en época de sequía Ríos que ganan o ceden agua al acuífero El río o arroyo típico de una región húmeda recibe agua del nivel freático. Este es un río efluente o que gana agua (Figura 3A). En las regiones áridas, muchos ríos llevan bastante agua en las partes altas. A medida que llegan a una elevación más baja, su cauce decrece debido a una menor precipitación, lo que provoca un descenso en el nivel freático, hasta el punto en que el río cede agua al acuífero, y se llama río influente (Figura 3B). Algunos ríos pueden ser de ambos tipos, cediendo agua en épocas de sequía y recibiéndola en tiempos de lluvia (Figura 3C Aforo Para determinar el volumen que escurre por una cuenca, se deben aforar o medir las corrientes. Los aforos se realizan en estaciones hidrométricas (en puentes de aforo y usando molinete) o se puede medir la corriente de cualquier río de manera individual. Estos aforos se hacen a través de cierto intervalo de tiempo (horas, días, etc), con cuyos datos se construyen gráficas de gasto (m3/s) contra tiempo (h), llamadas hidrogramas.
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Hidrograma de escurrimiento
Es una gráfica que nos muestra la descarga, caudal o gasto de un río en función del tiempo. Durante un período de sequía la descarga estará compuesta enteramente de contribuciones subterráneas, como se observa en la Figura 5. A medida que el río o arroyo drena agua de la reserva subterránea, el nivel freático decae, dejando cada vez menos agua para alimentarlo. Si no hay una recarga del agua subterránea, el escurrimiento será cero. El escurrimiento va a depender de la topografía, el clima, la geología y el tipo de suelo. El flujo base del escurrimiento decrece en un período de sequía debido a que el agua subterránea se drena hacia el río o arroyo, y así el nivel freático desciende (Figura 5).
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6.3 ACCION DE LOS ESCURRIMIENTOS SUPERFICIALES
El término fluvial se utiliza en geografía y en ciencias de la Tierra para referirse a los procesos asociados a los ríos y arroyos, y a los depósitos y relieves creados por ellos. Cuando los flujos o ríos están asociados a los glaciares, el término que se utiliza es glaciofluviales o fluvioglaciarios. Los procesos fluviales constituyen el transporte de sedimento y la erosión o deposición en el lecho fluvial Procesos fluviales Erosión Saltación Solución Suspensión La erosión por agua sucede en dos formas: el movimiento del agua a través del cauce ejerce un efecto de tensión cortante los sedimentos transportados por el río desgastan la capa (abrasión) y los fragmentos de tierra por sí mismos son cada vez más pequeños y más redondeados (desgaste).
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FORMAS FLUVIALES Arroyo Barra Barranco Brazo muerto Cañón Cascada Confluencia Cuenca Delta fluvial Dique Isla fluvial Meandro Naciente Piletón Río Terreno inundable Terraza aluvial Valle Lacustre - de o relacionado a un lago Marítimo - de o relacionado a un mar Océanico - de o relacionado a un océano Palustre - de o relacionado a un marisma
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1-CORRIENTES EN LINEA RECTA.
AMBIENTES FLUVIALES Constituyen uno de los medios continentales de mayor importancia estratigrafica, puesto que en ellos se han acumulado gran cantidad de sedimentos, a lo largo de la historia de la tierra, habiendo quedado conservados en la columna geologica. Por otra parte, dada la universalidad de las corrientes fluviales, sus depositos tienen una amplia distribucion geografica. El flujo dentro de un canal y su efecto sobre la erosion, el transporte y la sedimentacion, esta determinado por la distribucion de las velocidades de corriente y la turbulencia. Area de maxima velocidad y turbulencia, son los lugares adecuados para la erosion, mientras que las areas con baja velocidad y turbulencia son las propicias para la estabilidad y la sedimentacion. Los cursos de agua pueden dividirse fundamentalmente en tres grupos. de acuerdo a las caracteristicas de su trazado: Rectos: en los que la sinuosidad del cauce es despreciable; son los mas frecuentes y además en ellos solo se depositan pequeñas cantidades de sedimentos. Entrelazados o anastomosados: en los cuales se produce una serie sucesiva de divisiones y reuniones de la corriente, originandose asi una serie de canales, que bordean islas aluviales. Meandriformes: cuando la corriente presenta una serie de inflexiones a lo largo de su direccion. 1-CORRIENTES EN LINEA RECTA. Los cauces rectos son relativamente raros. Las corrientes que fluyen en valles facilmente erosionables tiene cauces rectos que pocas veces llegan a tener mas de 10 veces el ancho del canal; en valles estrechos los cauces pueden extenderse por varias millas. El flujo de estos cauces rectos generalmente toma un curso sinuoso y Ilega a producir pequeñas barras (barras de meandros) en los lados del canal. El relleno de estos canales puede ser vertical o lateral, y puede además ser similar a los depósitos de barras de meandros o a los de complejos de rios entrelazados.
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2. CORRIENTE ENTRELAZADA
Los canales entrelazados o anastomosados son característicos de las corrientes que tienen grandes fluctuaciones en el flujo y en la carga de sedimentos. El entrelazamiento se inicia al formarse barras sumergidas, al bajar el nivel del agua después de una creciente. Tales barras desvían las aguas a su alrededor y se convierten en zonas estables dentro del canal. En los rios intermitentes, estas barras generalmente cambian de posicion durante las crecientes al ser cortadas por nuevos canales. En los ríos perennes las barras crecen por agradacion y Ilegan a ser semipermanentes, aunque tambien pueden cambiar de forma a causa de una creciente fuerte. Los complejos de corrientes entrelazadas aumentan por el proceso de acrecion vertjcal, especialmente en los ríos intermitentes los cuales, despues de las crecidas, descargan grandes volúmenes de sedimentos y obstruyen los canales. Al producirse una reduccion gradual en la velocidad de la corriente, se inicia una gradación (grueso en la base, fino hacia el tope) en cada unidad sedimentaria, así como tambien una disminucion en la magnitud de las estructuras sedimentarias. Los sedimentos de corrientes entrelazadas o trenzadas son el resultado de la alternancia de las etapas de socavacion por inundacion y posteriormente, del relleno de múltiples canales interconectados dentro de los limites del valle de un rio. Los canales que se anastomosan, canales trenzados, se forman en las partes de la corriente con pendientes relativamente altas, sujetas a una amplia fluctuación en el flujo y con una fuente abundante pero intermitente de sedimentos. En las epocas cuando el nivel de las aguas es bajo, el flujo de la corriente queda confínado a los canales, los cuales están separados por barras de sedimentos. Estas barras se forman durante la época de descenso del rio, cuando los sedimentos se acumulan alrededor de alguna obstruccion o de los restos de una antigua barra. Los cuerpos de arena depositados por las corrientes anastomosadas se adaptan a la geometria del valle del rio. Durante la época de creciente, todo el valle está frecuentemente sujeto a socavacion, la corriente crea nuevos cauces en los sedimentos del fondo y los canales ultimamente rellenos se desarrollan a lo ancho. Al progresar la agradacion en el valle, las fases de inundación y sedimentación se reflejan en las superficies locales de erosion (fondo de los canales) y en las unidades apiladas que gradan de grueso a fino hacia arriba. Tipicamente, los depósitos de las corrientes entrelazadas muestran poca variación vertical o lateral. A lo largo del curso se nota una disminución en el tamaño de los granos desde la fuente a la costa. Los sedimentos de corrientes entrelazadas son de excelente calidad como rocas almacen; tipicamente son muy porosos y permeables, y la existencia de barreras de permeabilidad, o de restricción al flujo de los fluidos, es mínima.
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3. CORRIENTE MEANDRICA Las corrientes que desarrollan meandros son usualmente aquellas de baja pendiente, con moderada carga de sedimentos y con fluctuaciones moderadas en la descarga. La velocidad de la corriente es mayor a lo largo del "talweg" y también aqui es mayor el transporte de sedimentos, especialmente el de materia! más grueso. El transporte más activo de sedimentos ocurre cuando el rio está crecido y simultáneamente se produce la mayor erosión en la orilla de socavacion . Las barras de meandro se desarrollan, al disminuir la crecida del río, en las zonas internas de los meandros. En una barra de meandros existe una reducción en el tamaño del grano desde la base al tope, asi como también una disminución en la magnitud de las estructuras sedimentarias, desde estratificación cruzada en gran escala hasta pequerias rizaduras con Iáminas entrecruzadas. La sedimentación se efectúa sobre toda la superficie de la barra y a medida que se acentúa el meandro, las arenas de barra se amplían por un proceso de acrecion lateral.
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4. BARRAS DE MEANDROS Las barras son caracteristicas de los rios con meandros, pero también son comunes, en forma incipiente, en los flancos de los rios mas o menos rectos. Las variaciones en textura y en estructuras sedimentarias de estas barras. son el producto de los cambios de velocidad y de la competencia de la corriente en diferentes sitios de la superficie de la barra. La mayor velocidad y la carga del material grueso, en la zona más profunda del canal, producen gravas en capas gruesas o estratificacion cruzada en sedimentos gruesos, y al crecer el meandro forma una base que se caracteriza por estos sedimentos. Seccion arriba en la barra, en la zona intermedia, la estratificación cruzada en escala media y grande constituye la estructura dominante. La zona superior, cubierta intermitentemente por aguas poco profundas de inundacibn , muestra pequenas rizaduras de corriente. Debido a los diferentes niveles de las crecidas sobre toda la superficie de la barra, estructuras en pequeña escala pueden formarse sobre la superficie de la tìerra; no obstante estas estructuras son raras en la zona interior debido a la erosión por crecientes posteriores. Los sedimentos de barra de meandro resultan de la divagacion de un río, bien sea en un valle aluvial o en una Ilanura deltaica. Como tales. su forma está dada por la de los meandros y su tamaño esta controlado por la profundidad del rio (rios profundos, y por lo tanto intervalos mgs gruesos tienen meandros con un radio de curvatura mayor). Los sedimentos que se depositan en una barra en crecimiento son: los de carga de tracción, de grano grueso, arrastrados en la parte profunda del canal. y material de grano mas fino, suspendido, que se deposita sobre la superficie de la barra en los periodos de bajo nivel del río. La erosión del lado donde incide la corriente y simultáneamente la formacion de las barras, producen una migracion lateral del meandro y acreción lateral de las barras. Por lo tanto los sedimentos gruesos del fondo del canal son cubiertos progresivamente por sedimentos acumulados en las partes más altas de las barras. Al quedar abandonados segmentos de los meandros, por estrangulacion. desvio de canal o cambio del curso del río hacia otras áreas del valle, se produce un taponamiento del canal en su entrada superior y por lo tanto disminuye su capacidad de transporte. Eventualmente las gravas del fondo. depositadas en el tramo abandonado. y toda la barra de meandro Ilegarán a ser recubiertas por sedimentos de grano fino que Ilegan al canal solo en los periodos de inundacion. Puede imaginarse facilmente que la barra asi preservada adelgaza y termina hacia la ultima posicion que alcanzo la corriente, donde está desarrollada la sección más gruesa del relleno del canal abandonado. Los valles que han tenido meandros durante mucho tiempo pueden estar cubiertos totalmente por los depósitos de barras de meandro de múltiples fajas meándricas. Estos intelvalos arenosos pueden tener varios kilometros de ancho y decenas de kilometros de largo y están orientados generalmente casi perpendiculares a las márgenes de las cuencas. Las arenas de las barras del complejo están separadas lateralmente por un laberinto de sedimentos de canales abandonados; no obstante el apilamiento de las arenas puede producir una interconexión vertical entre diferentes barras dentro de todo el complejo.
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BARRAS DE MEANDROS
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EMBALSES DE AGUA Se denomina embalse a la acumulación de agua producida por una obstrucción en el lecho de un río o arroyo que cierra parcial o totalmente su cauce. La obstrucción del cauce puede ocurrir por causas naturales como, por ejemplo, el derrumbe de una ladera en un tramo estrecho del río o arroyo, la acumulación de placas de hielo o las construcciones hechas por los castores, y por obras construidas por el hombre para tal fin, como son las presas. Características de los embalses Las características físicas principales de un embalse son las curvas cota-volumen, la curva cota-superficie inundada y el caudal regularizado. Dependiendo de las características del valle, si este es amplio y abierto, las áreas inundables pueden ocupar zonas densamente pobladas, o áreas fértiles para la agricultura. En estos casos, antes de construir la presa debe evaluarse muy objetivamente las ventajas e inconvenientes, mediante un Estudio de impacto ambiental, cosa que no siempre se ha hecho en el pasado. En otros casos, especialmente en zonas altas y abruptas, el embalse ocupa tierras deshabitadas, en cuyo caso los impactos ambientales son limitados o inexistentes. El caudal regularizado es quizás la característica más importante de los embalses destinados, justamente, a regularizar, a lo largo del día, del año o periodos plurianuales o quizás pasen siglos antes de q este sea desabilitado por la mano humana, el caudal que puede ser retirado en forma continua para el uso para el cual se ha construido el embalse.
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EMBALSES NATURALES Derrumbe de laderas En este caso se trata, de embalses totalmente incontrolados, que generalmente tienen una vida corta, días, semanas o hasta meses. Al llenarse el embalse con los aportes del río o arroyo, se provocan filtraciones a través de la masa de tierra no compactada, y vertimientos por el punto más bajo de la corona, que llevan a la ruptura más o menos rápida y abrupta de la presa, pudiendo causar grandes daños a las poblaciones y áreas cultivadas situadas aguas abajo. Un fenómeno de este tipo se produjo en el paraje conocido como La Josefina en el río Paute, en Ecuador. Acumulación de hielo La acumulación de hielo (embancaduras) en los grandes ríos situados en zonas frías se produce generalmente en puntos en los cuales el cauce presenta algún estrechamiento, ya sea natural, como la presencia de rocas, o artificial, como los pilares de un puente. Situaciones de este tipo pueden darse, por ejemplo, en el río Danubio. Para prevenir los daños que esto puede causar los servicios de prevención utilizan barcos especiales denominados rompehielos. Presas construidas por castores Las presas construidas por castores se dan en pequeños arroyos, generalmente en áreas poco habitadas y, por lo tanto, los eventuales daños causados por su ruptura son generalmente limitados.
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EMBALSES ARTIFICIALES Y CONTROL DE PROCESOS FLUVIALES
Los embalses generados al construir una presa pueden tener la finalidad de: regular el caudal de un río o arroyo, almacenando el agua de los períodos húmedos para utilizarlos durante los períodos más secos para el riego, para el abastecimiento de agua potable, para la generación de energía eléctrica, para permitir la navegación o para diluir contaminantes. Cuando un embalse tiene más de un fin, se le llama de usos múltiples; contener los caudales extremos de las avenidas o crecidas. Laminación de avenidas; crear una diferencia de nivel para generar energía eléctrica, mediante una central hidroeléctrica; crear espacios para esparcimiento y deportes acuáticos. OBRAS FLUVIALES : PRESAS ACUEDUCTOS MEJORAMIENTO DE RIVERAS CANALIZACIONES GAVIONES Cuando los ríos son de fuerte pendiente, las crecidas son rígidas por las tormentas, y las aguas adquieren, por lo tanto, grandes velocidades, como ocurre por regla general en una mayoría de los ríos y torrentes, se originan los tres grandes daños característicos erosión transporte de tierra y piedras y sedimentación de los mismos. Las correcciones de un cause han de estudiarse detenidamente pues en muchas ocasiones no se trata solo de rellenar huecos que la rapidez de la corriente ha producido, o desviar el cause en un lugar determinado. Ocurre con frecuencia que la sedimentación va formando a veces una especie de presa que va elevando el nivel del agua, produciéndose inundaciones en otros lugares más altos, o bien, al ser destruida por la misma corriente, se producen inundaciones en parajes mas bajos. Por ello, estos daños, una ves estudiado el origen de los mismos han de tratar de evitarse con diversos sistemas de defensa de los cuales destacaremos los más importantes. Los GAVIONES son cajas de alambre que se rellenan de piedras. Varias son las ventajas de este sistema. La primera buena cualidad estriba en el hecho de que no pierde contacto con el fondo cuando se va sofocando éste, pues, el gavión se va deformando paulatinamente hasta tocar nuevo fondo. También resulta económico, ya que sólo a la malla y a la mano de obra puede atribuírsele un precio, pues constituye el conjunto un muro de piedra en seco donde la piedra o canto rodado por lo general abunda. El mayor peligro para los gaviones está en la posible oxidación de la malla cuando ésta se encuentra alternativamente sumergida y al aire, aunque también es cierto que este hecho tarda en producirse, ya que la malla es en todos los casos de alambre galvanizado, pero cuando esto llega ya se ha producido un perfecto asentamiento. Los gaviones, pueden ser paralelepípedos o cilíndricos.
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6.4 ACCIÓN DEL AGUA SUBTERRÁNEA
Alteración mecánica y química de las rocas Relieve kárstico
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6.5 ACCION GEOLOGICA DEL MAR
También las fuerzas del mar producen fuertes erosiones en la costa. Si existe una morfología pronunciada se puede observar fácilmente las fuerzas destructivas del océano.
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Costa del cabo San Lucas, México
Litoral de Samoa ,Hawái Vista panorámica de Palau Atolón de Kayangel, Palau
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EJEMPLO DE COSTAS: COSTAS BONAERENSES Costas bonaerenses, litoral de la provincia Argentina de Buenos Aires que se extiende a lo largo de 1.280 km, desde la punta Norte del cabo San Antonio hasta la desembocadura del río Negro. La costa argentina presenta, a partir de cabo San Antonio, un tramo rectilíneo acompañado por un alto cordón de médanos; en latitudes inferiores, gira hacia el suroeste hasta cabo Corrientes y punta Mogotes, donde finalizan las estribaciones orientales del sistema de Tandilia. Entre ambos cabos se abren el puerto y las playas de Mar del Plata. La costa se hace barrancosa al sur de punta Mogotes, llegando a tener 35 m de altitud en la barranca de los Lobos; continúa con la presencia de médanos de grandes dimensiones que, en parte, han sido fijados hasta la bahía Blanca, donde se alza la ciudad del mismo nombre. Al oeste de Monte Hermoso el litoral forma una amplia entrada en forma de embudo: es la bahía Blanca, que corresponde a una depresión tectónica; sus costas son bajas y anegadizas, con cangrejales y bancos de arena, pese a lo cual se encuentran allí los importantes puertos de Ingeniero White, Puerto Galván y Puerto Belgrano. Hacia el sur se destacan las islas Bermejo y Trinidad y la península Verde. La costa en el delta del río Colorado es rectilínea hasta punta Margarita; a partir de ahí, se abren las bahías Anegada y San Blas, donde comienzan a verse barrancas y depósitos de cantos rodados que caracterizan al litoral patagónico.
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COSTAS DE LAS COMORES La costa de Njazidja, la mayor de las islas volcánicas que integran la república de Comores, está rodeada de lava negra y coral. En el sur de Njazidja, cerca de Moroni, la capital, se levanta el Kartala, un volcán activo con una altitud de 2,361 m.
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COSTAS FUEGUINAS Costas fueguinas, área litoral de Argentina que se extiende desde el cabo Espíritu Santo hasta el extremo suroriental, formando una línea de acantilados cortados por cañadones. Al sur del cabo San Sebastián aparece la boca del río Grande y varios cabos hasta llegar al San Diego, donde la costa es baja y termina en un promontorio, con una restinga que señala el extremo del litoral fueguino oriental. La costa meridional de la Isla Grande de Tierra del Fuego está formada por el faldeo sur de la cordillera de Magallanes, que alcanza una altitud media de 1.000 m y se encuentra cubierto por un bosque tupido que comienza al nivel del mar y trepa hasta los 500 metros. Aparecen numerosas bahías que se asemejan a los fiordos, entre las cuales cabe nombrar por su amplitud la de Ushuaia, sobre cuya playa se sitúa el puerto y la ciudad homónima, capital provincial considerada, junto con la pequeña localidad chilena de Puerto Williams, la más austral del mundo. INDICE
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FORMAS DE ABLACIÓN MARINA
OBRAS MARÍTIMAS MUELLES. ESPIGONES. MOLOS DE ATRAQUE. PUERTOS. ROMPEOLAS. PUENTES FORMAS LITORALES Los litorales presentan formas muy variadas en función de: las particularidades de la erosión marina las características litológicas y las influencias bioclimáticas. Se pueden distinguir entre: las formas de ablación y su formas de modelado, y las formas de acumulación, que dan distintos tipos de costa. FORMAS DE ABLACIÓN MARINA Las formas de ablación, o accionamiento, son fruto de la acción destructora del mar sobre la roca del litoral. Hay dos tipos: 1. ACANTILADOS Un acantilado es un escarpe litoral de pendiente abrupta que ha sido modelado por la acción de la erosión litoral sobre los elementos del relieve continental. Se encuentran predominantemente en regiones de calizas, cadenas montañosas, macizos antiguos, afloramientos de rocas sedimentarias coherente y rocas volcánicas. Forman las costas altas. 2. PLATAFORMAS DE ABRASIÓN O RASAS COSTERAS. Ellas forman costas de ablación. Las plataformas de abrasión litoral, llamadas, también, rasas costeras, son rampas de anchura variable con una pendiente muy suave (la misma que la de la playa) labrada por la acción de las olas por ametrallamiento y la compresión-descompresión sobre el sustrato rocoso del continente. Normalmente está cubierta por arena, gravas o cantos que es el material abrasivo que usan las olas para desgastar la roca. En la parte cercana al acantilado puede observarse pero mar adentro puede tener una terraza de acumulación más o menos potente. El talud terminal de la rasa marca el límite del dominio litoral. Por supuesto el depósito de clastos no puede ser tan potente que la fuerza de las olas no sea capaz de movilizarlo por completo. La rasa se encuentra a los pies de los acantilados, aunque los cabos y las puntas carecen de ella. Tampoco se forma rasa en las zonas donde la eficacia de la erosión marina es escasa. En las bahías puede asentarse sobre ella una playa arenosa. La anchura de estas rasas es variable. En mares con mareas débiles no tiene más de unos cinco metros de anchura, y en los de mareas vivas pueden alcanzar varias decenas de metros. La rasa costera, pues, se forma por la acción de las olas en la zona que estas alcanzan, pero frecuentemente se presentan rasas escalonadas, estas son una prueba de las diferentes alturas que el nivel del mar ha alcanzado en el pasado. En rigor, la rasa es la plataforma de abrasión heredada. Las plataformas escalonadas se presentan en gradas separadas por rebordes con escarpes más o menos altos. En ocasiones en estas rasas han quedado depósitos de cantos, gravas y hasta arenas, residuos de playas fosilizadas. En los esteros de mayor pendiente situados por delante de los acantilados aparecen las plataformas acanaladas. Estas presentan acanaladuras paralelas orientadas según la línea de máxima pendiente, que se rellenan de arena durante la marea. En las cavidades de las rocas se forman torbellinos que crean marmitas de erosión turbillonar. Son oquedades más o menos profundas abiertas hacia el mar a través de un surco por que entra y sale el agua. La rasa no es una plataforma lisa y regular, sino que tiene una amplia variedad de micromodelado que traduce la estructura geológica de la roca: diaclasas, diferentes planos de capas, esquistosidades, líneas de debilidad, etc. Aparecen, así, surcos, crestas, cubetas y resaltes rocosos que no superan el metro de desnivel
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FORMAS DE ACUMULACIÓN LITORAL
ABRASIÓN acción mecánica de rozamiento y desgaste que provoca la erosión de un material o tejido. En geología, la abrasión marina es el desgaste causado a una roca por la acción mecánica del agua cargada por partículas procedentes de los derrubios. Es importante, sobre todo, en la formación de costas abruptas. Batidas por el mar, éstas retroceden y las piedras desprendidas del acantilado, arrastradas con movimientos de vaivén por las olas, tallan al pie del mismo una plataforma de abrasión que desciende con ligera pendiente hacia el mar. La abrasión glaciar es la erosión del lecho de un glaciar por los materiales sólidos inclusos en el hielo y arrastrados por el mismo; cuando se trata de granos finos, llamados harina glaciar, la roca del cauce adquiere con el tiempo un pulimento glaciar. FORMAS DE ACUMULACIÓN LITORAL Las formas de acumulación litoral son el resultado de la sedimentación marina y de la actividad de los seres vivos. Se localizan delante de las costas bajas y presentan gran cantidad de tipos, dependiendo de las modalidades de desarrollo y las condiciones del medio que las acogen. Los principales tipos son: las playas, con sus diferentes tipos de playa, las dunas litorales, las áreas pantanosas del litoral y las marismas, las desembocaduras fluviales: estuarios y deltas del dominio fluviomarino y los arrecifes coralinos. Cada una forma los tipos de costa.
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6.6 ACCIÓN GEOLÓGICA DEL VIENTO
Erosión y transporte por viento. Dunas. Loess. Características de los depósitos eólicos. EROSIÓN EÓLICA La erosión eólica es el desgaste de las rocas o la remoción del suelo debido a la acción del viento. El viento es un agente de modelado del relieve que puede acarrear grandes cantidades de polvo a través del mundo, pero los granos de arena solo pueden ser transportados a distancias relativamente cortas. El cuarzo es el mineral más abundante en las partículas de arena; normalmente es resistente a la meteorización química, a la disolución y a la abrasión, es decir, que la erosión eólica es referente al viento con la arenilla que se encuentra en la tierra. La arena se encuentra distribuida por toda la superficie terrestre, pero particularmente en los desiertos, las costas, estuarios de ríos y espacios que han registrado glaciaciones. Parece que el agua pudo haber sido el agente original que ocasionó la concentración de las potentes masas de arena de los desiertos, el viento sería el agente de redistribución y la génesis de un amplio muestrario de formas sedimentarias. Muchos de los grandes depósitos, especialmente los llamados mares de arena o ergs, parecen ser el resultado de una importante actividad fluvial durante el Cuaternario. mares de arena o ergs
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EL VIENTO AGENTE DE EROSIÓN
El viento es un eficaz agente de erosión capaz de arrancar, levantar y transportar partículas, sin embargo, su capacidad para erosionar rocas compactas y duras es limitada. Si la superficie está constituida por roca dura, el viento es incapaz de provocar cambios apreciables debido a que la fuerza cohesiva del material excede a la fuerza ejercida por el viento. Únicamente en aquellos lugares en donde la superficie expuesta contiene partículas minerales sueltas o poco cohesivas, el viento puede manifestar todo su potencial de erosión y transporte. La velocidad determina la capacidad del viento para erosionar y arrastrar partículas, pero también influye el carácter de los materiales, la topografía del terreno, la eficacia protectora de la vegetación, etc. En el fenómeno de erosión eólica, es determinante la superficie sobre la que actúa el viento. Su alteración no se limita a puntos o áreas limitadas como ocurre con la erosión hídrica; la acción del viento se ejerce sobre la totalidad de la superficie. En espacios amplios, la erosión produce a menudo excavaciones de depresiones poco profundas llamadas hoyas, cuencas o depresiones de deflación. Se originan en áreas más o menos llanas y desprovistas de vegetación en donde el suelo está expuesto a la acción del viento. Las partículas finas (arcillas y limos) son levantadas por corrientes verticales que sobrepasan las velocidades de decantación; el polvo se difunde en la atmósfera hasta alturas que van desde pocos metros a varios miles. La altura depende de la intensidad de la turbulencia del viento, de su duración y del tamaño de las partículas. Como resultado, puede producirse una densa nube, llamada tormenta de polvo El carácter selectivo de la erosión eólica al tomar partículas finas y dejar gravas y cantos, demasiado grandes para su transporte, origina el denominado desierto de piedras, hammada o reg. Estas altiplanicies tapizadas de fragmentos rocosos en donde el material fino ha sido, prácticamente, eliminado por el viento, y en donde la acción de la termoclastia es muy activa, presentan, en ocasiones, vastísimos desarrollos como en la «Hammada de Guir» en Marruecos-Argelia y «Hammada al Hamrah» en Libia. Las superficies expuestas de los cantos y afloramientos del substrato rocoso pueden presentar una película de tonalidad casi negra llamada barniz desértico. Está formado por un recubrimiento de óxido de manganeso o de hierro, llevado a la superficie por solución (capilaridad) y depositado como una lustrosa película sobre las superficies lisas por evaporación. En algunos lugares, la evaporación de la humedad capilar deja tras sí un depósito de carbonato de calcio o yeso que actúa como cemento, endureciendo el pavimento y convirtiéndolo en una coraza de aspecto conglomerático.
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Otra forma de erosión del viento es la conocida como abrasión o corrosión eólica, en la que granos o partículas minerales duras, normalmente cuarzo, golpean o arañan las superficies rocosas y los obstáculos que afloran. Esta acción del viento cargado de partículas sólidas se limita a las primeras decenas de centímetros banales de un acantilado, colina u otro afloramiento que destaque sobre un plano más o menos horizontal. La corrosión origina orificios, acanaladuras y entalladuras en las rocas; si la masa rocosa destaca sobre un llano, puede ser erosionado por la base y adoptar la forma de una seta, por lo que se denominan roquelis, rollerous (en aleman) rocas fungiformes. Allí donde existe una alternancia de estratos blandos y duros, la acción del viento es altamente selectiva; las zonas menos resistentes son desgastadas más rápidamente que las duras, las cuales acaban por resaltar vigorosamente a modo de salientes y cornisas con profundas y largas acanaladuras o pasadizos, alineados paralelamente según la dirección del viento. A este modelado esculpido en crestas y pasillos socavados se les da el nombre de yardangs. En aquellas áreas con bloques y cantos poco consolidados o aislados, el viento los bisela del lado de donde sopla tallando una superficie pulimentada; si la dirección del viento cambia o el canto es removido, puede ser tallado en varias caras separadas por aristas. A tales cantos se les denomina ventifactos; cuando se modelan de modo bastante perfecto con caras que se cortan en tres bordes agudos reciben el nombre de dreikanters yardang
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EL TRANSPORTE DE SEDIMENTOS POR EL VIENTO
El viento desplaza las partículas sueltas, básicamente, según los mismos mecanismos que las escorrentías hídricas, en función de: tamaño del grano velocidad del fluido Los granos de arena viajan a favor del viento, permaneciendo cerca de la superficie, separándose gradualmente de las partículas más gruesas que pesan demasiado para que el viento las desplace lejos. De este modo se origina una masa característica de sedimentos conocida como arena eólica o arena de duna, cuyas partículas tienen un diámetro entre 0,1 y 1 mm, compuesta en su mayor parte por cuarzo, por ser el mineral cuya dureza y resistencia química lo convierten en el más duradero de los materiales que contienen las rocas. Los granos de cuarzo transportados por el viento ofrecen formas redondeadas y sus superficies están cubiertas de microscópicas fracturas por el impacto de unos granos contra otros. Las partículas más gruesas son transportadas sobre la superficie por Rodadura reptación deslizamiento los granos de arena son capaces de viajar por saltación elevándose hasta alturas de 2 ó 3 metros en algunos casos. Las partículas finas (limos y arcillas) pueden desplazarse en suspensión y ser elevadas a grandes alturas por las corrientes ascendentes, tan frecuentes en las regiones cálidas. Saltación y suspensión son los mecanismos más importantes del transporte eólico. Las partículas realizan saltos a favor del viento; tras el impacto con granos en la superficie, pueden rebotar de nuevo y elevarse. De este modo, el viento transfiere energía cinética al grano, el cual, al chocar con la superficie de arena, disloca otras partículas y puede proyectarlas al aire. Las partículas de limo y arcilla pueden permanecer en suspensión con viento turbulento, e incluso casi indefinidamente para los granos muy pequeños. Las grandes tormentas de arena elevan partículas hasta 250 metros de altura y avanzan con velocidades que pueden llegar a alcanzar los 200 m/s. Se ha estimado que entre 500 y millones de toneladas de polvo son transportadas desde todas las fuentes cada año. Algunas de las más potentes tormentas de polvo del Sahara, alcanzan a los países meridionales de Europa e incluso llegan a las costas orientales de América del Sur, cruzando el océano Atlántico.
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Otros cálculos estiman que en 1 km³ de aire pueden viajar, en suspensión, unas 900 toneladas de polvo. Teniendo esto en cuenta, una tempestad de polvo de 500 km de diámetro podría transportar más de 90 x 106 tm de polvo, suficiente como para construir una colina de 3 km de base y 30 m de altura. El transporte de sedimentos por el viento es realizado por rodadura, reptación, deslizamiento, saltación y suspensión. Los granos gruesos lo hacen por los tres primeros mecanismos citados, los de tamaño medio por saltación y los más finos por suspensión. El viento es también, al menos en parte, responsable de la formación de un depósito amarillento, homogéneo, de grano fino y sin estratificar: el loess. La mayor parte de las opiniones están de acuerdo en que su génesis es debida a las nubes de polvo que fueron dispersadas a partir de los depósitos glaciares y fluvioglaciares, por los vientos fuertes anticiclónicos que soplaban desde las vastas capas de hielo continentales del Pleistoceno. Se cree que los potentes depósitos de loess de Europa central, Rusia, China, Estados Unidos, Argentina, Nueva Zelanda y otros lugares, fueron sedimentados, prioritariamente, en épocas interglaciares o postglaciares, bajo condiciones climáticas más secas y frías que las existentes hoy. En China, por ejemplo, la extensa superficie de loess, alrededor de km2, tiene un espesor de más de 250 m y sus capas basales fueron depositadas hace unos 2,4 millones de años, de acuerdo con mediciones paleomagnéticas. El tamaño de las partículas de loess es mayoritariamente el de los limos, entre 4 y 60 micras de diámetro, a pesar de que entre un 5 y 30 %, pueden ser partículas del tamaño arcilla. Los suelos procedentes de este tipo de depósito son de alta calidad y suelen producir excelentes cosechas. loess
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SEDIMENTACIÓN EÓLICA La sedimentación y las construcciones dunares correlativas son las que expresan más comúnmente la morfogénesis del viento en los dominios áridos y sectores costeros, por la extensión de los espacios que recubren, por la diversidad de tipos y por las considerables dimensiones que alcanzan en ocasiones. Los depósitos de arena se suelen clasificar, por su tamaño, en tres tipos: Ripples, acumulaciones espaciadas entre 5 cm y 2 m, con alturas de 0,1 a 5 centímetros. Dunas, pueden estar separadas entre 3 y 600 m y presentar alturas entre 0,1 y 15 metros. Megadunas, estos grandes depósitos pueden registrar separaciones de 300 m hasta 3 km y alturas de 20 a más de 400 m. Las diferencias entre estas tres clases de formas eólicas se deben a los balances entre los mecanismos de transporte y deposición. Los ripples son rizaduras producidas en sedimentos sin consolidar análogas a las que ser forman bajo el agua, pero con crestas algo más agudas. Estas rizaduras, formadas por saltación de las partículas, son comunes en todas las superficies de arena. Los procesos para la formación de ripples están relacionados con la interacción dinámica entre el flujo del viento y el movimiento de sedimentación. El inicio suele producirse al azar, con la presencia de un pequeño obstáculo en la superficie, un segmento de arena mojada o una variación local del tamaño del sedimento o de la velocidad del viento; el resultado es la aparición de pequeños montículos de arena. Estos montículos presentan una cara a barlovento que registra la mayor parte de los impactos de las partículas, mientras que la cara opuesta, la de sotavento, es la que recibe los granos por saltación. Los granos más gruesos tienden a acumularse en la cresta, mientras que el material más fino se deposita en las concavidades entre crestas.
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Sotavento: Laderas resguardadas del viento que tienen menos precipitaciones.
Barlovento: Laderas expuestas al viento que tienen mayores precipitaciones. El concepto de barlovento referido a las laderas de una montaña o cordillera, es la ladera que recibe directamente los vientos húmedos procedentes del mar. Por el efecto Foëhn, las nubes cargadas de humedad al encontrarse con la barrera física, en un movimiento ascendente se enfrían y descargan en forma de lluvia en esa ladera (lluvia orográfica), en contraposición a la ladera de sotavento donde los vientos descendentes, ya sin humedad, van alcanzando mayor temperatura a medida que descienden. Son, sin embargo, las construcciones dunares las que expresan más comúnmente las morfogénesis del viento, por la extensión de los espacios que recubren, por la diversidad de formas y por las considerables dimensiones que alcanzan en ocasiones. Las dunas pueden presentar una fascinante variedad de modelos dependiendo de factores como: Suministro de arena. Velocidad del viento. Variabilidad en la dirección del viento. Características de la superficie por la que se desplaza la arena.
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MODELOS DE DUNAS Las variedades más frecuentes de dunas son las Transversales Barjanes longitudinales y Parabólicas. Todas se desplazan unos 15 m/año, en los grandes desiertos, extensas áreas están completamente cubiertas de arena, se les conoce como mares de arena o ergs. los más extensos se hallan en África (Sahara), Arabia Saudí y Australia. Los campos de dunas de los desiertos son los más importantes conjuntos de modelado eólico de la superficie terrestre, se extienden sobre centenares de kilómetros. Muchos campos están compuestos por grandes y complejas construcciones dunares, como los aklés del Sahara o de Arabia Saudí. Son grandes acumulaciones de arena modeladas en formas irregulares, anárquicas y sin ningún alineamiento sistemático.
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UNIDAD 8 Geología y sus aplicaciones
INDICE
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Bases de materiales Vías terrestres Obras hidráulicas Obras costeras Obras urbanas Obras industriales
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GEOLOGÍA EN OBRAS HIDRÁULICAS
Desarrollar obras hidráulicas dentro de un contexto de manejo integrado de cuencas hidrográficas, propendiendo un uso eficiente de los recursos disponibles en beneficio del desarrollo de la comunidad. OBJETIVOS Mejorar la calidad de vida de la población urbana y rural, a través del desarrollo de infraestructura de obras hidráulicas. Dar acceso a la población, al recurso hídrico, en tiempo, cantidad y calidad necesaria. Mejorar la Institucionalidad, los procedimientos y la tecnología para prestar un mejor servicio a la comunidad. Las obras de saneamiento y recuperación de terrenos que se ejecuten con fondos fiscales. FUNCIONES El estudio, proyección, construcción y reparación del abovedamiento de los canales de regadío que corren por los sectores urbanos de las poblaciones, siempre que dichos canales hayan estado en uso con anterioridad a la fecha en que la zona por donde atraviesan haya sido declarada como comprendida dentro del radio urbano y que dichas obras se construyan con fondos fiscales o aportes de las respectivas Municipalidades. Planificación, estudio, proyección, construcción, reparación, mantención y mejoramiento de la red primaria de sistemas de evacuación y drenajes de aguas lluvias. Desarrollo de los Planes Maestros, que permitirán definir lo que constituye la red primaria de sistemas de evacuación de aguas lluvias. Dichos Planes serán firmados por los Ministros de Obras Públicas y Vivienda y Urbanismo. Las Redes de evacuación y drenaje de aguas lluvias serán independientes de las redes de alcantarillado. Podrán conectarse cuando la autoridad competente así lo disponga. Los Planes deben considerar la situación de las cuencas hidrográficas; y contener las acciones para evitar la erosión y deforestación.
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APLICACIÓN GEOLÓGICA A LA CONSTRUCCIÓN DE EMBALSES
La construcción de una presa precisa, indispensablemente, un estudio geológico detallado que abarque tres aspectos fundamentales: geología del cierre de la presa; la permeabilidad del vaso o embalse propiamente dicho y geología del área madre o cuenca hidrográfica que vierte sus aguas a este embalse. El conocimiento del cierre es imprescindible, ya que la presa se asienta sobre rocas con distintas características de resistencia que han de formar cuerpo con la pared de la presa y soportar el empuje y peso de toda el agua embalsamada. Es fundamental pues, el conocer sus propiedades elásticas, su posible facturación (puede presentar diaclasados imperceptibles a simple vista) que provocaría el desmoronamiento de la presa, etc. El estudio hidrogeológico del vaso del embalse es necesario de cara a evitar la inundación de zonas que favorezcan la filtración y circulación del agua embalsada por debajo del cierre, esto pondría en peligro la propia estabilidad de la presa al debilitarse el terreno por debajo de ella así como su eficacia. Sin embargo, una presa tiene una vida limitada si los afluentes que concurren a ella traen tal cantidad de aportes detríticos que se produce su colmatación u obliga a su limpieza periódica. Para impedir este problema, se hace necesario reducir el grado de erosión en las zonas más favorables a tal efecto, localizándose éstas por la composición de los materiales transportados por los afluentes y la geología del área madre. La repoblación forestal ofrece para este caso una solución técnica bastante ventajosa.
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APLICACIÓN DE LA GEOLOGÍA EN OBRAS URBANAS
Uno de los campos donde cada día está teniendo mayor aplicación la geología son las obras públicas, tales como presas, túneles, carreteras y todo tipo de construcciones. De estas obras y para su mantenimiento el reconocimiento geológico del terreno, tanto en superficie como en profundidad, es una labor previa indispensable en todas ellas, de cara a verificar la adecuación del lugar seleccionado, detectar eventuales problemas de cimentación y zonificar el territorio respecto a su protección, usos y aprovechamientos. A través de la recopilación bibliográfica y de antecedentes en la zona (cartografía a diferentes escalas, publicaciones e informes, fotografía aérea), los estudios de campo (litologías y estructuras, columnas estratigráficas, dirección y buzamiento de las capas y discontinuidades, perfiles geológicos, etc.). Las prospecciones del terreno (catas, sondeos, penetrómetros técnicas geofísicas, pruebas in situ), los ensayos de laboratorio (granulometría, límites de Attemberg, humedad natural, densidad seca, ensayos de contenido en sulfatos, ensayos de corte directo, compresión simple, triaxiales, etc.), Se consigue determinar la naturaleza y propiedades del terreno como su resistencia, su porosidad, plasticidad, elasticidad, etc. Un factor fundamental es el grado y tipo de fracturación del terreno, especialmente la existencia de fallas.
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APLICACIÓN DE LA GEOLOGÍA EN OBRAS URBANAS
(continuación) Los principales riesgos geológicos para la construcción proceden de los terrenos deformables, como yesos y arcillas, o poco consistentes, como arenas y gravas sueltas. Tampoco hay que olvidar los terrenos colapsables, como las formaciones calcáreas y evaporíticas. Otros fenómenos a tener en cuenta son los posibles deslizamientos y corrimientos de tierras, las fallas, ya citadas, y los terrenos propensos a filtraciones de agua. En las zonas de alta montaña ofrecen problemas los efectos de las heladas, la posibilidad de aludes de nieve y las coladas de barro y avalanchas de canchales, tras el deshielo. En las regiones de clima árido merecen especial atención los cauces de ramblas y otros cursos torrenciales que, en una repentina avenida tras fuertes lluvias, pueden provocar inundaciones o arrastrar puentes y edificaciones. El régimen de mareas, olas y corrientes litorales afecta mucho a los puertos marinos. En ciertos casos, la construcción de un malecón en un emplazamiento inadecuado puede hacer cambiar el régimen de corrientes, causando una fuerte erosión costera, que provoque la desaparición de playas y el relleno de los muelles.
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APLICACIÓN GEOLÓGICA A LAS OBRAS VIALES
En el caso de carreteras y líneas ferroviarias, la información geológica es necesaria, tanto sobre la zona por la que va a discurrir la obra como sobre las zonas de las que se extraerán las materias primas para la misma. En la perforación de túneles el estudio geológico es de gran relevancia. En este tipo de obras es preciso disponer de la información de la zona a perforar metro a metro, con detalles de la estructura, permeabilidad, niveles freáticos, dureza de las distintas unidades rocosas, etc., para contar con la solución a los problemas que se van a encontrar antes de que la perforación alcance las zonas donde existan estos posibles problemas, salvando de esta manera tiempo, dinero y hasta vidas humanas.
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APLICACIÓN GEOLÓGICA A LA EDIFICACIÓN
Antes de construir un edificio se hace necesario un informe geológico (Informe Geotécnico) que defina el tipo de cimentación y el nivel de apoyo en el terreno, las presiones de trabajo y los asientos asociados con los mismos y los eventuales problemas de ejecución. Este tipo de informe es particularmente importante sino imprescindible, en las poblaciones situadas en zonas sísmicas o próximas a volcanes considerados inactivos, en las que las construcciones se tienen que hacer con muchas más garantías. Desgraciadamente esto ha costado muchas vidas humanas, no siempre se realizan estos estudios geológicos, por lo que se hace necesario el que la legislación contemplen este aspecto en su verdadera importancia, obligando a su realización y a un control de calidad durante la ejecución de la obra.
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GEOLOGÍA EN VIAS TERRESTRES
Esta carrera prepara profesionistas con los conocimientos suficientes para dominar las ciencias de la medición, generalmente aplicadas al conocimiento de las características geométricas y físicas del globo terrestre o parte del mismo Así como de su campo de gravedad y que les permite laborar en las áreas de cartografía, ciencias y técnicas afines, con el fin de establecer el marco geométrico y geográfico de referencia para el posicionamiento de los proyectos en que sean aplicables estas disciplinas.
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