martes, 4 de diciembre de 2007

TEMA 3: LA GEOSFERA

Define, de forma breve y precisa, los siguientes conceptos:
Meteorito:
son cuerpos celestes que se han formado junto con el resto del Sistema Solar, a partir de la misma nebulosa, hace unos 4.500 millones de años, por lo que su composicion debe ser similar.
(geopaloma)

Siderito:

Aerolito: Meteorito rocoso o meteorito pétreo (aerolito): de minerales silicatos principalmente de olivino y piroxeno con cantidades menores de Fe-Ni (un 20% o menos según STRAHLER, 1992).Sismógrafo:Es un aparato que sirve para medir los terremotos.

Sismógrafo: Aparato que mide las ondas sísmicas.

Litosfera: Es la capa más superficial, correspondiendo a la totalidad de la Corteza y la parte más superficial del manto (hasta unos 200 km de profundidad). Es totalmente rígida y en ella el calor interno se propaga por conducción.

(Los cambios en el medio natural)
Astenosfera: Es la distribución de los máximos y mínimos del gradiente geotérmico sugiere una propagación del calor de forma convectiva, que se situaría precisamente en esta zona. A pesar de ser sólido el Manto, en esta zona, comprendida entre 200 y 800 km aproximadamente, un aumento de la plasticidad permitiría un flujo convectivo. A las corrientes de convección de la Astenosfera se les considera el auténtico motor de la dinámica interna de la Tierra.

(Los cambios en el medio natural)
Corriente de convección:A finales de la década de los '40, se sugiere la posibilidad de que exista una zona en el Manto, la Astenosfera, con plasticidad suficiente como para propagar el calor interno de la Tierra mediante corrientes de convección.La base de esta hipótesis es la distribución del gradiente geotérmico, máximo en las grandes dorsales oceánicas y mínimo en las fosas marinas, siendo esta la distribución característica del calor en un sistema convectivo.

Gradiente geotérmico:El gradiente geotérmico en la corteza o es decir la subida de la temperatura con la profundidad es como promedio 1°/30m o 30°/1km. En una zona de subducción a lo largo de la placa hundida el gradiente geotérmico es menor, aproximadamente 5°C a 10°C/1km. En un arco magmático el gradiente geotérmico es mayor y puede alcanzar 90° a 100°/km.
(Universidad de Atacama)

Densidad:Cada mineral tiene un peso definido por centímetro cúbico; este peso característico se describe generalmente comparándolo con el peso de un volumen igual de agua; el número de masa resultante es lo que se llama 'peso especifico' o 'densidad' del mineral.
(Universidad de Atacama)
Siderolito:Meteorito férico-rocoso (siderolito) constituido de una mezcla heterogénea de Ni-Fe y silicatos. Según la naturaleza de los silicatos se distingue 4 clases de meteoritos férico-rocosos.

Placa litosférica:Cada placa comprende una porción de Litosfera (Corteza más parte superior del Manto) y se corresponde con la corriente superficial de una célula de convección de la Astenosfera.

Corteza: Es la capa más fina e irregular. Sólida. Su espesor varía desde 5 km bajo los fondos oceánicos hasta más de 70 km en algunos puntos de los continentes. Es la menos densa, formada por elementos químicos ligeros, como el oxígeno, carbono, silicio, etc. Su límite con la siguiente capa forma la discontinuidad de Mohorovicic.
(Los cambios en el medio natural)

Manto:Más uniforme que la Corteza y mucho más grueso. Su límite se sitúa a 2900 km contado desde la superficie media (superficie del geoide). Se encuentra en estado sólido aunque tiene cierta plasticidad. Está compuesto por elementos más densos, como son el hierro y el magnesio, aunque también posee importantes cantidades de silicio, formando una roca característica denominada peridotita. Su límite con el Núcleo forma la discontinuidad de Gutemberg.
(Los cambios en el medio natural)

Corteza oceánica:mucho más delgada y homogénea (entre 5 y 10 km de espesor). Formada por cuatro niveles, de abajo a arriba:
* Gabros (roca plutónica)
* Gabros con diques de basalto
* Basalto (roca volcánica)
* Capa sedimentaria (sedimentos y rocas sedimentarias.
(Los cambios en el medio natural)

Corteza continental: Es la más gruesa, puede llegar a 70 km de espesor. Está formada, fundamentalmente, por rocas plutónicas y metamórficas. Las plutónicas tanto más densas cuanto más profundas y las metamórficas de mayor grado cuanto más profundas también. El tránsito de la zona inferior a la superior es gradual, a través de una zona intermedia (niveles estructurales o zócalo). Por encima se sitúa una capa de rocas sedimentarias, que forman la denominada cobertera.
(Los cambios en el medio natural)

Corteza intermedia:Corteza de transición: entre las dos anteriores. Es, simplemente, un tránsito de la continental a la oceánica. Está formada por bloques de Corteza Continental fracturados con diques de basalto intercalados.

Deriva:Alfred Wegener propuso, en 1912, la hipótesis de que los continentes actuales proceden de la fragmentación de un supercontinente más antiguo, al que denominó Pangea. Su teoría se basa en una serie de pruebas o argumentos:



Pruebas morfológicas:
Coincidencia entre las costas de continentes hoy en día separados.
Ejemplo: África y Sudamérica.



Pruebas biológicas / paleontológicas:
Continentes separados tienen floras y faunas diferentes, pero fósiles idénticos
Ejemplo: marsupiales en Australia


Pruebas geológicas
Estructuras geológicas iguales en continentes separados
Ejemplo: diamantes en Brasil y Sudáfrica



Pruebas climáticas
Rocas indicadoras de climas iguales en zonas a distinta latitud en la actualidad
Ejemplo: depósitos glaciares de la misma época en la Patagonia y la India

(Los cambios en el medio natural)

Convergencia: La dirección de ambas placas.

Subducción: Choque de una placa oceánica y una placa continental.La placa oceánica se hunde abajo de la placa continental este movimiento lento hacia abajo incluye un aumento lento de las temperaturas en las rocas del antiguo fondo del mar en una profundidad de 100 km aprox. las rocas de la placa oceánica se funden parcialmente.


Discontinuidad: Son cambios de materiales.

(Los cambios en el medio natural)

Magnetismo: Es como la gravimetria un método geofísico relativamente simple en su aplicación.


Responde a las siguientes preguntas:
1. ¿Qué forma tiene la Tierra?

Forma elipsoide de rotación.

2. ¿Hasta qué profundidad se ha alcanzado perforando desde la superficie terrestre?
6317 km

(Libro de texto)

3. ¿Qué son los métodos directos de investigación del interior de la Tierra? Explica uno de ellos. Se basan en la observación directa de los materiales que componen la Tierra. Sólo proporcionan información de los primeros kilómetros, por lo que es muy limitada.
Los más destacados son:

Rocas formadas en superficie:Estudio directo de rocas sedimentariasAccesibilidad inferior a 8 Km.

Rocas formadas en el interior:Situadas en superficie debido a diversos procesos geológicos.
Rocas ígneas: (metamórficas, plutónicas y filonianas).
Formadas entre 15 y 20 Km.
Puestas al descubierto por erosión de los materiales existentes encima.

(geopaloma)


4. Cita los métodos indirectos de investigación del interior de la Tierra.

Para su estudio, se han agrupado en:
- métodos no sísmicos
- metodos sísmicos

Métodos indirectos no sismicos:Se trata de rocas formadas en el exterior del planeta, que llegan a la superficie de la Tierra en forma de meteoritos.

(geopaloma)

5. ¿Qué se deduce de la existencia del campo magnético terrestre?

Entrega informaciones acerca de la profundidad de las rocas pertenecientes al basamento. A partir de estos conocimientos se puede localizar y definir la extensión de las cuencas sedimentarias ubicadas encima del basamento, que posiblemente contienen reservas de petróleo.

(Universidad de Atacama)

6. ¿Qué se deduce del gradiente geotermico?

El gradiente geotérmico en la corteza o es decir la subida de la temperatura con la profundidad es como promedio 1°/30m o 30°/1km. En una zona de subducción a lo largo de la placa hundida el gradiente geotérmico es menor, aproximadamente 5°C a 10°C/1km. En un arco magmático el gradiente geotérmico es mayor y puede alcanzar 90° a 100°/km
(Universidad de Atacama)

7. ¿Qué se deduce del conocimiento de la densidad media de la Tierra en comparación con la densidad de las rocas superficiales?

La densidad media de la Tierra es cinco veces superior a la del agua, se considera que en el núcleo la densidad es mayor que en la superficie; esto parece indicar que el mismo estaría compuesto de materiales más pesados que los hallados en la corteza (probablemente sean hierro, cobalto y níquel).
8. Indica el nombre, profundidad y capas que separan las principales discontinuidades observadas en la Tierra.



Corteza-> de 6 a 70 km
Manto->2900 km de profundidad
Núcleo externo->5170 km de profundidad
Nucleo interno->6371 km de profundidad
(Libro de texto)






(Los cambios del medio natural)

9. ¿Qué características presentan los distintos tipos de ondas sísmicas?

Existen ondas de compresión, ondas transversales y ondas superficiales como Love o Rayleigh. Las Ondas de compresión son las más rápidas por eso se llaman ondas primarias (ondas P). Las ondas transversales son un poco más lentas, llegan un poco más tarde a la estación (Ondas secundarias u ondas P). Las diferencias en las velocidades se usa en la medición de temblores y terremotos. La diferencia entre la llegada de la onda "p" y de la onda "s" (delta t) corresponde a la distancia del foco.

(Universidad de Atacama)


10. ¿De qué depende la velocidad de propagación de los distintos tipos de ondas sísmicas?
Las diferencias en las velocidades se usa en la medición de temblores y terremotos
(Universidad de Atacama)

11. Explica las diferencias entre la corteza y la litosfera.
Corteza: es la capa más fina e irregular. Sólida. Su espesor varía desde 5 km bajo los fondos oceánicos hasta más de 70 km en algunos puntos de los continentes. Es la menos densa, formada por elementos químicos ligeros, como el oxígeno, carbono, silicio, etc. Su límite con la siguiente capa forma la discontinuidad de Mohorovicic.

Litosfera:es la capa más superficial, correspondiendo a la totalidad de la Corteza y la parte más superficial del manto (hasta unos 200 km de profundidad). Es totalmente rígida y en ella el calor interno se propaga por conducción.

(Los cambios en el medio natural)


12. Indica las diferencias de composición, densidad, temperatura y estado de los materiales que existen entre la corteza, el manto y el núcleo.

Corteza->

  • composición:

  • densidad:2'75 g/cm3

  • temperatura: 900 ºC

  • estado de los materiales:


Manto->superior

  • composición:

  • densidad:3'3 g/cm3

  • temperatura:

  • estado de los materiales:

Manto-> Inferior

  • composición:

  • densidad: 5'7 g/cm3

  • temperatura: 2900º C

  • estado de los materiales:

Núcleo->exterior

  • composición:

  • densidad:9'4 11'5 g/cm3

  • temperatura: 2900º C - 5000ºC

  • estado de los materiales:

Núcleo->interior

  • composición:

  • densidad: 15g/cm3

  • temperatura: 5000ºC

  • estado de los materiales:
13. Indica las diferencias entre el núcleo externo e interno.
Núcleo externo: muy denso y en estado líquido, lo que sabemos porque las "ondas s" desaparecen a partir de él. Compuesto básicamente por hierro, níquel y azufre, similar a un tipo de material (roca) denominado troilita, encontrado en algunos meteoritos que han caído a la Tierra (siderolitos) y cuyas propiedades físicas coinciden con las medidas para esta capa terrestre. Su límite, situado a 5100 km, se denomina discontinuidad de Wiechert.

Núcleo interno: la capa más densa de la Tierra. Suponemos que sólida y de carácter metálico. Predominan el hierro y el níquel. Forma la parte central del planeta.

(Los cambios en el medio natural)

14. ¿Por qué el núcleo interno es sólido a pesar de las altas temperaturas existentes?

15. ¿Dónde se genera el campo magnético terrestre?
En el rango de aproximadamente 0'30000 a 0'65000(Gauss, o Oersted).Esta situada en el centro de la Tierra, cuyo eje esta inclinado respecto al eje de rotación de la Tierra. El dipolo esta dirigido hacia el Sur, de tal modo que el hemisferio Norte cerca del polo Norte geográfico se ubica un polo Sur magnético y en el hemisferio Sur cerca del polo Sur geográfico se hubica un polo Norte magnético.

Ejercicios interactivos:

Actividad 6: La geosfera
1.La corteza continental tiene un grosor medio de unos 30 Km.
2.Un método directo del estudio del interior de la Tierra es: el análisis de lavas.

3.Las variaciones bruscas en la velocidad de las ondas sísmicas: se llaman discontinuidades.

4.La corteza oceánica es más moderna que la corteza.
5.Sabemos que una parte del núcleo se encuentra en estado de fusión, porque: dejan de propagarse las ondas S.
6.La densidad de la Tierra es la masa terrestre por unidad de volumen.

7.Si la velocidad de desplazamiento de las ondas sísmicas va en aumento, se origina: una trayectoria curva.

8.Las ondas P se caracterizan por: son ondas de compresión.

9.El hipocentro es: el lugar donde se originan las ondas sísmicas.

10.Las ondas sísmicas cambian su velocidad y trayectoria Al pasar a un medio con características diferentes.

Actividad 5: Crucigrama sobre la observación del interior terrestre.
1. Ángulo que forma el eje magético con el geográfico.
Declinación magnética.
2.Diferencias entre los valores de la gravedad reales y los calculados teoricamente sobre el elipsoide.
Anomalía gravitatória.

3.Calor emitido por la Tierra desde el interior, responsable del dinamismo interno de la geosfera.
Flujo geotérmico.
4.Conjunto de registros de características magnéticas de épocas pasadas y, por tanto, del campo magnético existente en el momento de su formación.
Paleomagnetísmo.

5.Una de las fuentes de calor de la Tierra.
Planetoides.

6.Esfera de roca y metales que concentra casi toda la masa del planeta.
Geosfera.

7.Transmisión de calor producida por el movimiento de materiales fundidos, que al ser menos densos ascienden y materiales mas fríos y densos que descienenden.
Convección.

8.Lugares por donde sale material fundido del interior terrestre.
Volcanes.

9.Principio que supone que tanto los excesos como los defectos de masa quedan compensadas en profundidad.
Isostasia.

10.Superficie teórica de la Tierra, que presenta en todos los puntos se considera perpendicular a la fuerza de la gravedad, y con valor constante de energía potencial gravitatoria.
Geoide.

11.Transmisión de calor que se realiza por vibración de los átomos que forman las rocas.
Conducción.

12. Nombre que se da a la forma de la Tierra achatada por los polos.
Elipsoide.
Actividad 7: Modelo geoquímico de la Tierra



12. (DISCONTINUIDAD) -> Mohorovicic
8. (CAPA) -> Capa D
4. (KILÓMETROS) -> 700
2. (KILÓMETROS) -> 5100
13. (CAPA) -> Corteza
1. (KILÓMETROS) -> 6370
7. (CAPA) -> Núcleo externo
9. (DISCONTINUIDAD) -> Gutemberg
10. (CAPA) -> Manto inferior
11. (CAPA) -> Manto superior
6. (DISCONTINUIDAD) -> Wiechert- Lehmann
5. (CAPA)-> Núcleo interno
3. (KILÓMETROS) -> 2900

Actividad 8: Tipos de corteza


Mayor densidad-> Corteza oceánica
Espesor medio de unos 7 km-> Corteza oceánica
Composición básica-> Corteza oceánica
Crece por el centro-> Corteza oceánica
Menor densidad-> Corteza continental
Composición ácida-> Corteza continental
Velocidad de crecimiento lento-> Corteza continental
Se forma por los bordes-> Corteza continental
Edad superior a 3500 millones de años-> Corteza continental
Espesor medio de unos 35 km-> Corteza continental
Velocidad de crecimiento rápido-> Corteza oceánica
Reciclable->Corteza oceánica
No reciclable-> Corteza continental
Edad inferior a 180 millones de años-> Corteza oceánica
Actividad 9: Estructura de la Corteza oceánica

Escribe en los espacios en blanco las palabras adecuadas.

En la corteza oceánica se pueden diferenciar tres capas y cuatro niveles:Una capa superior de sedimentos, una capa intermedia constituida por dos niveles, uno superior formado por lavas almohadilladas y uno inferior constituido por diques de basaltos y una capa inferior formada por rocas ígneas, de tipo gabro.

Actividad 10: Dinámica del manto y del núcleo según la Tomografía sísmica.


Escribe en los espacios en blanco las palabras adecuadas.

El modelo de la Tierra basado en la tomografía sísmica considera, que todo el manto es sólido pero muy plástico, de manera que permite un lento flujo de materiales a través de sus rocas, en dos direcciones:

1. En las zonas llamadas de subducción, grandes fragmentos de litosfera oceánica fría se introducen en el manto superior, cambian sus minerales a unos 670 Km. y se precipitan lentamente hasta la base del manto, donde se acumulan y se esparcen a zonas más calientes.

2. En las zonas del límite núcleo-manto, donde el calor procedente del núcleo es mayor, grandes masas de esas rocas se funden parcialmente y adquieren una cierta flotabilidad. Así, se produce un flujo ascendente de materiales muy calientes que, antes de llegar al manto superior, cambian sus minerales a unos 670 Km.

Este flujo es el resultado del tránsito del calor interno del planeta hacia el exterior y, el motor de la dinámica terrestre.