Primera parte del Tema 1 de Geología y Ciencias Ambientales dedicado a los métodos de estudio de la Tierra

1. TEMA 1
ESTUDIO DE LA TIERRA Y
DEL MEDIO AMBIENTE
Curso 2023-2024

2. Concepto de Geología y Ciencias
Medioambientales

3. GEOLOGÍA
• Tiene tres campos principales: Geología física, Geología
histórica, Geología ambiental….
• Es la ciencia que estudia la composición,
la estructura, la dinámica y la historia de la
geosfera terrestre.

5. Actividad

6. Geognosia
• Mineralogía: estudia las propiedades físicas y
químicas de los minerales en sus diferentes estados
de agregación.
• Cristalografía: Se encarga del estudio de los cristales,
es decir, de la materia ordenada. El conocimiento de
cómo crecen y el análisis de sus propiedades, para poder
describir su estructura interna, su geometría y poder
clasificarlos, es su cometido.
• Petrología: se ocupa del estudio de las rocas
desde el punto de vista se su formación y sus
relaciones con otras rocas.
• Geoquímica: estudia el origen, distribución y dinámica de los
elementos químicos que conforman los cuatro subsistemas del
planeta, utilizando principalmente muestras de rocas y minerales de
la corteza terrestre.

7. Geodinámica interna
• Geología estructural: estudia los procesos que
intervienen en la deformación de las rocas a
pequeña y mediana escala.
• Sismología y Vulcanología: se ocupan del
estudio de los terremotos y volcanes y los
fenómenos asociados.
• Tectónica: se ocupa de los
procesos globales que ocurren
en la Tierra, sobre todo a nivel
de la litosfera.

8. Geodinámica externa
• Geomorfología: se encarga del estudio de las
formas del relieve y los procesos que las
generan.
• Geología del cuaternario: estudia
los procesos geológicos más reciente
de la historia de la Tierra a fin de
lograr una integración entre el hombre
y su ambiente circundante.
• Hidrogeología: se ocupa del estudio de
las aguas subterráneas.

9. Geología histórica
• Paleontología: Estudia
e interpreta el pasado de
la vida sobre la Tierra a
través de los fósiles.
• Estratigrafía: estudia e interpreta la
disposición de las rocas estratificadas,
fundamentalmente sedimentarias, y su
relación espacio-temporal.
• Estudia las épocas geológicas, analizando
los eventos geológicos más importantes y
su influencia sobre la atmósfera, la
hidrosfera o la biosfera.
• Sedimentología: se ocupa del estudio de
los sedimentos y de interpretar y reconstruir
los ambientes de formación de los mismos.

10. Otras ramas
• Geología regional: se encarga de
la constitución geológica de una
zona determinada de la Tierra.
• Geología planetaria: estudia la
geología de los cuerpos del sistema
solar.

11. Geología aplicada
• Estudia y resuelve problemas de orden socio-económico
relacionados con la ingeniería, con el medio ambiente o con
la búsqueda de recursos, entre otros muchos.
Gemología
Geología del petróleo
Hidrogeología

12. Preguntas PAU
• Relacione las distintas especialidades de la Geología con alguno de sus
objetos de estudio: (jun 23)
1. Petrología a) Fósiles
2. Mineralogía b) Estructuras sedimentarias
3. Geomorfología c) Vulcanismo
4. Estratigrafía d) Regiones kársticas
5. Paleontología e) Cabalgamientos
6. Geoquímica f) Análisis de isótopos
7. Tectónica g) Acuíferos
8. Hidrogeología h) Silicatos
• Defina Geología, indique su objeto de estudio y la importancia del tiempo en
esta ciencia. (Jul 22)
• Defina Geología y enumere cinco campos o especialidades de ella. (jun 20)

13. CIENCIAS MEDIOAMBIENTALES
• Surgen como base
para resolver los
problemas
ambientales que
nos aquejan.
• Se ocupan de la delicada interacción entre el planeta
Tierra y la biosfera, e intentan dar respuesta a los
problemas de nuestro mundo y buscar soluciones.

14. Geología y Ciencias Medioambientales
• Son multidisciplinares: aúnan conocimientos de
disciplinas diversas: Ecología, Economía, Sociología,
Derecho, Biología, Geología, Física, Química,
Matemáticas, Ingeniería, Arquitectura, Medicina y
Geografía.
• Son disciplinas integradoras y
sintéticas, que consideran la Tierra
como un sistema complejo.

15. SISTEMA
TIERRA
• La Tierra es un sistema complejo.
• Para su estudio se hace necesario conocer el funcionamiento de
los subsistemas que lo constituyen y sus relaciones con la
especie humana.
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16. Enfoque reduccionista
Método analítico. Consiste
en dividir o fragmentar
nuestro objeto de estudio en
sus componentes más
simples y observarlos por
separado.
Enfoque holístico
Método sintético. Trata de
estudiar el todo o la globalidad y
las relaciones entre sus partes
sin detenerse en los detalles.
Se ponen de manifiesto las
propiedades emergentes.
ENFOQUE CIENTÍFICO

17. Ciencias reduccionistas
• Piensa algún ejemplo de enfoque reduccionista en
ciencia o en la vida diaria.

18. Enfoque sintético o holístico
• Por muy bien que consideremos la constitución de las diferentes
partes de un organismo, si las consideramos por separado nunca
comprenderemos su funcionamiento.
• Los procesos complejos sólo pueden entenderse cuando se
consideran globalmente.
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19. Multidisciplinariedad
Enfoque Multidisciplinar
MEDIO AMBIENTE
HIDROLOGÍA
EDAFOLOGÍA
BOTÁNICA
INGENIERÍA
ECONOMÍA
ZOOLOGÍA
POLÍTICA
METEREOLOGÍA
El estudio del medioambiente es multidisciplinar, ya que abarca temas que
deben ser abordados desde diferentes disciplinas.

20. Multidisciplinariedad
El estudio de la Tierra también está relacionado con otras ciencias.

21. Campos de investigación
• Estudio de terreno
• Procesos geológicos, hidrológicos y atmosféricos
• Riesgos geológicos
• Minas y yacimientos
• Ecosistemas: dinámica y diversidad
• Problemas ambientales
• Gestión ambiental y del planeta.

22. El método científico

23. MÉTODO CIENTÍFICO
• Es el procedimiento que emplea la ciencia para la adquisición
de conocimiento.
La ciencia es un conjunto de
conocimientos objetivos y
comprobables que estudian,
explican y predicen fenómenos
naturales.

24. MÉTODO CIENTÍFICO

25. Leyes y Teorías
• Una hipótesis es una explicación que se da el
observador para un determinado fenómeno o
problema y que generalmente se basa en su
experiencia previa y el conocimiento científico
que posee.
• Una ley científica es un enunciado que indica
una verdad plenamente demostrada: Ley de la
gravitación universal o ley de la selección
natural.
• Una teoría es un conjunto de hipótesis
demostradas: son una explicación amplia para
una variedad de fenómenos e incluyen muchas
hipótesis y leyes: Teoría de expansión del fondo
oceánico.

26. Características del método científico

27. El método científico en Geología
• Los procesos geológicos implican magnitudes enormes:
fuerzas inconmensurables, energía liberada en un
terremoto…..
• La escala de tiempo que maneja se mide millones de
años.
• La Tierra es un planeta cambiante: la disposición de
océanos y continentes ha cambiado, rocas de la
superficie se formaron en el fondo oceánico, montañas
que han desaparecido……
• Los procesos geológicos solo se pueden interpretar con
una visión amplia e integradora.

28. Métodos directos de
estudio de la Tierra

29. Observaciones sobre el terreno, recogida de muestras y
análisis en el laboratorio
• Observación de afloramientos: rocas formadas en profundidad expuestas
en superficie por procesos tectónicos o por la acción de los agentes
geológicos.
• Estudio de minas y cuevas.
• Análisis de testigos de roca o de muestras de agua obtenidos en
sondeos y perforaciones.
• Estudio del estado y dinámica de las aguas superficiales y de los
acuíferos.
• Análisis de la dinámica y componentes de la atmósfera y sus
contaminantes.
• Estudio de la diversidad, distribución y relaciones de las especies de la
biosfera.
Métodos directos de estudio de
la Tierra

30. Afloramientos
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31. Observación de minas y cuevas
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32. MÉTODOS DIRECTOS: SONDEOS
 El sondeo más profundo que se ha hecho lo llevó a cabo la antigua
URSS en la península de Kola entre los años 1970 y 1992.
 Este sondeo alcanzó los 12 262 m de profundidad (algo menos de
un 0,2% del radio de la Tierra).
Sondeos y recolección de muestras
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33. Estudio de la hidrosfera y atmósfera
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34. Estudio de muestras
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35. Métodos indirectos de
estudio de la Tierra

36. Métodos indirectos de estudio de la
Tierra
• Nos permiten estudiar zonas a las que no podemos
acceder.
• Nos informan sobre las propiedades físico-químicas de
los materiales internos de la Tierra.
• Método gravimétrico.
• Método magnético.
• Método geotérmico.
• Método astronómico.
• Método sísmico.

37. Geofísica
• Estudia los campos físicos naturales vinculados a nuestro
planeta (gravedad, magnetismo, radioactividad, etc.) con el
fin de conocer su estructura, evolución y características
actuales.
• Ramas de esta ciencia son: la sismología, que se encarga
del estudio de los terremotos y de la propagación de las
ondas sísmicas; o la geotermia, que estudia los procesos
relacionados con la propagación y generación del calor
interno de la Tierra.

38. • La ley de la Gravitación Universal de Newton representa la fuerza con la que la
Tierra atrae a cualquier masa. El valor medio teórico de la aceleración de la gravedad
(g), calculada a partir de esta ley es 9,78 m/s2.
• La gravedad también se puede medir directamente con los gravímetros.
Método gravimétrico
* G=6,67·10-11 Nm2/kg
• Una vez hechas las correcciones (de la
altitud y latitud en un punto), el valor medido
por el gravímetro y el valor teórico deberían
coincidir, pero no es así en muchos lugares:
anomalía residual de la gravedad.
• Esto permite detectar zonas más o menos
densas bajo la superficie terrestre.

39. • Una anomalía residual de la gravedad nos indica que bajo el punto
donde se han realizado las medidas hay materiales de densidad
diferente a los materiales adyacentes.
Anomalías de la gravedad
• De hecho, podemos calcular la masa de la
Tierra a partir de la fórmula de la gravitación
universal y obtenemos una densidad media de
5,52 g/cc.
• Las rocas de la superficie terrestre tienen una
densidad aproximada de 2,67 g/cc por lo que
las rocas del subsuelo han de poseer una
densidad mayor.

40. • Se basa en la medición con un
magnetómetro del campo magnético
real de la Tierra y su comparación
con el valor teórico esperado.
Método magnético
• Las anomalías magnéticas encontradas nos dan datos sobre la
presencia de minerales o rocas magnéticas en el subsuelo.

41. Métodos geotérmicos
• El gradiente geotérmico es la
manifestación del calor interno de la
Tierra: la temperatura aumenta 1°C
cada 33 m (3ºC/100 m).
• Valores mayores que la media
esperada pueden indicarnos la
presencia de magmas.
• El calor interno de la Tierra tiene
su origen en: calor primordial y las
desintegraciones radioactivas.
• El estudio de la temperatura en el
interior terrestre aporta datos sobre
la conductividad térmica de las rocas
y por tanto de su estado y naturaleza
química.

42. • Muchos meteoritos son restos de planetesimales
formados al mismo tiempo que la Tierra.
• Su estudio permite obtener datos sobre los
materiales que pueden formar el interior terrestre
(Geología planetaria).
Estudio de meteoritos

43. • Cuando se produce un terremoto por fractura de las rocas en el
interior terrestre, la energía liberada viaja en forma de ondas
sísmicas en todas las direcciones a partir del foco o hipocentro,
que es la zona en donde aquel se origina.
Método sísmico
El estudio de la estructura interna de la Tierra mediante el análisis de sus
propiedades físicas es campo de la Geofísica.
La sismología o la geotermia se pueden considerar ramas de la Geofísica.
• El punto de la superficie situado en la
vertical del foco, se denomina
epicentro.

44. • Las ondas sísmicas son
detectadas y registradas por los
sismógrafos, aparatos muy
sensibles que dibujan las
vibraciones causadas por las
ondas sísmicas obteniendo así un
sismograma.
• Las estaciones sismográficas
realizan un seguimiento de la
trayectoria y velocidad de las
ondas que atraviesan la Tierra
cuando se produce un terremoto.
Ondas sísmicas
SISMÓGRAFO

45. • Ondas primarias u ondas (P): son
las más rápidas y, por tanto, las
primeras en ser registradas. Se
propagan por sólidos y líquidos.
• Ondas secundarias u ondas (S):
se registran en segundo lugar,
puesto que son más lentas. Viajan
también por el interior de la Tierra y
sólo se propagan en sólidos.
• Ondas superficiales u ondas (L):
se denominan así porque son largas,
y solo se propagan en superficie, a
partir del epicentro. Son más lentas
que las anteriores, y, por ello, se
registran en último lugar. Son las
causantes de los efectos
desastrosos de los terremotos pues
sacuden horizontalmente los
edificios y obras.
Ondas sísmicas
P

46. • Ondas P (primarias o de compresión): Las moléculas se
comprimen, son las más rápidas y atraviesan sólidos y fluidos.
Ondas sísmicas

47. • Ondas S (secundarias o transversales): son sacudidas
perpendiculares al sentido de desplazamiento, no atraviesan
fluidos.
Ondas sísmicas

48. • Ondas Love: son ondas superficiales en las que las partículas
tienen un movimiento horizontal perpendicular a la dirección
de propagación.
Ondas sísmicas

49. Comportamiento de las ondas sísmicas
 La velocidad de las ondas sísmicas
depende de la naturaleza de los
materiales que atraviesan.
 La trayectoria de las ondas sísmicas
depende de su velocidad.
 La velocidad de las ondas en un medio
homogéneo es constante y su
trayectoria es recta.
 En un medio heterogéneo la velocidad
de las ondas cambia y como
consecuencia también lo hace su
trayectoria.

50. Herramientas para los estudios de la Tierra
• Representaciones gráficas que ayudan
a visualizar los datos

51. Modelo climático
• Los modelos representan la estructura o dinámica del objeto de
estudio.
Ciclo del agua
Herramientas para los estudios de la Tierra

52. Aplicación de las nuevas
tecnologías en el estudio
de la Tierra

53. NUEVAS TECNOLOGÍAS
• En los últimos años, los avances tecnológicos, el ordenador e
internet se han convertido en herramientas de gran aplicación
en los estudios geológicos y medioambientales a varios
niveles:
• Toma de datos. La teledetección desde plataformas diversas
permite obtener datos a distancia.
Estaciones fijas de medida
Instrumentos a bordo de
satélites
Instrumentos de medida móviles

54. NUEVAS TECNOLOGÍAS
• Tratamiento de los datos. Actualmente se obtiene un enorme
volumen de datos que se archiva en bases de datos gestionadas
por instituciones diversas. Estas bases de datos generalmente son
públicas y se puede acceder a ellas a través de la red.
1. La información
se recibe y procesa
2. La información
se interpreta
3. La información
se almacena
en ordenadores
4. La información
se utiliza

55. • Modelos de simulación. Pueden realizarse modelos numéricos
para simular sistemas terrestres como ecosistemas, terrenos que se
van a industrializar, zonas expuestas a un riesgo…
• En estos modelos se utilizan ecuaciones en las que una o más variables
van cambiando su valor generalmente con el tiempo.
• Estos modelos permiten abordar problemas en los que están implicadas
muchas variables.
Nuevas tecnologías
Ejemplo: modelo depredador-presa
2
2
2
1
2
1
1
1
*
*
*
*
/
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