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CIENCIAS DE LA TIERRA
ASIGNATURA
20……..
PROFESOR EMANUEL VICO
IPEM N° 275 “CNVM”
CIENCIAS DE LA TIERRA
PROFESOR EMANUEL VICO
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EJE N° 1 ESTRUCTURA, COMPOSICIÓN Y DINÁMICA DE LA TIERRA.
● Caracterización de la tierra como planeta.
Planeta Tierra, características generales.
El planeta Tierra es el tercero en distancia al Sol y el quinto más grande de todos los planetas del Sistema Solar y el más
denso de todos. La Tierra es solamente una parte pequeña del universo, pero es el hogar de los seres humanos y, de
hecho, donde está toda la vida conocida en el universo. Los animales, las plantas y otros organismos, viven en casi todas
las partes de la superficie del planeta. La vida en la Tierra es posible porque se encuentra a la distancia adecuada del sol.
La mayoría de las criaturas necesitan el calor del sol para la vida. Si nuestro planeta estuviera más cerca del sol, estaría
demasiado caliente para que las criaturas vivientes pudieran sobrevivir. Si, por el contrario, estuviera demasiado lejana
del sol, haría demasiado frío para que pudiera albergar formas de vida tal y como la conocemos.
La Tierra se desplaza en una trayectoria apenas elíptica alrededor del Sol a una distancia de unos 150 millones de
kilómetros, (movimiento de traslación) y también gira sobre sí misma, (movimiento de rotación). El volumen de la
Tierra es más de un millón de veces menor que el del Sol, mientras la masa terrestre es 81 veces mayor que la de su
satélite natural, la Luna. Es un planeta rocoso geológicamente activo que está compuesto principalmente de roca
derretida en constante movimiento en su interior, cuya actividad genera a su vez un fuerte campo magnético. Sobre ese
ardiente líquido flota roca solidificada o corteza terrestre, sobre la cual están los océanos y la tierra firme.
La Tierra es el único de los cuerpos del Sistema Solar que presenta una tectónica de placas activa; Marte y Venus quizás
tuvieron una tectónica de placas en otros tiempos, este aspecto geológico ha hecho que la superficie de la Tierra cambie
o se renueve constantemente, eliminando, por ejemplo, casi todos los restos de cráteres que podemos encontrar en otros
cuerpos rocosos del sistema solar, como en la Luna.
● Comprensión de la tierra como un sistema que engloba geosfera (Incluyendo la litosfera y la astenosfera)
Hidrosfera, criosfera, biosfera y atmosfera.
● Identificación de materiales endógenos y exógenos que componen la tierra.
¿Qué significa que la Tierra es un sistema?
La Tierra es un planeta parte del sistema solar, compuesto de distintas partes o elementos en permanente interacción
conformando un sistema. Un sistema es un conjunto organizado de partes que se relacionan formando un todo y cada
parte cumple determinadas funciones. Existen diversos fenómenos, procesos o aspectos de la vida que constituyen un
sistema y pueden pertenecer a ámbitos muy distintos: un sistema puede ser la familia, la ciudad, el campo, el universo,
la sociedad, la economía, entre otros; lo que distingue a un sistema es que está compuesto de partes interrelacionadas y
dependientes, por lo que si cambia una de las partes se modifican las otras, alterando todo el sistema.
Las partes o subsistemas de la Tierra.
Las principales partes que componen la Tierra son los subsistemas de la litosfera, la atmósfera y la hidrosfera, que
cumplen funciones específicas para el desarrollo de la vida en el planeta y establecen relaciones de influencia mutua, de
tal forma que lo que ocurre en un sistema puede modificar a los otros. Estos tres subsistemas son fundamentales para el
desarrollo de la vida: la atmósfera aporta oxígeno y dióxido de carbono; la hidrósfera aporta el agua y modera las
temperaturas; y la litosfera proporciona sales minerales y el soporte para los seres vivos. La parte donde se desarrolló y
sostiene la vida corresponde a la biosfera, que comprende tierra, atmósfera e hidrosfera.
La litosfera corresponde a la parte sólida externa de la Tierra y está constituida por la superficie o corteza que incluye
tanto las tierras emergidas o continentes como los fondos oceánicos. La parte interna de la Tierra se denomina núcleo,
formado por hierro incandescente, con temperaturas superiores a los 4.000 grados Celsius.
La atmósfera es la masa de aire que envuelve a la Tierra y está compuesta de diversos gases, que se extienden desde la
superficie hasta los 900 Kilómetros de altitud. Gracias a ella los seres vivos pueden respirar y reciben protección frente
a los rayos dañinos de Sol.
La hidrosfera es el conjunto de las masas de agua que se encuentran en la Tierra: océanos, mares, ríos, lagos y aguas
subterráneas.
¿Cómo interactúan los subsistemas de la Tierra?
En la naturaleza se producen fenómenos que ponen en relación a todos los subsistemas de la Tierra. Por ejemplo, a
medida que se fue formando la litosfera y surgieron los volcanes, aparecieron los gases emitidos por erupciones
volcánicas y comenzaron a integrar la atmósfera, la que, al dejar caer su lluvia, enfrió la superficie terrestre.
El ciclo del agua es uno de los ejemplos más evidentes de cómo se establecen relaciones de dependencia entre los
subsistemas es el ciclo hidrológico o ciclo del agua, que constituye un proceso de intercambio continuo de agua entre la
atmósfera, la hidrosfera y la litosfera.1
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https://www.portaleducativo.net/septimo-basico/741/La-Tierra-como-sistema
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● Descripción de la estructura interna de la tierra por sus propiedades físicas- litosfera, astenosfera, mesosfera
y núcleo- y también por su composición química inferida.
La Tierra y sus partes.
La Tierra se puede dividir en capas externas e internas. En este contenido veremos las estructuras internas de la Tierra,
donde encontramos la corteza, el manto y el núcleo
Estructura interna.
Antes de comenzar, veamos un concepto muy importante: geosfera. ¿Sabes que es la geosfera? Bueno, es más simple
de lo que piensas así que tranquilo :) Geosfera es la capa que comprende desde las rocas de la superficie hasta las zonas
más profundas del planeta. Es la capa más gruesa y la que alberga la mayor parte de los materiales sólidos (rocas y
minerales) terrestres. La geosfera se divide en tres capas según su composición, que desde fuera hacia dentro son: la
corteza, el manto y el núcleo. Ahora nos metemos con todo al contenido. ¡Adelante!
La corteza es la capa más externa de la Tierra, en contacto con la atmósfera y la hidrosfera. Su temperatura es de 22°C
y está formada por rocas de diferente tamaño. Su espesor está comprendido entre los 5 y 70 km. Bajo las grandes cadenas
montañosas su espesor es máximo; en cambio, bajo los océanos su espesor es mínimo.
Se distinguen dos tipos de corteza, que se diferencian por sus características físicas y su composición química.
- La corteza continental: forma los continentes. Tiene un espesor promedio de 35 km, pero puede alcanzar más de 70
km. Está compuesta por rocas como granito, basalto, pizarra y, en menor proporción, arcilla y caliza.
- La corteza oceánica: forma los fondos de los océanos. Tiene un espesor promedio de 7 km y está compuesta por rocas
más densas, fundamentalmente basalto y gabro.
- Litosfera: capa solida formada por rocas, conformada por los continentes. Comprende la corteza y la parte superior
del manto, es el lugar en donde suceden los procesos geológicos (meteorización, erosión, sedimentación, etc.), se
obtienen los recursos geológicos (carbón, minerales, etc.) y suceden los riesgos geológicos (terremotos, inundaciones,
etc.).
- El manto es la capa intermedia. Está situado entre la corteza terrestre y el núcleo. Se extiende hasta los 2.900 km de
profundidad. Se divide en manto superior y manto inferior.
El manto superior tiene una profundidad de 10 a 660 kilómetros. Su estado oscila entre líquido y sólido, con una
temperatura que va desde los 1400°C a los 3000°C. En la capa externa del manto superior se encuentra parte de la
litosfera, que tiene características sólidas y a continuación una capa llamada astenósfera, que está formada por rocas
parcialmente fundidas que reciben el nombre de magma.
El manto inferior se encuentra entre los 660 Km a 2900 Km bajo la superficie de la Tierra. Su estado es sólido y alcanza
una temperatura de 3000° C. El manto inferior también se denomina mesosfera.
El núcleo es la capa más interna. Está formado mayoritariamente por metales (hierro y níquel). Los materiales que
forman el núcleo están fundidos debido a las altas temperaturas. La temperatura en esta capa supera los 5.000 grados.
El núcleo se divide en dos zonas: núcleo externo y núcleo interno.
Núcleo externo: su temperatura va de 4.000°C a 6000°C y es una zona donde el hierro se encuentra en estado Líquido.
Este material es buen conductor de electricidad y circula a gran velocidad en su parte externa. A causa de ello, se
producen las corrientes eléctricas, que dan origen al campo magnético de la Tierra.
Núcleo interno: es una esfera que se encuentra en estado sólido a pesar de que su temperatura que van desde 5.000°C
a 6000°C. En la superficie terrestre, el hierro se funde a 1.500°C; sin embargo, en el núcleo interno las presiones son
tan altas que permanece en estado sólido. Revisa este cuadro donde podrás ver la profundidad de cada capa:
Capa Profundidad (km)
Corteza 0 - 35
Litosfera 0 - 100
Astenósfera 100 - 400
Manto 35 - 2890
Manto superior 35 - 660
Manto inferior 660 - 2890
Núcleo externo 2890 - 5150
Núcleo interno 5150 - 6371
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A través de los estudios de las ondas sísmicas se han desarrollado dos modelos del interior de la Tierra.
El primero de ellos es en base a la composición química, denominado modelo estático, el cual considera tres capas: la
corteza, manto y núcleo.
El segundo modelo, denominado modelo dinámico, considera el comportamiento mecánico al interior de la Tierra, y
contempla las siguientes capas: la litosfera, la astenósfera, la mesosfera, el núcleo externo y el núcleo externo.2
Aquí te mostramos una comparación de los dos modelos:
● Reconocimiento de ambientes geológicos (Endógenos y exógenos) identificando los procesos formadores de
minerales y rocas. (Ciclo de las rocas)
Los ambientes geológicos.
Los ambientes geológicos son lugares donde ocurren la génesis de los diferentes tipos de rocas, reuniendo así,
determinadas características que en su conjunto constituyen un ambiente adecuado a la formación de la roca. De este
modo, dependiendo del tipo de rocas existentes, tenemos ambientes correspondientes.
El medio ambiente magmático caracterizado por las altas temperaturas es entre 500ºC y 1500ºC, lo que conduce a la
formación de baños fundidos - magma - para amplias variaciones en presión y, en general, limitada por las variaciones
en la composición química.
El ambiente sedimentario se caracteriza por temperaturas bajas y moderadas, generalmente comprendida entre 0 y 40
° C. La presión atmosférica es prácticamente constante. Sin embargo, este ambiente presenta gran variabilidad en la
composición química, pudiendo los materiales que originan los sedimentos tener las más diversas composiciones, pues
pueden tener origen magmático, metamórfica o incluso sedimentaria.
El entorno metamórfico cubre una gran variedad de temperaturas y presiones. Las temperaturas, sin embargo, no
alcanzan valores tan altos como en el magmático. En general no superan los 800ºC. El metamorfismo ocurre
esencialmente en medios sólidos.3
● Comprensión del ciclo de las rocas.
Las rocas y sus procesos de formación.
La Tierra es un planeta rocoso: la mayor parte de su masa se encuentra en forma de rocas. El hombre ha estado en
contacto con ellas desde siempre; hace milenios se conocen rocas como el mármol, el granito o las calizas, pero existe
poco conocimiento general sobre su formación.
Las rocas son agregados de minerales sólidos de origen natural, cuyos componentes son definidos y se encuentran
ordenados en su interior formando cristales.
Los minerales y, por lo tanto, las rocas, tienen un origen muy diverso. Según este parámetro, existen tres categorías,
cuyos procesos de formación son bien distintivos: las rocas pueden ser ígneas, sedimentarias o metamórficas.
Las rocas ígneas (del latín ignius, “fuego”) se originan a partir de un líquido compuesto principalmente por roca fundida,
gases disueltos y cristales en suspensión, al que llamamos magma. Los magmas, a su vez, provienen de zonas profundas
de la Tierra, donde las rocas calientes, pero sólidas del manto terrestre pueden derretirse parcialmente. El magma se
abre camino hacia arriba, dado que es más liviano que las rocas que lo rodean, y es muy rico en elementos pesados, que
abundan en las capas más internas de la Tierra. Así, a medida que asciende por la corteza, se va enfriando dando origen
a cristales los que al ser más pesados que la parte líquida, se depositan al fondo. De esta forma, el líquido restante se
hace cada vez más liviano y puede seguir subiendo.
2
https://www.portaleducativo.net/cuarto-basico/746/Estructura-interna-de-la-Tierra
3
http://catarina-biogeo.blogspot.com/2008/11/os-ambientes-geolgicos-so-locais-onde.html
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Debido a este proceso, la composición del magma cambia y se pueden ir generando diferentes minerales, dependiendo
de la temperatura y de la profundidad a la que este se encuentre. Las rocas ígneas poseen componentes más pesados y
suelen ser de color oscuro, mientras que aquellas que poseen minerales más livianos, como el cuarzo, suelen ser claras.
El curso que sigue el magma también permite clasificar las rocas. Cuando este se abre paso a través de algún cuerpo de
roca da origen a rocas intrusivas, mientras que aquel que sale y se enfría en la superficie produce rocas extrusivas. Para
que se forme una roca intrusiva, una posibilidad es que el magma se estacione en algún lugar profundo de la corteza y
se enfríe allí lentamente, lo que facilitará la formación de cristales grandes, pues estos tendrán tiempo de crecer y
solidificarse completamente, formando una roca plutónica. Otra posibilidad es que el magma siga ascendiendo,
colándose entre las fracturas de las rocas más superficiales, donde el contacto con estas hace que el enfriamiento sea
algo más rápido. Por su parte, las rocas extrusivas son las que se forman debido a las erupciones volcánicas. Cuando el
magma asciende y se estaciona en la corteza, eventualmente puede salir a la superficie durante una erupción debido al
aumento de la presión dentro la cámara que lo alberga. En estos eventos, se generan rocas a partir de lava –nombre que
recibe el magma al salir a la superficie-–una vez que esta ha perdido parte de sus gases. La lava que emana de un cráter
puede fluir, enfriándose rápidamente al exponerse a la temperatura ambiente formando una roca volcánica, compuesta
de cristales muy pequeños y de vidrio; o bien puede ser expulsada violentamente hacia el aire en columnas que se elevan
a veces kilómetros hacia arriba, donde se enfrían extremadamente rápido y se llenan de burbujas. Estas se encuentran
compuestas principalmente por vidrio y reciben el nombre de rocas piroclásticas, un ejemplo es la famosa piedra pómez.
Otro tipo de roca lo constituyen las rocas sedimentarias. Estas están constituidas por fragmentos de cualquier otra roca
que se encuentre en la superficie terrestre, ya sea ígnea, sedimentaria o metamórfica, y que por efecto del agua, el viento
o el hielo, entre otros factores, ha sido partida, molida, desintegrada o disuelta, para ser luego transportada por estos
agentes. Esta acumulación de fragmentos de roca que puede tener tamaños muy variados, recibe el nombre de sedimento.
Los sedimentos pueden depositarse y con el paso del tiempo ser compactados y pegados por una especie de cemento
formado por algún mineral que se cristalice entre los granos, originando una roca sedimentaria clástica. Los sedimentos
también pueden ser solo una precipitación de material disuelto en agua, tal como ocurre cuando se tiene agua con
mucha sal y esta se deposita en el fondo. Si el agua finalmente se evapora, se obtendrá un agregado de cristales unidos
entre sí, que dará origen a una roca sedimentaria química.
Las rocas sedimentarias muchas veces pueden albergar fósiles, restos de organismos del pasado que permiten conocer
la historia y evolución de la vida y los ambientes de la Tierra. Por último, existen las rocas metamórficas (del griego
meta, “cambio”, y morph, “forma”), las cuales se forman cuando una roca de cualquier tipo es sometida a altas presiones
y/o temperaturas. Las rocas metamórficas son las más complejas de todas, ya que cualquier roca puede ser sometida a
este proceso, por ende, sus procesos de generación pueden ser muy variados. Estas pueden formarse cuando las rocas
se entierran bajo la superficie, sufriendo gran presión debido al peso de las rocas sobre ellas, y temperaturas más calientes
a medida que se ubican a mayor profundidad; pueden originarse cuando un magma que llega calienta la roca, o incluso
debido al impacto de un meteorito. De todos modos, algo que todas tienen en común es que sus componentes cambian.
Se generan nuevos minerales y los que existían pueden desaparecer o recristalizarse, es decir, cambiar de forma, de
tamaño, de orientación o de posición, dependiendo de las condiciones a las que se someta la roca y de cómo era esta
originalmente. Incluso, cuando el metamorfismo alcanza niveles muy altos, la roca puede ser fundida y dar origen a
magma, volviendo a comenzar el ciclo.
Las rocas pueden ser tan variadas como podamos imaginar y el ciclo que lleva a su formación ha estado repitiéndose
por millones de años, del cual solo podemos observar sus productos: las rocas que existen hoy. La máquina de crear
rocas que es la Tierra seguirá funcionando, y quizás los geólogos del futuro intentarán descifrar cómo se formaron
aquellas que verán mañana, mientras el proceso se siga repitiendo bajo sus pies.4
4
http://www.geologia.uchile.cl/las-rocas-y-sus-procesos-de-formacion
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● Interpretación de los procesos de formación y desgaste de los suelos. (Pertenece al eje 3)
● Identificación de los procesos de erosión del suelo.
La Erosión del Suelo: Tipos de Procesos Erosivos.
Usualmente, la erosión es considerada como un proceso más de la degradación de los suelos. Sin embargo, en
términos más rigurosos, debería diferenciarse entre los mecanismos de degradación o deterioro y los de pérdida del
recurso. Entre los últimos cabría citar la erosión y el sellado, mientras que entre los primeros el resto de los
generalmente mentados en la literatura (contaminación, compactación, salinización, etc.). Debido a que el suelo no es
un recurso natural renovable a escala humana, su pérdida por erosión o sellado puede considerarse irreversible. En
consecuencia, el problema ambiental que genera debe abordarse mediante medidas preventivas. Por el contrario, la
degradación también suele admitir técnicas de rehabilitación. En la presente contribución desglosaremos los tipos de
procesos que denominamos erosivos.
La erosión no es un proceso en sí mismo, sino la manifestación fenomenológica de una multitud de procesos que dan
lugar a la pérdida del recurso suelo, sin que intervenga el sellado por infraestructuras y urbanismo. Así, una
clasificación muy general permitiría discernir entre erosión hídrica, eólica y por laboreo. Las dos primeras también
acaecen en condiciones naturales. Sin embargo, el hombre, mediante prácticas, tiende a acelerarla, hasta el punto de
que las pérdidas no pueden ser compensadas por las tasas naturales de formación del suelo. Es en estas situaciones en
donde se produce un grave problema ambiental. En casos extremos, puede llegar a generar la
denominada desertificación, que no es más que la manifestación fenomenológica de la pérdida o degradación del suelo
bajo ambientes áridos, semiáridos y seco-subhúmedos. Por el contrario, la erosión por laboreo es un fenómeno
genuinamente antrópico, ya que no intervienen directamente las fuerzas naturales (a excepción de la gravedad), sino la
intervención humana a través de sus prácticas y tecnologías. La magnitud de este último proceso erosivo tan solo ha
comenzado a ser reconocida recientemente, como ha ocurrido también con el sellado por asfaltización.
La tipología de los procesos erosivos y su cuantificación.
Como hemos comentado, la erosión del suelo incluye varios procesos diferentes. Su caracterización y definición
permite llegar a la siguiente clasificación
Calificación de los procesos erosivos:
1. Impacto de las gotas de lluvia sobre el suelo: Dispersión de los agregados del suelo en sus partículas
elementales (texturales). Puede formarse una costra superficial o un sello (sellado) que impide una adecuada
infiltración del agua generando su pérdida por escorrentía superficial.
2. Erosión laminar: Pérdida de suelo generada por circulación superficial difusa del agua de escorrentía.
3. Erosión en Surcos: Suelo arrastrado por el flujo del agua que se canaliza y jerarquiza generando surcos.
4. Erosión en Cárcavas: Suelo arrastrado por el agua que al generar cárcavas (estas suelen comenzar en forma de
surcos)
5. Erosión en “Badlands”: Erosión en cárcavas profundas generalizada, que llega a eliminar toda la capa de suelo
dando lugar a un paisaje “abarrancado”.
6. Erosión por sufusión (Piping): Desarrollo de una red de drenaje sub-superficial que termina por colapsarse.
Suele acompañar a los paisajes de “bandalnds)
7. Bio-erosión: erosión de las capas subsuperficiales del suelo causada por la acción de organismos vivos.
8. Erosión Mecánica: Pérdida de suelo causada por las labores de la labranza.
9. Nivelamiento del terreno: Pérdida de suelo debida a la modificación humana del perfil original de una ladera o
la construcción de terrazas.
10. Erosión de los cauces fluviales: Génesis de paisajes fluviales por incisión de las aguas pluviales o por el
desplazamiento lateral de los propios cursos (erosión de márgenes fluviales)
11. Erosión costera o litoral: Erosión costera debida al efecto del oleaje y las mareas, por la que el mar gana
terreno en detrimento de las superficies emergidas.
12. Erosión glaciar: Génesis de los paisajes frías, glaciares y periglaciares a causa de los flujos de hielo. Su
avance suele acarrear la pérdida total de los suelos.
13. Deslizamientos de masa someros: Desplazamiento de suelo y a veces regolito que deja una cicatriz en
hondonada y un lóbulo frontal sobresaliente. A menudo, muchos deslizamientos someros evolucionan hacia
flujos de clastos (piedras, cantos bloques de rocas). En principio, si no actúan otros procesos erosivos se puede
hablar más de desplazamiento que de pérdida del recurso.
14. Erosión Eólica o deflación: Pérdida del suelo debido al efecto erosivo del viento el consiguiente arrastre de los
materiales edáficos arrancados.
15. Erosión eólica: corrosión desprendimiento de partículas (abrasión) debido al impacto de partículas previas
suspendidas o arrastradas por el viento que genera modelados o esculpidos muy característicos y a veces
bellos que reciben diversas denominaciones.5
5
http://www.madrimasd.org/blogs/universo/2006/03/11/15557
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● Identificación de algunos rasgos específicos (Elementos estructurales, texturales y composicionales) de rocas
y minerales para reconstruir sus orígenes y parte de su historia (Ambiente y momento de formación).
Clasificación, Características y Tipos de rocas.
Definición de Rocas.
Las rocas son agregados naturales presentes en la Tierra en masas de grandes dimensiones. Estas rocas están formadas
por uno o más minerales. En cualquier roca pueden existir minerales principales, por los cuales se clasifican, y otros
accesorios, cuya presencia no es decisiva para dicha clasificación. También tenemos rocas compuestas por un solo
mineral. Existen diferentes tipos de rocas que pueden ser divididas o clasificadas en tres grandes grupos según su origen:
ígneas, metamórficas y sedimentarias.
Para la clasificación de las rocas se pueden tomar criterios como la composición química, la textura, la permeabilidad,
entre otros, aunque el criterio más utilizado es el origen de las mismas, o sea, la manera en que se formaron.
Clasificación de los tipos de Rocas:
Tipos de rocas sedimentarias:
Detríticas: se forman a partir de la sedimentación de trozos de otras rocas después de una fase de transporte. Se
clasifican de acuerdo a los tamaños de los trozos que las componen.
Conglomerados: están constituidas por trozos de tamaño grande.
Areniscas: poseen granos de tamaño intermedio.
Limos y arcillas: poseen trozos muy pequeños.
Químicas y orgánicas: se forman a partir de la precipitación de determinados compuestos químicos en soluciones
acuosas o bien por acumulación de substancias de origen orgánico. Un ejemplo de esta roca es la roca caliza, formada
en su mayor parte por restos de organismos como corales, algas, etc. Los carbones y petróleos son rocas sedimentarias
orgánicas, originadas a partir de la acumulación de restos de materia orgánica.
Las rocas tienen una diversidad de usos para el ser humano, desde la fabricación de utensilios a partir de la arcilla,
embellecimiento del hogar, hasta la creación de energía con la utilización del petróleo.6
● Interpretación de las geoformas como expresión superficial de las interacciones entre procesos endógenos y
exógenos.
Geoforma: Una geoforma es un cuerpo tridimensional: tiene forma, tamaño, volumen y topografía, elementos que
generan un relieve. El primer paso para reconocerlas es identificar las geoformas con su topografía, drenaje, textura,
tono, vegetación natural y uso del suelo. Una geoforma está compuesta por materiales que le son característicos: como
grava, arena, limo, arcilla o cuerpos de rocas; tiene una génesis y por lo tanto una dinámica que explica los materiales
que la forman. Utilizando fotografías aéreas se puede inferir que el tono y la textura dependen de la vegetación, que el
uso del suelo permite hacer asociaciones con aptitudes, que las formas de erosión permiten deducir el grado de
consolidación de los materiales y el origen. La topografía a su vez, está relacionada con la pendiente, y puede ser: plana,
ondulada, quebrada o escarpada; donde existen entrantes o salientes del terreno son factibles los cambios litológicos. En
síntesis, podemos decir que las geoformas son generadas por Procesos Morfogenéticos de carácter Endógeno (Procesos
Internos) y Exógeno (Procesos Externos) y que ambos generan relieves positivos y negativos.7
● Descripción desde una perspectiva histórica y actual de la dinámica de la tierra tomando en cuenta las
interacciones entre los distintos subsistemas que la componen.
Antecedentes Históricos
En la época que floreció el pensamiento clásico, base de la civilización occidental, se tenían ideas, algunas de ellas muy
claras, con respecto a las ciencias naturales y, por ende, a las ciencias de la tierra. Entre esas ideas se tienen las de:
o Aristóteles (384 – 322 AC), el gran filósofo griego, sostenía que la materia puede ser dividida en cuatro elementos:
aire, fuego, tierra y agua.
o Strabon (63 AC ), otro filósofo griego, reconoció que el mar había una vez cubierto la tierra.
La Edad Media retardó la adquisición del conocimiento científico, aunque existieron excepciones en el caso de temas
relacionados a las ciencias de la tierra, como con el poeta Boccaccio, el sabio árabe Avicena y algunos otros.
El siglo XV marca el inicio de una nueva corriente de pensamiento en el conocimiento de la cultura occidental,
denominada Renacimiento, que significó un cambio drástico en las artes y ciencias y en la manera de enfrentar la vida,
lo que se continuó en los siguientes siglos. Estos avances constituyen la base de la cultura occidental moderna y, en
cuanto a las ciencias de la tierra, se pueden destacar:
o Leonardo da Vinci (1.452 – 1.519), quien reconoció el verdadero origen de los fósiles como restos de organismos
marinos que se habían acumulado en el fondo de mares antiguos, al norte de Italia.
6
https://ingenieros-ambientales.blogspot.com/2013/04/clasificacion-caracteristicas-y-tipos.html
7
http://www0.unsl.edu.ar/~geo/materias/Elementos_de_Geologia/documentos/contenidos/apoyo_teorico/APU-2011-
GeomorfologIa.pdf
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o Nicolás Steno (1.638 – 1.687), un danés que estudió Medicina, fue uno de los más destacados geólogos de su
tiempo, patentando el principio de superposición de capas.
Muchos de los sabios que llevaron a cabo estudios de la tierra en los siglos XVII y XVIII eran teólogos que esperaban
encontrar pruebas del Diluvio Universal en los estratos de la corteza terrestre. Pero los más liberales fueron juzgados
por la iglesia:
o George Buffon (1.707 – 1.788), el primer gran naturalista que presentó un trabajo coherente sobre la teoría de la
tierra, fue obligado a retractarse de sus puntos de vista ante la Facultad de Teología de la Sorbona.
o James Hutton (1.726 – 1.797), educado en Medicina en Edimburgo, París y Leiden, fue el primero en dar un
conocimiento moderno de la Geología en su libro Teoría de la Tierra. Fundó la Escuela Plutonista, que se opuso en
sus ideas a la Escuela Neptunista comandada por Abraham Gottlob Werner (1.749 – 1.817) en Freiberg (Alemania),
que proponía que las rocas habían sido formadas en agua, aún el granito y el basalto. Hutton, como líder del otro
grupo, probó que estas rocas se habían formado a partir de un estado incandescente. Pero, sobre todo, Hutton
estableció el Principio de Uniformismo, que dice: “el presente es la clave del pasado”. La lógica de la Geología de
Hutton era tan lúcida que ganó muchos seguidores y colaboradores. Uno de los más entusiastas fue John Playfair
(1.748 – 1.819), quien realizó el libro Ilustraciones de la Teoría Huttoniana de la Tierra, publicado en 1.802.
o Georges Cuvier (1.769 – 1.832) hizo estudios en fósiles de vertebrados y, al ver la gran diferencia que se presentaba
entre fósiles de estratos sucesivos, pensó que de tiempo en tiempo ocurrían grandes catástrofes que prácticamente
acababan con toda la vida del planeta. A esta corriente de pensamiento geológico se la denominó Catastrofismo. Es
considerado también como el padre de la Paleontología Moderna.
o William Smith (1.769 – 1.839), ingeniero de caminos inglés, le dio aplicación práctica a la Geología por medio de
la Estratigrafía Aplicada. En el año de 1.815 publica un Mapa geológico de Inglaterra, Gales y parte de Escocia que
se convierte en el primer mapa geológico. También es el primero que realiza una columna litológica y un corte
geológico.
o Alfred Wegener (1.880 – 1.930), meteorólogo alemán, para el año de 1.915 publica su libro El Origen de los
Continentes y Océanos, donde da a conocer mediante evidencias lo que corresponde a las ideas actuales de Deriva
Continental y Despliegue del Fondo Oceánico.
Como ciencia mayor, la geología no sólo implica el estudio de la superficie terrestre, también se interesa por el interior
del planeta. Este conocimiento es de interés científico básico y está al servicio de la humanidad. De esta forma, la
geología aplicada se centra en la búsqueda de minerales útiles en el interior de la tierra, la identificación de entornos
estables, en términos geológicos, para las construcciones humanas y la predicción de desastres naturales asociados con
las fuerzas geodinámicas que se describen más adelante. Aunque cada ciencia de la Tierra tiene su enfoque particular,
todas suelen superponerse con la geología. De esta forma, el estudio del agua de la Tierra en relación con los procesos
geológicos requiere conocimientos de hidrología y de oceanografía, mientras que la medición de la superficie terrestre
utiliza la cartografía (mapas) y la geodesia (topografía). El estudio de cuerpos extraterrestres, en especial de la Luna, de
Marte y de Venus, también aporta pistas sobre el origen de la Tierra. Estos estudios, limitados en un primer momento a
las observaciones telescópicas, recibieron un gran impulso con la exploración del espacio que se inició en la década de
1960.
¿Cómo participa la geología en nuestra vida cotidiana?
La geología es una disciplina relativamente reciente en comparación con otras ciencias básicas y naturales. Sin embargo,
el impacto del conocimiento geológico en el desarrollo económico y social del país ha sido determinante en los últimos
50 años. Especialmente significativo es el aporte de esta ciencia en el descubrimiento y explotación de grandes
yacimientos minerales, en el apoyo a obras de ingeniería y en la prevención de riesgos naturales.8
● Reconocer a la tectónica de placas como la más reciente teoría geológica que permita comprender el
funcionamiento de la tierra, interpretando sus fundamentos (Cronológicos y paleomagnéticos de la expansión
del fondo oceánico y la deriva de los continentes), así como las teorías previas a ella.
La Teoría de la Tectónica de Placas y la Deriva Continental.
Antecedentes históricos.
En 1885 y basándose en la distribución de floras fósiles y de sedimentos de origen glacial, el geólogo suizo Suess
propuso la existencia de un supercontinente que incluía India, África y Madagascar, posteriormente añadiendo a
Australia y a Sudamérica. A este supercontinente le denominó Gondwana.
En estos tiempos, considerando las dificultades que tendrían las plantas para poblar continentes separados por miles de
kilómetros de mar abierto, los geólogos creían que los continentes habrían estado unidos por puentes terrestres hoy
sumergidos. El astrónomo y meteorólogo alemán Alfred Wegener (1880-1930) 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. Su libro Entstehung der Kontinente und Ozeane (La Formación de los Continentes y
Océanos; 1915) tuvo poco reconocimiento y fue criticado por falta de evidencia a favor de la deriva, por la ausencia de
un mecanismo que la causara, y porque se pensaba que tal deriva era físicamente imposible.
8
https://bibliotecadeinvestigaciones.wordpress.com/ciencias-de-la-tierra/geologia/
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Los principales críticos de Wegener eran los geofísicos y geólogos de los Estados Unidos y de Europa. Los geofísicos
lo criticaban porque los cálculos que habían llevado a cabo sobre los esfuerzos necesarios para desplazar una masa
continental a través de las rocas sólidas en los fondos oceánicos resultaban con valores inconcebiblemente altos. Los
geólogos no conocían bien las rocas del hemisferio sur y dudaban de las correlaciones propuestas por el científico
alemán. A pesar del apoyo de sus colaboradores cercanos y de su reconocida capacidad como docente, Wegener no
consiguió una plaza definitiva en Alemania y se trasladó a Graz, en Austria, donde fue más ampliamente reconocido.
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. Du Toit también propuso una reconstrucción de Gondwana basada
en el arreglo geométrico de las masas continentales y en correlación geológica. Hoy en día el ensamble de los continentes
se hace con computadoras digitales capaces de almacenar y manipular enormes bases de datos para evaluar posibles
configuraciones geométricas. Sigue habiendo cierto desacuerdo en cuanto a la posición de los distintos continentes
actuales en Gondwana.
Los datos a favor de un supercontinente.
La glaciación de Gondwana.
La expansión de los casquetes polares durante las glaciaciones deja huellas en el registro geológico como lo son
depósitos de material acarreado por el hielo y marcas de abrasión en rocas que estuvieron en contacto con las masas de
hielo durante su desplazamiento. Ambos de estos tipos de evidencia de un evento glacial pérmico (hace 280 millones
de años) han sido reportados en Sudamérica, África, India, Australia y Antártida. En las reconstrucciones de Gondwana,
las áreas afectadas por la glaciación son contiguas a pesar de ocupar lo que hoy en día son distintos continentes. Inclusive
las direcciones de flujo del hielo, obtenidas a partir de las marcas de abrasión, son continuas de África occidental a
Brasil y Argentina así como lo son de Antártida a India.
Datos litológicos y estructurales.
Las distribuciones de rocas cristalinas, rocas sedimentarias y yacimientos minerales forman patrones que continúan
ininterrumpidos en ambos continentes cuando Sudamérica y Africa son restituidos cerrando el océano Atlántico. Por
ejemplo, las cadenas montañosas orientadas E-W que atraviesan Sudáfrica continúan cerca de Buenos Aires, Argentina.
Los estratos sedimentarios tan característicos de sistema Karoo en Sudáfrica, que consisten en capas de arenisca y lutita
con mantos de carbón, son idénticos a los del sistema Santa Catarina en Brasil.
Datos paleontológicos
Estudios de la distribución de plantas y animales fósiles también sugieren la existencia de Pangea. Impresiones de hojas
de un helecho, Glossopteris, están ampliamente distribuidas en rocas de África, Sudamérica, India y Australia. La
reconstrucción de Gondwana restringe el área de influencia de Glossopteris a una región contigua del supercontinente.
La distribución de fósiles de vertebrados terrestres también apoya esta interpretación. La existencia de tetrapodos en
todos los continentes durante el Triásico es una indicación de que había conexiones terrestres entre las masas
continentales. En particular 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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9
Hoy en día la idea de que los continentes actuales estuvieron unidos formando Pangea en el Permo-Triásico, y que
empezaron a disgregarse a partir del Jurásico, es aceptada con pocas reservas. Examinaremos ahora los mecanismos
para la deriva continental.
El rompecabezas de placas tectónicas.
Después de que los geofísicos habían sido los más asiduos críticos de la hipótesis de deriva continental, es curioso que
la evidencia más contundente que finalmente se acumuló a favor de la hipótesis haya sido precisamente de índole
geofísica. 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.
Después de la Segunda Guerra Mundial, y en gran medida por razones militares, se desarrolló la nueva ciencia de la
oceanografía, durante los años 50. Los oceanógrafos documentaron la presencia de una enorme cadena montañosa
submarina en el medio del Atlántico Norte que se levantaba más de 2,000 m sobre los abismos de aproximadamente
4,000 m de profundidad a cada lado. A principios de los años 60 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.
En 1963, los geofísicos ingleses Frederick Vine y Drummond Matthews, de la Universidad de Cambridge, publicaron
un artículo en la revista Nature donde presentaron datos a favor de la brillante pero especulativa idea de Hess. En este
artículo, Vine y Matthews reportaron mediciones de anomalías magnéticas en los fondos marinos al sur de Islandia,
obtenidas mediante un magnetómetro muy sensible remolcado por un buque. Los registros magnetométricos indicaban
patrones lineales muy claros de anomalías magnéticas positivas (donde la fuerza magnética era mayor que el promedio)
y negativas (donde la fuerza magnética era menor que el promedio). Las anomalías magnéticas eran también simétricas
con respecto al eje de la cadena montañosa del fondo marino.
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Esta observación encajaba con la del francés Bernard Bruhnes, quien en 1906 había propuesto que el campo magnético
terrestre se invertía más o menos cada medio millón de años. 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.9
● Utilización de la teoría de tectónica de placas para interpretar la relación entre los cambios en la configuración
continental y expansión del fondo oceánico, en la biodiversidad del planeta, la actual distribución de zonas
sísmicas y volcanes y la alineación de las grandes cordilleras. (Superficiales y submarinas), así como la
diferencia genética entre los arcos insulares y las islas volcánicas aisladas.
Cinturón de Fuego del Pacífico.
El Cinturón de Fuego del Pacífico (o Anillo de Fuego del Pacífico) está situado en las costas del océano Pacífico y se
caracteriza por concentrar algunas de las zonas de subducción más importantes del mundo, lo que ocasiona una intensa
actividad sísmica y volcánica en las zonas que abarca. Incluye a Chile, Argentina, Bolivia, Perú, Ecuador, Colombia,
Panamá, Costa Rica, Nicaragua, El Salvador, Honduras, Guatemala, México, Estados Unidos, Canadá, luego dobla a la
altura de las islas Aleutianas y baja por las costas e islas de Rusia, Japón, Taiwán, Filipinas, Indonesia, Malasia, Timor
Oriental, Brunéi, Singapur, Papúa Nueva Guinea, Islas Salomón, Tonga, Samoa, Tuvalu y Nueva Zelanda.
El lecho del océano Pacífico reposa sobre varias placas tectónicas que están en permanente fricción y por ende, acumulan
tensión. Cuando esa tensión se libera, origina terremotos en los países del cinturón. Además, la zona concentra actividad
volcánica constante. En esta zona las placas de la corteza terrestre se hunden a gran velocidad (varios centímetros por
año) y a la vez acumulan enormes tensiones que deben liberarse en forma de sismos.
El Cinturón de Fuego se extiende sobre 40 000 km (25 000 millas) y tiene la forma de una herradura. Tiene 452 volcanes
y concentra más del 75 % de los volcanes activos e inactivos del mundo.1 Alrededor del 90 % de los terremotos del
mundo y el 80 % de los terremotos más grandes del mundo se producen a lo largo del Cinturón de Fuego. La segunda
región más sísmica (5-6 % de los terremotos y el 17 % de terremotos más grandes del mundo) es el cinturón alpino, el
cual se extiende desde Java a Sumatra a través del Himalaya, el Mediterráneo hasta el Atlántico. El cinturón de la dorsal
Mesoatlántica es la tercera región más sísmica.
El Cinturón de Fuego del Pacífico también alberga la mayoría de los supervolcanes del planeta; erupciones históricas
de estas magnitudes, que se conocen como erupciones VEI=8, han causado numerosos estragos a escalas globales e
incluso extinciones masivas de especies. El Cinturón de Fuego es el resultado directo de la tectónica de placas, el
movimiento y la colisión de las placas de la corteza terrestre.4 La parte sur es más compleja, con una serie de pequeñas
placas tectónicas en colisión con la placa del Pacífico, desde las Islas Marianas, Filipinas, Bougainville, Tonga y Nueva
Zelanda. Indonesia se encuentra entre el cinturón de Fuego a lo largo de las islas adyacentes del noreste, incluyendo
Nueva Guinea, y el cinturón Alpide a lo largo del sur y oeste de Sumatra, Java, Bali, Flores y Timor.10
Las formaciones montañosas más conocidas.
¿Qué son y cómo se forman las cordilleras?
¿Qué es una cordillera?
Los Andes, los Pirineos, el Himalaya… estas son algunas de las cordilleras más famosas del mundo. Unos grandes
paisajes que pueden definirse como una serie de montañas enlazadas entre sí que se extienden sobre la superficie de un
terreno. Es decir, un conjunto de montañas que se sitúan juntas en el mismo punto de terreno y entre las que existen
diferentes conexiones.
Una formación compleja Para poder hablar de la formación de estos rascacielos naturales debemos fijarnos en el
concepto de orogénesis. También conocido como orogenia, es el proceso a través del cual las cordilleras se forman o
9
http://www.geologia.unam.mx:8080/igl/index.php/difusion-y-divulgacion/temas-selectos/568-la-teoria-de-la-tectonica-de-
placas-y-la-deriva-continental
10
https://es.wikipedia.org/wiki/Cintur%C3%B3n_de_Fuego_del_Pac%C3%ADfico
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rejuvenecen gracias a la acción y el movimiento de las distintas placas tectónicas. Unos desplazamientos que son capaces
de acumular grandes sedimentos en los bordes continentales, formándose así impresionantes montañas de miles de
metros de altura. Un proceso en el que el agua, el viento y la vegetación influyen mucho a la hora de moldear los bordes
de las mismas.
Tipos de cordilleras:
Podemos diferenciar tres tipos de cordilleras:
1. Cordilleras Intercontinentales: Producidas por medio de una fuerte colisión entre dos placas tectónicas.
Suelen ser las más altas, por ejemplo: el Himalaya
2. Cordilleras Perioceánicas: Surgen debido a la compresión de sedimentos que proviene de la subducción de
una placa oceánica con una placa continental. Un claro ejemplo es la cordillera de los Andes.
3. Cordilleras Intracontinentales: Son las que se forman en el interior de las propias placas tectónicas, dejando
de lado los bordes. Además, están formadas por la acumulación de sedimentos. Los Pirineos son un claro
ejemplo de ello.11
Arco insular.
Un arco insular o arco de islas es una clase de archipiélago formado por la tectónica de placas a medida que una placa
tectónica en el océano protagoniza una subducción contra otra y surge magma. Los arcos insulares son de los dos
principales tipos de arcos volcánicos el otro siendo los arcos continentales (ej. Cinturón volcánico de los Andes) aunque
existen muchos casos intermedios como lo es Nueva Zelanda, el Arco Volcánico Centroamericano y el Arco de Sonda.
Formación de un arco insular.
En una zona de subducción, el borde de una placa se desliza por debajo de la otra, oprimiéndola. Cuando un continente
se encuentra próximo a una zona de subducción, surgen a lo largo de su línea costera volcanes que actúan como válvulas
naturales para liberar la presión del interior de la Tierra, producida por el empuje de la placa en subducción contra la
placa oprimida. Las temperaturas y la presión (que aumentan con la profundidad) generan la volatilización de parte de
los componentes de la placa en subducción provocando la fusión de su manto y generan un magma de baja densidad
que asciende desde la litosfera a través de la corteza terrestre a la superficie. Pero de no existir tierras cercanas a una
zona de subducción, la resultante cadena de volcanes emergerá desde el fondo marino constituyendo islas volcánicas y
presentará la forma de un arco paralelo al límite de la placa presionada y convexo en relación con la placa en subducción.
Esto es consecuencia de la geometría de la placa esférica que se comprime a lo largo del borde de una superficie esférica.
Otras consecuencias de la subducción.
Cercano al arco insular (del lado que da al borde de la zona de subducción) se produce una profunda y estrecha fosa
oceánica que evidencia, a nivel de la corteza, el punto en que se produce el fenómeno de la subducción entre placas
convergentes. Esta fosa es creada por la fricción del empuje hacia abajo que sufre el borde de una placa cuando el borde
de otra se desliza por debajo de ella. Dicha fricción es la causa de numerosos terremotos a lo largo de la línea de
subducción que tienen epicentros sísmicos a grandes profundidades bajo la corteza terrestre.
Las cuencas oceánicas que están en proceso de reducción debido a subducciones son llamadas "océanos remanentes" o
"residuales" ya que se encogerán lentamente quedando comprimidos al producirse la subsiguiente colisión orogénica.
Este proceso se ha producido una y otra vez en la historia geológica de la Tierra.12
Isla volcánica.
Las islas volcánicas son conjuntos de islas situadas comúnmente en zonas donde convergen las placas tectónicas. Nacen
como volcanes en el fondo del mar y a lo largo de millones de años emergen a la superficie del océano convirtiéndose
así en islas. Están formadas por las erupciones sucesivas de un volcán, que hace que su cráter se vaya elevando por
encima del nivel del mar y forme una isla. Muchas de estas islas son inestables y pueden igualmente desaparecer en
algunos meses o años después de su emergencia. Una de las últimas formadas, que continúa agrandándose en torno a
tres cráteres que expulsan regularmente la lava está ubicada frente a Japón en el archipiélago Ogasawara.
Islas de punto caliente.
Un último tipo de isla volcánica se forma al nivel de los puntos calientes volcánicos. Un punto caliente está más o menos
estacionario en relación a la placa tectónica en movimiento por encima de él. Así un canal de islas emerge cuando la
placa se mueve. En largos periodos, este tipo de isla es finalmente erosionado y sumergido por el ajuste isostático para
quedar reducida a un monte submarino. El movimiento de las placas al nivel de un punto caliente produce una línea de
islas orientadas en la dirección del movimiento de la placa. Por ejemplo, las islas Hawaï, de Hawaï al atolón Kure, que
se extienden luego bajo la superficie del océano, toman la dirección norte al nivel del monte submarino del Emperador.
La isla Tristán da Cunha es un ejemplo de punto caliente volcánico en el océano Atlántico y la isla de la Reunión es
también una isla formada a partir de un punto caliente, pero en el Océano Índico.13
11
https://okdiario.com/curiosidades/2017/03/14/que-como-forman-cordilleras-822596
12
https://es.wikipedia.org/wiki/Arco_insular
13
https://es.wikipedia.org/wiki/Isla_volc%C3%A1nica
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● Interpretación de los procesos modeladores endógenos (Tectónica de placas, vulcanismo) y procesos
modeladores exógenos (Eólico, hídrico, glaciario y de remoción en masa: Sus geoformas de erosión y
acumulación)
Los procesos terrestres internos y externos. Dinámica terrestre.
En la asignación “Ciencias de la Tierra” un proceso es un conjunto de mecanismos que operan en un lugar o espacio
determinado y que producen un cambio o transformación. Los procesos geológicos responsables del relieve terrestre se
pueden clasificar en exógenos o externos y endógenos o internos. La energía que mueve estos procesos está relacionada
con las fuerzas naturales del planeta; los dos grupos de procesos interaccionan permanentemente como parte del sistema
global de la Tierra.
Los agentes exógenos responsables de los cambios geológicos son de tres tipos:
▪ Atmosféricos
▪ Biológicos
▪ Hidrológicos
Los atmosféricos son el viento, la temperatura, los rayos, los meteoritos.
El viento es responsable de la erosión eólica, proceso extremadamente lento, que se evidencia más en los climas áridos
y semi-áridos, donde hay escasa vegetación: la superficie no está protegida, por eso el viento toma los sedimentos secos
y sueltos y los transporta en función de su velocidad, hasta un lugar donde esta disminuye con las consecuente
acumulación y formación de dunas.
Las dunas son los rasgos más comunes de la sedimentación eólica y pueden adoptar diferentes formas según su
orientación con respecto al viento: la forma y la orientación sirven para clasificar las dunas que son transversales ( con
crestas o lomas onduladas orientadas perpendicularmente respecto a la dirección del viento, tipo una parte de los
Médanos de Coro, Venezuela);longitudinales ( lomas estrechas y alargadas en la dirección del viento, separadas por
depresiones o corredores, presentes también en los Médanos); y las barcanas (en forma de media luna con las puntas
orientadas en la dirección del viento, son dunas aisladas y estas también se encuentran en los Médanos).
La temperatura, por primera cosa, con sus diferencias, provoca fuertes tensiones en las rocas, que lentamente se
desintegran, En las rocas agrietadas, se deposita el rocío, las aguas fluviales y de lluvia que con el transcurrir del tiempo,
expuestas a cambios de temperatura, provocan la lixiviación natural.
Los rayos pueden provocar grandes incendios forestales, que dejan el terreno expuesto a la erosión.
Los meteoritos producen grandes cráteres de impacto, y, en particular, en América (Canadá, EUA y México) se pueden
observares algunos de los cráteres más grandes de la superficie terrestre (cuenca de Sudbury en Canadá y cráter de
Chicxuluben la península de lo Yucatán en México).
Los agentes biológicos son las plantas, los animales y todos los seres vivientes de nuestro planeta.
Las plantas, recubren la superficie y evitan la erosión del suelo, pero también, con sus raíces, son capaces de destruir
las rocas, alterarlas con el ayuda del agua, extrayendo los minerales que ellas necesitan. De la lenta descomposición de
las plantas se originan humus, turba, antracita etc.
Algunos animales ejercen su acción destructiva en la superficie, especialmente los rumiantes y roedores. Otros como
por ejemplo los corales, formando arrecifes, resguardan las islas de la acción de las olas del mar.
El ser humano es el agente biológico más importante por su acción destructiva a todos los niveles. Desde hace siglos es
la principal causa de la deforestación de grandes zonas del planeta: se talaban los árboles para conseguir nuevos terrenos
para la agricultura y utilizar las maderas para construcción de viviendas, barcos, o para la calefacción. Desde el siglo
XIX su acción se ha vuelto más dañina, con el nacimiento de la industria que produce desechos contaminantes y por la
explotación petrolera y de otros minerales.
Por agentes hidrológicos se entiende el agua en sus diferentes manifestaciones: mar, ríos, lagos, glaciares y agua de
lluvia. El agua es siempre el más importante agente exógeno del modelado terrestre; en el ciclo geológico, las
operaciones que rebajan o destruyen el relieve terrestre se denominan denudación y esas son:
● Meteorización
● Transporte
● Erosión
● Sedimentación
Por meteorización se entiende la desagregación o alteración de las rocas por acción del agua, hielo (también las plantas
son las responsables).
Transporte es el traslado de los materiales meteorizados por los ríos, mar, hielo (también por gravedad o por el viento).
Erosión se utiliza comúnmente como sinónimo de transporte porque es el resultado final de la meteorización y del
transporte.
La sedimentación es la acumulación de los materiales transportados en el mar, lago, río o en llanuras, piedemontes y
valles; los deltas, playas y dunas resultan de este proceso. Más especificadamente:
los ríos como agentes hidrológicos modifican el relieve con la sedimentación formando llanuras de inundación y deltas
y con la erosión forman terrazas;
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el mar con la sedimentación forma: playas, lagunas, tómbolos (estrechas lenguas de tierra que unen una isla a la tierra
firme), y con la erosión: acantilados, plataforma de abrasión (espacio llano situado al frente del acantilado por erosión
del mismo), cuevas, arcos, agujas;
y el hielo de los glaciares forma por sedimentación las morrenas (depósitos de materiales arrasados por el glacial) y por
erosión circos (depresiones semi-circulares de paredes escarpadas), valles, estrías (rayaduras en las rocas), aristas
(crestas agudas que separan dos circos vecinos) y picos piramidales.
Las aguas de lluvia ejercen una acción erosiva en la superficie y las que se infiltran en el terreno forman capas acuíferas,
cavernas. Su acción es también disolvente con las rocas, especialmente con las rocas calizas y química transformando
los materiales con los cuales viene en contacto.
Los agentes endógenos son de tres tipos:
▪ Sísmicos
▪ Tectónicos
▪ Volcánicos
Los sísmicos son los terremotos y maremotos, mejor conocidos como “tsunami” en la actualidad. Los terremotos son
movimientos bruscos de la corteza terrestre y se diferencian en terremotos y tsunami dependiendo del hipocentro de los
mismos: si está situado en tierra firme se habla de terremoto y si está situado debajo del mar, las grandes olas que
generan toman el nombre de tsunami.
El hipocentro es donde, en el interior de la Tierra se genera el terremoto (se define superficial cuando está situado entre
los 70 km de profundidad, pero puede generarse hasta los 700 km de profundidad, en el interior de la Tierra), mientras
que el epicentro es el punto directamente arriba del hipocentro, en la corteza terrestre. Los terremotos son provocados
por acumulación de energía (más que todo de origen tectónica) en el interior de la corteza terrestre que en algún momento
tendrá que liberarse. Su magnitud se mide con la escala de Richter, que representa la energía sísmica liberada en cada
terremoto y es basada en el registro del sismógrafo. Las zonas con mayor actividad sísmica son: el “cinturón de fuego
del Pacifico”, la “franja mediterráneo-asiática” y las “dorsales oceánicas”.
Los tectónicos se dividen en movimientos epirogénicos y orogénicos, agentes modificadores muy lentos. Los
epirogénicos son ascensos o descensos (movimientos verticales) de la corteza terrestre, de extrema lentitud y afectan a
los continentes: se pueden notar en playas levantadas sobre el nivel del mar, o en tierras sumergidas por el avance de
los mares (Escandinavia, Canadá y el norte de Estados Unidos se levantaron por procesos epirogénicos en el post-
glacial). Los movimientos orogénicos producen deformaciones y plegamientos de los estratos por causas horizontales
formando así las montañas; están concentrados en dos cinturones el peripacifico y el mesogeico.
Los volcánicos son el magmatismo que puede ser externó y se conoce como volcanismo (el magma sale de la corteza
terrestre en erupciones de diferentes tipos), o interno y se conoce como plutonismo (los magmas se solidifican
internamente). La energía calorífera interna (entre 700-1500° C) funde los materiales y genera el magma que es una
mezcla de sólidos (cristales y fragmentos de rocas), líquidos (en su mayoría, silicatos) y gases (hidrógeno, oxígeno).
Las erupciones de los volcanes pueden ser de tipo:
▪ Hawaiano: hay muy poca explosiones y proyecciones, da lugar, sobre todo, a coladas de lava fluida. Forma grandes
volcanes de conos muy planos pero cuyo diámetro puede alcanzar varias decenas de km.
▪ Peleano: recibe su nombre de las observaciones realizadas en la montaña Pelée en la isla de la Martinica. Su principal
característica es la emisión de nubes ardientes, suelen producirse también lavas muy viscosas que fluyen con
dificultad y que puede alzarse en forma de agujas en el seno del cráter.
▪ Estromboliano: en el archipiélago de las islas Lipari (Italia) está el volcán Strómboli que se caracteriza por
erupciones explosivas con gases y cenizas; el penacho volcánico, en forma de sombrilla, puede subir muy arriba
antes de provocar la lluvia de cenizas.
▪ Vulcaniano: Vulcano, vólcan situado también en las islas Lipari, se caracteriza por la eyección violenta de lavas
viscosas, gases y cenizas que forman bombas volcánicas. El nombre de la isla y de allí de los volcanes deriva de
Vulcano, el dios del fuego de la mitología romana.14
● Interpretación de los procesos geomorfológicos derivados del cambio climático y algunas
actividades antrópicas; por ejemplo, remoción en masa, erosión hídrica y eólica, variación de
glaciares, etcétera.
EL UNIVERSO CLIMATICO Y SU INFLUENCIA.
La mayoría de los procesos y fenómenos geomorfológicos (físicos, químicos y/o biológicos) que se desarrollan sobre la
superficie terrestre dependen de las características y funcionamiento del universo climático. Entre ellos podemos
mencionar los distintos tipos de meteorización, procesos edafogénicos, movimientos colectivos, etc. y en definitiva los
distintos sistemas de modelado que se desarrollan en cada tipo de clima conformando así paisajes totalmente
diferenciados. Las características de estos resultan de la interacción del comportamiento de sus elementos componentes
(temperaturas, humedad y precipitaciones, etc.) y de la acción ejercida por los factores, tales como, por ejemplo: latitud,
14
https://oggisioggino.wordpress.com/2013/02/23/los-procesos-terrestres-internos-y-externos-dinamica-terrestre/
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altitud, orientación de las laderas, mayor o menor influencia del mar. Siempre debemos tener presente que los elementos
climáticos actúan, sobre la superficie terrestre, en forma conjunta e interrelacionada, razón por la cual a veces, es un
poco difícil establecer con precisión cual es la acción ejercida en forma aislada por cada uno de ellos. De los elementos
del tiempo y del clima nos interesa especialmente el comportamiento de las temperaturas y precipitaciones asociadas,
sin que ello implique desconocer los otros, ya que la acción de ambos se manifiesta de manera más evidente en el paisaje
natural y su funcionamiento. Es importante destacar que, prácticamente, toda la energía que utiliza el universo climático
para poner en movimiento sus mecanismos, fenómenos y comportamientos, incluso su autorregulación interna, proviene
del Sol y es la atmósfera, la que, con su dinámica, junto con el de las masas oceánicas, distribuyen esa energía y
mantienen el equilibrio térmico del planeta. Sabemos que las condiciones y características, de este universo controlante,
varían permanentemente en el tiempo y en el espacio. Es así que hemos podido apreciar que, en muchos casos, cuando
tratamos de entender ciertos procesos atmosféricos particulares y por ende su relación con el funcionamiento del sistema
natural.
Los efectos de las grandes emanaciones de cenizas volcánicas en las regiones intertropicales y que son transportadas a
grandes distancias por los vientos, o bien los efectos de la Corriente del Niño, producto del recalentamiento de las aguas
ecuatoriales del Pacífico y que determina un cambio en las características de la circulación atmosférica no solamente de
esa parte del planeta, sino que también sus efectos se transmiten a grandes distancias con diferentes características y
consecuencias: importantes sequías en algunos sectores, abundantes y/o excesivas precipitaciones con inundaciones
poco habituales en otros y en ambos casos afectando o por exceso o por deficiencia de agua grandes extensiones de
territorio, como así también valores extremos de temperaturas, fenómenos turbulentos del aire, etc., determinando por
lo tanto un diferenciado o atípico comportamiento del clima y sus efectos sobre el sistema natural. Estos procesos
recurrentes producen impacto no solamente sobre el medio ambiente sino también sobre el hombre, sus actividades y
las obras por él realizadas. Evidentemente en estos casos el funcionamiento del sistema geomorfológico estará
condicionado por el aporte de una cantidad distinta de materia, energía e información, que deberá procesarla, por
ejemplo, en forma más rápida de lo que habitualmente lo hace, en consecuencia, los procesos que se desarrollen también
podrán ser más rápidos en algunos casos, en otros los mismos serán totalmente diferentes. Si tomamos en consideración
las abundantes precipitaciones podremos apreciar una serie de procesos que se producen en el sistema geomorfológico.
Como sabemos las primeras lluvias, normalmente, son las que se infiltran en el suelo, alimentando también las napas
freáticas que se van saturando poco a poco. La mayor o menor velocidad de infiltración dependerá de la mayor o menor
permeabilidad o impermeabilidad de los mismos, como así también de las características topográficas del relieve. No
debemos olvidar que un volumen considerable de esas aguas de infiltración con un cierto un tiempo de retardo son las
que aportan caudales a los débitos de estiaje de los cursos de agua. Luego de saturados aquellos, las aguas escurren
superficial o subsuperficialmente en función de la pendiente; en algunos casos hacia depresiones cerradas donde se
acumulan o bien hacia los colectores fluviales. En este proceso transportan parte del material edáfico y orgánico para
depositarlo en otro sitio. Si las lluvias son intensas y persistentes, a lo que podríamos sumar la dificultad que pueden
tener para escurrirse, al disminuir la capacidad evacuadora del sistema poco a poco grandes espacios comienzan a
cubrirse de agua e inundarse afectando, por ejemplo, áreas sembradas, espacios dedicados al pastoreo de los rebaños,
zonas boscosas, centros urbanos, etc. En el primer caso los cultivos se pierden por ahogo de las plantas al estar los suelos
sobresaturados de agua por mucho tiempo.
Otro de los aspectos que se deben tener en cuenta son los tiempos de respuestas que poseen cada uno de los subsistemas
tanto en situaciones "normales" como durante las "excepcionales" como así también saber, lo más aproximadamente
posible, cómo funcionan o pueden funcionar cada uno de ellos a fin de tomar los recaudos más adecuados para tratar de
minimizar los efectos negativos que puedan producir en el tiempo y en el espacio.
Las sequías, que pueden durar varios meses, también afectan el comportamiento del sistema geomorfológico y sus
efectos son tanto o más importantes que los producidos por causa de las abundantes precipitaciones y consecuentes
inundaciones. Como consecuencia de la falta de agua pueden desarrollarse una serie de procesos entre los cuales
podemos mencionar algunos. A la falta de precipitaciones debemos sumar el efecto de la alta evaporación y
evapotranspiración, consecuencia de la insolación, que influye tanto en los suelos como en las formaciones vegetales
que los mismos sustentan. Así, por ejemplo, debido a las causas mencionadas, se produce la desecación de los suelos.
El agua que ascendió por capilaridad puede arrastrar compuestos químicos, como es el caso de las sales, las que se
precipitan sobre la superficie al evaporarse el agua en el cual venían disueltas, formándose en consecuencia una costra
que cubre el suelo produciendo su consecuente salinización y dificultando al sistema productivo agropecuario. En otros
casos, la deficiencia de agua y humedad determina que numerosas especies se sequen y como consecuencia de ello se
den condiciones propicias para que se produzcan importantes incendios, no solamente en las formaciones herbáceas
sino también en las arbóreas.
Por otra parte, al desaparecer la cobertura vegetal los suelos quedan totalmente desprotegidos y son muy susceptibles a
la erosión eólica, la que produce decapitación de grandes extensiones o bien, cuando se producen intensas
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precipitaciones las aguas también realizan una importante acción erosiva y al igual que el viento transportan una gran
cantidad de este material, a veces, a grandes distancias donde finalmente son depositados.15
● Utilización de mapas topográficos y geológicos para representar el entorno.
Los mapas geológicos y topográficos.
Un mapa es una representación a escala de un conjunto de datos de toda o parte de la Tierra en un plano. En función de
los datos que se quieran representar se pueden dibujar diferentes mapas. Los dos tipos de mapas utilizados por los
geólogos son:
✔ El mapa topográfico que es la representación del relieve de una zona.
✔ El mapa geológico que es la representación de una serie de datos como son la litología, estructuras geológicas
y edad de los materiales de una zona de la Tierra sobre un mapa topográfico.
Un mapa topográfico, muestra información muy variada como la localización de cada punto, tamaño del área
representada, formas de relieve y la altura de cada punto. En todos los planos topográficos se debe indicar la escala, la
dirección del Norte geográfico y magnético, referencias GPS, símbolos, relación con otros planos, el organismo autor y
el año de su elaboración.
Cada punto de la superficie terrestre que figura en el mapa queda localizado en una cuadrícula mediante dos
coordenadas: la latitud y la longitud.
La latitud es la separación angular respecto a la línea de referencia, el ecuador. La longitud es la separación angular
respecto a un meridiano de referencia, que en nuestro caso es el de Greenwich.
Los círculos máximos que pasan por los polos geográficos se denominan meridianos geográficos. Los círculos que son
perpendiculares a los meridianos se denominan paralelos geográficos. El cruce de ambos conjuntos de líneas define las
cuadrículas en la que se localizan los puntos de la superficie terrestre y que nos permite tomar medidas y referencias.
La relación existente entre las dimensiones del mapa y las reales se denomina escala. En los mapas topográficos
utilizamos dos escalas.
✔ Numérica. Se expresa en forma de fracción en la que el numerador es siempre la unidad (1) mientras que el
denominador es una cifra (50000 o 25000) que indica la cifra por la que hay que multiplicar una medida tomada
en el mapa para obtener la distancia real. Como hemos indicado las escalas del mapa topográfico son 1:50000
y 1:25000.
✔ Gráfica. Se expresa en forma de una línea recta dividida en segmentos sobre cuyos límites aparecen números
que indican el valor real en unidades de longitud de cada segmento.
En el mapa aparecen también una serie de signos convencionales que amplían la información y que representan
carreteras, pueblos, ríos, tendidos eléctricos, minas, tipo de vegetación, etc.
Los sistemas de proyección producen deformaciones en los mapas tanto en las superficies, como en ángulos o en
distancias. El mapa topográfico no es una excepción y utiliza un tipo de proyección denominada UTM o Universal
Transversa de Mercator.
En el mapa, la altitud suele representarse mediante líneas denominadas curvas de nivel.
Quedan identificadas por su color marrón y porque siempre son líneas cerradas que unen todos los puntos que se
encuentran a la misma altitud y nunca se cortan o se dividen. Se obtienen de la intersección con el relieve de planos
horizontales, que quedan separados entre sí por una distancia constante. La separación entre dos curvas de nivel
consecutivas recibe el nombre de equidistancia. Cada mapa tiene una equidistancia que viene indicada en él. Cuando
observamos el mapa apreciamos que hay curvas de nivel cuyas líneas son de dos grosores:
Curvas maestras. son las que presentan un grosor mayor en el trazo y vienen acompañadas de una numeración que indica
la altitud, generalmente de 100 m entre una y otra. Su función es la de indicar la altura periódicamente sin necesidad de
llenar el mapa de cantidades que dificultarían su uso.
Curvas de nivel. Presentan un trazado más fino y no presentan numeración que indique su altitud. En los mapas
topográficos estas curvas difieren en 20 m de altitud entre una y otra
A partir de esta información se pueden identificar formas morfológicas en el terreno. Casi todas las formas o elementos
que podemos determinar dependen de la pendiente o desnivel del terreno.
La pendiente es la inclinación que tiene un terreno respecto a un plano horizontal. Podemos expresarla en forma de
ángulo o en porcentaje. La pendiente se calcula a partir de dividir la altura entre dos puntos A y B definidos por dos
curvas de nivel consecutivas entre la distancia horizontal de los dos puntos.
Para calcular la distancia horizontal hay que medir con una regla la distancia entre los dos puntos y multiplicar el valor
por el denominador de la escala del mapa (50000) y transformar los datos a metros.
15
http://cegae.unne.edu.ar/docs/articuloRolo.htm
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Se trata de un mapa geológico. Este mapa representa los datos geológicos de una zona, y sirve de resumen gráfico de
las diferentes estructuras morfológicas presentes, los tipos de rocas, su edad o los tipos de suelos. Todos estos datos
aparecen reflejados mediante un conjunto de símbolos característicos y un código de colores aceptados
internacionalmente.
Los mapas geológicos al igual que los mapas topográficos están realizados a una escala 1:50000 y se confeccionan a
partir de estudios de campo en los que se recopila toda la información geológica del terreno, como, por ejemplo, el tipo
de roca, la orientación de las capas, la presencia de fallas, etc. También se usa la fotografía aérea vertical e imágenes de
satélite.
Permiten interpretar la historia geológica, la litología, los tipos de contactos entre las rocas (la dirección y el
buzamiento), las estructuras geológicas y los diferentes elementos geomorfológicos. Además, permite determinar en el
terreno zonas adecuadas para la explotación de yacimientos minerales, de rocas y combustibles fósiles. Puede ser
utilizado para la gestión del uso del suelo (ubicación de núcleos de población, vertederos, etc.) trazado de
infraestructuras de transporte, de energía, etc.
Los mapas geológicos también permiten analizar los riesgos asociados a las características geológicas del territorio, por
eso se utilizan como base para la cartografía de riesgos.16
● Interpretación en mapas e imágenes satelitales del clima de una región a partir de las geoformas observables.
● Conocimiento de las aplicaciones de las nuevas tecnologías informáticas como SIG, imágenes satelitales, GPS,
MDT.
Modelo digital del terreno.
Un Modelo Digital de Terreno (MDT) es una estructura numérica de datos que representa la distribución espacial de
una variable cuantitativa y continua. Un MDT representa la superficie de suelo desnudo y sin ningún objeto, como la
vegetación o los edificios.
La adquisición puede realizarse de varias formas:
✔ Mediante interferometría radar.
✔ Mediante estereoscopía, a partir de pares de imágenes aéreas (fotogrametría) o tomas por satélite.
✔ Mediante digitalización de las curvas de nivel de un mapa;
✔ Mediante la entrada directa de las coordenadas (x, y, z) de los puntos del terreno, medidas por GPS,
triangulación (por topógrafos) o lasergrametría (técnica que permite capturar las coordenadas de un punto en
x,y,z por medio de un telémetro láser);
✔ Mediante un sistema láser aerotransportado (Lidar).17
● Interpretación de la composición y dinámica de la atmosfera.
Estructura de la atmósfera.
La atmósfera es la capa gaseosa que rodea a la Tierra envolviendo tanto a la parte sólida (litosfera) como líquida
(hidrosfera) de nuestro planeta en razón a su menor densidad. Está compuesta por una mezcla de gases que forma el
aire, cuyos principales componentes son el nitrógeno (78 %), el oxígeno (21 %) y otros gases que, en conjunto, sólo
constituyen el 1 % restante. Estos gases más escasos tienen una gran importancia para la vida, en especial el vapor de
agua (que entra a formar parte importante del ciclo hidrológico) y el CO2 (dióxido de carbono) que apenas llega a formar
el 0,03 % del volumen total de la atmósfera, aunque constituye la "materia prima" con la que están formados todos los
seres vivos. La atmósfera está dividida en varias capas concéntricas que son, a partir de la superficie terrestre hacia
arriba, la troposfera, la estratosfera, la mesosfera, la termosfera o ionosfera y la exosfera. Se denomina tropopausa a la
discontinuidad existente entre la troposfera y la estratosfera, una franja caracterizada por un cambio bastante brusco en
lo que a características físicas se refiere. La tropopausa alcanza una mayor altura de la zona ecuatorial (casi 20 km) y
una mínima en las zonas polares (5-8 km) y esta diferencia se debe al abultamiento ecuatorial de la atmósfera producido
por la fuerza centrífuga del movimiento de rotación terrestre, el cual tiene como contrapartida un achatamiento polar
por la misma razón, es decir, por la menor fuerza centrífuga (y la mayor fuerza centrípeta por su menor distancia al
centro de la Tierra) existente en las zonas polares. Como corolario obvio, la altura de la troposfera disminuye desde el
ecuador hasta los polos, es decir, a mayor latitud, menor espesor y viceversa.
Casi la totalidad del aire (un 97 %) se encuentra a menos de 30 km de altura, encontrándose más del 75 % en la
troposfera. El aire forma en la troposfera una mezcla de gases bastante homogénea a una temperatura y presión
determinadas, hasta el punto de que su comportamiento es el equivalente al que tendría si estuviera compuesto por un
solo gas. Siendo el aire una mezcla compresible de gases, la mayor parte del mismo se encuentra a pocos kilómetros de
altura, formando lo que se llama la capa geográfica de la atmósfera (unos 3 km aproximadamente), donde se producen
gran parte de los fenómenos atmosféricos de relevancia para los seres humanos. Más arriba de esta capa geográfica, aun
encontrándonos en la troposfera, la proporción de gases se vuelve muy tenue, por lo que llega a hacerse irrespirable. La
16
http://e-ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio/750/990/html/2_los_mapas_geolgicos_y_topogrficos.html
17
https://es.wikipedia.org/wiki/Modelo_digital_del_terreno
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17
densidad del aire es una de las limitaciones más serias de la adaptabilidad del hombre en la superficie terrestre: así, el
hábitat permanente del hombre localizado a mayor altura viene a estar en los Andes peruanos, a unos 5000 msnm, como
señala Eugene Schreider3 y ello es consistente con lo que se ha señalado con respecto al espesor de la atmósfera según
la latitud ya que a esa altura de 5 km sería impensable la vida en las zonas templadas y, más aún, en las polares. En otras
palabras, como el espesor de la atmósfera es mucho mayor en la zona intertropical, resulta habitable a mayor altura que
en las zonas templadas y polares. Sin embargo, hay que aclarar que esa población que habita en los Andes peruanos,
bolivianos, ecuatorianos y colombianos a alturas considerables ha tenido que sufrir a lo largo de siglos y hasta miles de
años, una adaptación al medio sumamente dura, hasta el punto de que su anatomía ha venido sufriendo profundos
cambios morfológicos: las personas a esta altura tienen que tener unos pulmones mucho más grandes (para facilitar la
respiración), un corazón con mayor capacidad (para aumentar su eficiencia en cuanto al bombeo de sangre) y otras
modificaciones orgánicas, mientras que las que siempre han vivido a mucha menor altura pueden sufrir ciertas
enfermedades (soroche o mal de montaña) cuando ascienden a esa altura ya que sus organismos no presentan dichos
cambios evolutivos.18
● Reconocimiento de la atmosfera como filtro protector y como reguladora de la temperatura
terrestre.
Función protectora y reguladora de la Atmósfera.
La radiación solar es el conjunto de radiaciones electromagnéticas emitidas por el Sol. El Sol se comporta prácticamente
como un cuerpo negro que emite energía siguiendo la ley de Planck a una temperatura de unos 6000 K. La radiación
solar se distribuye desde el infrarrojo hasta el ultravioleta. No toda la radiación alcanza la superficie de la Tierra, pues
las ondas ultravioletas, más cortas, son absorbidas por los gases de la atmósfera fundamentalmente por el ozono. La
magnitud que mide la radiación solar que llega a la Tierra es la irradiancia, que mide la energía que, por unidad de
tiempo y área, alcanza a la Tierra. Su unidad es el W/m² (vatio por metro cuadrado).
Aproximadamente la mitad de las radiaciones que recibimos, están comprendidas entre 0.4 μm y 0.7 μm y pueden ser
detectadas por el ojo humano, constituyendo lo que conocemos como luz visible. De la otra mitad, la mayoría se sitúa
en la parte infrarroja del espectro y una pequeña parte en la ultravioleta. La porción de esta radiación que no es absorbida
por la atmósfera, es la que produce quemaduras en la piel a la gente que se expone muchas horas al sol sin protección.
La radiación solar se mide normalmente con un instrumento denominado piranómetro.
Efecto protector de la ionosfera y de la ozonosfera.
Las capas altas de la atmósfera funcionan como un filtro que protege a los seres vivos de las radiaciones perjudiciales.
▪ Ionosfera: Absorbe las radiaciones electromagnéticas de onda y parte de los ultravioleta. Estas radiaciones son
absorbidas por el hidrógeno y el nitrógeno, presentes en ella, y al ionizarse provocan el incremento en la
temperatura de esta capa.
▪ Ozonosfera: Se localiza en la estratosfera y en ella se encuentra la mayor parte del ozono atmosférico (O3)
responsable de la absorción de la radiación ultravioleta, lo que origina el aumento de la temperatura en esta
capa. El ozono estratosférico se forma y destruye continuamente, lo que origina variaciones diarias estacionales,
en función de la radiación solar.
Este proceso de formación es más intenso en latitudes bajas donde la insolación es mayor.
FUNCIÓN REGULADORA DE LA ATMÓSFERA.
El efecto invernadero natural.
El efecto invernadero se origina en los primeros 12 km de la atmósfera por la presencia de ciertos gases tales como:
vapor de agua, CO2, CH4 y N2O, principalmente. Éstos son transparentes a la radiación visible del Sol, que los atraviesa,
pero no a la radiación infrarroja (calor) emitida por la superficie terrestre, previamente calentada por el Sol. Los citados
gases, al impedir la salida de gran parte de las radiaciones infrarrojas, las reemiten o devuelven a la Tierra,
18
https://es.wikipedia.org/wiki/Din%C3%A1mica_de_la_atm%C3%B3sfera
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18
incrementando la temperatura de la atmósfera. Podríamos afirmar que son como una "manta" que mantiene la
temperatura terrestre en torno a unos 15 °C de Tª media. La cantidad de calor atrapado dependerá de la concentración
de los gases de efecto invernadero en la atmósfera, que no es constante, sino que se encuentra asociada a múltiples
ciclos naturales, como el ciclo del agua y el ciclo del carbono, que resultan de las interacciones de la atmósfera con otros
subsistemas terrestres.
Las nubes absorben radiación de onda larga y la reemiten hacia la superficie en la noche, pero en las noches con cielos
despejados la radiación escapa al espacio exterior, haciendo disminuir más la temperatura nocturna, por lo que las noches
con cielos despejados son más frías que con cielo nublado. Por el contrario, durante los días nublados las máximas
temperaturas son menores que con cielo despejado, ya que las nubes impiden el paso de la radiación solar directa. Así
los desiertos son muy cálidos en el día y muy fríos en la noche por causa de este efecto. El efecto invernadero tiene una
gran importancia biológica. Si no hubiese atmósfera, y por tanto, no hubiese gases con capacidad de absorción de
radiaciones de onda larga rodeando la superficie sólida y líquida del planeta, la temperatura media en la superficie sería
de unos -18 °C en lugar de los 15 °C actuales, lo que la haría inhabitable.
No debemos confundir este beneficioso efecto con el denominado incremento de efecto invernadero, que consiste en un
aumento desmesurado de los gases de efecto invernadero. Este incremento constituye un grave problema ambiental, que
provoca un excesivo calentamiento de la atmósfera.
● Interpretación de la composición y dinámica de la hidrosfera.
● Interpretar a la hidrosfera como reguladora del clima terrestre.
La hidrosfera.
La hidrosfera se originó por la condensación y solidificación del vapor de agua presente en la atmósfera durante las
primeras etapas de la formación de la Tierra. Esta capa acuosa constituye una cubierta dinámica, con continuos
movimientos y cambios de estado, que regula el clima, participa en el modelado del relieve y hace posible la vida sobre
la Tierra, ya que el agua es imprescindible para los seres vivos al facilitar la interacción del resto de biomoléculas. La
hidrosfera está estrechamente relacionada con otros sistemas terrestres como la geosfera, la atmósfera y la biosfera.
DISTRIBUCIÓN DEL AGUA EN LA TIERRA.
Se puede considerar que el agua de la hidrosfera se distribuye en tres medios: en los océanos, en los
continentes y en la atmósfera.
El agua de la atmósfera
Alrededor de 0,01 x 106
km3
(el 0,001 % del total del agua de la hidrosfera) se halla en la atmósfera en forma de
vapor o condensada en las nubes. Esta agua, procedente de la evaporación de masas de aguas marinas y continentales,
así como de la evapotranspiración de los seres vivos, es fundamental en los procesos de transporte de materia, y en la
distribución de la energía aportada por las radiaciones solares, que caracterizan la dinámica de la hidrosfera.
El agua en los océanos
La mayor parte del agua de la hidrosfera, alrededor de 1.322 x 106
km3
(1.322 billones de litros), se encuentra
en estado líquido en los océanos. Representa el 97,5 % del total de la hidrosfera.
El agua de los continentes
Otra parte del agua de la hidrosfera se halla sobre los continentes en algunas de las siguientes formas:
- En los glaciares. Se estima que un 1,7 % del total de la hidrosfera (unos 29,2 x 106
km3
) se encuentra en forma de
hielo. Las masas principales están en los casquetes polares de la Antártida y del Ártico (formadas en parte, por agua
oceánica helada, llamada banquisa), aunque también hay importantes cantidades en las grandes cordilleras.
- Como agua subterránea. Es la parte del agua de las precipitaciones que se infiltra en las rocas y se almacena en sus
poros y fisuras. Se calcula que su volumen es de unos 8,4 x 106
km3
, lo que representa el 0,75 % del total de la hidrosfera.
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- Como agua líquida superficial. El agua que se encuentra sobre la superficie terrestre en forma de ríos, lagos o
aguas de arroyada constituye un volumen de unos 0,2 x 106
km3
, y representa alrededor del 0,01 % del total del agua
del planeta.
● Reconocimiento de las interrelaciones en los sistemas hidrológicos y la atmósfera.
EL CICLO DEL AGUA.
Es un sistema gigantesco impulsado por la energía del Sol cuya función es el transporte del agua del planeta de unas
zonas a otras bajo sus diferentes estados. El resultado del trasvase de diferentes volúmenes de agua de unos lugares a
otros es la interacción dinámica entre la atmósfera, la hidrosfera y la litosfera.
El agua que cae en el continente, sin embargo, debe completar su camino de vuelta al océano. ¿Qué ocurre con la
precipitación cuando ha caído en el continente? Una parte del agua se infiltra en el suelo (infiltración) y se mueve hacia
abajo (escorrentía subterránea), luego en dirección lateral y, por fin, acaba en los lagos, los ríos o directamente en el
océano. Cuando la velocidad de caída de la lluvia es mayor que la capacidad del suelo para absorberla, el agua que no
es absorbida, fluye sobre la superficie, proceso denominado escorrentía superficial. La escorrentía superficial es función
de las características climáticas, topográficas, geológicas y de vegetación de la cuenca y está íntimamente ligada a la
relación entre las aguas superficiales y subterráneas de la cuenca. Nótese que la escorrentía es el resto de lluvia que
queda en la superficie después de descontar los fenómenos de evaporación y evapotranspiración, almacenamiento e
infiltración a capas inferiores.
Gran parte del agua que se infiltra o que corre por la superficie, acaba por encontrar la manera de volver a la atmósfera
por medio de la evaporación desde el suelo, los lagos y las corrientes superficiales. Además, parte del agua que se infiltra
en el suelo es absorbida por las raíces de las plantas, que después la liberan a la atmósfera. Este proceso se denomina
transpiración. Dado que no podemos distinguir claramente entre la cantidad de agua que se evapora y la cantidad que es
transpirada por las plantas, se suele utilizar el término evapotranspiración para definir el efecto combinado.
Cuando la precipitación cae en zonas muy frías (latitudes y altitudes altas) el agua no puede infiltrarse, correr o
evaporarse rápidamente, sino que se acumula en forma de nieve o hielo. De esta manera, los glaciares almacenan grandes
cantidades de agua sobre la Tierra. Tiene lugar en el interior de la Tierra. La dinámica litosférica hace que, cuando en
los procesos subductivos las placas se funden al incorporarse a la astenosfera, los episodios magmáticos que se producen
incorporan el agua que iba empapando las rocas subducidas, con lo que ésta entra a formar parte del agua magmática y
del ciclo hidrológico interno, liberándose, a veces, en los procesos volcánicos y reincorporándose de nuevo al ciclo
hidrológico externo. A estas aguas magmáticas se pueden añadir las que proceden de la desgasificación de los magmas
derivados de la fusión de rocas que nunca han estado en la superficie (aguas juveniles). La cantidad de agua reintroducida
en el manto compensa a la que sale por las dorsales. Además, otra parte del agua se introduce en las estructuras minerales
(agua de hidratación) o se incorpora a los sedimentos en las cuencas sedimentarias quedando almacenada en las rocas.
● Interpretación de la formación de los ríos.
Río: Este término proviene del latín rius. Es la corriente natural de agua continua que desemboca en otra similar, puede
ser en un lago, en el mar o en otro río, a lo cual se lo conoce como afluente. La mayor parte de las aguas procedente de
las lluvias, de los manantiales y de la fusión de las nieves y los hielos no se evapora ni se infiltra, sino que corre por la
superficie terrestre. El destino final de estas es casi siempre el mar, donde completan el ciclo iniciado con la Evaporación.
Origen de los ríos
Mientras llueve las aguas se mueven libremente pendiente abajo, abriendo algunas veces surcos, en las zonas altas estos
surcos se hacen profundos, y algunos llegan a convertirse en ríos intermitentes, que corren durante las lluvias, y a los
cuales se les da el nombre de torrentes y cañadas. Como el proceso de la erosión se produce durante cada período de
lluvias, algunos torrentes profundizan su cauce hasta alcanzar la zona de saturación permanente de las aguas
subterráneas; al ser alimentados por estas, los torrentes se convierten en corrientes constantes o ríos. Casi todos los ríos
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20
de las regiones de clima húmedo se han originado en la forma señalada anteriormente, pero hay ríos que tienen su origen
en la fusión de los glaciares de las altas montañas, y en manantiales y lagos.
Los ríos pequeños llevan las aguas casi siempre a ríos mayores, de los cuales son tributarios o afluentes; muchos ríos
que reciben el aporte de varios tributarios son a su vez afluentes de otro río mayor, y así sucesivamente, hasta que las
aguas de numerosos ríos grandes y pequeños llegan por último al mar, conducidas por un gran río como el Amazonas,
el Mississippi y el Orinoco. El conjunto de ríos que llevan las aguas a un río mayor, que las transporta finalmente al
mar, constituye una red fluvial o hidrológica, cuyo eje lo forma el río principal.
Cuenca y divisoria de las aguas.
Todas las aguas que concurren a alimentar la corriente de un río provienen de un área que constituye la Cuenca, la cual
está delimitada por zonas más altas que sirven de divisorias entre las cuencas.
La cuenca de un río es el área drenada por él. Los ríos pequeños poseen la propia cuenca, de dimensiones reducidas,
mientras las cuencas de los grandes ríos abarcan la suma de las cuencas de todos los Afluentes, directos e indirectos.
Así la cuenca del Río Amazonas mide cerca de 7000 000 km2, o sea, casi el equivalente de toda Europa. Las cuencas
del Río Misisipi, del Río de la Plata y del Obi miden más de 3000 000 km2 cada una.
Como los ríos, por la fuerza de gravedad, corren de las zonas elevadas a las bajas, las líneas divisorias de las aguas se
encuentran en las zonas altas, casi siempre en la cima de las montañas. Las divisorias no son permanentes, pues los ríos,
que realizan una erosión ascendente, las modifican. La zona de la cuenca comprendida entre cada divisoria y el cauce
del río forma una vertiente. Los afluentes corren a través de las vertientes en dirección al río principal.
Perfil longitudinal y nivel de base.
El curso del río se prolonga desde el nacimiento hasta la desembocadura. El nacimiento es el punto más alto de del
curso, mientras la desembocadura, que es el punto más bajo, puede corresponder al nivel del mar, al de otro río del cual
sea tributario el primero, o al de un lago.
Perfil longitudinal es el nombre que se da a la línea imaginaria que representa las diferencias de nivel del río desde su
nacimiento hasta su desembocadura. El nivel de base lo constituye el nivel al cual se encuentra la desembocadura del
río. Como el destino común de las aguas corrientes es el mar, el nivel de base de los ríos corresponde generalmente al
nivel promedio del mar. Pero no siempre es así. Los ríos de los Andes que desaguan en el lago Titicaca tienen su nivel
de base a 5000 m. sobre el nivel del mar, y el Jordán, que lleva sus aguas al Mar Muerto, desagua a 500 m. debajo del
nivel del mar. La activa erosión de las aguas de los ríos tiende a eliminar los desniveles que existen en el perfil
longitudinal, pero por grande que sean las modificaciones que produzca la erosión, el perfil longitudinal nunca podrá
descender por debajo del nivel de base. Cuando el río elimina las irregularidades de su perfil longitudinal, casi
desaparece la erosión vertical. Se dice entonces que el río ha alcanzado su perfil de equilibrio.
El ciclo del río.
Los ríos son agentes muy activos del modelado de la superficie terrestre. No solo afectan el relieve de las regiones que
atraviesan, sino que al mismo tiempo modifican las propias características. Las etapas de este proceso corresponden a
la Juventud, la madurez y la Vejez. En cada una de las tres etapas que componen el ciclo, el río presenta características
predominantes como modelador del relieve. La juventud del río es una etapa de intensa erosión; la madurez es una etapa
en la cual predomina el Transporte y la vejez es una etapa de deposición.
Juventud del río.
En el proceso de formación de un río aparece primero un pequeño cause, que es el canal por donde corren las aguas. La
erosión es más activa en el fondo del cauce y se va intensificando según aumenta el caudal de las aguas. La erosión
vertical del río joven va formando el valle, que es la zona excavada por la corriente. El valle comprende no sólo la zona
longitudinal por donde se prolonga el cauce, sino también las laderas que lo separan de las tierras altas inmediatas. Los
valles de los ríos jóvenes tienen una forma de V muy estrecha porque la erosión no ha removido todavía una gran
cantidad de rocas. Mientras más resistentes a la erosión sean las rocas, más estrecha será la V del valle. Los valles de
los ríos jóvenes son a veces muy profundos, como los de los ríos Colorado y Yellowstone en cuyo caso son denominados
cañones o gargantas. En los inicios de la etapa de juventud del río son muchas las irregularidades de su perfil
longitudinal. La activa erosión vertical de la etapa juvenil del río va eliminando estas irregularidades, arrasando las
porciones más elevadas y rellenando las depresiones, hasta que el curso del río se estabiliza. Cuando tal cosa ocurre la
etapa juvenil del río ha terminado.
Madurez del río.
Al iniciar el río su madurez con el establecimiento de su perfil de equilibrio, comienza entonces una activa etapa de
erosión horizontal. El valle comienza a ensancharse, tomando la forma de una V más abierta, pues el río desvía ahora
su curso, formando bucles o meandros. El río se mueve más lentamente que en su juventud, y cuando las aguas
encuentran un obstáculo, se desvían, realizando un trabajo de erosión horizontal.
Los meandros se van desplazando a ambos lados del eje original del cauce, de tal manera, que una orilla del meandro
llega a alcanzar la ladera del valle, destruyéndola lentamente –orilla de erosión- mientras en la orilla opuesta –orilla de
deposición- el río va depositando los materiales que transporta.
En la etapa avanzada de madurez del río, cuando aumenta su caudal durante la primavera, las aguas que no pueden
moverse rápidamente a través del curso sinuoso se elevan por sobre el cauce, dando lugar a inundaciones que cubren
áreas extensas. Como las aguas desbordadas corren lentamente, se produce una gran deposición de sedimentos. La
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Estructura interna de la Tierra

  • 1. CIENCIAS DE LA TIERRA ASIGNATURA 20…….. PROFESOR EMANUEL VICO IPEM N° 275 “CNVM”
  • 2. CIENCIAS DE LA TIERRA PROFESOR EMANUEL VICO 1 EJE N° 1 ESTRUCTURA, COMPOSICIÓN Y DINÁMICA DE LA TIERRA. ● Caracterización de la tierra como planeta. Planeta Tierra, características generales. El planeta Tierra es el tercero en distancia al Sol y el quinto más grande de todos los planetas del Sistema Solar y el más denso de todos. La Tierra es solamente una parte pequeña del universo, pero es el hogar de los seres humanos y, de hecho, donde está toda la vida conocida en el universo. Los animales, las plantas y otros organismos, viven en casi todas las partes de la superficie del planeta. La vida en la Tierra es posible porque se encuentra a la distancia adecuada del sol. La mayoría de las criaturas necesitan el calor del sol para la vida. Si nuestro planeta estuviera más cerca del sol, estaría demasiado caliente para que las criaturas vivientes pudieran sobrevivir. Si, por el contrario, estuviera demasiado lejana del sol, haría demasiado frío para que pudiera albergar formas de vida tal y como la conocemos. La Tierra se desplaza en una trayectoria apenas elíptica alrededor del Sol a una distancia de unos 150 millones de kilómetros, (movimiento de traslación) y también gira sobre sí misma, (movimiento de rotación). El volumen de la Tierra es más de un millón de veces menor que el del Sol, mientras la masa terrestre es 81 veces mayor que la de su satélite natural, la Luna. Es un planeta rocoso geológicamente activo que está compuesto principalmente de roca derretida en constante movimiento en su interior, cuya actividad genera a su vez un fuerte campo magnético. Sobre ese ardiente líquido flota roca solidificada o corteza terrestre, sobre la cual están los océanos y la tierra firme. La Tierra es el único de los cuerpos del Sistema Solar que presenta una tectónica de placas activa; Marte y Venus quizás tuvieron una tectónica de placas en otros tiempos, este aspecto geológico ha hecho que la superficie de la Tierra cambie o se renueve constantemente, eliminando, por ejemplo, casi todos los restos de cráteres que podemos encontrar en otros cuerpos rocosos del sistema solar, como en la Luna. ● Comprensión de la tierra como un sistema que engloba geosfera (Incluyendo la litosfera y la astenosfera) Hidrosfera, criosfera, biosfera y atmosfera. ● Identificación de materiales endógenos y exógenos que componen la tierra. ¿Qué significa que la Tierra es un sistema? La Tierra es un planeta parte del sistema solar, compuesto de distintas partes o elementos en permanente interacción conformando un sistema. Un sistema es un conjunto organizado de partes que se relacionan formando un todo y cada parte cumple determinadas funciones. Existen diversos fenómenos, procesos o aspectos de la vida que constituyen un sistema y pueden pertenecer a ámbitos muy distintos: un sistema puede ser la familia, la ciudad, el campo, el universo, la sociedad, la economía, entre otros; lo que distingue a un sistema es que está compuesto de partes interrelacionadas y dependientes, por lo que si cambia una de las partes se modifican las otras, alterando todo el sistema. Las partes o subsistemas de la Tierra. Las principales partes que componen la Tierra son los subsistemas de la litosfera, la atmósfera y la hidrosfera, que cumplen funciones específicas para el desarrollo de la vida en el planeta y establecen relaciones de influencia mutua, de tal forma que lo que ocurre en un sistema puede modificar a los otros. Estos tres subsistemas son fundamentales para el desarrollo de la vida: la atmósfera aporta oxígeno y dióxido de carbono; la hidrósfera aporta el agua y modera las temperaturas; y la litosfera proporciona sales minerales y el soporte para los seres vivos. La parte donde se desarrolló y sostiene la vida corresponde a la biosfera, que comprende tierra, atmósfera e hidrosfera. La litosfera corresponde a la parte sólida externa de la Tierra y está constituida por la superficie o corteza que incluye tanto las tierras emergidas o continentes como los fondos oceánicos. La parte interna de la Tierra se denomina núcleo, formado por hierro incandescente, con temperaturas superiores a los 4.000 grados Celsius. La atmósfera es la masa de aire que envuelve a la Tierra y está compuesta de diversos gases, que se extienden desde la superficie hasta los 900 Kilómetros de altitud. Gracias a ella los seres vivos pueden respirar y reciben protección frente a los rayos dañinos de Sol. La hidrosfera es el conjunto de las masas de agua que se encuentran en la Tierra: océanos, mares, ríos, lagos y aguas subterráneas. ¿Cómo interactúan los subsistemas de la Tierra? En la naturaleza se producen fenómenos que ponen en relación a todos los subsistemas de la Tierra. Por ejemplo, a medida que se fue formando la litosfera y surgieron los volcanes, aparecieron los gases emitidos por erupciones volcánicas y comenzaron a integrar la atmósfera, la que, al dejar caer su lluvia, enfrió la superficie terrestre. El ciclo del agua es uno de los ejemplos más evidentes de cómo se establecen relaciones de dependencia entre los subsistemas es el ciclo hidrológico o ciclo del agua, que constituye un proceso de intercambio continuo de agua entre la atmósfera, la hidrosfera y la litosfera.1 1 https://www.portaleducativo.net/septimo-basico/741/La-Tierra-como-sistema
  • 3. CIENCIAS DE LA TIERRA PROFESOR EMANUEL VICO 2 ● Descripción de la estructura interna de la tierra por sus propiedades físicas- litosfera, astenosfera, mesosfera y núcleo- y también por su composición química inferida. La Tierra y sus partes. La Tierra se puede dividir en capas externas e internas. En este contenido veremos las estructuras internas de la Tierra, donde encontramos la corteza, el manto y el núcleo Estructura interna. Antes de comenzar, veamos un concepto muy importante: geosfera. ¿Sabes que es la geosfera? Bueno, es más simple de lo que piensas así que tranquilo :) Geosfera es la capa que comprende desde las rocas de la superficie hasta las zonas más profundas del planeta. Es la capa más gruesa y la que alberga la mayor parte de los materiales sólidos (rocas y minerales) terrestres. La geosfera se divide en tres capas según su composición, que desde fuera hacia dentro son: la corteza, el manto y el núcleo. Ahora nos metemos con todo al contenido. ¡Adelante! La corteza es la capa más externa de la Tierra, en contacto con la atmósfera y la hidrosfera. Su temperatura es de 22°C y está formada por rocas de diferente tamaño. Su espesor está comprendido entre los 5 y 70 km. Bajo las grandes cadenas montañosas su espesor es máximo; en cambio, bajo los océanos su espesor es mínimo. Se distinguen dos tipos de corteza, que se diferencian por sus características físicas y su composición química. - La corteza continental: forma los continentes. Tiene un espesor promedio de 35 km, pero puede alcanzar más de 70 km. Está compuesta por rocas como granito, basalto, pizarra y, en menor proporción, arcilla y caliza. - La corteza oceánica: forma los fondos de los océanos. Tiene un espesor promedio de 7 km y está compuesta por rocas más densas, fundamentalmente basalto y gabro. - Litosfera: capa solida formada por rocas, conformada por los continentes. Comprende la corteza y la parte superior del manto, es el lugar en donde suceden los procesos geológicos (meteorización, erosión, sedimentación, etc.), se obtienen los recursos geológicos (carbón, minerales, etc.) y suceden los riesgos geológicos (terremotos, inundaciones, etc.). - El manto es la capa intermedia. Está situado entre la corteza terrestre y el núcleo. Se extiende hasta los 2.900 km de profundidad. Se divide en manto superior y manto inferior. El manto superior tiene una profundidad de 10 a 660 kilómetros. Su estado oscila entre líquido y sólido, con una temperatura que va desde los 1400°C a los 3000°C. En la capa externa del manto superior se encuentra parte de la litosfera, que tiene características sólidas y a continuación una capa llamada astenósfera, que está formada por rocas parcialmente fundidas que reciben el nombre de magma. El manto inferior se encuentra entre los 660 Km a 2900 Km bajo la superficie de la Tierra. Su estado es sólido y alcanza una temperatura de 3000° C. El manto inferior también se denomina mesosfera. El núcleo es la capa más interna. Está formado mayoritariamente por metales (hierro y níquel). Los materiales que forman el núcleo están fundidos debido a las altas temperaturas. La temperatura en esta capa supera los 5.000 grados. El núcleo se divide en dos zonas: núcleo externo y núcleo interno. Núcleo externo: su temperatura va de 4.000°C a 6000°C y es una zona donde el hierro se encuentra en estado Líquido. Este material es buen conductor de electricidad y circula a gran velocidad en su parte externa. A causa de ello, se producen las corrientes eléctricas, que dan origen al campo magnético de la Tierra. Núcleo interno: es una esfera que se encuentra en estado sólido a pesar de que su temperatura que van desde 5.000°C a 6000°C. En la superficie terrestre, el hierro se funde a 1.500°C; sin embargo, en el núcleo interno las presiones son tan altas que permanece en estado sólido. Revisa este cuadro donde podrás ver la profundidad de cada capa: Capa Profundidad (km) Corteza 0 - 35 Litosfera 0 - 100 Astenósfera 100 - 400 Manto 35 - 2890 Manto superior 35 - 660 Manto inferior 660 - 2890 Núcleo externo 2890 - 5150 Núcleo interno 5150 - 6371
  • 4. CIENCIAS DE LA TIERRA PROFESOR EMANUEL VICO 3 A través de los estudios de las ondas sísmicas se han desarrollado dos modelos del interior de la Tierra. El primero de ellos es en base a la composición química, denominado modelo estático, el cual considera tres capas: la corteza, manto y núcleo. El segundo modelo, denominado modelo dinámico, considera el comportamiento mecánico al interior de la Tierra, y contempla las siguientes capas: la litosfera, la astenósfera, la mesosfera, el núcleo externo y el núcleo externo.2 Aquí te mostramos una comparación de los dos modelos: ● Reconocimiento de ambientes geológicos (Endógenos y exógenos) identificando los procesos formadores de minerales y rocas. (Ciclo de las rocas) Los ambientes geológicos. Los ambientes geológicos son lugares donde ocurren la génesis de los diferentes tipos de rocas, reuniendo así, determinadas características que en su conjunto constituyen un ambiente adecuado a la formación de la roca. De este modo, dependiendo del tipo de rocas existentes, tenemos ambientes correspondientes. El medio ambiente magmático caracterizado por las altas temperaturas es entre 500ºC y 1500ºC, lo que conduce a la formación de baños fundidos - magma - para amplias variaciones en presión y, en general, limitada por las variaciones en la composición química. El ambiente sedimentario se caracteriza por temperaturas bajas y moderadas, generalmente comprendida entre 0 y 40 ° C. La presión atmosférica es prácticamente constante. Sin embargo, este ambiente presenta gran variabilidad en la composición química, pudiendo los materiales que originan los sedimentos tener las más diversas composiciones, pues pueden tener origen magmático, metamórfica o incluso sedimentaria. El entorno metamórfico cubre una gran variedad de temperaturas y presiones. Las temperaturas, sin embargo, no alcanzan valores tan altos como en el magmático. En general no superan los 800ºC. El metamorfismo ocurre esencialmente en medios sólidos.3 ● Comprensión del ciclo de las rocas. Las rocas y sus procesos de formación. La Tierra es un planeta rocoso: la mayor parte de su masa se encuentra en forma de rocas. El hombre ha estado en contacto con ellas desde siempre; hace milenios se conocen rocas como el mármol, el granito o las calizas, pero existe poco conocimiento general sobre su formación. Las rocas son agregados de minerales sólidos de origen natural, cuyos componentes son definidos y se encuentran ordenados en su interior formando cristales. Los minerales y, por lo tanto, las rocas, tienen un origen muy diverso. Según este parámetro, existen tres categorías, cuyos procesos de formación son bien distintivos: las rocas pueden ser ígneas, sedimentarias o metamórficas. Las rocas ígneas (del latín ignius, “fuego”) se originan a partir de un líquido compuesto principalmente por roca fundida, gases disueltos y cristales en suspensión, al que llamamos magma. Los magmas, a su vez, provienen de zonas profundas de la Tierra, donde las rocas calientes, pero sólidas del manto terrestre pueden derretirse parcialmente. El magma se abre camino hacia arriba, dado que es más liviano que las rocas que lo rodean, y es muy rico en elementos pesados, que abundan en las capas más internas de la Tierra. Así, a medida que asciende por la corteza, se va enfriando dando origen a cristales los que al ser más pesados que la parte líquida, se depositan al fondo. De esta forma, el líquido restante se hace cada vez más liviano y puede seguir subiendo. 2 https://www.portaleducativo.net/cuarto-basico/746/Estructura-interna-de-la-Tierra 3 http://catarina-biogeo.blogspot.com/2008/11/os-ambientes-geolgicos-so-locais-onde.html
  • 5. CIENCIAS DE LA TIERRA PROFESOR EMANUEL VICO 4 Debido a este proceso, la composición del magma cambia y se pueden ir generando diferentes minerales, dependiendo de la temperatura y de la profundidad a la que este se encuentre. Las rocas ígneas poseen componentes más pesados y suelen ser de color oscuro, mientras que aquellas que poseen minerales más livianos, como el cuarzo, suelen ser claras. El curso que sigue el magma también permite clasificar las rocas. Cuando este se abre paso a través de algún cuerpo de roca da origen a rocas intrusivas, mientras que aquel que sale y se enfría en la superficie produce rocas extrusivas. Para que se forme una roca intrusiva, una posibilidad es que el magma se estacione en algún lugar profundo de la corteza y se enfríe allí lentamente, lo que facilitará la formación de cristales grandes, pues estos tendrán tiempo de crecer y solidificarse completamente, formando una roca plutónica. Otra posibilidad es que el magma siga ascendiendo, colándose entre las fracturas de las rocas más superficiales, donde el contacto con estas hace que el enfriamiento sea algo más rápido. Por su parte, las rocas extrusivas son las que se forman debido a las erupciones volcánicas. Cuando el magma asciende y se estaciona en la corteza, eventualmente puede salir a la superficie durante una erupción debido al aumento de la presión dentro la cámara que lo alberga. En estos eventos, se generan rocas a partir de lava –nombre que recibe el magma al salir a la superficie-–una vez que esta ha perdido parte de sus gases. La lava que emana de un cráter puede fluir, enfriándose rápidamente al exponerse a la temperatura ambiente formando una roca volcánica, compuesta de cristales muy pequeños y de vidrio; o bien puede ser expulsada violentamente hacia el aire en columnas que se elevan a veces kilómetros hacia arriba, donde se enfrían extremadamente rápido y se llenan de burbujas. Estas se encuentran compuestas principalmente por vidrio y reciben el nombre de rocas piroclásticas, un ejemplo es la famosa piedra pómez. Otro tipo de roca lo constituyen las rocas sedimentarias. Estas están constituidas por fragmentos de cualquier otra roca que se encuentre en la superficie terrestre, ya sea ígnea, sedimentaria o metamórfica, y que por efecto del agua, el viento o el hielo, entre otros factores, ha sido partida, molida, desintegrada o disuelta, para ser luego transportada por estos agentes. Esta acumulación de fragmentos de roca que puede tener tamaños muy variados, recibe el nombre de sedimento. Los sedimentos pueden depositarse y con el paso del tiempo ser compactados y pegados por una especie de cemento formado por algún mineral que se cristalice entre los granos, originando una roca sedimentaria clástica. Los sedimentos también pueden ser solo una precipitación de material disuelto en agua, tal como ocurre cuando se tiene agua con mucha sal y esta se deposita en el fondo. Si el agua finalmente se evapora, se obtendrá un agregado de cristales unidos entre sí, que dará origen a una roca sedimentaria química. Las rocas sedimentarias muchas veces pueden albergar fósiles, restos de organismos del pasado que permiten conocer la historia y evolución de la vida y los ambientes de la Tierra. Por último, existen las rocas metamórficas (del griego meta, “cambio”, y morph, “forma”), las cuales se forman cuando una roca de cualquier tipo es sometida a altas presiones y/o temperaturas. Las rocas metamórficas son las más complejas de todas, ya que cualquier roca puede ser sometida a este proceso, por ende, sus procesos de generación pueden ser muy variados. Estas pueden formarse cuando las rocas se entierran bajo la superficie, sufriendo gran presión debido al peso de las rocas sobre ellas, y temperaturas más calientes a medida que se ubican a mayor profundidad; pueden originarse cuando un magma que llega calienta la roca, o incluso debido al impacto de un meteorito. De todos modos, algo que todas tienen en común es que sus componentes cambian. Se generan nuevos minerales y los que existían pueden desaparecer o recristalizarse, es decir, cambiar de forma, de tamaño, de orientación o de posición, dependiendo de las condiciones a las que se someta la roca y de cómo era esta originalmente. Incluso, cuando el metamorfismo alcanza niveles muy altos, la roca puede ser fundida y dar origen a magma, volviendo a comenzar el ciclo. Las rocas pueden ser tan variadas como podamos imaginar y el ciclo que lleva a su formación ha estado repitiéndose por millones de años, del cual solo podemos observar sus productos: las rocas que existen hoy. La máquina de crear rocas que es la Tierra seguirá funcionando, y quizás los geólogos del futuro intentarán descifrar cómo se formaron aquellas que verán mañana, mientras el proceso se siga repitiendo bajo sus pies.4 4 http://www.geologia.uchile.cl/las-rocas-y-sus-procesos-de-formacion
  • 6. CIENCIAS DE LA TIERRA PROFESOR EMANUEL VICO 5 ● Interpretación de los procesos de formación y desgaste de los suelos. (Pertenece al eje 3) ● Identificación de los procesos de erosión del suelo. La Erosión del Suelo: Tipos de Procesos Erosivos. Usualmente, la erosión es considerada como un proceso más de la degradación de los suelos. Sin embargo, en términos más rigurosos, debería diferenciarse entre los mecanismos de degradación o deterioro y los de pérdida del recurso. Entre los últimos cabría citar la erosión y el sellado, mientras que entre los primeros el resto de los generalmente mentados en la literatura (contaminación, compactación, salinización, etc.). Debido a que el suelo no es un recurso natural renovable a escala humana, su pérdida por erosión o sellado puede considerarse irreversible. En consecuencia, el problema ambiental que genera debe abordarse mediante medidas preventivas. Por el contrario, la degradación también suele admitir técnicas de rehabilitación. En la presente contribución desglosaremos los tipos de procesos que denominamos erosivos. La erosión no es un proceso en sí mismo, sino la manifestación fenomenológica de una multitud de procesos que dan lugar a la pérdida del recurso suelo, sin que intervenga el sellado por infraestructuras y urbanismo. Así, una clasificación muy general permitiría discernir entre erosión hídrica, eólica y por laboreo. Las dos primeras también acaecen en condiciones naturales. Sin embargo, el hombre, mediante prácticas, tiende a acelerarla, hasta el punto de que las pérdidas no pueden ser compensadas por las tasas naturales de formación del suelo. Es en estas situaciones en donde se produce un grave problema ambiental. En casos extremos, puede llegar a generar la denominada desertificación, que no es más que la manifestación fenomenológica de la pérdida o degradación del suelo bajo ambientes áridos, semiáridos y seco-subhúmedos. Por el contrario, la erosión por laboreo es un fenómeno genuinamente antrópico, ya que no intervienen directamente las fuerzas naturales (a excepción de la gravedad), sino la intervención humana a través de sus prácticas y tecnologías. La magnitud de este último proceso erosivo tan solo ha comenzado a ser reconocida recientemente, como ha ocurrido también con el sellado por asfaltización. La tipología de los procesos erosivos y su cuantificación. Como hemos comentado, la erosión del suelo incluye varios procesos diferentes. Su caracterización y definición permite llegar a la siguiente clasificación Calificación de los procesos erosivos: 1. Impacto de las gotas de lluvia sobre el suelo: Dispersión de los agregados del suelo en sus partículas elementales (texturales). Puede formarse una costra superficial o un sello (sellado) que impide una adecuada infiltración del agua generando su pérdida por escorrentía superficial. 2. Erosión laminar: Pérdida de suelo generada por circulación superficial difusa del agua de escorrentía. 3. Erosión en Surcos: Suelo arrastrado por el flujo del agua que se canaliza y jerarquiza generando surcos. 4. Erosión en Cárcavas: Suelo arrastrado por el agua que al generar cárcavas (estas suelen comenzar en forma de surcos) 5. Erosión en “Badlands”: Erosión en cárcavas profundas generalizada, que llega a eliminar toda la capa de suelo dando lugar a un paisaje “abarrancado”. 6. Erosión por sufusión (Piping): Desarrollo de una red de drenaje sub-superficial que termina por colapsarse. Suele acompañar a los paisajes de “bandalnds) 7. Bio-erosión: erosión de las capas subsuperficiales del suelo causada por la acción de organismos vivos. 8. Erosión Mecánica: Pérdida de suelo causada por las labores de la labranza. 9. Nivelamiento del terreno: Pérdida de suelo debida a la modificación humana del perfil original de una ladera o la construcción de terrazas. 10. Erosión de los cauces fluviales: Génesis de paisajes fluviales por incisión de las aguas pluviales o por el desplazamiento lateral de los propios cursos (erosión de márgenes fluviales) 11. Erosión costera o litoral: Erosión costera debida al efecto del oleaje y las mareas, por la que el mar gana terreno en detrimento de las superficies emergidas. 12. Erosión glaciar: Génesis de los paisajes frías, glaciares y periglaciares a causa de los flujos de hielo. Su avance suele acarrear la pérdida total de los suelos. 13. Deslizamientos de masa someros: Desplazamiento de suelo y a veces regolito que deja una cicatriz en hondonada y un lóbulo frontal sobresaliente. A menudo, muchos deslizamientos someros evolucionan hacia flujos de clastos (piedras, cantos bloques de rocas). En principio, si no actúan otros procesos erosivos se puede hablar más de desplazamiento que de pérdida del recurso. 14. Erosión Eólica o deflación: Pérdida del suelo debido al efecto erosivo del viento el consiguiente arrastre de los materiales edáficos arrancados. 15. Erosión eólica: corrosión desprendimiento de partículas (abrasión) debido al impacto de partículas previas suspendidas o arrastradas por el viento que genera modelados o esculpidos muy característicos y a veces bellos que reciben diversas denominaciones.5 5 http://www.madrimasd.org/blogs/universo/2006/03/11/15557
  • 7. CIENCIAS DE LA TIERRA PROFESOR EMANUEL VICO 6 ● Identificación de algunos rasgos específicos (Elementos estructurales, texturales y composicionales) de rocas y minerales para reconstruir sus orígenes y parte de su historia (Ambiente y momento de formación). Clasificación, Características y Tipos de rocas. Definición de Rocas. Las rocas son agregados naturales presentes en la Tierra en masas de grandes dimensiones. Estas rocas están formadas por uno o más minerales. En cualquier roca pueden existir minerales principales, por los cuales se clasifican, y otros accesorios, cuya presencia no es decisiva para dicha clasificación. También tenemos rocas compuestas por un solo mineral. Existen diferentes tipos de rocas que pueden ser divididas o clasificadas en tres grandes grupos según su origen: ígneas, metamórficas y sedimentarias. Para la clasificación de las rocas se pueden tomar criterios como la composición química, la textura, la permeabilidad, entre otros, aunque el criterio más utilizado es el origen de las mismas, o sea, la manera en que se formaron. Clasificación de los tipos de Rocas: Tipos de rocas sedimentarias: Detríticas: se forman a partir de la sedimentación de trozos de otras rocas después de una fase de transporte. Se clasifican de acuerdo a los tamaños de los trozos que las componen. Conglomerados: están constituidas por trozos de tamaño grande. Areniscas: poseen granos de tamaño intermedio. Limos y arcillas: poseen trozos muy pequeños. Químicas y orgánicas: se forman a partir de la precipitación de determinados compuestos químicos en soluciones acuosas o bien por acumulación de substancias de origen orgánico. Un ejemplo de esta roca es la roca caliza, formada en su mayor parte por restos de organismos como corales, algas, etc. Los carbones y petróleos son rocas sedimentarias orgánicas, originadas a partir de la acumulación de restos de materia orgánica. Las rocas tienen una diversidad de usos para el ser humano, desde la fabricación de utensilios a partir de la arcilla, embellecimiento del hogar, hasta la creación de energía con la utilización del petróleo.6 ● Interpretación de las geoformas como expresión superficial de las interacciones entre procesos endógenos y exógenos. Geoforma: Una geoforma es un cuerpo tridimensional: tiene forma, tamaño, volumen y topografía, elementos que generan un relieve. El primer paso para reconocerlas es identificar las geoformas con su topografía, drenaje, textura, tono, vegetación natural y uso del suelo. Una geoforma está compuesta por materiales que le son característicos: como grava, arena, limo, arcilla o cuerpos de rocas; tiene una génesis y por lo tanto una dinámica que explica los materiales que la forman. Utilizando fotografías aéreas se puede inferir que el tono y la textura dependen de la vegetación, que el uso del suelo permite hacer asociaciones con aptitudes, que las formas de erosión permiten deducir el grado de consolidación de los materiales y el origen. La topografía a su vez, está relacionada con la pendiente, y puede ser: plana, ondulada, quebrada o escarpada; donde existen entrantes o salientes del terreno son factibles los cambios litológicos. En síntesis, podemos decir que las geoformas son generadas por Procesos Morfogenéticos de carácter Endógeno (Procesos Internos) y Exógeno (Procesos Externos) y que ambos generan relieves positivos y negativos.7 ● Descripción desde una perspectiva histórica y actual de la dinámica de la tierra tomando en cuenta las interacciones entre los distintos subsistemas que la componen. Antecedentes Históricos En la época que floreció el pensamiento clásico, base de la civilización occidental, se tenían ideas, algunas de ellas muy claras, con respecto a las ciencias naturales y, por ende, a las ciencias de la tierra. Entre esas ideas se tienen las de: o Aristóteles (384 – 322 AC), el gran filósofo griego, sostenía que la materia puede ser dividida en cuatro elementos: aire, fuego, tierra y agua. o Strabon (63 AC ), otro filósofo griego, reconoció que el mar había una vez cubierto la tierra. La Edad Media retardó la adquisición del conocimiento científico, aunque existieron excepciones en el caso de temas relacionados a las ciencias de la tierra, como con el poeta Boccaccio, el sabio árabe Avicena y algunos otros. El siglo XV marca el inicio de una nueva corriente de pensamiento en el conocimiento de la cultura occidental, denominada Renacimiento, que significó un cambio drástico en las artes y ciencias y en la manera de enfrentar la vida, lo que se continuó en los siguientes siglos. Estos avances constituyen la base de la cultura occidental moderna y, en cuanto a las ciencias de la tierra, se pueden destacar: o Leonardo da Vinci (1.452 – 1.519), quien reconoció el verdadero origen de los fósiles como restos de organismos marinos que se habían acumulado en el fondo de mares antiguos, al norte de Italia. 6 https://ingenieros-ambientales.blogspot.com/2013/04/clasificacion-caracteristicas-y-tipos.html 7 http://www0.unsl.edu.ar/~geo/materias/Elementos_de_Geologia/documentos/contenidos/apoyo_teorico/APU-2011- GeomorfologIa.pdf
  • 8. CIENCIAS DE LA TIERRA PROFESOR EMANUEL VICO 7 o Nicolás Steno (1.638 – 1.687), un danés que estudió Medicina, fue uno de los más destacados geólogos de su tiempo, patentando el principio de superposición de capas. Muchos de los sabios que llevaron a cabo estudios de la tierra en los siglos XVII y XVIII eran teólogos que esperaban encontrar pruebas del Diluvio Universal en los estratos de la corteza terrestre. Pero los más liberales fueron juzgados por la iglesia: o George Buffon (1.707 – 1.788), el primer gran naturalista que presentó un trabajo coherente sobre la teoría de la tierra, fue obligado a retractarse de sus puntos de vista ante la Facultad de Teología de la Sorbona. o James Hutton (1.726 – 1.797), educado en Medicina en Edimburgo, París y Leiden, fue el primero en dar un conocimiento moderno de la Geología en su libro Teoría de la Tierra. Fundó la Escuela Plutonista, que se opuso en sus ideas a la Escuela Neptunista comandada por Abraham Gottlob Werner (1.749 – 1.817) en Freiberg (Alemania), que proponía que las rocas habían sido formadas en agua, aún el granito y el basalto. Hutton, como líder del otro grupo, probó que estas rocas se habían formado a partir de un estado incandescente. Pero, sobre todo, Hutton estableció el Principio de Uniformismo, que dice: “el presente es la clave del pasado”. La lógica de la Geología de Hutton era tan lúcida que ganó muchos seguidores y colaboradores. Uno de los más entusiastas fue John Playfair (1.748 – 1.819), quien realizó el libro Ilustraciones de la Teoría Huttoniana de la Tierra, publicado en 1.802. o Georges Cuvier (1.769 – 1.832) hizo estudios en fósiles de vertebrados y, al ver la gran diferencia que se presentaba entre fósiles de estratos sucesivos, pensó que de tiempo en tiempo ocurrían grandes catástrofes que prácticamente acababan con toda la vida del planeta. A esta corriente de pensamiento geológico se la denominó Catastrofismo. Es considerado también como el padre de la Paleontología Moderna. o William Smith (1.769 – 1.839), ingeniero de caminos inglés, le dio aplicación práctica a la Geología por medio de la Estratigrafía Aplicada. En el año de 1.815 publica un Mapa geológico de Inglaterra, Gales y parte de Escocia que se convierte en el primer mapa geológico. También es el primero que realiza una columna litológica y un corte geológico. o Alfred Wegener (1.880 – 1.930), meteorólogo alemán, para el año de 1.915 publica su libro El Origen de los Continentes y Océanos, donde da a conocer mediante evidencias lo que corresponde a las ideas actuales de Deriva Continental y Despliegue del Fondo Oceánico. Como ciencia mayor, la geología no sólo implica el estudio de la superficie terrestre, también se interesa por el interior del planeta. Este conocimiento es de interés científico básico y está al servicio de la humanidad. De esta forma, la geología aplicada se centra en la búsqueda de minerales útiles en el interior de la tierra, la identificación de entornos estables, en términos geológicos, para las construcciones humanas y la predicción de desastres naturales asociados con las fuerzas geodinámicas que se describen más adelante. Aunque cada ciencia de la Tierra tiene su enfoque particular, todas suelen superponerse con la geología. De esta forma, el estudio del agua de la Tierra en relación con los procesos geológicos requiere conocimientos de hidrología y de oceanografía, mientras que la medición de la superficie terrestre utiliza la cartografía (mapas) y la geodesia (topografía). El estudio de cuerpos extraterrestres, en especial de la Luna, de Marte y de Venus, también aporta pistas sobre el origen de la Tierra. Estos estudios, limitados en un primer momento a las observaciones telescópicas, recibieron un gran impulso con la exploración del espacio que se inició en la década de 1960. ¿Cómo participa la geología en nuestra vida cotidiana? La geología es una disciplina relativamente reciente en comparación con otras ciencias básicas y naturales. Sin embargo, el impacto del conocimiento geológico en el desarrollo económico y social del país ha sido determinante en los últimos 50 años. Especialmente significativo es el aporte de esta ciencia en el descubrimiento y explotación de grandes yacimientos minerales, en el apoyo a obras de ingeniería y en la prevención de riesgos naturales.8 ● Reconocer a la tectónica de placas como la más reciente teoría geológica que permita comprender el funcionamiento de la tierra, interpretando sus fundamentos (Cronológicos y paleomagnéticos de la expansión del fondo oceánico y la deriva de los continentes), así como las teorías previas a ella. La Teoría de la Tectónica de Placas y la Deriva Continental. Antecedentes históricos. En 1885 y basándose en la distribución de floras fósiles y de sedimentos de origen glacial, el geólogo suizo Suess propuso la existencia de un supercontinente que incluía India, África y Madagascar, posteriormente añadiendo a Australia y a Sudamérica. A este supercontinente le denominó Gondwana. En estos tiempos, considerando las dificultades que tendrían las plantas para poblar continentes separados por miles de kilómetros de mar abierto, los geólogos creían que los continentes habrían estado unidos por puentes terrestres hoy sumergidos. El astrónomo y meteorólogo alemán Alfred Wegener (1880-1930) 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. Su libro Entstehung der Kontinente und Ozeane (La Formación de los Continentes y Océanos; 1915) tuvo poco reconocimiento y fue criticado por falta de evidencia a favor de la deriva, por la ausencia de un mecanismo que la causara, y porque se pensaba que tal deriva era físicamente imposible. 8 https://bibliotecadeinvestigaciones.wordpress.com/ciencias-de-la-tierra/geologia/
  • 9. CIENCIAS DE LA TIERRA PROFESOR EMANUEL VICO 8 Los principales críticos de Wegener eran los geofísicos y geólogos de los Estados Unidos y de Europa. Los geofísicos lo criticaban porque los cálculos que habían llevado a cabo sobre los esfuerzos necesarios para desplazar una masa continental a través de las rocas sólidas en los fondos oceánicos resultaban con valores inconcebiblemente altos. Los geólogos no conocían bien las rocas del hemisferio sur y dudaban de las correlaciones propuestas por el científico alemán. A pesar del apoyo de sus colaboradores cercanos y de su reconocida capacidad como docente, Wegener no consiguió una plaza definitiva en Alemania y se trasladó a Graz, en Austria, donde fue más ampliamente reconocido. 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. Du Toit también propuso una reconstrucción de Gondwana basada en el arreglo geométrico de las masas continentales y en correlación geológica. Hoy en día el ensamble de los continentes se hace con computadoras digitales capaces de almacenar y manipular enormes bases de datos para evaluar posibles configuraciones geométricas. Sigue habiendo cierto desacuerdo en cuanto a la posición de los distintos continentes actuales en Gondwana. Los datos a favor de un supercontinente. La glaciación de Gondwana. La expansión de los casquetes polares durante las glaciaciones deja huellas en el registro geológico como lo son depósitos de material acarreado por el hielo y marcas de abrasión en rocas que estuvieron en contacto con las masas de hielo durante su desplazamiento. Ambos de estos tipos de evidencia de un evento glacial pérmico (hace 280 millones de años) han sido reportados en Sudamérica, África, India, Australia y Antártida. En las reconstrucciones de Gondwana, las áreas afectadas por la glaciación son contiguas a pesar de ocupar lo que hoy en día son distintos continentes. Inclusive las direcciones de flujo del hielo, obtenidas a partir de las marcas de abrasión, son continuas de África occidental a Brasil y Argentina así como lo son de Antártida a India. Datos litológicos y estructurales. Las distribuciones de rocas cristalinas, rocas sedimentarias y yacimientos minerales forman patrones que continúan ininterrumpidos en ambos continentes cuando Sudamérica y Africa son restituidos cerrando el océano Atlántico. Por ejemplo, las cadenas montañosas orientadas E-W que atraviesan Sudáfrica continúan cerca de Buenos Aires, Argentina. Los estratos sedimentarios tan característicos de sistema Karoo en Sudáfrica, que consisten en capas de arenisca y lutita con mantos de carbón, son idénticos a los del sistema Santa Catarina en Brasil. Datos paleontológicos Estudios de la distribución de plantas y animales fósiles también sugieren la existencia de Pangea. Impresiones de hojas de un helecho, Glossopteris, están ampliamente distribuidas en rocas de África, Sudamérica, India y Australia. La reconstrucción de Gondwana restringe el área de influencia de Glossopteris a una región contigua del supercontinente. La distribución de fósiles de vertebrados terrestres también apoya esta interpretación. La existencia de tetrapodos en todos los continentes durante el Triásico es una indicación de que había conexiones terrestres entre las masas continentales. En particular 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.
  • 10. CIENCIAS DE LA TIERRA PROFESOR EMANUEL VICO 9 Hoy en día la idea de que los continentes actuales estuvieron unidos formando Pangea en el Permo-Triásico, y que empezaron a disgregarse a partir del Jurásico, es aceptada con pocas reservas. Examinaremos ahora los mecanismos para la deriva continental. El rompecabezas de placas tectónicas. Después de que los geofísicos habían sido los más asiduos críticos de la hipótesis de deriva continental, es curioso que la evidencia más contundente que finalmente se acumuló a favor de la hipótesis haya sido precisamente de índole geofísica. 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. Después de la Segunda Guerra Mundial, y en gran medida por razones militares, se desarrolló la nueva ciencia de la oceanografía, durante los años 50. Los oceanógrafos documentaron la presencia de una enorme cadena montañosa submarina en el medio del Atlántico Norte que se levantaba más de 2,000 m sobre los abismos de aproximadamente 4,000 m de profundidad a cada lado. A principios de los años 60 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. En 1963, los geofísicos ingleses Frederick Vine y Drummond Matthews, de la Universidad de Cambridge, publicaron un artículo en la revista Nature donde presentaron datos a favor de la brillante pero especulativa idea de Hess. En este artículo, Vine y Matthews reportaron mediciones de anomalías magnéticas en los fondos marinos al sur de Islandia, obtenidas mediante un magnetómetro muy sensible remolcado por un buque. Los registros magnetométricos indicaban patrones lineales muy claros de anomalías magnéticas positivas (donde la fuerza magnética era mayor que el promedio) y negativas (donde la fuerza magnética era menor que el promedio). Las anomalías magnéticas eran también simétricas con respecto al eje de la cadena montañosa del fondo marino.
  • 11. CIENCIAS DE LA TIERRA PROFESOR EMANUEL VICO 10 Esta observación encajaba con la del francés Bernard Bruhnes, quien en 1906 había propuesto que el campo magnético terrestre se invertía más o menos cada medio millón de años. 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.9 ● Utilización de la teoría de tectónica de placas para interpretar la relación entre los cambios en la configuración continental y expansión del fondo oceánico, en la biodiversidad del planeta, la actual distribución de zonas sísmicas y volcanes y la alineación de las grandes cordilleras. (Superficiales y submarinas), así como la diferencia genética entre los arcos insulares y las islas volcánicas aisladas. Cinturón de Fuego del Pacífico. El Cinturón de Fuego del Pacífico (o Anillo de Fuego del Pacífico) está situado en las costas del océano Pacífico y se caracteriza por concentrar algunas de las zonas de subducción más importantes del mundo, lo que ocasiona una intensa actividad sísmica y volcánica en las zonas que abarca. Incluye a Chile, Argentina, Bolivia, Perú, Ecuador, Colombia, Panamá, Costa Rica, Nicaragua, El Salvador, Honduras, Guatemala, México, Estados Unidos, Canadá, luego dobla a la altura de las islas Aleutianas y baja por las costas e islas de Rusia, Japón, Taiwán, Filipinas, Indonesia, Malasia, Timor Oriental, Brunéi, Singapur, Papúa Nueva Guinea, Islas Salomón, Tonga, Samoa, Tuvalu y Nueva Zelanda. El lecho del océano Pacífico reposa sobre varias placas tectónicas que están en permanente fricción y por ende, acumulan tensión. Cuando esa tensión se libera, origina terremotos en los países del cinturón. Además, la zona concentra actividad volcánica constante. En esta zona las placas de la corteza terrestre se hunden a gran velocidad (varios centímetros por año) y a la vez acumulan enormes tensiones que deben liberarse en forma de sismos. El Cinturón de Fuego se extiende sobre 40 000 km (25 000 millas) y tiene la forma de una herradura. Tiene 452 volcanes y concentra más del 75 % de los volcanes activos e inactivos del mundo.1 Alrededor del 90 % de los terremotos del mundo y el 80 % de los terremotos más grandes del mundo se producen a lo largo del Cinturón de Fuego. La segunda región más sísmica (5-6 % de los terremotos y el 17 % de terremotos más grandes del mundo) es el cinturón alpino, el cual se extiende desde Java a Sumatra a través del Himalaya, el Mediterráneo hasta el Atlántico. El cinturón de la dorsal Mesoatlántica es la tercera región más sísmica. El Cinturón de Fuego del Pacífico también alberga la mayoría de los supervolcanes del planeta; erupciones históricas de estas magnitudes, que se conocen como erupciones VEI=8, han causado numerosos estragos a escalas globales e incluso extinciones masivas de especies. El Cinturón de Fuego es el resultado directo de la tectónica de placas, el movimiento y la colisión de las placas de la corteza terrestre.4 La parte sur es más compleja, con una serie de pequeñas placas tectónicas en colisión con la placa del Pacífico, desde las Islas Marianas, Filipinas, Bougainville, Tonga y Nueva Zelanda. Indonesia se encuentra entre el cinturón de Fuego a lo largo de las islas adyacentes del noreste, incluyendo Nueva Guinea, y el cinturón Alpide a lo largo del sur y oeste de Sumatra, Java, Bali, Flores y Timor.10 Las formaciones montañosas más conocidas. ¿Qué son y cómo se forman las cordilleras? ¿Qué es una cordillera? Los Andes, los Pirineos, el Himalaya… estas son algunas de las cordilleras más famosas del mundo. Unos grandes paisajes que pueden definirse como una serie de montañas enlazadas entre sí que se extienden sobre la superficie de un terreno. Es decir, un conjunto de montañas que se sitúan juntas en el mismo punto de terreno y entre las que existen diferentes conexiones. Una formación compleja Para poder hablar de la formación de estos rascacielos naturales debemos fijarnos en el concepto de orogénesis. También conocido como orogenia, es el proceso a través del cual las cordilleras se forman o 9 http://www.geologia.unam.mx:8080/igl/index.php/difusion-y-divulgacion/temas-selectos/568-la-teoria-de-la-tectonica-de- placas-y-la-deriva-continental 10 https://es.wikipedia.org/wiki/Cintur%C3%B3n_de_Fuego_del_Pac%C3%ADfico
  • 12. CIENCIAS DE LA TIERRA PROFESOR EMANUEL VICO 11 rejuvenecen gracias a la acción y el movimiento de las distintas placas tectónicas. Unos desplazamientos que son capaces de acumular grandes sedimentos en los bordes continentales, formándose así impresionantes montañas de miles de metros de altura. Un proceso en el que el agua, el viento y la vegetación influyen mucho a la hora de moldear los bordes de las mismas. Tipos de cordilleras: Podemos diferenciar tres tipos de cordilleras: 1. Cordilleras Intercontinentales: Producidas por medio de una fuerte colisión entre dos placas tectónicas. Suelen ser las más altas, por ejemplo: el Himalaya 2. Cordilleras Perioceánicas: Surgen debido a la compresión de sedimentos que proviene de la subducción de una placa oceánica con una placa continental. Un claro ejemplo es la cordillera de los Andes. 3. Cordilleras Intracontinentales: Son las que se forman en el interior de las propias placas tectónicas, dejando de lado los bordes. Además, están formadas por la acumulación de sedimentos. Los Pirineos son un claro ejemplo de ello.11 Arco insular. Un arco insular o arco de islas es una clase de archipiélago formado por la tectónica de placas a medida que una placa tectónica en el océano protagoniza una subducción contra otra y surge magma. Los arcos insulares son de los dos principales tipos de arcos volcánicos el otro siendo los arcos continentales (ej. Cinturón volcánico de los Andes) aunque existen muchos casos intermedios como lo es Nueva Zelanda, el Arco Volcánico Centroamericano y el Arco de Sonda. Formación de un arco insular. En una zona de subducción, el borde de una placa se desliza por debajo de la otra, oprimiéndola. Cuando un continente se encuentra próximo a una zona de subducción, surgen a lo largo de su línea costera volcanes que actúan como válvulas naturales para liberar la presión del interior de la Tierra, producida por el empuje de la placa en subducción contra la placa oprimida. Las temperaturas y la presión (que aumentan con la profundidad) generan la volatilización de parte de los componentes de la placa en subducción provocando la fusión de su manto y generan un magma de baja densidad que asciende desde la litosfera a través de la corteza terrestre a la superficie. Pero de no existir tierras cercanas a una zona de subducción, la resultante cadena de volcanes emergerá desde el fondo marino constituyendo islas volcánicas y presentará la forma de un arco paralelo al límite de la placa presionada y convexo en relación con la placa en subducción. Esto es consecuencia de la geometría de la placa esférica que se comprime a lo largo del borde de una superficie esférica. Otras consecuencias de la subducción. Cercano al arco insular (del lado que da al borde de la zona de subducción) se produce una profunda y estrecha fosa oceánica que evidencia, a nivel de la corteza, el punto en que se produce el fenómeno de la subducción entre placas convergentes. Esta fosa es creada por la fricción del empuje hacia abajo que sufre el borde de una placa cuando el borde de otra se desliza por debajo de ella. Dicha fricción es la causa de numerosos terremotos a lo largo de la línea de subducción que tienen epicentros sísmicos a grandes profundidades bajo la corteza terrestre. Las cuencas oceánicas que están en proceso de reducción debido a subducciones son llamadas "océanos remanentes" o "residuales" ya que se encogerán lentamente quedando comprimidos al producirse la subsiguiente colisión orogénica. Este proceso se ha producido una y otra vez en la historia geológica de la Tierra.12 Isla volcánica. Las islas volcánicas son conjuntos de islas situadas comúnmente en zonas donde convergen las placas tectónicas. Nacen como volcanes en el fondo del mar y a lo largo de millones de años emergen a la superficie del océano convirtiéndose así en islas. Están formadas por las erupciones sucesivas de un volcán, que hace que su cráter se vaya elevando por encima del nivel del mar y forme una isla. Muchas de estas islas son inestables y pueden igualmente desaparecer en algunos meses o años después de su emergencia. Una de las últimas formadas, que continúa agrandándose en torno a tres cráteres que expulsan regularmente la lava está ubicada frente a Japón en el archipiélago Ogasawara. Islas de punto caliente. Un último tipo de isla volcánica se forma al nivel de los puntos calientes volcánicos. Un punto caliente está más o menos estacionario en relación a la placa tectónica en movimiento por encima de él. Así un canal de islas emerge cuando la placa se mueve. En largos periodos, este tipo de isla es finalmente erosionado y sumergido por el ajuste isostático para quedar reducida a un monte submarino. El movimiento de las placas al nivel de un punto caliente produce una línea de islas orientadas en la dirección del movimiento de la placa. Por ejemplo, las islas Hawaï, de Hawaï al atolón Kure, que se extienden luego bajo la superficie del océano, toman la dirección norte al nivel del monte submarino del Emperador. La isla Tristán da Cunha es un ejemplo de punto caliente volcánico en el océano Atlántico y la isla de la Reunión es también una isla formada a partir de un punto caliente, pero en el Océano Índico.13 11 https://okdiario.com/curiosidades/2017/03/14/que-como-forman-cordilleras-822596 12 https://es.wikipedia.org/wiki/Arco_insular 13 https://es.wikipedia.org/wiki/Isla_volc%C3%A1nica
  • 13. CIENCIAS DE LA TIERRA PROFESOR EMANUEL VICO 12 ● Interpretación de los procesos modeladores endógenos (Tectónica de placas, vulcanismo) y procesos modeladores exógenos (Eólico, hídrico, glaciario y de remoción en masa: Sus geoformas de erosión y acumulación) Los procesos terrestres internos y externos. Dinámica terrestre. En la asignación “Ciencias de la Tierra” un proceso es un conjunto de mecanismos que operan en un lugar o espacio determinado y que producen un cambio o transformación. Los procesos geológicos responsables del relieve terrestre se pueden clasificar en exógenos o externos y endógenos o internos. La energía que mueve estos procesos está relacionada con las fuerzas naturales del planeta; los dos grupos de procesos interaccionan permanentemente como parte del sistema global de la Tierra. Los agentes exógenos responsables de los cambios geológicos son de tres tipos: ▪ Atmosféricos ▪ Biológicos ▪ Hidrológicos Los atmosféricos son el viento, la temperatura, los rayos, los meteoritos. El viento es responsable de la erosión eólica, proceso extremadamente lento, que se evidencia más en los climas áridos y semi-áridos, donde hay escasa vegetación: la superficie no está protegida, por eso el viento toma los sedimentos secos y sueltos y los transporta en función de su velocidad, hasta un lugar donde esta disminuye con las consecuente acumulación y formación de dunas. Las dunas son los rasgos más comunes de la sedimentación eólica y pueden adoptar diferentes formas según su orientación con respecto al viento: la forma y la orientación sirven para clasificar las dunas que son transversales ( con crestas o lomas onduladas orientadas perpendicularmente respecto a la dirección del viento, tipo una parte de los Médanos de Coro, Venezuela);longitudinales ( lomas estrechas y alargadas en la dirección del viento, separadas por depresiones o corredores, presentes también en los Médanos); y las barcanas (en forma de media luna con las puntas orientadas en la dirección del viento, son dunas aisladas y estas también se encuentran en los Médanos). La temperatura, por primera cosa, con sus diferencias, provoca fuertes tensiones en las rocas, que lentamente se desintegran, En las rocas agrietadas, se deposita el rocío, las aguas fluviales y de lluvia que con el transcurrir del tiempo, expuestas a cambios de temperatura, provocan la lixiviación natural. Los rayos pueden provocar grandes incendios forestales, que dejan el terreno expuesto a la erosión. Los meteoritos producen grandes cráteres de impacto, y, en particular, en América (Canadá, EUA y México) se pueden observares algunos de los cráteres más grandes de la superficie terrestre (cuenca de Sudbury en Canadá y cráter de Chicxuluben la península de lo Yucatán en México). Los agentes biológicos son las plantas, los animales y todos los seres vivientes de nuestro planeta. Las plantas, recubren la superficie y evitan la erosión del suelo, pero también, con sus raíces, son capaces de destruir las rocas, alterarlas con el ayuda del agua, extrayendo los minerales que ellas necesitan. De la lenta descomposición de las plantas se originan humus, turba, antracita etc. Algunos animales ejercen su acción destructiva en la superficie, especialmente los rumiantes y roedores. Otros como por ejemplo los corales, formando arrecifes, resguardan las islas de la acción de las olas del mar. El ser humano es el agente biológico más importante por su acción destructiva a todos los niveles. Desde hace siglos es la principal causa de la deforestación de grandes zonas del planeta: se talaban los árboles para conseguir nuevos terrenos para la agricultura y utilizar las maderas para construcción de viviendas, barcos, o para la calefacción. Desde el siglo XIX su acción se ha vuelto más dañina, con el nacimiento de la industria que produce desechos contaminantes y por la explotación petrolera y de otros minerales. Por agentes hidrológicos se entiende el agua en sus diferentes manifestaciones: mar, ríos, lagos, glaciares y agua de lluvia. El agua es siempre el más importante agente exógeno del modelado terrestre; en el ciclo geológico, las operaciones que rebajan o destruyen el relieve terrestre se denominan denudación y esas son: ● Meteorización ● Transporte ● Erosión ● Sedimentación Por meteorización se entiende la desagregación o alteración de las rocas por acción del agua, hielo (también las plantas son las responsables). Transporte es el traslado de los materiales meteorizados por los ríos, mar, hielo (también por gravedad o por el viento). Erosión se utiliza comúnmente como sinónimo de transporte porque es el resultado final de la meteorización y del transporte. La sedimentación es la acumulación de los materiales transportados en el mar, lago, río o en llanuras, piedemontes y valles; los deltas, playas y dunas resultan de este proceso. Más especificadamente: los ríos como agentes hidrológicos modifican el relieve con la sedimentación formando llanuras de inundación y deltas y con la erosión forman terrazas;
  • 14. CIENCIAS DE LA TIERRA PROFESOR EMANUEL VICO 13 el mar con la sedimentación forma: playas, lagunas, tómbolos (estrechas lenguas de tierra que unen una isla a la tierra firme), y con la erosión: acantilados, plataforma de abrasión (espacio llano situado al frente del acantilado por erosión del mismo), cuevas, arcos, agujas; y el hielo de los glaciares forma por sedimentación las morrenas (depósitos de materiales arrasados por el glacial) y por erosión circos (depresiones semi-circulares de paredes escarpadas), valles, estrías (rayaduras en las rocas), aristas (crestas agudas que separan dos circos vecinos) y picos piramidales. Las aguas de lluvia ejercen una acción erosiva en la superficie y las que se infiltran en el terreno forman capas acuíferas, cavernas. Su acción es también disolvente con las rocas, especialmente con las rocas calizas y química transformando los materiales con los cuales viene en contacto. Los agentes endógenos son de tres tipos: ▪ Sísmicos ▪ Tectónicos ▪ Volcánicos Los sísmicos son los terremotos y maremotos, mejor conocidos como “tsunami” en la actualidad. Los terremotos son movimientos bruscos de la corteza terrestre y se diferencian en terremotos y tsunami dependiendo del hipocentro de los mismos: si está situado en tierra firme se habla de terremoto y si está situado debajo del mar, las grandes olas que generan toman el nombre de tsunami. El hipocentro es donde, en el interior de la Tierra se genera el terremoto (se define superficial cuando está situado entre los 70 km de profundidad, pero puede generarse hasta los 700 km de profundidad, en el interior de la Tierra), mientras que el epicentro es el punto directamente arriba del hipocentro, en la corteza terrestre. Los terremotos son provocados por acumulación de energía (más que todo de origen tectónica) en el interior de la corteza terrestre que en algún momento tendrá que liberarse. Su magnitud se mide con la escala de Richter, que representa la energía sísmica liberada en cada terremoto y es basada en el registro del sismógrafo. Las zonas con mayor actividad sísmica son: el “cinturón de fuego del Pacifico”, la “franja mediterráneo-asiática” y las “dorsales oceánicas”. Los tectónicos se dividen en movimientos epirogénicos y orogénicos, agentes modificadores muy lentos. Los epirogénicos son ascensos o descensos (movimientos verticales) de la corteza terrestre, de extrema lentitud y afectan a los continentes: se pueden notar en playas levantadas sobre el nivel del mar, o en tierras sumergidas por el avance de los mares (Escandinavia, Canadá y el norte de Estados Unidos se levantaron por procesos epirogénicos en el post- glacial). Los movimientos orogénicos producen deformaciones y plegamientos de los estratos por causas horizontales formando así las montañas; están concentrados en dos cinturones el peripacifico y el mesogeico. Los volcánicos son el magmatismo que puede ser externó y se conoce como volcanismo (el magma sale de la corteza terrestre en erupciones de diferentes tipos), o interno y se conoce como plutonismo (los magmas se solidifican internamente). La energía calorífera interna (entre 700-1500° C) funde los materiales y genera el magma que es una mezcla de sólidos (cristales y fragmentos de rocas), líquidos (en su mayoría, silicatos) y gases (hidrógeno, oxígeno). Las erupciones de los volcanes pueden ser de tipo: ▪ Hawaiano: hay muy poca explosiones y proyecciones, da lugar, sobre todo, a coladas de lava fluida. Forma grandes volcanes de conos muy planos pero cuyo diámetro puede alcanzar varias decenas de km. ▪ Peleano: recibe su nombre de las observaciones realizadas en la montaña Pelée en la isla de la Martinica. Su principal característica es la emisión de nubes ardientes, suelen producirse también lavas muy viscosas que fluyen con dificultad y que puede alzarse en forma de agujas en el seno del cráter. ▪ Estromboliano: en el archipiélago de las islas Lipari (Italia) está el volcán Strómboli que se caracteriza por erupciones explosivas con gases y cenizas; el penacho volcánico, en forma de sombrilla, puede subir muy arriba antes de provocar la lluvia de cenizas. ▪ Vulcaniano: Vulcano, vólcan situado también en las islas Lipari, se caracteriza por la eyección violenta de lavas viscosas, gases y cenizas que forman bombas volcánicas. El nombre de la isla y de allí de los volcanes deriva de Vulcano, el dios del fuego de la mitología romana.14 ● Interpretación de los procesos geomorfológicos derivados del cambio climático y algunas actividades antrópicas; por ejemplo, remoción en masa, erosión hídrica y eólica, variación de glaciares, etcétera. EL UNIVERSO CLIMATICO Y SU INFLUENCIA. La mayoría de los procesos y fenómenos geomorfológicos (físicos, químicos y/o biológicos) que se desarrollan sobre la superficie terrestre dependen de las características y funcionamiento del universo climático. Entre ellos podemos mencionar los distintos tipos de meteorización, procesos edafogénicos, movimientos colectivos, etc. y en definitiva los distintos sistemas de modelado que se desarrollan en cada tipo de clima conformando así paisajes totalmente diferenciados. Las características de estos resultan de la interacción del comportamiento de sus elementos componentes (temperaturas, humedad y precipitaciones, etc.) y de la acción ejercida por los factores, tales como, por ejemplo: latitud, 14 https://oggisioggino.wordpress.com/2013/02/23/los-procesos-terrestres-internos-y-externos-dinamica-terrestre/
  • 15. CIENCIAS DE LA TIERRA PROFESOR EMANUEL VICO 14 altitud, orientación de las laderas, mayor o menor influencia del mar. Siempre debemos tener presente que los elementos climáticos actúan, sobre la superficie terrestre, en forma conjunta e interrelacionada, razón por la cual a veces, es un poco difícil establecer con precisión cual es la acción ejercida en forma aislada por cada uno de ellos. De los elementos del tiempo y del clima nos interesa especialmente el comportamiento de las temperaturas y precipitaciones asociadas, sin que ello implique desconocer los otros, ya que la acción de ambos se manifiesta de manera más evidente en el paisaje natural y su funcionamiento. Es importante destacar que, prácticamente, toda la energía que utiliza el universo climático para poner en movimiento sus mecanismos, fenómenos y comportamientos, incluso su autorregulación interna, proviene del Sol y es la atmósfera, la que, con su dinámica, junto con el de las masas oceánicas, distribuyen esa energía y mantienen el equilibrio térmico del planeta. Sabemos que las condiciones y características, de este universo controlante, varían permanentemente en el tiempo y en el espacio. Es así que hemos podido apreciar que, en muchos casos, cuando tratamos de entender ciertos procesos atmosféricos particulares y por ende su relación con el funcionamiento del sistema natural. Los efectos de las grandes emanaciones de cenizas volcánicas en las regiones intertropicales y que son transportadas a grandes distancias por los vientos, o bien los efectos de la Corriente del Niño, producto del recalentamiento de las aguas ecuatoriales del Pacífico y que determina un cambio en las características de la circulación atmosférica no solamente de esa parte del planeta, sino que también sus efectos se transmiten a grandes distancias con diferentes características y consecuencias: importantes sequías en algunos sectores, abundantes y/o excesivas precipitaciones con inundaciones poco habituales en otros y en ambos casos afectando o por exceso o por deficiencia de agua grandes extensiones de territorio, como así también valores extremos de temperaturas, fenómenos turbulentos del aire, etc., determinando por lo tanto un diferenciado o atípico comportamiento del clima y sus efectos sobre el sistema natural. Estos procesos recurrentes producen impacto no solamente sobre el medio ambiente sino también sobre el hombre, sus actividades y las obras por él realizadas. Evidentemente en estos casos el funcionamiento del sistema geomorfológico estará condicionado por el aporte de una cantidad distinta de materia, energía e información, que deberá procesarla, por ejemplo, en forma más rápida de lo que habitualmente lo hace, en consecuencia, los procesos que se desarrollen también podrán ser más rápidos en algunos casos, en otros los mismos serán totalmente diferentes. Si tomamos en consideración las abundantes precipitaciones podremos apreciar una serie de procesos que se producen en el sistema geomorfológico. Como sabemos las primeras lluvias, normalmente, son las que se infiltran en el suelo, alimentando también las napas freáticas que se van saturando poco a poco. La mayor o menor velocidad de infiltración dependerá de la mayor o menor permeabilidad o impermeabilidad de los mismos, como así también de las características topográficas del relieve. No debemos olvidar que un volumen considerable de esas aguas de infiltración con un cierto un tiempo de retardo son las que aportan caudales a los débitos de estiaje de los cursos de agua. Luego de saturados aquellos, las aguas escurren superficial o subsuperficialmente en función de la pendiente; en algunos casos hacia depresiones cerradas donde se acumulan o bien hacia los colectores fluviales. En este proceso transportan parte del material edáfico y orgánico para depositarlo en otro sitio. Si las lluvias son intensas y persistentes, a lo que podríamos sumar la dificultad que pueden tener para escurrirse, al disminuir la capacidad evacuadora del sistema poco a poco grandes espacios comienzan a cubrirse de agua e inundarse afectando, por ejemplo, áreas sembradas, espacios dedicados al pastoreo de los rebaños, zonas boscosas, centros urbanos, etc. En el primer caso los cultivos se pierden por ahogo de las plantas al estar los suelos sobresaturados de agua por mucho tiempo. Otro de los aspectos que se deben tener en cuenta son los tiempos de respuestas que poseen cada uno de los subsistemas tanto en situaciones "normales" como durante las "excepcionales" como así también saber, lo más aproximadamente posible, cómo funcionan o pueden funcionar cada uno de ellos a fin de tomar los recaudos más adecuados para tratar de minimizar los efectos negativos que puedan producir en el tiempo y en el espacio. Las sequías, que pueden durar varios meses, también afectan el comportamiento del sistema geomorfológico y sus efectos son tanto o más importantes que los producidos por causa de las abundantes precipitaciones y consecuentes inundaciones. Como consecuencia de la falta de agua pueden desarrollarse una serie de procesos entre los cuales podemos mencionar algunos. A la falta de precipitaciones debemos sumar el efecto de la alta evaporación y evapotranspiración, consecuencia de la insolación, que influye tanto en los suelos como en las formaciones vegetales que los mismos sustentan. Así, por ejemplo, debido a las causas mencionadas, se produce la desecación de los suelos. El agua que ascendió por capilaridad puede arrastrar compuestos químicos, como es el caso de las sales, las que se precipitan sobre la superficie al evaporarse el agua en el cual venían disueltas, formándose en consecuencia una costra que cubre el suelo produciendo su consecuente salinización y dificultando al sistema productivo agropecuario. En otros casos, la deficiencia de agua y humedad determina que numerosas especies se sequen y como consecuencia de ello se den condiciones propicias para que se produzcan importantes incendios, no solamente en las formaciones herbáceas sino también en las arbóreas. Por otra parte, al desaparecer la cobertura vegetal los suelos quedan totalmente desprotegidos y son muy susceptibles a la erosión eólica, la que produce decapitación de grandes extensiones o bien, cuando se producen intensas
  • 16. CIENCIAS DE LA TIERRA PROFESOR EMANUEL VICO 15 precipitaciones las aguas también realizan una importante acción erosiva y al igual que el viento transportan una gran cantidad de este material, a veces, a grandes distancias donde finalmente son depositados.15 ● Utilización de mapas topográficos y geológicos para representar el entorno. Los mapas geológicos y topográficos. Un mapa es una representación a escala de un conjunto de datos de toda o parte de la Tierra en un plano. En función de los datos que se quieran representar se pueden dibujar diferentes mapas. Los dos tipos de mapas utilizados por los geólogos son: ✔ El mapa topográfico que es la representación del relieve de una zona. ✔ El mapa geológico que es la representación de una serie de datos como son la litología, estructuras geológicas y edad de los materiales de una zona de la Tierra sobre un mapa topográfico. Un mapa topográfico, muestra información muy variada como la localización de cada punto, tamaño del área representada, formas de relieve y la altura de cada punto. En todos los planos topográficos se debe indicar la escala, la dirección del Norte geográfico y magnético, referencias GPS, símbolos, relación con otros planos, el organismo autor y el año de su elaboración. Cada punto de la superficie terrestre que figura en el mapa queda localizado en una cuadrícula mediante dos coordenadas: la latitud y la longitud. La latitud es la separación angular respecto a la línea de referencia, el ecuador. La longitud es la separación angular respecto a un meridiano de referencia, que en nuestro caso es el de Greenwich. Los círculos máximos que pasan por los polos geográficos se denominan meridianos geográficos. Los círculos que son perpendiculares a los meridianos se denominan paralelos geográficos. El cruce de ambos conjuntos de líneas define las cuadrículas en la que se localizan los puntos de la superficie terrestre y que nos permite tomar medidas y referencias. La relación existente entre las dimensiones del mapa y las reales se denomina escala. En los mapas topográficos utilizamos dos escalas. ✔ Numérica. Se expresa en forma de fracción en la que el numerador es siempre la unidad (1) mientras que el denominador es una cifra (50000 o 25000) que indica la cifra por la que hay que multiplicar una medida tomada en el mapa para obtener la distancia real. Como hemos indicado las escalas del mapa topográfico son 1:50000 y 1:25000. ✔ Gráfica. Se expresa en forma de una línea recta dividida en segmentos sobre cuyos límites aparecen números que indican el valor real en unidades de longitud de cada segmento. En el mapa aparecen también una serie de signos convencionales que amplían la información y que representan carreteras, pueblos, ríos, tendidos eléctricos, minas, tipo de vegetación, etc. Los sistemas de proyección producen deformaciones en los mapas tanto en las superficies, como en ángulos o en distancias. El mapa topográfico no es una excepción y utiliza un tipo de proyección denominada UTM o Universal Transversa de Mercator. En el mapa, la altitud suele representarse mediante líneas denominadas curvas de nivel. Quedan identificadas por su color marrón y porque siempre son líneas cerradas que unen todos los puntos que se encuentran a la misma altitud y nunca se cortan o se dividen. Se obtienen de la intersección con el relieve de planos horizontales, que quedan separados entre sí por una distancia constante. La separación entre dos curvas de nivel consecutivas recibe el nombre de equidistancia. Cada mapa tiene una equidistancia que viene indicada en él. Cuando observamos el mapa apreciamos que hay curvas de nivel cuyas líneas son de dos grosores: Curvas maestras. son las que presentan un grosor mayor en el trazo y vienen acompañadas de una numeración que indica la altitud, generalmente de 100 m entre una y otra. Su función es la de indicar la altura periódicamente sin necesidad de llenar el mapa de cantidades que dificultarían su uso. Curvas de nivel. Presentan un trazado más fino y no presentan numeración que indique su altitud. En los mapas topográficos estas curvas difieren en 20 m de altitud entre una y otra A partir de esta información se pueden identificar formas morfológicas en el terreno. Casi todas las formas o elementos que podemos determinar dependen de la pendiente o desnivel del terreno. La pendiente es la inclinación que tiene un terreno respecto a un plano horizontal. Podemos expresarla en forma de ángulo o en porcentaje. La pendiente se calcula a partir de dividir la altura entre dos puntos A y B definidos por dos curvas de nivel consecutivas entre la distancia horizontal de los dos puntos. Para calcular la distancia horizontal hay que medir con una regla la distancia entre los dos puntos y multiplicar el valor por el denominador de la escala del mapa (50000) y transformar los datos a metros. 15 http://cegae.unne.edu.ar/docs/articuloRolo.htm
  • 17. CIENCIAS DE LA TIERRA PROFESOR EMANUEL VICO 16 Se trata de un mapa geológico. Este mapa representa los datos geológicos de una zona, y sirve de resumen gráfico de las diferentes estructuras morfológicas presentes, los tipos de rocas, su edad o los tipos de suelos. Todos estos datos aparecen reflejados mediante un conjunto de símbolos característicos y un código de colores aceptados internacionalmente. Los mapas geológicos al igual que los mapas topográficos están realizados a una escala 1:50000 y se confeccionan a partir de estudios de campo en los que se recopila toda la información geológica del terreno, como, por ejemplo, el tipo de roca, la orientación de las capas, la presencia de fallas, etc. También se usa la fotografía aérea vertical e imágenes de satélite. Permiten interpretar la historia geológica, la litología, los tipos de contactos entre las rocas (la dirección y el buzamiento), las estructuras geológicas y los diferentes elementos geomorfológicos. Además, permite determinar en el terreno zonas adecuadas para la explotación de yacimientos minerales, de rocas y combustibles fósiles. Puede ser utilizado para la gestión del uso del suelo (ubicación de núcleos de población, vertederos, etc.) trazado de infraestructuras de transporte, de energía, etc. Los mapas geológicos también permiten analizar los riesgos asociados a las características geológicas del territorio, por eso se utilizan como base para la cartografía de riesgos.16 ● Interpretación en mapas e imágenes satelitales del clima de una región a partir de las geoformas observables. ● Conocimiento de las aplicaciones de las nuevas tecnologías informáticas como SIG, imágenes satelitales, GPS, MDT. Modelo digital del terreno. Un Modelo Digital de Terreno (MDT) es una estructura numérica de datos que representa la distribución espacial de una variable cuantitativa y continua. Un MDT representa la superficie de suelo desnudo y sin ningún objeto, como la vegetación o los edificios. La adquisición puede realizarse de varias formas: ✔ Mediante interferometría radar. ✔ Mediante estereoscopía, a partir de pares de imágenes aéreas (fotogrametría) o tomas por satélite. ✔ Mediante digitalización de las curvas de nivel de un mapa; ✔ Mediante la entrada directa de las coordenadas (x, y, z) de los puntos del terreno, medidas por GPS, triangulación (por topógrafos) o lasergrametría (técnica que permite capturar las coordenadas de un punto en x,y,z por medio de un telémetro láser); ✔ Mediante un sistema láser aerotransportado (Lidar).17 ● Interpretación de la composición y dinámica de la atmosfera. Estructura de la atmósfera. La atmósfera es la capa gaseosa que rodea a la Tierra envolviendo tanto a la parte sólida (litosfera) como líquida (hidrosfera) de nuestro planeta en razón a su menor densidad. Está compuesta por una mezcla de gases que forma el aire, cuyos principales componentes son el nitrógeno (78 %), el oxígeno (21 %) y otros gases que, en conjunto, sólo constituyen el 1 % restante. Estos gases más escasos tienen una gran importancia para la vida, en especial el vapor de agua (que entra a formar parte importante del ciclo hidrológico) y el CO2 (dióxido de carbono) que apenas llega a formar el 0,03 % del volumen total de la atmósfera, aunque constituye la "materia prima" con la que están formados todos los seres vivos. La atmósfera está dividida en varias capas concéntricas que son, a partir de la superficie terrestre hacia arriba, la troposfera, la estratosfera, la mesosfera, la termosfera o ionosfera y la exosfera. Se denomina tropopausa a la discontinuidad existente entre la troposfera y la estratosfera, una franja caracterizada por un cambio bastante brusco en lo que a características físicas se refiere. La tropopausa alcanza una mayor altura de la zona ecuatorial (casi 20 km) y una mínima en las zonas polares (5-8 km) y esta diferencia se debe al abultamiento ecuatorial de la atmósfera producido por la fuerza centrífuga del movimiento de rotación terrestre, el cual tiene como contrapartida un achatamiento polar por la misma razón, es decir, por la menor fuerza centrífuga (y la mayor fuerza centrípeta por su menor distancia al centro de la Tierra) existente en las zonas polares. Como corolario obvio, la altura de la troposfera disminuye desde el ecuador hasta los polos, es decir, a mayor latitud, menor espesor y viceversa. Casi la totalidad del aire (un 97 %) se encuentra a menos de 30 km de altura, encontrándose más del 75 % en la troposfera. El aire forma en la troposfera una mezcla de gases bastante homogénea a una temperatura y presión determinadas, hasta el punto de que su comportamiento es el equivalente al que tendría si estuviera compuesto por un solo gas. Siendo el aire una mezcla compresible de gases, la mayor parte del mismo se encuentra a pocos kilómetros de altura, formando lo que se llama la capa geográfica de la atmósfera (unos 3 km aproximadamente), donde se producen gran parte de los fenómenos atmosféricos de relevancia para los seres humanos. Más arriba de esta capa geográfica, aun encontrándonos en la troposfera, la proporción de gases se vuelve muy tenue, por lo que llega a hacerse irrespirable. La 16 http://e-ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio/750/990/html/2_los_mapas_geolgicos_y_topogrficos.html 17 https://es.wikipedia.org/wiki/Modelo_digital_del_terreno
  • 18. CIENCIAS DE LA TIERRA PROFESOR EMANUEL VICO 17 densidad del aire es una de las limitaciones más serias de la adaptabilidad del hombre en la superficie terrestre: así, el hábitat permanente del hombre localizado a mayor altura viene a estar en los Andes peruanos, a unos 5000 msnm, como señala Eugene Schreider3 y ello es consistente con lo que se ha señalado con respecto al espesor de la atmósfera según la latitud ya que a esa altura de 5 km sería impensable la vida en las zonas templadas y, más aún, en las polares. En otras palabras, como el espesor de la atmósfera es mucho mayor en la zona intertropical, resulta habitable a mayor altura que en las zonas templadas y polares. Sin embargo, hay que aclarar que esa población que habita en los Andes peruanos, bolivianos, ecuatorianos y colombianos a alturas considerables ha tenido que sufrir a lo largo de siglos y hasta miles de años, una adaptación al medio sumamente dura, hasta el punto de que su anatomía ha venido sufriendo profundos cambios morfológicos: las personas a esta altura tienen que tener unos pulmones mucho más grandes (para facilitar la respiración), un corazón con mayor capacidad (para aumentar su eficiencia en cuanto al bombeo de sangre) y otras modificaciones orgánicas, mientras que las que siempre han vivido a mucha menor altura pueden sufrir ciertas enfermedades (soroche o mal de montaña) cuando ascienden a esa altura ya que sus organismos no presentan dichos cambios evolutivos.18 ● Reconocimiento de la atmosfera como filtro protector y como reguladora de la temperatura terrestre. Función protectora y reguladora de la Atmósfera. La radiación solar es el conjunto de radiaciones electromagnéticas emitidas por el Sol. El Sol se comporta prácticamente como un cuerpo negro que emite energía siguiendo la ley de Planck a una temperatura de unos 6000 K. La radiación solar se distribuye desde el infrarrojo hasta el ultravioleta. No toda la radiación alcanza la superficie de la Tierra, pues las ondas ultravioletas, más cortas, son absorbidas por los gases de la atmósfera fundamentalmente por el ozono. La magnitud que mide la radiación solar que llega a la Tierra es la irradiancia, que mide la energía que, por unidad de tiempo y área, alcanza a la Tierra. Su unidad es el W/m² (vatio por metro cuadrado). Aproximadamente la mitad de las radiaciones que recibimos, están comprendidas entre 0.4 μm y 0.7 μm y pueden ser detectadas por el ojo humano, constituyendo lo que conocemos como luz visible. De la otra mitad, la mayoría se sitúa en la parte infrarroja del espectro y una pequeña parte en la ultravioleta. La porción de esta radiación que no es absorbida por la atmósfera, es la que produce quemaduras en la piel a la gente que se expone muchas horas al sol sin protección. La radiación solar se mide normalmente con un instrumento denominado piranómetro. Efecto protector de la ionosfera y de la ozonosfera. Las capas altas de la atmósfera funcionan como un filtro que protege a los seres vivos de las radiaciones perjudiciales. ▪ Ionosfera: Absorbe las radiaciones electromagnéticas de onda y parte de los ultravioleta. Estas radiaciones son absorbidas por el hidrógeno y el nitrógeno, presentes en ella, y al ionizarse provocan el incremento en la temperatura de esta capa. ▪ Ozonosfera: Se localiza en la estratosfera y en ella se encuentra la mayor parte del ozono atmosférico (O3) responsable de la absorción de la radiación ultravioleta, lo que origina el aumento de la temperatura en esta capa. El ozono estratosférico se forma y destruye continuamente, lo que origina variaciones diarias estacionales, en función de la radiación solar. Este proceso de formación es más intenso en latitudes bajas donde la insolación es mayor. FUNCIÓN REGULADORA DE LA ATMÓSFERA. El efecto invernadero natural. El efecto invernadero se origina en los primeros 12 km de la atmósfera por la presencia de ciertos gases tales como: vapor de agua, CO2, CH4 y N2O, principalmente. Éstos son transparentes a la radiación visible del Sol, que los atraviesa, pero no a la radiación infrarroja (calor) emitida por la superficie terrestre, previamente calentada por el Sol. Los citados gases, al impedir la salida de gran parte de las radiaciones infrarrojas, las reemiten o devuelven a la Tierra, 18 https://es.wikipedia.org/wiki/Din%C3%A1mica_de_la_atm%C3%B3sfera
  • 19. CIENCIAS DE LA TIERRA PROFESOR EMANUEL VICO 18 incrementando la temperatura de la atmósfera. Podríamos afirmar que son como una "manta" que mantiene la temperatura terrestre en torno a unos 15 °C de Tª media. La cantidad de calor atrapado dependerá de la concentración de los gases de efecto invernadero en la atmósfera, que no es constante, sino que se encuentra asociada a múltiples ciclos naturales, como el ciclo del agua y el ciclo del carbono, que resultan de las interacciones de la atmósfera con otros subsistemas terrestres. Las nubes absorben radiación de onda larga y la reemiten hacia la superficie en la noche, pero en las noches con cielos despejados la radiación escapa al espacio exterior, haciendo disminuir más la temperatura nocturna, por lo que las noches con cielos despejados son más frías que con cielo nublado. Por el contrario, durante los días nublados las máximas temperaturas son menores que con cielo despejado, ya que las nubes impiden el paso de la radiación solar directa. Así los desiertos son muy cálidos en el día y muy fríos en la noche por causa de este efecto. El efecto invernadero tiene una gran importancia biológica. Si no hubiese atmósfera, y por tanto, no hubiese gases con capacidad de absorción de radiaciones de onda larga rodeando la superficie sólida y líquida del planeta, la temperatura media en la superficie sería de unos -18 °C en lugar de los 15 °C actuales, lo que la haría inhabitable. No debemos confundir este beneficioso efecto con el denominado incremento de efecto invernadero, que consiste en un aumento desmesurado de los gases de efecto invernadero. Este incremento constituye un grave problema ambiental, que provoca un excesivo calentamiento de la atmósfera. ● Interpretación de la composición y dinámica de la hidrosfera. ● Interpretar a la hidrosfera como reguladora del clima terrestre. La hidrosfera. La hidrosfera se originó por la condensación y solidificación del vapor de agua presente en la atmósfera durante las primeras etapas de la formación de la Tierra. Esta capa acuosa constituye una cubierta dinámica, con continuos movimientos y cambios de estado, que regula el clima, participa en el modelado del relieve y hace posible la vida sobre la Tierra, ya que el agua es imprescindible para los seres vivos al facilitar la interacción del resto de biomoléculas. La hidrosfera está estrechamente relacionada con otros sistemas terrestres como la geosfera, la atmósfera y la biosfera. DISTRIBUCIÓN DEL AGUA EN LA TIERRA. Se puede considerar que el agua de la hidrosfera se distribuye en tres medios: en los océanos, en los continentes y en la atmósfera. El agua de la atmósfera Alrededor de 0,01 x 106 km3 (el 0,001 % del total del agua de la hidrosfera) se halla en la atmósfera en forma de vapor o condensada en las nubes. Esta agua, procedente de la evaporación de masas de aguas marinas y continentales, así como de la evapotranspiración de los seres vivos, es fundamental en los procesos de transporte de materia, y en la distribución de la energía aportada por las radiaciones solares, que caracterizan la dinámica de la hidrosfera. El agua en los océanos La mayor parte del agua de la hidrosfera, alrededor de 1.322 x 106 km3 (1.322 billones de litros), se encuentra en estado líquido en los océanos. Representa el 97,5 % del total de la hidrosfera. El agua de los continentes Otra parte del agua de la hidrosfera se halla sobre los continentes en algunas de las siguientes formas: - En los glaciares. Se estima que un 1,7 % del total de la hidrosfera (unos 29,2 x 106 km3 ) se encuentra en forma de hielo. Las masas principales están en los casquetes polares de la Antártida y del Ártico (formadas en parte, por agua oceánica helada, llamada banquisa), aunque también hay importantes cantidades en las grandes cordilleras. - Como agua subterránea. Es la parte del agua de las precipitaciones que se infiltra en las rocas y se almacena en sus poros y fisuras. Se calcula que su volumen es de unos 8,4 x 106 km3 , lo que representa el 0,75 % del total de la hidrosfera.
  • 20. CIENCIAS DE LA TIERRA PROFESOR EMANUEL VICO 19 - Como agua líquida superficial. El agua que se encuentra sobre la superficie terrestre en forma de ríos, lagos o aguas de arroyada constituye un volumen de unos 0,2 x 106 km3 , y representa alrededor del 0,01 % del total del agua del planeta. ● Reconocimiento de las interrelaciones en los sistemas hidrológicos y la atmósfera. EL CICLO DEL AGUA. Es un sistema gigantesco impulsado por la energía del Sol cuya función es el transporte del agua del planeta de unas zonas a otras bajo sus diferentes estados. El resultado del trasvase de diferentes volúmenes de agua de unos lugares a otros es la interacción dinámica entre la atmósfera, la hidrosfera y la litosfera. El agua que cae en el continente, sin embargo, debe completar su camino de vuelta al océano. ¿Qué ocurre con la precipitación cuando ha caído en el continente? Una parte del agua se infiltra en el suelo (infiltración) y se mueve hacia abajo (escorrentía subterránea), luego en dirección lateral y, por fin, acaba en los lagos, los ríos o directamente en el océano. Cuando la velocidad de caída de la lluvia es mayor que la capacidad del suelo para absorberla, el agua que no es absorbida, fluye sobre la superficie, proceso denominado escorrentía superficial. La escorrentía superficial es función de las características climáticas, topográficas, geológicas y de vegetación de la cuenca y está íntimamente ligada a la relación entre las aguas superficiales y subterráneas de la cuenca. Nótese que la escorrentía es el resto de lluvia que queda en la superficie después de descontar los fenómenos de evaporación y evapotranspiración, almacenamiento e infiltración a capas inferiores. Gran parte del agua que se infiltra o que corre por la superficie, acaba por encontrar la manera de volver a la atmósfera por medio de la evaporación desde el suelo, los lagos y las corrientes superficiales. Además, parte del agua que se infiltra en el suelo es absorbida por las raíces de las plantas, que después la liberan a la atmósfera. Este proceso se denomina transpiración. Dado que no podemos distinguir claramente entre la cantidad de agua que se evapora y la cantidad que es transpirada por las plantas, se suele utilizar el término evapotranspiración para definir el efecto combinado. Cuando la precipitación cae en zonas muy frías (latitudes y altitudes altas) el agua no puede infiltrarse, correr o evaporarse rápidamente, sino que se acumula en forma de nieve o hielo. De esta manera, los glaciares almacenan grandes cantidades de agua sobre la Tierra. Tiene lugar en el interior de la Tierra. La dinámica litosférica hace que, cuando en los procesos subductivos las placas se funden al incorporarse a la astenosfera, los episodios magmáticos que se producen incorporan el agua que iba empapando las rocas subducidas, con lo que ésta entra a formar parte del agua magmática y del ciclo hidrológico interno, liberándose, a veces, en los procesos volcánicos y reincorporándose de nuevo al ciclo hidrológico externo. A estas aguas magmáticas se pueden añadir las que proceden de la desgasificación de los magmas derivados de la fusión de rocas que nunca han estado en la superficie (aguas juveniles). La cantidad de agua reintroducida en el manto compensa a la que sale por las dorsales. Además, otra parte del agua se introduce en las estructuras minerales (agua de hidratación) o se incorpora a los sedimentos en las cuencas sedimentarias quedando almacenada en las rocas. ● Interpretación de la formación de los ríos. Río: Este término proviene del latín rius. Es la corriente natural de agua continua que desemboca en otra similar, puede ser en un lago, en el mar o en otro río, a lo cual se lo conoce como afluente. La mayor parte de las aguas procedente de las lluvias, de los manantiales y de la fusión de las nieves y los hielos no se evapora ni se infiltra, sino que corre por la superficie terrestre. El destino final de estas es casi siempre el mar, donde completan el ciclo iniciado con la Evaporación. Origen de los ríos Mientras llueve las aguas se mueven libremente pendiente abajo, abriendo algunas veces surcos, en las zonas altas estos surcos se hacen profundos, y algunos llegan a convertirse en ríos intermitentes, que corren durante las lluvias, y a los cuales se les da el nombre de torrentes y cañadas. Como el proceso de la erosión se produce durante cada período de lluvias, algunos torrentes profundizan su cauce hasta alcanzar la zona de saturación permanente de las aguas subterráneas; al ser alimentados por estas, los torrentes se convierten en corrientes constantes o ríos. Casi todos los ríos
  • 21. CIENCIAS DE LA TIERRA PROFESOR EMANUEL VICO 20 de las regiones de clima húmedo se han originado en la forma señalada anteriormente, pero hay ríos que tienen su origen en la fusión de los glaciares de las altas montañas, y en manantiales y lagos. Los ríos pequeños llevan las aguas casi siempre a ríos mayores, de los cuales son tributarios o afluentes; muchos ríos que reciben el aporte de varios tributarios son a su vez afluentes de otro río mayor, y así sucesivamente, hasta que las aguas de numerosos ríos grandes y pequeños llegan por último al mar, conducidas por un gran río como el Amazonas, el Mississippi y el Orinoco. El conjunto de ríos que llevan las aguas a un río mayor, que las transporta finalmente al mar, constituye una red fluvial o hidrológica, cuyo eje lo forma el río principal. Cuenca y divisoria de las aguas. Todas las aguas que concurren a alimentar la corriente de un río provienen de un área que constituye la Cuenca, la cual está delimitada por zonas más altas que sirven de divisorias entre las cuencas. La cuenca de un río es el área drenada por él. Los ríos pequeños poseen la propia cuenca, de dimensiones reducidas, mientras las cuencas de los grandes ríos abarcan la suma de las cuencas de todos los Afluentes, directos e indirectos. Así la cuenca del Río Amazonas mide cerca de 7000 000 km2, o sea, casi el equivalente de toda Europa. Las cuencas del Río Misisipi, del Río de la Plata y del Obi miden más de 3000 000 km2 cada una. Como los ríos, por la fuerza de gravedad, corren de las zonas elevadas a las bajas, las líneas divisorias de las aguas se encuentran en las zonas altas, casi siempre en la cima de las montañas. Las divisorias no son permanentes, pues los ríos, que realizan una erosión ascendente, las modifican. La zona de la cuenca comprendida entre cada divisoria y el cauce del río forma una vertiente. Los afluentes corren a través de las vertientes en dirección al río principal. Perfil longitudinal y nivel de base. El curso del río se prolonga desde el nacimiento hasta la desembocadura. El nacimiento es el punto más alto de del curso, mientras la desembocadura, que es el punto más bajo, puede corresponder al nivel del mar, al de otro río del cual sea tributario el primero, o al de un lago. Perfil longitudinal es el nombre que se da a la línea imaginaria que representa las diferencias de nivel del río desde su nacimiento hasta su desembocadura. El nivel de base lo constituye el nivel al cual se encuentra la desembocadura del río. Como el destino común de las aguas corrientes es el mar, el nivel de base de los ríos corresponde generalmente al nivel promedio del mar. Pero no siempre es así. Los ríos de los Andes que desaguan en el lago Titicaca tienen su nivel de base a 5000 m. sobre el nivel del mar, y el Jordán, que lleva sus aguas al Mar Muerto, desagua a 500 m. debajo del nivel del mar. La activa erosión de las aguas de los ríos tiende a eliminar los desniveles que existen en el perfil longitudinal, pero por grande que sean las modificaciones que produzca la erosión, el perfil longitudinal nunca podrá descender por debajo del nivel de base. Cuando el río elimina las irregularidades de su perfil longitudinal, casi desaparece la erosión vertical. Se dice entonces que el río ha alcanzado su perfil de equilibrio. El ciclo del río. Los ríos son agentes muy activos del modelado de la superficie terrestre. No solo afectan el relieve de las regiones que atraviesan, sino que al mismo tiempo modifican las propias características. Las etapas de este proceso corresponden a la Juventud, la madurez y la Vejez. En cada una de las tres etapas que componen el ciclo, el río presenta características predominantes como modelador del relieve. La juventud del río es una etapa de intensa erosión; la madurez es una etapa en la cual predomina el Transporte y la vejez es una etapa de deposición. Juventud del río. En el proceso de formación de un río aparece primero un pequeño cause, que es el canal por donde corren las aguas. La erosión es más activa en el fondo del cauce y se va intensificando según aumenta el caudal de las aguas. La erosión vertical del río joven va formando el valle, que es la zona excavada por la corriente. El valle comprende no sólo la zona longitudinal por donde se prolonga el cauce, sino también las laderas que lo separan de las tierras altas inmediatas. Los valles de los ríos jóvenes tienen una forma de V muy estrecha porque la erosión no ha removido todavía una gran cantidad de rocas. Mientras más resistentes a la erosión sean las rocas, más estrecha será la V del valle. Los valles de los ríos jóvenes son a veces muy profundos, como los de los ríos Colorado y Yellowstone en cuyo caso son denominados cañones o gargantas. En los inicios de la etapa de juventud del río son muchas las irregularidades de su perfil longitudinal. La activa erosión vertical de la etapa juvenil del río va eliminando estas irregularidades, arrasando las porciones más elevadas y rellenando las depresiones, hasta que el curso del río se estabiliza. Cuando tal cosa ocurre la etapa juvenil del río ha terminado. Madurez del río. Al iniciar el río su madurez con el establecimiento de su perfil de equilibrio, comienza entonces una activa etapa de erosión horizontal. El valle comienza a ensancharse, tomando la forma de una V más abierta, pues el río desvía ahora su curso, formando bucles o meandros. El río se mueve más lentamente que en su juventud, y cuando las aguas encuentran un obstáculo, se desvían, realizando un trabajo de erosión horizontal. Los meandros se van desplazando a ambos lados del eje original del cauce, de tal manera, que una orilla del meandro llega a alcanzar la ladera del valle, destruyéndola lentamente –orilla de erosión- mientras en la orilla opuesta –orilla de deposición- el río va depositando los materiales que transporta. En la etapa avanzada de madurez del río, cuando aumenta su caudal durante la primavera, las aguas que no pueden moverse rápidamente a través del curso sinuoso se elevan por sobre el cauce, dando lugar a inundaciones que cubren áreas extensas. Como las aguas desbordadas corren lentamente, se produce una gran deposición de sedimentos. La