6

Segurament moltes persones ens hem pre-guntat alguna vegada com és l’interior delnostre planeta i quina mena d’activitat es pro-dueix a dins de la geosfera. Aquestes preguntestambé són motiu de recerca per a molts cien-tífics que estudien la geodinàmica interna dela Terra, és a dir, el conjunt de processos geo-lògics que afecten l’interior de la geosfera ter-restre i que en condicionen l’evolució.

De l’interior de la Terra, actualment en sa-bem moltes coses sense haver-ne vist pràcti-cament cap. En aquesta unitat coneixeràsquins mètodes s’utilitzen per estudiar l’inte-rior del nostre planeta i com es pot deduir, demanera indirecta, una estructura que, proba-blement, els humans tardarem molts anys apoder veure de forma directa.

En cursos anteriors vas estudiar els proces-sos que afecten el relleu a la superfície ter-restre, és a dir, la geodinàmica externa.Recordaràs que aquests processos són gene-ralment lents i que, aparentment, el paisatgegeològic de la superfície terrestre és immuta-ble, quan en realitat el relleu experimenta unseguit incessant de canvis. A l’interior del pla-neta succeeix el mateix: tot és molt lent. Enaquesta unitat aprendràs que l’interior de laTerra és canviant i que lentament, però demanera implacable, se succeeixen els proces-sos cíclics que constitueixen l’anomenat ciclegeològic intern. També aprendràs de quinamanera aquests processos interns condicio-nen l’aparició de fenòmens com el vulcanis-me i els terratrèmols, que representen un riscper als assentaments humans localitzats endeterminats indrets del món.

Unitat 1

Geodinàmica

interna de la Terra

mètodes geològicsgeosfera

cicle geològic internorogènesiterratrèmol

volcàrisc geològic

PARAULES CLAU

Mètodes geològics. Volcà.

Efectes d’un terratrèmol.Sismògraf.

Plec anticlinal.

Falla.

Unitat 1

OBJECTIUS DIDÀCTICS

1. Entendre l’estructura interna de la Terra i els mètodes que n’han per-mès la determinació.

2. Comprendre el funcionament del cicle geològic intern del nostre pla-neta i la manera com aquest cicle intervé en la dinàmica de la litosfera.

3. Entendre la causa dels moviments sísmics i les escales que en de-terminen la intensitat i la magnitud.

4. Entendre els processos que provoquen el vulcanisme i comprendre ladiversitat dels fenòmens volcànics que es produeixen a la Terra.

5. Aprendre que la dinàmica geològica del nostre planeta genera riscosper a les persones i que aquests riscos són avaluables. Comprendreque l’avaluació d’aquests riscos implica un esforç dels governs i les ins-titucions, que també ha de tenir el suport de la societat.

6. Entendre que l’educació dels ciutadans és una eina important a l’hora de minimitzar els riscos geològics.

Geodinàmica

interna de la Terra

7

Unitat 1Unitat 1

1. Mètodes d’estudi de

l’interior de la Terra

El coneixement de l’estructura interna de la Terra és un dels principalscamps d’estudi de la geofísica*. Ara bé, com ja vas estudiar en cursosanteriors, els humans no estem capacitats per endinsar-nos a l’interiordel planeta per observar-ne directament la composició. Les perfora-cions més profundes han assolit els 10-12 km de fondària com a màxim,una distància ben minsa comparada amb els 6 378 km que ens separendel centre de la Terra. Per tant, l’observació directa o mètodes geològicsdirectes no poden ajudar gaire a conèixer l’interior del nostre planeta.Per això disposem d’estudis indirectes o mètodes geològics indirectes,basats en dades físiques, químiques i matemàtiques obtingudes ambaparells de precisió des de la superfície terrestre, que han permès elabo-rar un model teòric de la composició i l’estructura interna de la Terra.

1.1. Els mètodes geològics directes

S’anomenen mètodes geològics directes aquells que es basen en l’ob-servació dels materials accessibles i que permeten deduir alguna cosasobre l’estructura geològica del terreny.

Aquests mètodes directes són aplicables a l’estudi de la superfícieterrestre o a l’estudi de materials poc profunds. Els que més dades pro-porcionen són els següents:

– L’estudi de les roques que hi ha als afloraments* pot ajudar aentendre la disposició dels materials que hi ha a poca fondària.

– L’estudi dels magmes. Els magmes que arriben a la superfície enles erupcions volcàniques en forma de lava proporcionen dades refe-rents als materials que hi ha a profunditats moderades (unes desenes dequilòmetres com a màxim).

– Les perforacions o sondatges. L’anàlisi de les mostres extretes enles perforacions ha permès observar que en el punt de la perforació lesroques són les mateixes que algunes que afloren a la superfície.

8 9

1.1. Llegeix aquestes notícies i respon les preguntes.

a) La regió de Xinjiang presenta un risc sísmic elevat,probablement perquè està situada a prop de la zonad’obducció de la placa índica amb la placa eurasiàtica.La regió japonesa de Niigata i totes les illes japonesesen general presenten una sismicitat elevada ja que estanlocalitzades en una de les zones de subducció més acti-ves del planeta.

Recordes la diferència entre l’obducció i la subduc-ció? Quina relació hi ha entre aquests processos geolò-gics i el moviment de les plaques litosfèriques?Explica-ho.

b) Els dos terratrèmols descrits en les notícies tenenuna magnitud de 6,8 en l’escala oberta de Richter. Aixòsignifica que la violència dels sismes va ser similar i, encanvi, les conseqüències van ser clarament diferents. – Analitza quines diferències observes en les conse-qüències d’ambdós terratrèmols.– Intenta justificar aquestes diferències. Per fer-ho,pensa en aspectes com el nivell de vida, la tecnologiaaplicada a la construcció d’edificis, els materials deconstrucció, les possibilitats d’oferir ajut mèdic a la po-blació afectada i les possibilitats d’evacuació dels ferits.

A C T I V I T A T S I N I C I A L S

mètodes geològics

PARAULES CLAUDimarts, 25 de febrer de 2003

Un terratrèmol de 6,8 graus de magnitud en l’es-

cala de Richter, al nord-oest de la Xina, provoca la

mort de centenars de persones i milers de ferits.

Com a mínim un miler d’edificis van quedar totalmentdestruïts a la província musulmana de Xinjiang i milersde famílies van quedar exposades a les baixes tempe-ratures hivernals. La missió prioritària dels serveis desocors és intentar rescatar desenes de nens atrapats endiferents escoles i els malalts que demanaven auxili en-tre les runes de dos hospitals.

Xinjiang

Beijing

0 500 1 000 km

Mapa de localització del terratrèmol de Xinjiang (Xina).

Dilluns, 16 de juliol de 2007

Un terratrèmol de 6,8 graus en l’escala deRichter, amb epicentre a la regió de Niigata,ha provocat almenys 6 morts i uns 900 ferits.

Alguns edificis s’han esfondrat i nombrosos habitatgeshan resultat parcialment afectats, però la ràpida actuaciódels serveis de socors ha minimitzat els efectes del sismeentre la població. Les persones ferides han estat ingres-sades als hospitals de la zona,algunes en estat molt greu.Els talls en el subministrament d’energia elèctrica hanafectat el servei del tren bala i l’aeroport provincial hasuspès l’activitat durant unes hores. En el moment d’es-criure aquesta crònica, tots aquests serveis ja funcionenamb normalitat i s’ha restablert el subministramentelèctric a la ciutat de Niigata.

Niigata

Tòquio

0 500 km250

Mapa de localització del terratrèmol de Niigata (Japó).

Geofísica. Ciència que estudia la geos-fera terrestre aplicant els mètodes dela física.

Aflorament. Lloc en què apareixen a la su-perfície les roques que formen la based’un terreny.

V O C A B U L A R I

Vehicle de perforació.

Torre de perforació marina.

Testimonis recollits i a punt de ser traslladats al laboratori per ser analitzats.

1.2. Els mètodes geològics indirectes

S’anomenen mètodes geològics indirectes o geofísics aquells que es-tudien de quina manera es comporta l’interior de la Terra amb relacióa una propietat física, química o matemàtica que es pugui estudiar desde la superfície mitjançant aparells de detecció.

Els mètodes geofísics es poden classificar en cinc tipus: gravimè-trics, geotèrmics, magnètics, elèctrics i sísmics.

– Els mètodes gravimètrics es basen en l’estudi de petites varia-cions o anomalies de la gravetat. Si la gravetat és més gran, es pot de-duir que la densitat dels materials del subsòl és també elevada.

– Els mètodes geotèrmics es basen en l’estudi de la quantitat de fluxde calor que arriba a la superfície de la Terra procedent de l’interior. Lesvariacions d’intensitat d’aquest flux de calor poden indicar l’existènciad’esquerdes o fissures en zones profundes de l’escorça terrestre.

– Els mètodes magnètics es basen en l’estudi de les variacions delcamp magnètic, la qual cosa permet deduir la forma d’imantació de lesroques del subsòl. Per tant, aquests mètodes també permeten conèixervariacions en l’estructura d’aquestes roques.

– Els mètodes elèctrics es basen en l’estudi de la resistivitat de lesroques. La resistivitat és una propietat que tenen les substàncies i de-pèn de l’oposició que presenten les diferents matèries a ser travessadesper un corrent elèctric. Mitjançant camps elèctrics creats artificialmenta la superfície de la Terra, es pot estudiar la resistivitat de les roques delsubsòl i deduir característiques de la seva composició.

– Els mètodes sísmics es basen en l’estudi de la propagació de lesones sísmiques que s’originen en els terratrèmols. La major part delsconeixements que es tenen de l’estructura interna de la Terra provenende l’estudi de les ones sísmiques i de la sismologia* en general.

11

Unitat 1Unitat 1

10

El pou de KolaL’any 1984 es va fer a la península de Kola(Rússia) una perforació que va atènyer 12 km deprofunditat. Aquest fet científic i tècnic va ser moltimportant, ja que arribar a aquestes profunditatsés molt difícil. Ara bé, les dades subministradesper aquesta perforació són poc significatives per al’estudi general de l’interior de la Terra, ja que lalongitud del radi terrestre és de 6 378 km des del’equador i de 6 356 km des dels pols.

JOIDES ResolutionActualment,un equip nord-americà i japonès està per-forant l’escorça terrestre des d’un vaixell anomenatJOIDES Resolution. La zona de perforació està situadasota l’oceà Pacífic, en un indret on es considera quel’escorça terrestre és molt prima, uns 9 500 m.Quan aconsegueixin perforar a 9 500 m, es podràobtenir per primera vegada una mostra del materialque hi ha a sota de l’escorça terrestre,en l’anomenatmantell.

Ubicació del vaixell

Utilitzen 6 motorsper mantenir laposició del vaixell.

Giren de maneraintel·ligent i podenfer-ho en un anglede 360 º.

Detall

Cap deltrepant

Broca

Tub guia per baixar el trepant

Col·locació de laguia del trepant.

Perforació. Es perfora per seccionsde 10 m. Cadasecció s’embolcallaamb un tub d’acer.

Presa de mostres.En cada seccióes pren unamostra enforma decilindre d’uns6 cm × 9 cm.

Det

all

Aigu

a

1 000

2 000

2 500

3 000

4 000

5 000

6 000

Esco

rça

terr

estr

e

8 000

9 000

Quan la perforacióarribi a 9 500 m espodrà obtenir unamostra del mantellde la Terra.

1

2

3

4

Com ho faran per travessar l’escorça terrestre?Intentaran obtenir una mostra completa de l’escorça terrestre. Perforaran fins a 9 500 m de profunditat.

Mantell terrestre

PER SABER-NE MÉS

MAR DE BARENTSZ

O C E À G L A C I A L À R T I C

Rússia

Finlàndia

Suècia

Noruega

penínsulade Kola

0 1000 2000 km

El vaixell JOIDES Resolution.

La perforació de l’escorça terrestre.

Sismologia. Ciència que s’encarregad’estudiar els moviments sísmics, lesseves causes i la forma com es propa-guen les ones sísmiques a través de laTerra.

V O C A B U L A R I

< 4040-60

60-80> 80

Llocs de mesura

Mapa de f lux geotèrmic(mW/m2)

Els mapes de flux geotèrmic permeten delimitar zones que reben més o menys energia geotèrmica. Normalment el flux es mesura en mil·liwatts/metre quadrat (mW/m2).

Situació geogràfica de la península de Kola.

13

Unitat 1Unitat 1

12

Els mètodes sísmics

Els mètodes sísmics són els estudis geològics que han proporcionat la majorpart de les dades sobre la constitució interna del nostre planeta i es basen enl’anàlisi del desplaçament de les ones sísmiques.

Un moviment sísmic o terratrèmol es produeix quan en un punt determinatde l’escorça de la Terra s’origina un moviment i un trencament de les roquesper acció de les forces que les comprimeixen o les estiren. Aquest movimentgenera unes vibracions anomenades ones sísmiques, que es manifesten a lasuperfície del planeta.

El punt de l’escorça on es produeix el moviment s’anomena hipocentre ofocus. L’energia alliberada a l’hipocentre es transmet per tota la geosfera ter-restre i arriba a la superfície. El punt de la superfície situat en la vertical del’hipocentre s’anomena epicentre.

Hi ha dos tipus d’ones sísmiques originadesa l’hipocentre: les ones primàries o longitudi-nals (anomenades ones P) i les ones secundà-ries o transversals (anomenades ones S). Lesones P vibren en la mateixa direcció de propa-gació i viatgen més ràpidament que les ones S;s’anomenen ones primàries perquè són les pri-meres que es detecten a la superfície terrestrequan es produeix un terratrèmol. Les ones S vi-bren transversalment (perpendicularment) a ladirecció de propagació i viatgen més lentamentque les ones P.

La velocitat de transmissió de les ones P i Svaria en funció de la rigidesa de les roques quetravessen. En general, com més elevada és la ri-gidesa, més alta és la velocitat de propagació.D’altra banda, les ones S no poden desplaçar-

se en medis fluids. Si en un punt determinat del camí que segueix una ona enel seu desplaçament es produeix un canvi en la rigidesa del material, l’ona va-ria la velocitat i modifica la seva trajectòria; d’això se’n diu refracció. Per tant,si en una zona determinada de l’interior de la Terra les ones sísmiques es re-fracten, això vol dir que en aquesta zona canvia la rigidesa del material, és adir, que en aquesta zona existeix una discontinuïtat.

Com es pot deduir la presència de discontinuïtats a l’interior de la Terra?Com hem dit abans, quan es produeix un terratrèmol les ones sísmiques espropaguen a través de la geosfera i es poden detectar en diversos punts de lasuperfície, alguns situats a les antípodes de l’epicentre. També existeixen zo-nes, anomenades zones d’ombra, on no es detecten les ones sísmiques ge-nerades per un determinat terratrèmol. Més concretament, les ones S esdetecten en tots els punts de la superfície terrestre situats en un arc de 103ºa partir de l’epicentre. Les ones P es detecten en qualsevol punt de la super-fície terrestre, exceptuant una zona d’ombra corresponent a l’arc entre els103º i els 143º a partir de l’epicentre.

El fet que les ones S deixin de detectar-se més enllà dels 103º de l’arc apartir de l’epicentre permet deduir que a 2 900 km de fondària existeix un ma-terial molt fluid que atura el desplaçament d’aquest tipus d’ones. D’altra ban-da, la zona d’ombra entre els 103º i els 143º fa pensar en una refracció de lesones P provocada també per aquest material fluid. Tot plegat permet deduirque a 2900 km de fondària existeix una important discontinuïtat, anomenadadiscontinuïtat de Gutenberg.

L’estudi de la propagació de les ones sísmiques ha permès deduir l’existèn-cia de diferents discontinuïtats a l’interior de la Terra. Les més importants sónla discontinuïtat de Mohorovicic (o Moho), a una profunditat que varia entre els10 i els 70 km, la discontinuïtat de Gutenberg, a 2 900 km de profunditat, i ladiscontinuïtat de Lehmann o de Wiechert, a uns 5 000 km de profunditat.

A l’interior de la Terra les ones sísmiques augmenten contínuament la ve-locitat mentre es propaguen. Aquest augment de la velocitat s’atura en el mo-ment en què les ones sísmiques travessen una zona de discontinuïtat a causade l’increment de la fluïdesa que presenten els materials en aquestes zones.La velocitat de les ones disminueix clarament en les discontinuïtats i, fins i tot,les ones S deixen de propagar-se en la discontinuïtat de Gutenberg.

0° Hipocentre

Ones P i S

2 900 km deprofunditat

Ones P i S

Ones P i S

Ones P

Nucli intern

Nucli externZona d’ombra

Zona d’ombra

103°103°

No arriben ones S

No arriben ones

No arriben ones

143°143°

Velocitat (km/s)

12

10

8

6

4

2

1000

Mantell Nucli extern Nucli intern

3000

S

P

5000 6 378 Profunditat (km)

Compressió

Ona S

Ona P

Extensió Moviment

Moviment

Propagació

Propagació de les ones sísmiques a l’interior de la Terra.

Distribució de la velocitat de propagació de les ones sísmiques a l’interior de la Terra.

A C T I V I T A T S

1.2. Quina informació aportenels sondatges o perforacions ambrelació a l’estructura interna de laTerra?

1.3. Justifica la utilitat dels estu-dis dels afloraments i digues si esconsidera un mètode d’estudi di-recte o indirecte.

1.4. Observa la imatge anterior ijustifica l’existència de les anome-nades zones d’ombra.

1.5. Escriu el nom de les discon-tinuïtats més importants deduï-des a partir de l’estudi de les onessísmiques. Indica també la pro-funditat de cada discontinuïtat.

1.6. Observa la figura i fixa’t enl’increment de velocitat de lesones P a uns 5 000 km de profun-ditat. Explica la causa d’aquestcanvi i justifica la no-existènciad’ones S a 5 000 km de profundi-tat.

Unitat 1Unitat 1

– El nucli és la capa més interna de la geosfera i s’estén des dels2 900 km de profunditat fins al centre de la Terra a 6 378 km. Es ca-racteritza per contenir materials molt densos. Distingim entre el nucliextern i el nucli intern. El nucli extern és format per aliatges de níqueli ferro. El nucli intern és format bàsicament per ferro.

La discontinuïtat de Lehmann constitueix el límit entre el nucli ex-tern i el nucli intern.

2.2. El model físic

El model físic, anomenat també model dinàmic, es basa en el com-portament mecànic dels materials que constitueixen la geosfera.

– La litosfera és la capa més externa i superficial. És constituïda perl’escorça i la part més exterior del mantell. Malgrat que entre l’escorçai el mantell se situa la discontinuïtat de Mohorovicic, la litosfera escomporta com una capa de materials rígids i dividida en diferents partsanomenades plaques litosfèriques o plaques tectòniques. S’esténfins als 100 km de profunditat mitjana.

– L’astenosfera és la capa de materials que es troben sota la litosfe-ra. Es comporta com una capa de materials molt plàstics sobre els qualssuren les plaques litosfèriques. Arriba fins a uns 400 km de profundi-tat i correspon a una part del mantell.

– La mesosfera és una capa de materials que hi ha a sota de l’aste-nosfera. Correspon a la part més interna del mantell i arriba fins als2 900 km de profunditat, on se situa la discontinuïtat de Gutenberg.Els materials de la mesosfera són més rígids que els de l’astenosfera.

– L’endosfera és la zona més interior de la Terra. S’estén des de ladiscontinuïtat de Gutenberg, on hi ha materials molt fluids, fins alcentre de la Terra. La rigidesa dels materials augmenta progressivamentdes de la discontinuïtat de Gutenberg fins al centre de la Terra, excep-te a la zona corresponent a la discontinuïtat de Lehmann (5 000 km deprofunditat), on es produeix una disminució puntual de la rigidesa.

2. Estructura interna de la Terra

Els mètodes geològics directes i indirectes, especialment l’estudi de lesones sísmiques, ens han permès establir hipòtesis sobre el comportamentfísic dels materials que hi ha a l’interior de la Terra, especialment pel quefa a la fluïdesa, la plasticitat i l’elasticitat (comportament mecànic).També es poden establir teories sobre la possible composició química d’a-quests materials i la seva densitat. Tots aquests estudis i teories permetendeduir com és el nostre planeta per dins; és a dir, l’estructura interna de lageosfera terrestre.

A partir tant de les dades químiques com de les dades físiques s’hanpogut establir dos models d’estructura interna de la Terra, que sóncomplementaris: un model químic i un model físic. Segons els dosmodels, l’interior del nostre planeta està estratificat.

2.1. El model químic

El model químic, anomenat també model estàtic, es basa en la com-posició química dels materials que conformen la geosfera.

– L’escorça és la capa externa de la geosfera. És una capa sòlida, la méssuperficial, i està en contacte amb l’atmosfera i la hidrosfera. Es diferen-cien dues parts: l’escorça continental i l’escorça oceànica. L’escorçacontinental, amb un gruix de 35 km de mitjana, és formada per mate-rials de composició i edat geològica molt variades. Els diferents tipus deroca que vas estudiar en cursos anteriors són presents en l’escorça conti-nental, però es considera que els granits són les roques dominants.L’escorça oceànica, de menys gruix que l’escorça continental (uns 10 kmde mitjana), és formada per materials de composició més homogènia(bàsicament basàltics) i relativament joves des del punt de vista geològic.

La discontinuïtat de Mohorovicic constitueix el límit inferior del’escorça terrestre.

– El mantell és la capa de materials que es localitzen a sota de l’es-corça fins als 2 900 km de profunditat. S’hi diferencien dues parts: elmantell superior i el mantell inferior. En el mantell superior hi des-taca la presència d’olivina. El mantell inferior és format per materialsmés densos entre els quals destaquen els silicats.

La discontinuïtat de Gutenberg constitueix el límit inferior delmantell.

14 15

geosfera

PARAULES CLAU

Estructura comparada de la litosferacontinental i l’oceànica.

Models químic i físic que expliquen l’es-tructura interna de la Terra.

ContinentalEscorça oceànica

Mantell superior

Escorça continental

Prof

undi

tat(

km)

Oceànica

Mantell

Escorça (granítica)

Mantell

Litosfera50

100

150

0

Astenosfera

Escorça(basàltica)

A C T I V I T A T S

1.7. Digues dues diferències en-tre l’escorça continental i l’escor-ça oceànica.

1.8. Indica la diferència entre elnucli intern i el nucli extern pelque fa a la composició químicadels materials que els componen.

1.9. Justifica l’increment de la ve-locitat de les ones sísmiques a me-sura que s’endinsen en capes cadacop més profundes de la mesosfera.

1.10. Compara l’escorça amb lalitosfera.

1.11. Observa i compara les imat-ges dels models físic i químic quedescriuen l’estructura interna de laTerra. Elabora un dibuix esquemà-tic en què hi hagi integrats els dosmodels. Per fer-ho, situa en primerlloc les discontinuïtats i, després, aescala, representa les diferents zo-nes proposades per cada model.Justifica si és correcte dir que l’en-dosfera es correspon amb el nucli.

Model estàtic(basat en la composició química dels materials)

Escorça oceànica(5-12 km)

Escorça continental(25-70 km)

Discontinuïtatde Mohorovicic 75-100 km

Litosfera

Mesosfera

Endosfera

AstenosferaMantell superior

Mantell inferior

Nucli extern

Nucliintern

Model dinàmic(basat en el comportament

físic dels materials)

350 km

Discontinuïtatde Gutenberg

2 900 km

5 120 km

6 378 km

Discontinuïtatde Lehman

RECORDA

L’estructura interna de la Terra s’ex-plica a través d’un model físic i d’unmodel químic.

3.1. El metamorfisme

Quan les roques queden sotmeses a un augment de la pressió i la tem-peratura, la seva composició i la disposició dels seus components quí-mics canvien. Aquest procés s’anomena metamorfisme.

La pressió reorienta els minerals que componen la roca original per-pendicularment a la direcció en què actua la pressió.

El canvi de composició es deu al fet que, sota les noves condicionsde pressió i temperatura, els minerals que constitueixen la roca origi-nal són inestables. En conseqüència, reaccionen entre si per donarnous minerals que tinguin una composició química estable sota les no-ves condicions.

3.2. La fusió i la solidificació

Quan la pressió i la temperatura són prou altes, es produeix la fusió deles roques. Aquest procés té lloc a grans profunditats a l’interior de l’es-corça i especialment en el límit entre la litosfera i l’astenosfera. La fu-sió implica la desaparició de l’estructura pròpia de les roques originalsi es produeix també una homogeneïtzació* dels materials amb unanova composició química determinada. La massa fosa i homogènia re-sultant s’anomena magma.

El magma pot emplaçar-se entre roques sòlides ja existents, mit-jançant un procés que s’anomena intrusió. La intrusió provoca l’as-censió del magma a través de l’escorça, això fa que es refredi i que,finalment, es produeixi la solidificació del magma. Un magma sòlidesdevé una roca magmàtica.

17

Unitat 1Unitat 1

3. El cicle geològic intern

Els processos que provoquen canvis en el relleu terrestre són, general-ment, molt lents i es produeixen al llarg de milers o milions d’anys. Elmateix passa amb els processos que tenen lloc a l’interior del planeta.Els materials interns de la geosfera terrestre no romanen immutables,sinó que experimenten un seguit incessant de canvis, que són extraor-dinàriament lents i, per tant, difícils de percebre pels humans.

El cicle geològic intern és un conjunt de processos geològics quede manera cíclica es van succeint a l’interior de la litosfera.

Els processos geològics interns són responsables de la formació denoves roques, de la deformació dels materials de l’escorça i de la for-mació de noves serralades i, per tant, de la formació de relleu.

En cursos anteriors vas estudiar el cicle de les roques; per tant, re-cordaràs que part dels processos implicats en aquest cicle es desenvo-lupen a dins de l’escorça terrestre, en condicions de pressió itemperatura elevades. Els principals processos geològics interns impli-cats en el cicle de les roques i en la formació de relleu són: el meta-morfisme, la fusió, la solidificació i la formació de serralades(orogènesi).

16

cicle geològic intern

PARAULES CLAU

El cicle geològic intern condicionael cicle de les roques.

Relleu

Roques sedimentàries

Roques magmàtiques

Roques metamòrfiquesOrogènesi

Roques magmàtiquesMagma

Sediments Roques sedimentàries

Activitat geològica i moviment de la litosfera

Erosió, transport i sedimentació

Fusió

Solidificació

Metamorfisme

Roques metamòrfiques

Soterrament a l’interior de l’escorça

Orientació dels components d’una rocasotmesa a pressió.

PER SABER-NE MÉS

Tipus de metamorfisme relacionats amb els processos geològics interns Segons els factors que l’originen, hi ha diferents tipus de metamorfisme.

– Metamorfisme tèrmic. Es produeix quan el factor fonamental dels canvis ésl’augment de temperatura. Un cas particular del metamorfisme tèrmic és el me-tamorfisme de contacte. Quan un magma queda encaixat entre roques sòlidesirradia quantitats importants de calor. Aquesta calor metamorfitza les roquessòlides que estan en contacte amb el magma.

– Dinamometamorfisme. Es produeix per la fricció deguda al moviment de blocsde roques, fet que origina un augment de la pressió.

– Metamorfisme regional. Es produeix quan augmenta la temperatura i la pres-sió a què estan sotmeses les roques a causa del pes de les que tenen a sobre.Afecta els conjunts de roques soterrats a certa profunditat.

Hi ha també processos d’alteració de les roques que es produeixen a la su-perfície terrestre. El sauló és una roca formada per l’alteració i la fragmentació delgranit. La humitat alta i les temperatures benignes dels climes mediterranis podenafavorir l’alteració química del granit, la qual cosa provoca la disgregacióde la roca i la formació del sauló.

Pressió

Pressió

Homogeneïtzació. Acció en què s’acon-segueix que totes les parts d’una ma-tèria siguin de la mateixa naturalesa.

V O C A B U L A R I

Unitat 1Unitat 1

3.3. L’orogènesi

Les forces originades per l’energia interna de la Terra actuen sobre l’es-corça terrestre i la deformen de manera diversa. Quan l’acció d’aques-tes forces dóna com a resultat la formació de muntanyes rep el nomd’orogènesi o orogènia*.

L’orogènesi afecta totes les roques que ascendeixen a la part super-ficial de l’escorça, ja siguin sedimentàries, metamòrfiques o magmàti-ques. El resultat és la formació de serralades o orògens.

18

4. La dinàmica de la litosfera

La geologia de la Terra és una realitat canviant i els processos geològicsinterns (geodinàmica interna) són responsables, en gran part, dels es-deveniments convulsos i colossals que lentament, al llarg de milionsd’anys, es van produint a la litosfera i que han contribuït a la formaciódel relleu geològic que podem observar actualment. Recorda que tam-bé els processos geològics externs (geodinàmica externa) intervenenen la configuració del relleu i en l’estructuració de l’escorça terrestre;per tant, també contribueixen en part a la dinàmica de la litosfera.

Per entendre de quina manera la geodinàmica interna intervé en elscanvis que es produeixen a la litosfera, cal considerar dos grans con-junts de processos geològics: la tectònica i la tectogènesi.

4.1. Tectònica

En cursos anteriors ja vas estudiar diversos aspectes de l’anomenada teoria de la tectònica de plaques. Segons aquesta teoria, la litosferaestà dividida en plaques litosfèriques o plaques tectòniques que esmouen damunt de l’astenosfera a causa dels moviments de conveccióque es produeixen en el material extraordinàriament fluid que consti-tueix l’astenosfera.

Anomenem tectònica la part de la geologia que estudia la formacom es generen les forces que deformen i disloquen* la litosfera. El mo-viment dels materials de l’astenosfera és la causa principal de les forcestectòniques que actuen a la litosfera.

19

orogènesi

PARAULES CLAU

Orogènesi o orogènia. També és el tempso període durant el qual es forma unaserralada.

V O C A B U L A R I

Dislocar. Treure una cosa del seu lloc.En aquest cas, fa referència als canvisde lloc, amb trencament, que experi-menten algunes parts de la litosfera.

V O C A B U L A R I

A C T I V I T A T S

1.12. Digues el nom dels principals processos geològics que conformenel cicle geològic intern del nostre planeta.

1.13. Defineix el concepte de metamorfisme.

1.14. El granit és una roca magmàtica intrusiva. Descriu el procés de for-mació d’un granit a partir dels conceptes de fusió, intrusió i solidificació.

1.15. Quina serralada et sembla que es va formar durant l’anomenadaorogènia alpina?

1.16. El gneis és una roca metamòrfica formada en condicions de pres-sió molt elevada. Justifica quin tipus de metamorfisme causa la formaciódel gneis.

La formació de les serralades és el resul-tat del procés orogènic.

Plaques tectòniques que configuren l’escorça terrestre.

Zona divergent (separació de plaques)

Zona convergent (acostament de plaques)

Incert

Zona transformadora (lliscament lateral de plaques)

Moviment de la placa

PLACA

JUAN DE FUCA

PLACA DEL PACÍFIC

PLACA

NORD-AMERICANA

PLACA

SUD-AMERICANA

PLACA

FILIPINA

PLACA

DE NAZCA

PLACADE COCOS

PLACA DELES ANTILLES

PLACA ANTÀRTICA

PLACA EURASIÀTICA

PLACA

AFRICANA

PLACAANATÒLICA

PLACAARÀBIGA

PLACASOMALí

En funció de com es produeix el desplaçament dels blocs, distingimdiferents tipus de falla. Bàsicament, n’hi ha tres tipus: normals o di-rectes, inverses i de transformació.

Tipus de falla en funció del desplaçament dels blocs:

21

Unitat 1Unitat 1

4.2. Tectogènesi

La tectogènesi és el conjunt de processos a causa dels quals les roquessón deformades per l’efecte de la pressió, la temperatura i les forces decompressió i distensió. La tectogènesi està condicionada, per tant, pelsprocessos geològics interns i per les forces derivades de la tectònica.

Les estructures geològiques derivades de la tectogènesi són les dià-clasis, les falles i els plecs.

En general, es pot considerar que les roques es disposen en estrats,de tal manera que cada estrat correspon a una capa de roca que es dife-rencia gràcies a les seves característiques concretes (la seva composició,el seu color, etc.).

Hi ha roques que configuren estrats fràgils; és a dir, que es trenquenamb facilitat quan reben l’acció d’una força. Altres roques configurenestrats de comportament plàstic; és a dir, que es deformen sense tren-car-se quan reben l’acció d’una força.

– Diàclasis. Les diàclasis són fractures o trencaments dels estrats decomportament fràgil que no causen cap moviment dels blocs resul-tants.

– Falles. Les falles són fractures dels estrats de comportament frà-gil que causen un moviment dels blocs rocosos resultants. Les falles po-den ser actives o inactives.

En una falla activa, els blocs es mouen al llarg del temps. Naturalment,es tracta de moviments que es van produint durant llargs períodes detemps. Si es produeixen de manera brusca, causen moviments sísmics.

En una falla inactiva, els blocs es van moure en algun moment de lahistòria geològica de la zona afectada, però ja no presenten moviment.

Els elements d’una falla són el pla de falla, que és la superfície da-munt la qual es produeix el desplaçament entre blocs; els llavis de falla,que corresponen a la superfície dels blocs resultants del trencament, i elsalt de falla, que és el desplaçament entre els blocs mesurat en vertical.

20

PER SABER-NE MÉS

Les cel·les de convecció

La convecció és un procés que es dóna a l’interior dels fluids.Quan s’escalfa la part inferior d’un fluid, aquest s’expandeixi es torna menys dens que la part superior, que està més fre-da. Això provoca que el material inferior, menys dens, pugi, ique el material superior, més dens, baixi.

D’aquesta manera, es formen zones, anomenades cel·lesde convecció, on hi ha corrents ascendents i corrents des-cendents. Les cel·les de convecció que es produeixen a l’as-tenosfera són responsables del moviment de les plaqueslitosfèriques.

Continent

Astenosfera

Corrents de convecció

Placalitosfèrica

Placa litosfèrica

Els corrents de convecció a l’astenosfera.

Les falles normals es produeixen en zones on les roquesse separen per l’acció de forces divergents.

Un dels blocs s’enfonsa respecte de l’altre i el pla defalla constitueix una àrea més o menys pendent, però onseria possible caminar-hi.

Un cas especial de falla normal és la falla vertical; enaquest cas, el pla de falla és vertical.

Les falles inverses es produeixen en zones on les roqueses comprimeixen per acció de forces convergents.

Un dels blocs s’aixeca respecte de l’altre i el pla defalla constitueix una àrea extraplomada o ressalt on noseria possible caminar-hi.

Les falles de transformació es produeixen en zones onforces contraposades provoquen un moviment horitzontaldels blocs, que llisquen lateralment l’un respecte del’altre i en sentit contrari.

Els estrats són capes de roca superposadesque tenen característiques diferencials.

Les diàclasis són fractures presents a la rocaque no han implicat moviment de blocs.

Els elements d’una falla.

Salt de falla Llavi superior

Pla de falla

Llavi inferior

5. Sismologia.

Els moviments sísmics

Quan l’equilibri que hi ha entre les roques de la litosfera es trenca, es pro-dueix un moviment sísmic, sisme o terratrèmol. El punt on s’originael moviment rep el nom de focus sísmic o hipocentre. És en aquestpunt també on s’originen les ones sísmiques S i P.

La sismologia és la branca de la geologia que estudia els terratrè-mols i la propagació de les ones sísmiques que es generen.

El punt situat a la superfície i a la vertical de l’hipocentre rep el nomd’epicentre. En aquest punt s’originen les ones sísmiques superfi-cials, que són la causa dels efectes destructors i catastròfics dels terra-trèmols.

Quan l’epicentre d’un moviment sísmic se situa en el fons marí, elsefectes sobre la massa d’aigua que hi ha per damunt poden ser molt im-portants. En aquest cas, es parla d’un terratrèmol submarí. Si el mo-viment del fons marí és important, pot produir-se una onada gegant otsunami. Els tsunamis es desplacen a gran velocitat a través de milersde quilòmetres a l’oceà, però normalment avisen amb prou temps dela seva arribada: a les zones costaneres, especialment a les platges onarribarà un tsunami, es produeix prèviament una davallada importantdel nivell de l’aigua del mar. Per tant, qualsevol persona ben informa-da pot adonar-se de la imminència de l’arribada de l’onada gegant ibuscar un lloc elevat del terreny on es pugui protegir. Moltes personeshan perdut la vida per no haver fet cas d’aquest avís.

23

Unitat 1Unitat 1

– Plecs. Els plecs són curvatures dels estrats que es produeixen quanels materials que els formen tenen un comportament plàstic.

Podem diferenciar dos tipus fonamentals de plecs: els plecs anti-clinals, amb curvatura en volta (en forma de A), i els plecs sinclinals,amb curvatura en cubeta (en forma de U).

Els elements d’un plec són la xarnera, que és una línia imaginàriaque marca el canvi de sentit en la inclinació dels estrats; el pla axial, queés un pla imaginari que uneix les xarneres dels diferents estrats, i elsflancs, que són les zones laterals del plec.

Al centre d’un anticlinal afloren els es-trats més antics.

Al centre d’un sinclinal afloren els es-trats més joves. Quan el moviment sísmic provoca un

important moviment de blocs en el fonsmarí, es pot produir una onada gegant otsunami.

A C T I V I T A T S

1.17. Relaciona la tectònica amb els moviments de convecció que es pro-dueixen a la litosfera.

1.18. Digues el nom de les estructures geològiques derivades de la tecto-gènesi.

1.19. Compara les dues estructures anomenades diàclasi i falla.

1.20. Elabora un dibuix esquemàtic d’un plec sinclinal, en què figurin elselements següents: xarnera, pla axial, flancs i estrats.

1.21. Fes un dibuix esquemàtic d’una falla normal.

terratrèmol

PARAULES CLAU

PER SABER-NE MÉS

Tipus d’ones superficialsLes ones sísmiques superficials són responsables de la destrucció d’edificis,ponts, carreteres etc. quan es produeix un moviment sísmic. S’originen a l’epi-centre i es propaguen superficialment. Hi ha dos tipus d’ones sísmiques su-perficials: les ones Rayleigh, que viatgen de manera similar a com ho fan lesones a la superfície de l’aigua, i les ones Love, que provoquen el trencament dela superfície en blocs de desplaçament vertical.

Les ones Rayleigh van ser un descobriment del físic anglès John WilliamStrutt (Lord Rayleigh), premi Nobel de Física l’any 1904. Les ones Love van serdescrites per A. E. H. Love, un matemàtic britànic.

Plec anticlinal Plec sinclinal

Xarnera

Pla axial

Flanc

Flanc

Elements dels plecs.

Nucli de plec

Estratsmés joves

Estratmés antic

Estratsmés joves

Nucli de plec

Estratsmés antics

Estratmés jove

Estratsmés antics

Ona Rayleigh Ona Love

RECORDA

El terratrèmol es produeix quan estrenca l’equilibri entre les roques de lalitosfera. El punt on s’origina el movi-ment s’anomena hipocentre, i la cièn-cia que estudia aquest fenomen és lasismologia.

22

5.2. Intensitat i magnitud dels terratrèmols

La violència d’un terratrèmol es pot mesurar de dues maneres: per laseva intensitat i per la seva magnitud.

La intensitat d’un terratrèmol no es basa en els registres sismogrà-fics, sinó en l’efecte del sisme en els edificis i altres estructures i tambéen la sensació percebuda per les persones. L’escala de Mercalli, pro-posada el 1902 pel sismòleg italià Giussepe Mercalli, mesura la inten-sitat dels sismes segons una escala de dotze valors expressats ennombres romans (de l’I al XII). Hi ha una altra escala per mesurar la in-tensitat, proposada el 1964 per Medveder, Sponhever i Kamik, ano-menada MSK, similar a la de Mercalli i també amb 12 graus, que ésl’escala oficial per mesurar la intensitat dels terratrèmols en la majoriade països d’Europa.

Els efectes sobre edificis i estructures depenen de la violència del ter-ratrèmol, però també de la qualitat de les construccions. Probablement,si es produeix un terratrèmol de la mateix intensitat en un país del TercerMón i en un país desenvolupat, els efectes seran més catastròfics en el pri-mer que en el segon, on les exigències de seguretat en la construcció delsedificis és alta. Per aquest motiu, la intensitat és una mesura que fa difícilla comparació precisa dels terratrèmols que es produeixen en diferentszones del nostre planeta.

25

Unitat 1Unitat 1

5.1. Sismògrafs i sismogrames

Un sismògraf o sismòmetre és un aparell que serveix per detectar mo-viments sísmics o terratrèmols.

Malgrat que actualment els sismògrafs són aparells construïts mit-jançant sofisticats mecanismes electrònics, els aparells antics i tambéaquells que hom pot fabricar-se de manera artesanal consisteixen en unpèndol que, gràcies a la seva massa, roman immòbil encara que es mo-gui tot el que hi ha al seu voltant. Aquest pèndol duu un punxó que es-criu damunt un tambor que roda lentament controlat per unmecanisme de rellotgeria. El dibuix que s’observa en el tambor és unsismograma. Si a l’entorn de l’aparell no es mou res, el punxó dibuixaun sismograma en forma de línia recta sobre el tambor.

Quan es produeix un moviment a l’entorn, el tambor es mou se-gons les vibracions que li arriben, mentre que el pèndol roman immò-bil. En aquest cas, el punxó dibuixa un sismograma que evidencial’existència de vibracions.

24

Un sismògraf senzill.

Sismograma. Quan es produeix un ter-ratrèmol, l’anàlisi del sismograma per-met determinar que les ones P són lesprimeres a detectar-se. Després es detec-ten les ones S i, finalment, les ones su-perficials, que són les que produeixen lesvibracions més importants i destructives.

Determinació de l’epicentre d’un terratrèmol

L’anàlisi de sismogrames permet determinar ambmolta precisió la situació de l’epicentre d’un terra-trèmol. De la mateixa manera que en una hipotèticacursa entre un cotxe i una bicicleta l’avantatge delcotxe aniria incrementant-se progressivament, lesones P també guanyen sempre les ones S, i commés lluny de l’epicentre sigui l’estació sismològica(lloc on s’emplaça un sismògraf), més marge detemps s’observarà entre l’arribada de les ones Pi l’arribada de les ones S. Quan diferents estacionssismològiques, de diversos indrets de la superfícieterrestre, posen en comú les dades de les ones sís-miques que els arriben, en poc temps aconseguei-xen localitzar amb gran precisió l’epicentre delterratrèmol.

PER SABER-NE MÉS

Les ones P i S circulen per l’interior del cos de la

geosfera i són detectades per estacions sismològiques,

que poden estar situades a gran distància de

l’epicentre.

RellotgeTambor de registre

Sismograma

Primera ona P

Un minut

Abans Després

Epicentre

Estació sismològica

Focus o hipocentre

Desplaçament deles ones P i S

Temps

Primera ona S

Ones superficials

Massa

RECORDA

La intensitat d’un terratrèmol es basaen l’efecte que aquest té sobre els edi-ficis i les estructures, així com en lapercepció que reben les persones.

Efectes d’un terratrèmol de grau V(escala MSK).

Efectes d’un terratrèmol de grau VII(escala MSK).

Escala oficial per mesurar la intensitat sísmica a Espanya

Escala MSK

Grau IEl moviment és detectat per molt poques persones. Esnecessiten condicions especialment favorables per adonar-sedel moviment.

Grau II

El moviment és detectat per poques persones, les qualsnormalment es troben en estat de repòs i als pisos més altsdels edificis. Els objectes que estan en suspensió, com araels llums de sostre, poden oscil·lar.

Grau III

Grau IV

El moviment és detectat per moltes persones que són al’interior d’un edifici, especialment als pisos més alts.Vibració aproximada a la que produeixen les màquines queperforen la superfície dels carrers en les obres públiques.

El moviment és clarament detectat per la majoria depersones que són a l’interior dels edificis. Si es produeix denit, algunes persones es desperten a causa del moviment.Vibració de vaixelles, vidres i murs. Els cotxes estacionatspoden bascular lleugerament.

Grau V

El moviment és detectat per quasi totes les persones. Algunespeces de la vaixella i vidres de les finestres es trenquen. Espoden produir lleugeres esquerdes en murs poc consistents i elsobjectes inestables poden caure. Es poden produir pertorbacionsen els arbres i en els pals de les línies elèctriques.

Grau VIEl moviment és percebut per tothom. Es poden esfondraralgunes xemeneies i els mobles es mouen del lloc.

27

Unitat 1Unitat 1

La magnitud d’un terratrèmol és una mesura de l’energia sísmicaalliberada pel moviment sísmic. Per tant, es tracta d’una manera mésobjectiva de mesurar la violència d’un sisme, ja que no depèn de la fia-bilitat amb què són fets els edificis ni tampoc de la sensació subjectivade les persones.

L’escala de Richter, ideada pelsismòleg nord-americà Charles F.Richter el 1935, mesura la mag-nitud dels terratrèmols i es basaen una escala de valors que ésoberta, és a dir, no té un valor su-perior limitant. L’energia sísmicaes mesura d’acord amb les carac-terístiques de les ones que són de-tectades pels sismògrafs.

L’escala de Richter es basa en lamesura de l’amplitud de les onessísmiques detectades en el sismo-grama i també en el temps quetranscorre des que es detecten lesones P fins que arriben les ones S.

26

Escala de Richter

MagnitudRichter

Equivalència aproximada del’energia alliberada a partird’una determinada massa

d’explosiu trinitrotoluè (TNT)

Referències

1,0 170 gExplosió d’un coet en un castell de focs.

2,0 6 kg Explosió d’un tanc de gas.

3,0 200 kg Explosió d’una planta de gas.

4,0 6 tBomba atòmica de baixa potència.

5,0 200 tTerratrèmol a la comarca de laVega de Granada, Espanya,1956.

6,0 6 000 tTerratrèmol de Double SpringFlat, Nevada, Estats Units,1994.

7,0 200 000 tTerratrèmol de Hyogo-KenNanbu, Japó, 1995.

8,0 6 500 000 tTerratrèmol de Mèxic, Mèxic,1985.

9

10,0

220 milions de tones

7 000 milions de tones

Terratrèmol submarí de l’oceàÍndic, 2004.

Energia total destinada a provocar una falla del tipus dela de San Andrés.

12,0 Bilions de tones

Més energia de la necessàriaper fracturar la Terra pel centre. Molt més del total del’energia solar que arriba cadadia a la Terra.

Les conseqüències d’un terratrèmol de-penen de la seva magnitud. La intensi-tat es valora posteriorment en funciódels danys.

L’escala oberta de Richter es basa en lamesura de les característiques de les onessísmiques i permet avaluar l’energia sís-mica alliberada en un terratrèmol.

Grau VIILa violència del moviment fa que la gent s’espanti i abandoniels edificis. Es poden produir alteracions lleus de lesestructures d’alguns edificis.

Grau VIII

El moviment provoca una alarma generalitzada i els conductorspoden perdre el control dels vehicles. Es deterioren moltseriosament les estructures febles dels edificis. Poden caurealguns murs i monuments; també poden rebentar-se lesconduccions subterrànies.

Grau IX

Grau X

La violència del moviment provoca pànic en les persones. Elsedificis resulten greument afectats i fins i tot els edificis mésben dissenyats per resistir sismes en poden resultarmalmesos. Es pot produir la destrucció de les conduccionssubterrànies i un greu deteriorament de ponts i carreteres acausa de les esquerdes que es formen al sòl.

El moviment produeix pànic entre les persones. Nomésresisteixen els edificis més forts i especialment dissenyatsamb estructures de seguretat antisismes. Es pot produir ladestrucció de les vies de comunicació, incloent-hi les líniesde ferrocarril, ja que es torcen els rails. Es poden produirdesplaçaments de masses d’aigua.

Grau XI

El moviment produeix pànic entre les persones. No quedadreta pràcticament cap estructura d’obra. Es produeixenenfonsaments del terreny i una gran torsió dels rails deferrocarril.

Grau XII

El moviment causa la destrucció total, produint pertorbacionsvisibles de les cotes de nivell en rius i llacs. Hom pot observarcom el terreny fa onades (es fan visibles les ones sísmiquessuperficials) i com alguns objectes són llançats enlaire.

Efectes d’un terratrèmol de grau XII(escala MSK).

RECORDA

La magnitud d’un terratrèmol no esbasa en dades subjectives, sinó quemesura l’energia sísmica d’una ma-nera objectiva i fiable.

6. Vulcanologia. Els volcans

Els volcans es formen quan el magma* que està acumulat a l’interior del’escorça terrestre surt a l’exterior per una escletxa d’aquesta mateixa escorça.

La vulcanologia és la branca de la geologia que estudia els volcans,el magma, la lava* i tots els fenòmens geològics que es deriven de l’ac-tivitat dels volcans.

6.1. La formació dels magmes

Les roques es troben en estat sòlid en les condicions normals de tem-peratura i pressió de l’escorça terrestre. A mesura que aprofundim enla litosfera, la temperatura i la pressió augmenten, i això fa que les ro-ques es puguin fondre a determinades profunditats; la roca fosa adop-ta un estat semisòlid i fluid i constitueix el magma.

Podem considerar que les zones profundes de la litosfera són cons-tituïdes per magma, el qual, en determinades condicions, també potocupar zones a l’interior de l’escorça i formar les anomenades cambresmagmàtiques.

Les causes que provoquen la for-mació de cambres magmàtiques sóndiverses. Es poden originar cambresmagmàtiques a causa de l’ascensió capa l’escorça de materials fluids provi-nents o de zones inferiors de la litosferao de l’astenosfera, a causa de la pressióen una zona concreta o de l’acumulacióde calor en punts determinats de l’inte-rior de l’escorça. D’altra banda, la pre-sència d’aigua fa disminuir el punt defusió de les roques, i això també ajuda ala formació del magma.

29

Unitat 1Unitat 1

28

PER SABER-NE MÉS

Els valors de magnitud (M) que utilitza l’escala de Richter s’obtenen a partir del’aplicació de l’equació matemàtica següent, en què A és l’amplitud de l’ona(mesurada en mil·límetres en el sismograma) i nnt és el temps que transcorreentre l’arribada de les ones P i les ones S.

M = log10 A(mm) + 3log10 (8nt(s)) – 2,92

Es tracta d’una escala de valors de tipus logarítmic, de manera que l’incre-ment d’un grau (passar de grau 1 a grau 2, o bé passar de grau 5 a grau 6) noimplica que l’increment de la violència del sisme sigui proporcional a una uni-tat, sinó que per cada grau de l’escala de Richter l’energia sísmica alliberada s’incrementa unes 33 vegades aproximadament.

A C T I V I T A T S

1.22. Defineix aquests conceptes: terratrèmol, hipocentre i epicentre.

1.23. Quan es produeix un terratrèmol submarí, moltes vegades es ge-neren onades gegants que, en arribar a la costa, provoquen sovint situa-cions catastròfiques. Quin altre nom reben aquestes onades gegants?

Justifica si és possible que, en determinades ocasions, els banyistes puguinpreveure l’arribada d’una onada gegant a la platja i tenir temps de fugircap a llocs segurs, situats a prou altura.

1.24. Quina diferència hi ha entre un sismògraf i un sismograma?

1.25. Comenta quina utilitat té actualment l’escala de Mercalli o la sevaequivalent anomenada MSK. Per fer-ho, imagina’t diferents possibilitats al’hora d’informar d’un terratrèmol. Per exemple, pot ser útil per informar dela percepció que han tingut els ciutadans de la violència del sisme? Pot ser útila l’hora de comparar la violència de dos terratrèmols que s’han produït enpaïsos de nivell econòmic molt diferent? Escriu tots els arguments que se t’a-cudeixin i compara’ls amb els dels teus companys i companyes de classe.

1.26. Diferencia els conceptes de magnitud i intensitat d’un terratrèmol.Digues el nom de les escales que serveixen per mesurar la magnitud i la in-tensitat dels sismes.

volcà

PARAULES CLAU

Magma. Materials rocosos en estat defusió que poden ocupar determinadeszones a l’interior de l’escorça terrestrei mantenir la seva estructura fluida.

Lava. Magma que ha arribat a la superfí-cie terrestre. La lava es refreda ràpida-ment i perd la seva fluïdesa peresdevenir un material sòlid.

V O C A B U L A R I

Capes de roques

Magma

Acumulacions de magma a l’interiorde l’escorça terrestre.

Una cambra magmàtica és un reservori de magma situat a dins de l’escorçaterrestre, a vegades en zones relativament properes a la superfície. El magmaexerceix una gran pressió sobre les parets de la cambra magmàtica i amb eltemps pot arribar a fracturar la roca sòlida que l’embolcalla.

Les onades gegants, a vegades, poden serel preludi d’un terratrèmol submarí.

Vulcanisme interplaca i vulcanisme intraplaca

La major part dels volcans es generen a les zones correspo-nents als límits de les plaques litosfèriques. En aquest cas esparla de vulcanisme interplaca. Però alguns volcans apa-reixen en zones clarament situades a l’interior de les plaqueslitosfèriques. En aquest cas es parla de vulcanisme intra-placa.

Les zones principals on actua el vulcanisme interplacasón les següents:

– Dorsals oceàniques. Són zones on les plaques litosfè-riques se separen o divergeixen, amb la qual cosa s’afavoreixla formació d’esquerdes a la litosfera, per on ascendeix elmagma. La majoria de volcans corresponents a aquestes zo-nes són submarins, però a vegades els materials que consti-tueixen la dorsal emergeixen. Els volcans d’Islàndia en sónun exemple.

– Zones de rift continental. Es tracta de zones de diver-gència de plaques litosfèriques que afecten la litosfera conti-nental, la qual cosa afavoreix l’aparició de fenòmensvolcànics. El Kilimanjaro és un volcà situat a la zona del RiftValley, al continent africà.

– Zones de subducció. Es tracta de zones de convergèn-cia d’una placa litosfèrica oceànica que s’enfonsa a sota d’u-na placa litosfèrica continental. Els materials de la placa quequeda per sota s’escalfen de manera molt important i gene-ren gran quantitat de magma i una intensa activitat volcàni-ca. Els volcans de la serralada dels Andes en són un exemple.Els anomenats arcs d’illes volcàniques, com el cas de lesilles Kuril (Japó), també són provocats per l’activitat volcà-nica associada a zones de subducció: la forma d’arc es deu alfet que la intersecció de les plaques litosfèriques és general-ment una línia corba.

El vulcanisme intraplaca s’associa bàsicament als anome-nats punts calents produïts per plomes termals, constituï-des per materials amb una temperatura alta procedents dezones profundes del mantell. Aquestes plomes termals es ge-neren a partir de l’activitat del mantell i, per tant, són inde-pendents del moviment de les plaques litosfèriques i delscorrents de convecció de l’astenosfera. Els corrents de con-vecció que es produeixen a l’astenosfera són responsables delmoviment de les plaques litosfèriques, però com que les plo-mes termals depenen de l’activitat de zones més profundesdel mantell, es pot considerar, d’una manera senzilla, que laplaca litosfèrica es mou respecte d’un punt fix (punt calent)que s’origina per la presència de la ploma termal.

31

Unitat 1Unitat 1

6.2. La formació dels volcans

Quan el magma, atrapat a gran pressió a l’interior d’una cambra mag-màtica, troba una sortida cap a la superfície terrestre, es produeix unaerupció volcànica. L’erupció volcànica provoca l’emissió a la superfí-cie terrestre de materials diversos que modificaran el relleu i donaranlloc a un volcà.

Un volcà és un cos geològic, de forma generalment cònica, consti-tuït per l’acumulació de materials que fan erupció a través d’una fissu-ra de l’escorça terrestre.

Les parts d’un volcà

En un volcà es poden distingir les parts següents:– Focus o cambra magmàtica. És el lloc on s’acumula el magma a

dins de l’escorça terrestre. – Xemeneia. És el camí que segueix el magma fins a l’exterior.

Generalment, hi ha una sola xemeneia, però de vegades n’hi ha algunaaltra, que rep el nom de xemeneia adventícia*.

– Cràter. És la part superior de la xemeneia. Normalment, té for-ma de con invertit.

– Con volcànic. És el cos físic del volcà, format pels materials ex-pel·lits pel cràter.

Els volcans poden emetre productes gasosos (principalment diòxidde carboni, diòxid de sofre i vapor d’aigua), líquids i sòlids. El magmalíquid que emet un volcà rep el nom de lava. De vegades, el magma sesolidifica a la xemeneia, l’obtura i es provoquen explosions amb emis-sió de materials sòlids; aquests materials sòlids són diversos i s’anome-nen piroclastos (cendres, fragments de magma solidificat i tambéfragments de roca antiga de la zona que envolta la xemeneia).

30

Adventici. Dit d’allò que es forma foradel seu lloc normal.

V O C A B U L A R I

Les parts d’un volcà.

Els volcans d’Islàndia.

El Kilimanjaro és un volcà situat al continent africà.

Illes Kuril (Japó).

Les plomes termals s’originen en zones profundes delmantell.

Xemeneia adventícia

Riu de lava

Cràter Gasos i cendra volcànica

Xemeneia

Acumulacions de lava imaterials piroclàstics

Roca antiga

Cambra magmàtica

Astenosfera

Litosfera

Astenosfera

MantellPloma

Punt calent

RECORDA

Un volcà és un cos geològic, sovintcònic, que treu el magma a l’exteriora través d’una fissura de l’escorçaterrestre.

Tipus de volcans

Segons la forma del volcà, se’n distingeixen quatre tipus: cons basàl-tics, volcans en escut, cons de cendra i estratovolcans o volcanscompostos.

Unitat 1Unitat 1

La ploma termal ascendeix a través de la partinferior de la litosfera i arriba a entrar en contac-te amb l’escorça terrestre; quan això passa, es diuque s’ha generat un punt calent, que pot provo-car la fusió de les roques i la generació de cambresmagmàtiques, que, a la vegada, poden donar lloca fenòmens volcànics. Un exemple són les illes deHawaii (i també, molt probablement, les illesCanàries), on apareixen volcans actius situats da-munt del punt calent i volcans antics, inactius,corresponents a zones que s’han allunyat delpunt calent a causa del moviment de la placa li-tosfèrica.

32

Com que el punt d’ori-gen de la ploma termalestà fix respecte delmoviment de la placalitosfèrica, el punt ca-lent, que correspon a lazona A, al cap d’untemps correspondrà ala zona B, i a la zona Arestaran volcans anticsinactius.

Vulcanisme interplaca i vulcanisme intraplaca.

Cons basàltics Es formen en llocs on la lava és extremamentfluida. El pendent al voltant del cràter és tansuau que pràcticament no s’observa el relleuen forma de con. El volcà Rangitoto (NovaZelanda) i també molts volcans d’Islàndia sónexemples d’aquest tipus de volcà.

Volcans en escutEs formen en llocs on la lava és molt fluida.Consisteixen en grans edificis volcànicsde pendent suau, resultat de successiusapilaments de lava. N’és un exemple el volcàMauna Loa, a Hawaii, format per apilamentsde lava que tenen una base immensa en elfons oceànic i que emergeixen a causa de lesgrans proporcions de l’edifici volcànic.En aquest tipus de volcà són típiques lesxemeneies adventícies que produeixenerupcions laterals.

Cons de cendraEs formen en zones on les erupcions sónexplosives amb emissió d’abundant materialpiroclàstic (cendres volcàniques, lapil·li ibombes volcàniques). Són volcans de formacònica, però generalment amb poca altitud.N’és un exemple el volcà Cerro Negro, aNicaragua.

EstratovolcansEs formen en llocs on s’alternen erupcions delava fluida amb erupcions violentes ambabundant material piroclàstic. El resultat ésun gran edifici volcànic de pendent pronunciaton s’apilen estrats de materials volcànics dediferent consistència. La majoria dels volcansmés coneguts són estratovolcans. En sónexemples el Vesuvi (Itàlia), el Teide (Espanya),el Fuji-Yama (Japó) i el Cotopaxi (Equador).

Teide. Un exemple d’estratovolcà.

Cerro Negro. Un exemple de con de cendra.

Mauna Loa. Un exemple de volcà en escut.

Rangitoto. Un exemple de con basàltic.

Generació devulcanismeintraplaca

Generació devulcanismeintraplaca

Volcans antics

Roca en estatde fusió

Roca en estatde fusió

Astenosfera

Punt d’origen dela ploma termal

ASTENOSFERA

Vulcanismeassociat a zonade subducció(formació d’unarc d’illes)

Vulcanismeassociat azona dedorsaloceànica

Ploma termal.Vulcanisme associata la presència depunts calents enzones intraplaca

Vulcanisme associata zona de subducció(formació de serralades)

Vulcanisme associata zones de rift continental

Moviment deconvecció del’astenosfera

Punt d’origen dela ploma termal

Sentit del moviment de la placa del Pacífic

Placa del PacíficKauai

OahuMaui

Origen de laploma termal

Gran illa deHawaii

Situació actualdel punt calent

(Es manté fix respectedel moviment de la placalitosfèrica)

(Es manté fix respectedel moviment de laplaca litosfèrica)

Ploma termal

A B BA C

Astenosfera Ploma termal

Lava molt fluida

Erupció lateral

Cambra magmàtica

Materialpiroclàstic

Estrats apilats i formats per material volcànic de consistència diversa

Apilament de lavesemeses en diferents

períodes eruptius

Les roques volcàniques de l’illa de Kauai tenen una antiguitat de5,5 milions d’anys, en comparació de les roques de la Gran Illa deHawaii, que es formen contínuament a causa de l’activitat volcà-nica. L’explicació és que la Gran Illa de Hawaii està situada ac-tualment damunt del punt calent.

Arxipèlag de Hawaii

7. Riscos geològics derivats

de la geodinàmica interna

Anomenem riscos geològics els que es produeixen per causes geodi-nàmiques. Són molt importants i també freqüents els riscos derivats dela geodinàmica interna, bàsicament dels moviments sísmics i de leserupcions volcàniques.

La majoria d’aquests fenòmens esdeuen als moviments de les plaques li-tosfèriques i, generalment, es produei-xen a les zones limitants de les plaques.Per aquesta raó, hi ha tres extenses re-gions particularment sotmeses a la mà-xima activitat volcànica i sísmica.

– El cercle circumpacífic. Cercleque voreja l’oceà Pacífic i en el qual hiha una gran activitat sísmica i volcàni-ca. Inclou, entre altres, les zones corres-ponents al Japó, les illes Filipines, lesilles Aleutianes (sud-oest d’Alaska) i lacosta occidental d’Amèrica.

– Zona mediterrània-asiàtica. S’estén des de les illes Açores pertota la mar Mediterrània, l’Àsia Menor, Aràbia, l’Índia i la Xina fins atallar el cercle circumpacífic.

– La gran dorsal atlàntica. Serralada submarina que s’estén desd’Islàndia fins a l’Antàrtida, passant per les illes Açores.

A més d’aquestes regions, cal anomenar també la zona de Sumatrai Java, a l’oceà Índic, i la zona del Rift Valley, al continent africà.

Actualment, la població humana ha augmentat considerablement ihi ha assentaments humans situats en zones d’alta activitat volcànica isísmica. Malgrat que no es pot fer res per evitar els terratrèmols i les erup-cions volcàniques, els humans podem aprendre a conviure amb aquestsfenòmens geològics. Per fer-ho, cal poder avaluar el risc. Naturalment, elrisc geològic derivat de l’activitat volcànica i sísmica varia en funció de lazona considerada, ja que el risc serà més gran en aquelles zones del pla-neta on són més freqüents els terratrèmols i les erupcions volcàniques.

Ara bé, a més a més de la situació geogràfica, per avaluar el risc geo-lògic cal tenir en compte altres factors, els qual poden variar segons sies tracta d’un risc sísmic o d’un risc volcànic. En qualsevol cas, els go-verns locals, especialment els de les zones potencialment més perillo-ses, i també les institucions internacionals haurien de treballar enpolítiques de prevenció derivades d’una avaluació correcta del risc.Aquest treball de prevenció ha d’afectar camps diversos com la cons-trucció, la qualitat de materials, l’ordenació territorial i també, molt es-pecialment, l’educació.

35

Unitat 1Unitat 1

Tipus d’erupcions volcàniques

Els tipus d’erupcions volcàniques són molt diversos. Per facilitar-nel’estudi, se’n distingeixen generalment quatre tipus:

34

Volcans hawaians Emeten lava molt fluida.

Volcans vulcanians Produeixen explosions i emeten principalment material piroclàstic.

Volcans estrombolians

Volcans peleans

Alternen emissions de lava i de piroclastos.

Emeten lava molt viscosa i explosions molt violentes.

PER SABER-NE MÉS

Les aigües termalsS’anomenen aigües termals les aigües minerals que surten del sòl amb unatemperatura superior a la temperatura superficial de la zona (la diferència detemperatura ha de ser de 5 ºC com a mínim).

Aquestes aigües procedeixen de capes subterrànies de la Terra que estansotmeses a una elevada temperatura. Pràcticament tots els països del món te-nen fonts termals (també anomenades deus termals); per tant, no es tractad’un fenomen associat directament a les zones d’activitat volcànica. De totamanera, l’existència d’aquestes aigües, escalfades a gran temperatura a l’in-terior de l’escorça terrestre, indica la presència de zones molt calentes situa-des a profunditats moderades. Els casos d’escalfament extrem de les aigües,com per exemple Yellowstone (EUA), es relacionen amb la presència de puntscalents. Pel que fa a les deus termals de Catalunya, es creu que l’escalfamentes produeix a causa de l’existència de circuits que assoleixen profunditats im-portants a l’escorça, afavorits per la presència de falles importants. Hom cal-cula que en determinats casos l’aigua pot arribar a romandre més de 25 anysal circuit interior; és el cas de les deus termals de Caldes de Malavella.

A les zones profundes on l’aigua s’escalfa sol haver-hi concentracions altes dedeterminats compostos solubles que seran incorporats a l’aigua. Així es generenles aigües termals sulfuroses o sulfurades (contenen sofre), les bicarbonatades(contenen bicarbonats), les clorurades (contenen clor), etc.

A C T I V I T A T S

1.27. Què és un volcà? En què consisteix una erupció volcànica?

1.28. Elabora un dibuix esquemàtic en què es representin les diferentsparts d’un volcà.

1.29. Justifica la necessitat de distingir entre el vulcanisme interplaca i elvulcanisme intraplaca. Descriu les característiques generals de les zoneson es dóna el vulcanisme interplaca.

1.30. Justifica el fet que en determinats arxipèlags volcànics, com en elcas de Hawaii, hi hagi illes amb volcans actius i illes amb volcans inactiusdes de fa milers d’anys.

1.31. Explica la diferència entre un volcà en escut i un con de cendra enfunció de la fluïdesa dels materials eruptius.

Deus termals de Caldes de Malavella.

risc geològic

PARAULES CLAU

Les activitats sísmica i volcànica tenen lloc a les mateixes regions de la Terra.

RECORDA

Els moviments sísmics i les erupcionsvolcàniques són dos riscos geològicsderivats de la geodinàmica interna.Per prevenir els riscos que generen,cal aplicar mesures preventives.

Pot donar-se el cas de volcans d’alta perillositat, a causa de les sevescaracterístiques eruptives, però de risc baix pel fet que els assentamentshumans més propers són a una distància de seguretat suficient. Tambées pot donar la situació inversa: un volcà de característiques eruptivespoc perilloses, però amb assentaments humans propers.

Per tant, en l’avaluació del risc volcànic es tenen en compte factorsgeològics i factors socioeconòmics. L’estudi d’aquests factors permetelaborar mapes de risc, en què es representen diferents zones en funciódel grau d’afectació previst en cas d’una erupció volcànica. En general,es pot considerar que el risc volcànic és nul, si les persones i les seves in-fraestructures no s’inclouen entre els factors considerats.

En les erupcions volcàniques es poden produir fenòmens de risc allarg termini: refredament lent de les colades de lava, manteniment al’atmosfera de partícules de cendra i gasos, anomalies tèrmiques al sòl.Un exemple del que pot implicar el vulcanisme en l’activitat socioeco-nòmica de les persones són les erupcions que al segle XVIII van afectarla zona de Timanfaya a l’illa de Lanzarote (Canàries); gran part de lapoblació va haver d’emigrar, ja que la lava i les cendres van inutilitzarla major part de les terres de conreu. Per contra, actualment les terresvolcàniques de Lanzarote són sòls d’un gran valor agrícola.

37

Unitat 1Unitat 1

7.1. El risc sísmic

Es considera com a risc sísmic la probabilitat que es produeixin danys apersones i construccions en cas que s’esdevingui un terratrèmol. A partde la situació geogràfica, hi ha també altres factors que intervenen al’hora d’avaluar el risc sísmic: el tipus de sòl, la fermesa o assentamentdels materials del sòl i també l’edat i el disseny de les edificacions.

El reconeixement d’aquests factors permet establir les bases per a laplanificació dels habitatges amb l’objectiu de reduir al màxim el riscsísmic. No hi ha cap lloc al món on la probabilitat de risc sísmic siguinul·la i a cada zona li corresponen unes normes de construcció que te-nen com a objectiu assegurar una solidesa de les edificacions que per-metin suportar, com a mínim, la intensitat màxima prevista per a unterratrèmol que afecti l’assentament humà.

Cal tenir en compte també que molts sismes han estat catastròficsper culpa de les conseqüències secundàries. És el cas del terratrèmolsubmarí que es va produir el dia 26 de desembre de 2004 a l’oceà Índic;el sisme, per si mateix, no va implicar danys a la població humana,però el tsunami consegüent va provocar la mort de quasi 300 000 per-sones a Indonèsia i les zones costaneres de vuit països asiàtics, algunessituades a 4 000 km de l’epicentre.

7.2. El risc volcànic

El risc volcànic es defineix com la possibilitat real que, a causa d’unaerupció volcànica, resultin afectades les persones, les infraestructures iel sistema productiu en un determinat assentament humà.

Cal precisar, d’entrada, dos conceptes que estan estretament lligatsperò que són diferents. D’una banda, la perillositat intrínseca del vol-cà, a causa de les seves característiques geològiques, i, de l’altra, les ca-racterístiques i la situació dels assentaments humans que podenresultar afectats.

36

Volcà A: erupció hawaiana o explosivad’intensitat moderada. Volcà B: erup-ció amb emissió de piroclastos i cendres.Volcà C: erupció amb emissió de piro-clastos i amb flux de gasos ardents. Aixòpermet elaborar un mapa amb diferentszones (1, 2, 3 i 4 en el diagrama) que enfunció del tipus d’erupció es preveu quepateixin un determinat percentatge dedanys o grau de risc. La zona 1 patiràun 0 % de danys si l’erupció és de tipusA, un 60 % de danys si l’erupció és de ti-pus B i un 100 % de danys si l’erupció ésde tipus C.

A C T I V I T A T S

1.32. Anomena 6 països on el risc volcànic i sísmic siguielevat. Situa cadascun d’aquests països en una de les re-gions de màxima activitat sísmica i volcànica.

1.33. Llegeix el text següent i, després, argumenta la ne-cessitat que el govern de Catalunya i els governs locals tin-guin present el risc sísmic al nostre territori. En quinsàmbits socioeconòmics creus que s’hauria de tenir encompte la possibilitat que a Catalunya es produeixi algundia un terratrèmol d’intensitat considerable?

«L’activitat sísmica a Catalunya no és pas nul·la o inexistent,ben al contrari, ja que si bé actualment els terratrèmols so-len ser de baixa magnitud, també és cert que es produeixenamb una freqüència notable. Històricament, Catalunya ha

patit sismes de gran intensitat, entre els quals cal destacar elssismes de l’anomenada sèrie olotina, que entre 1427 i 1430van destruir viles i pobles de la zona de la Garrotxa, comOlot, Castellfollit de la Roca i Santa Pau, entre altres. El dia2 de febrer de 1428 es produí un gran terratrèmol que vapercudir violentament Olot, la Vall d’en Bas, Banyoles,Ripoll, Puigcerdà..., les irradiacions del qual sacsejaren gai-rebé tot Catalunya. A partir d’aquells terratrèmols catas-tròfics, sembla que la sismicitat a Catalunya ha anatminvant en els últims cinc-cents anys. Però cinc-cents anysés molt poc temps a l’hora de parlar de geologia.»

1.34. Justifica el fet que un volcà que produeix erupcionspotents i explosives no és considerat com un volcà de risc.

Retirada i disminució del nivell del mara les costes de Sri Lanka abans de l’arri-bada del tsunami del 26 de desembre del’any 2004.

Les conseqüències del tsunami de 2004 aIndonèsia podrien haver estat més lleussi s’haguessin tingut en compte els signesque l’anunciaven.

PER SABER-NE MÉS

En el famós terratrèmol de San Francis-co, el dia 18 d’abril de 1906, van morirunes 3 000 persones i 250 000 vanperdre la casa, no tant pel sisme en simateix, sinó pel devastador incendique durant tres dies va cremar laciutat.

Arxiu Edició Visualització Preferits Eines Ajuda

Endarrere Cerca

El racó d’Internet

Preferits

VinclesAdreça www.espaibarcanova.cat

INTRODUCCIÓ

Cap al final de l’era terciària, en el període neogen (entre2 i 25 milions d’anys enrere) la placa eurasiàtica va iniciarun procés de «rifting» (formació d’un rift) que avui dia en-cara es considera actiu. Aquesta zona de rift s’estén qua-si en línia recta des de l’extrem oriental de la PenínsulaIbèrica fins a Alemanya i provoca la formació de falles que,a la vegada, han originat l’aparició de zones enfonsades(fosses). L’aparició d’aquest conjunt de fosses és con-gruent amb l’aprimament de la litosfera que caracteritzales zones de rift, motiu pel qual s’afavoreix l’ascensió dematerial magmàtic. El vulcanisme de la zona de laGarrotxa (el més recent a Catalunya) es va produir gràciesa aquest procés de «rifting».

TASCA

Consulta el web recomanat i elabora un informe sobre el vulcanisme associat al rift europeu.

PROCÉS

UN PARELL D’ADVERTIMENTS

– No utilitzis paraules el significat de les quals no coneguis. – No copiïs frases o textos sencers.

RECURSOS

Per poder elaborar aquest treball, cal que entris en el web www.espaibarcanova.cat.

1. Elabora una introducció en quèconsti la llargada en quilòmetres dela zona de rift i les regions deFrança i Alemanya afectades, ontambé s’han donat episodis de vul-canisme.

2. Vulcanisme a la Garrotxa. Descriu els trets més importants del vulcanisme olo-tí. Indica els anys que han passat des de l’erupció més antiga fins a l’erupció mésrecent. Digues quin volcà olotí va ser l’últim que va fer erupció. Justifica si aques-ta última erupció volcànica a la Garrotxa podria haver estat observada per hu-mans. Busca una imatge corresponent a un mapa de la zona de la Garrotxa en quèfigurin els volcans més importants i adjunta-la a l’informe.

GEODINÀMICA INTERNA

38

Rift europeu. Un sistema de fosses s’estén alllarg dels Països Catalans, França i

Alemanya. Correspon a una zona de rift queha ocasionat diversos episodis de vulcanisme

a l’Europa Occidental.

3. Descriu la formació del sòl on actualment es loca-litza el poble de Castellfollit de la Roca. Busca unaimatge del poble i adjunta-la a l’informe.

4. Indica a grans trets les característiques més importants deles altres zones de Catalunya que, juntament amb la Garrotxa,van presentar episodis de vulcanisme associats al rift europeu.

Esquema de la unitat

depèn de

es representamitjançant

que comportaels processos

de

que inclou que implica

detectats através de

que permetenmesurar

que permetenmesurar

que implica

causat per causat per

que poden originar-se per

l’estructura internade la Terra

que distingeixentre

que distingeixentre

models

modelfísic

litosferaastenosferamesosferaendosfera

escorça

mantell

superiorinferior

nucli

internextern

model químic

el cicle geològic intern

metamorfismefusiósolidificacióorogènesi

la dinàmica de la litosfera la sismologia la vulcanologia

risc sísmic

terratrèmols erupcionsvolcàniques

la percepcióhumana

la intensitat la magnitud

els sismògrafs

risc volcànic

tectònica tectogènesi

condiciona s’expressa de maneraespecial a través de

que implica que implica

movimentplaques

litosfèriques

deformacióde roques

diàclasisfallesplecs

mètodes geològics

directes

indirectes

els mètodessísmics

especialment

vulcanismeinterplaca

vulcanismeintraplaca

que s’estudia a través de

Situació de les zones enfonsades ( fosses)Episodis de vulcanisme

Fal la

Zona volcànicade la Garrotxa

0 500 1 000 km

Unitat 1

40 4140 41

Resum gràficGeodinàmica

interna de la Terra

Unitat 1

mètodes geològics 1.

Els mètodes geològics, directes i indirectes, hanpermès elaborar un model teòric de la composiciói l’estructura interna de la Terra.

geosfera 2.orogènesi 3.3.

L’orogènesi és la formació de muntanyes com a conseqüèn-cia de les forces originades per l’energia interna de la Terraque actuen sobre l’escorça terrestre i la deformen de mane-ra diversa.

terratrèmol 5.

Un terratrèmol és un fenomen que es produeix quan l’equilibriexistent entre les roques de la litosfera es trenca.

volcà 6.

El volcà és un fenomen geològic que es produeix quan elmagma acumulat a l’interior de l’escorça terrestre surt al’exterior per una excletxa d’aquesta mateixa escorça.

risc geològic 7.

El risc geològic es produeix per causes geodinàmiques. Són molt importants i tambéfreqüents els riscos derivats de la geodinàmica interna, bàsicament dels movimentssísmics i de les erupcions volcàniques.

cicle geològic intern 3.

El cicle geològic intern és un conjunt de processos geològics que de maneracíclica es van succeint a l’interior de la litosfera.

Cicle geològic extern

Metamorfisme

Roca metamòrfica

Fusió

Serralades

Magma Solidificació

Orogènesi

Roca sedimentària

Roca magmàtica

Mantellinferior

Mantellsuperior

Escorçacontinental

Escorça oceànica

Nucli

S’anomena geosfera la composició il’estructura interna de la Terra.

AC

TI

VI

TA

TS

e

xp

er

ime

nta

lsA

CT

IV

IT

AT

S

ex

pe

rim

en

ta

ls

42 43

1.35. Observació d’algunes propietats de les roques

magmàtiques i de les roques metamòrfiques

Objectius:

Deduir, mitjançant una observació senzilla, com han pogut formar-sealgunes roques.

Material:

Un fragment de granit, un fragment de gneis, una lupa binocular, unmartell.

Procediment:

1)Neteja les mostres de roca per treure les impureses que hi hagi.

2)Observa les mostres a ull nu i amb la lupa binocular i pren nota deles teves observacions.

3)Trenca les mostres i observa la zona de fractura a ull nu i amb la lupabinocular. Pren nota de les teves observacions.

Qüestions:

a) De quants minerals són formades les roques? Descriu-los.

b) Observes cristalls?

c) Tots els cristalls són de la mateixa grandària?

d) Observes alguna distribució especial dels cristalls que formen laroca? Raona la resposta.

e) Quines diferències hi ha entre la superfície de la roca i la de la zonade fractura? A què són degudes?

f ) Elabora una hipòtesi de com es va formar cada roca.

1.36. Modelització de la litosfera i de l’astenosfera

Objectius:

Entendre la dinàmica de la litosfera pel principi d’isostàsia.

Material:

Una peixera, aigua, fustes de la mateixa longitud i amplada però degruix diferent, una vareta de vidre, un tros de roca.

Procediment:

1) Omple la peixera amb aigua fins a una mica més de la meitat.

2) Posa-hi les fustes de la manera següent: al mig la més gruixuda; a cadacostat d’aquesta, unes altres de més primes, que la toquin; al costat d’a-questes, unes de més primes, que també les toquin, i així successiva-ment. Cal, però, que no ocupin tota la superfície de l’aigua.

3) Si alguna fusta toca el fons, afegeix-hi més aigua fins que no el toqui.

4) Remou l’aigua amb la vareta de vidre.

Qüestions:

a) Totes les fustes s’enfonsen igual? Quines sobresurten més?

b) La fusta que sobresurt més, té més o menys gruix?

c) Què passa si poses el tros de roca centrat al damunt d’una de les fus-tes?

d) Quin procés geològic representa aquesta acció?

e) Què passa si retires el pes?

f ) Quin procés geològic representa aquesta acció?

g) Què passa si poses el tros de roca damunt d’una de les fustes, però enun extrem?

h) Quin fenomen geològic representa aquesta acció?

i) Quina capa de la Terra et sembla que representen els blocs defusta?

j) Quina capa de la Terra et sembla que representa l’aigua?

k) Què succeeix quan fas moure l’aigua amb la vareta de vidre?

l) Quin fenomen geològic representen els moviments de l’ai-gua?

m) Raona si són tan ràpids els moviments que has observat quepassen a la peixera amb relació als que es produeixen a escala ge-ològica.

n) Redacta un escrit amb les conclusions de les teves observa-cions, les quals han d’explicar el principi que has simulat, ano-menat principi d’isostàsia.

Unitat 1Unitat 1

Mostra de granit.

Mostra de gneis.

AC

TI

VI

TA

TS

AC

TI

VI

TA

TS

Sismologia. Els moviments sísmics

1.51. Observa la imatge següent i descriu breu-ment els elements que hi ha representats.

1.52. Justifica el fet que l’escala de Richter s’a-nomeni «oberta».

1.53. El 30 de setembre de 1427, Alfons elMagnànim va accedir a la petició de reedificar la vilad’Olot. El privilegi reial atorgat pel rei començadient: «Ja que a la vila d’Olot han estat destruïdescompletament les cases i els edificis per un terribleterratrèmol [...].» Quin grau de l’escala MSK assig-naries a aquest sisme que va tenir lloc el dia 16 demaig de 1427 a la capital de la Garrotxa? Justifica lateva decisió.

1.54. Observa la imatge següent. Justifica quèrepresenta i quina és la part inicial del gràfic i quinaés la part final. Comenta si l’epicentre del terratrè-mol detectat en el gràfic està situat a una distància engraus superior o inferior a 103º.

Vulcanologia. Els volcans

1.55. Copia en el teu quadern el dibuix següenti substitueix els nombres pel concepte corresponent.

1.56. Descriu les característiques principalsd’un estratovolcà.

1.57. Llegeix el text següent, observa el mapa de lapàgina següent i respon les preguntes del final:«Fa 65 milions d’anys, la zona de l’Índia estava situa-da en el lloc que ocupa actualment l’illa de la Reunió.En aquells temps, una ploma termal va començar aactuar a sota de l’Índia i va provocar l’aparició d’unpunt calent. Aquest punt va originar manifestacionsvolcàniques que donaren com a resultat la formacióde les illes Lacadives i l’altiplà de Dècan a l’Índia.

Durant 65 milions d’anys la mateixa ploma ter-mal ha mantingut actiu el punt calent, però la placaindoaustraliana s’ha anat desplaçant cap al nord detal manera que, actualment, l’Índia es troba en col·li-sió amb la placa eurasiàtica, cosa que provoca el pro-cés d’obducció que ha elevat l’Himàlaia.»

Mètodes d’estudi de l’interior de la Terra

1.37. Justifica la necessitat d’haver d’utilitzar di-ferents mètodes (directes o indirectes) per poder es-tudiar l’estructura interna de la Terra.

1.38. A més dels mètodes sísmics, també s’utilit-zen altres mètodes indirectes amb l’objectiu d’obte-nir informació sobre l’estructura interna de la Terra.Digues quins són aquests altres mètodes indirectesi descriu breument les propietats físiques en què esbasen.

1.39. Les ones P triguen 13 minuts a transme-tre’s des del Japó fins a París. Les ones S arriben 10 mi-nuts més tard. Justifica el retard de les ones S.Comenta si, en aquest trajecte concret, les ones sís-miques han travessat o no el nucli de la Terra.

Estructura interna de la Terra

1.40. Compara la litosfera i l’astenosfera.

1.41. Justifica el fet que les ones sísmiques in-crementin progressivament la seva velocitat a mesu-ra que s’endinsen en el nucli de la Terra. Indica perquina raó les ones S no presenten aquest comporta-ment en el nucli del nostre planeta.

1.42. Llegeix el text següent i comenta breumentels errors conceptuals que conté.«Les plaques tectòniques corresponen a fragmentsd’escorça terrestre que suren damunt la part inferiorde la litosfera. La discontinuïtat de Mohorovicicmarca el límit inferior de la litosfera i, per tant, elcontacte entre la litosfera i l’astenosfera, les dues ca-pes més externes de la geosfera segons el model quí-mic.»

El cicle geològic intern

1.43. Digues tres fenòmens observables derivatsdels processos geològics del cicle geològic intern dela Terra.

1.44. Defineix els conceptes orogènesi o orogènia.

1.45. Justifica el fet que les roques metamòrfi-ques tinguin una composició química diferent de lesroques de les quals provenen.

1.46. Digues si és certa l’afirmació següent: «Enels límits de les cambres magmàtiques es pot produirmetamorfisme de contacte.»

La dinàmica de la litosfera

1.47. Explica la diferència entre tectònica i tec-togènesi.

1.48. Dibuixa un esquema d’una falla de trans-formació.

1.49. En el dibuix següent hi ha representats elsdiferents tipus de falla. Els nombres 1, 2, 3 i 4 indi-quen el moviment relatiu de dos blocs (un respectede l’altre). Indica el tipus de falla a què corresponcada nombre.

1.50. Copia el dibuix següent en el teu quadern.Un cop copiat, completa’l amb el nom de les estruc-tures dels plecs (xarnera, pla axial, flancs) i tambéamb el nom dels diferents tipus de plec representats(anticlinal o sinclinal).

44 45

Ones P

1 minut

Sentit d’avanç del paper

Ones S Ones superficials

Unitat 1Unitat 1

1 2 3

1

8

7

4

2

3

45

6

AC

TI

VI

TA

TS

AC

TI

VI

TA

TS

L’horari universal coordinat (UTC), també cone-gut com a temps civil, és la zona horària de referèn-cia respecte de la qual es calculen la resta de zoneshoràries al món. Substitueix actualment l’horari delmeridià de Greenwich (GMT), malgrat que encaras’anomena així de manera col·loquial.

a) Copia el dibuix de la imatge en el teu quadern i situales ciutats de la taula, de la mateixa manera que hi ha re-presentada la ciutat de Roma (50° des de l’epicentre).

b) En la tercera columna de la taula hi figura la duradadel viatge de les ones P des de l’epicentre (Xinjiang) finsa cadascuna de les ciutats. En funció dels diferents va-lors del temps que ha durat el viatge, justifica si les onesP es desplacen a velocitat constant o si incrementen odisminueixen la velocitat a mesura que es propaguen.

c) Indica aproximadament l’hora d’arribada UTC deles ones P a Roma.d) Justifica el fet que les ciutats situades a la zonad’ombra no rebessin ones P procedents de Xinjiang.

1.61. Llegeix el text següent i respon les preguntes.

«El dia 26 de desembre de 2004, a les 00.58 UTC, esva produir un sisme submarí, de magnitud 9,2 en l’es-cala de Richter, prop de l’illa de Sumatra, a l’oceà Índic.Com a resultat del terratrèmol es van originar tsunamisque afectaren àrees costaneres de diferents països asià-tics i provocaren la mort de 288 000 persones.

En moltes zones de Tailàndia, Malàisia o SriLanka van morir milers de persones quan les onadesgegants van escombrar literalment tot el que hi haviaa les platges. Curiosament, en una platja de Tailàndia,quan va arribar la mortífera ona ja no hi havia cap per-sona prenent el sol o banyant-se; tothom s’havia situaten llocs elevats i segurs. Què havia passat?

La Tilly Smith, una nena anglesa de 10 anys, va ob-servar com el nivell del mar descendia bruscament il’aigua es retirava de la platja. Molts turistes van obser-var encuriosits el fenomen, però la Tilly va deixar anarun advertiment: «Ara vindrà una onada gegant!»Probablement va pronunciar la frase amb l’èmfasi ne-cessari per tal que tothom li fes cas i la gent abandonésràpidament la platja. Al cap de 10 minuts va arribarefectivament una onada que hauria provocat una ca-tàstrofe, però l’advertiment de la Tilly i els 10 minutsde marge van ser suficients per salvar la vida de cente-nars de persones.

La Tilly Smith havia estat ben atenta a les explica-cions del seu professor de ciències naturals i va recordarperfectament el que havia après a classe. Malau-radament, ningú no va advertir del perill en altres plat-ges on l’onada gegant, en lloc de 10 minuts, va trigarfins i tot més temps a arribar. Trenta minuts a Sumatra,una hora a Malàisia i quasi quatre hores a l’Índia o a SriLanka; malauradament, en aquests dos últims païsosvan morir quasi 40 000 persones.»

a) A partir de la informació del text, justifica el paperdecisiu de l’educació en la prevenció dels riscos geo-lògics.b) Com es produeixen els tsunamis? Explica-ho.

a) Fes en el teu quadern un dibuix esquemàtic a par-tir de la informació geogràfica del mapa.b) Indica el probable desplaçament de la placa indo-australiana i la situació permanent, durant 65 milionsd’anys, del punt calent provocat per la ploma termal.c) Justifica, en funció del desplaçament de la placaindoaustraliana, l’existència d’illes d’origen volcànic(Maldives, arxipèlag de Chagos, Mascarenyes) queavui dia ja no presenten vulcanisme actiu.

Riscos geològics derivats

de la geodinàmica interna

1.58. Justifica que l’avaluació del risc volcànicinclogui també factors socioeconòmics.

1.59. Llegeix el text i respon les preguntes del final.«L’illa de La Palma (arxipèlag de les Canàries) és co-neguda per les seves qualitats turístiques, en part de-rivades del seu origen volcànic. D’una banda, laconeguda Caldera de Taburiente correspon a dife-rents edificis volcànics formats durant diferents faseseruptives, totes prehistòriques. De l’altra, la zona deFuencaliente, al sud de l’illa, és coneguda per ser l’in-dret d’Espanya on va tenir lloc l’erupció volcànicamés recent (volcà Teneguía, 1971).

Malgrat que no tots els experts hi estan d’acord,alguns vulcanòlegs expliquen l’evolució de l’illa a

causa de l’existència d’un punt calent, que en èpo-ques prehistòriques va provocar les erupcions delsmaterials que formen la Caldera de Taburiente i queen els últims cinc-cents anys ha estat responsable delvulcanisme recent a la zona sud de l’illa. Per tant, espot considerar que actualment el punt calent està si-tuat sota la zona de Fuencaliente.»

a) Si s’accepta la teoria del punt calent pel que fa al’explicació de l’evolució geològica de l’illa de LaPalma, en quina direcció (nord, sud, est, oest) es des-plaçarà la litosfera en aquesta zona?b) Justifica si creus que el risc volcànic és el mateix aTaburiente que a Fuencaliente.c) Un grup de senadors de les illes Canàries han dema-nat la creació de l’Institut Vulcanològic de les Canàries(IVC). Entre els objectius d’aquest organisme hi ha lacreació de mapes de risc volcànic i el disseny d’un pro-grama de vigilància volcànica a les illes de l’arxipèlagamb més perillositat. Argumenta si creus necessari quel’illa de La Palma sigui una de les illes de les Canàries onl’IVC pugui actuar al més aviat possible.

Activitats

1.60. El dimarts 4 de setembre del 2007, a les13.17.06 UTC, es va produir un terratrèmol ambl’epicentre situat a la ciutat xinesa de Xinjiang. Lataula següent mostra les dades més importants refe-rents a la detecció en diferents ciutats del món de lesones sísmiques P procedents de Xinjiang.

46 47

O C E À

Í N D I C

Etiòpia

Somàlia

Madagascar

Iemen

Djibouti

Maurici

Comoros

Seychelles

illa de laReunió

Sri Lanka

Oman

illes Mascarenyes

illes Maldives

illes Lacadives(Índia)

altiplà deDècan

arxipèlagde Chagos

Índia

0 1 000 2 000 km

1470-1492

1499

14991585

1712

1646

16771971

Caldera deTaburiente(erupcions

prehistòriques)

Erupció del volcà Teneguía l’any 1971,l’erupció més recent a l’illa de La Palma

0 10 20 km

Ciutat

Distància aproximada en graus des de l’epicentre

Duració del viatge de les

ones P (en segons)

Hora d’arribada

(UTC)

Kàtmandu,Nepal

15º 233 13.20.59,7

Moscou,Rússia

Tòquio,Japó

Nairobi,Kenya

Anchorage,EUA

30º

45º

60º

75º

362

488

604

698

13.23.08,4

13.25.14,3

13.27.10,2

13.28.37,6

Boston,EUA

90º 776 13.30.01,8

Unitat 1Unitat 1

Distància delcentre de la Terraa l’epicentre(en km)

Xinjiang (epicentre)

Roma (50º des del’epicentre)

Ones P Zona d’ombra

0º

6 000

5 000

4 000

3 000

2 000

1 000

0

30º

60º

90º

150º

180º

Unitat 1Unitat 1

4848

AC T I V I TAT S D ’ AVA L U AC I Ó

1. Quina informació aporten els estudis de les ones sísmiques amb relació a l’estructu-ra interna de la Terra? Explica-ho.

2. Fes un dibuix esquemàtic del model físic de l’estructura interna de la Terra.

3. Defineix i compara els conceptes sismògraf i sismograma.

4. Justifica el fet que el metamorfisme de contacte estigui relacionat amb la formacióde magmes.

5. Quin és el motiu pel qual l’escala de Mercalli no és «oberta»? Quin paràmetre es me-sura amb aquesta escala?

6. Fes un dibuix esquemàtic d’una falla normal i d’una falla inversa. Per fer-ho, dibui-xa diferents estrats horitzontals en el terreny i anomena els elements de les falles re-presentats en el dibuix.

7. Explica per què el risc volcànic a les zones andines és molt més elevat que a Catalunya.

8. Compara les característiques principals dels volcans en escut i dels cons de cendra.

9. Observa la imatge següent i respon les preguntes.

a) Dibuixa un punt en el mapa que correspongui a un volcà submarí de tipus intra-placa situat a l’oceà Pacífic.b) Dibuixa un punt en el mapa que correspongui a un volcà de la serralada andina.Justifica si es tracta d’un volcà interplaca o intraplaca.c) Situa en el mapa un punt de la dorsal oceànica atlàntica. Justifica si en aquest puntseria lògic trobar-hi un hipotètic volcà submarí i si es tractaria d’un vulcanisme in-traplaca o interplaca.

Predicció, previsió i prevenció El risc geològic.Unitat 1D o s s i e r

La major part dels processos geològics es desenvolu-pen de manera gradual i no ocasionen problemes

greus als éssers humans. Ara bé: en determinats mo-ments i en certs llocs, la magnitud del procés pot sermolt superior a l’habitual i provocar situacions de perillo fins i tot catàstrofes.

En sentit ampli, s’utilitza l’expressió risc geològic perdesignar qualsevol situació geològica que suposi unaamenaça per a la salut, la seguretat i el benestar d’ungrup de persones o per a les funcions o l’economia d’u-na comunitat. En són exemples l’erosió, la desertització,les inundacions, etc. Des d’aquest punt de vista, existeixuna interferència entre els fenòmens geològics i l’úshumà del medi natural.

En sentit estricte, es considera risc geològic aquellasituació que, pel seu caràcter extraordinari, pot produirpèrdues personals i econòmiques importants, com araerupcions volcàniques, terratrèmols, etc.

S’entén per perillositat la probabilitat que, en un pe-ríode de temps determinat i en una zona concreta, esprodueixi un fenomen potencialment destructiu; el ter-me risc només s’aplica a l’efecte que s’espera que aquestfenomen causi en la població i en els seus béns materials.

Definim el risc geològic en una zona i en un tempsdeterminats com el producte de la perillositat pel valordel dany produït, i això ens serveix per avaluar-lo.

El risc geològic amb una incidèn-cia més gran a Catalunya, com tambéa la resta de la Península Ibèrica, és elde les inundacions, seguit molt deprop pel dels terratrèmols. En la nos-tra època no ens sorprèn gaire el riscd’inundacions, perquè se n’han pro-duït moltes (per exemple, a Valènciael 1957, al Vallès el 1962, les avingu-des dels rius Xúquer i Segre el 1982, oels aiguats del 2000, els quals vanafectar especialment el Vendrell iMontserrat i la seva rodalia), però alsegle XV hi va haver intensos terratrè-mols que van afectar tot Catalunya,especialment Olot i Puigcerdà.

La predicció és la manera de determinar amb preci-sió quan, on i de quina manera es produirà un fenomendeterminat. Actualment, els estudis del risc geològic sónuna veritable disciplina dins les ciències geològiques.

La previsió és el càlcul de la probabilitat de la inten-sitat i la freqüència dels fenòmens naturals que podenesperar-se en una regió determinada. L’observació i lamesura de les dades relacionades amb els diferentsprocessos geològics poden permetre establir indica-dors útils de les relacions causa-efecte i elaborar mo-dels de funcionament. Els avenços han estat notables,i ens trobem en condicions d’aplicar una àmplia diver-sitat d’actuacions. Es poden arribar a eliminar les cau-ses d’alguns fenòmens (com ara drenar l’aigua perevitar desplaçaments de terres) o reduir-ne l’amplitud(com per exemple dur a terme una repoblació forestalper evitar l’erosió). Actualment, es tenen prou dadesper fer cartografies de risc que permetin la selecció delsemplaçaments de les activitats humanes.

La prevenció té com a finalitat evitar els danys sen-se haver d’evitar el succés. Tant els esforços cientifico-tècnics com els socials s’orienten a fer front al risc. Enaquest sentit, s’estableixen sistemes d’informació entreels grups científics i tècnics, les autoritats i el públic engeneral per tal d’adoptar les mesures legislatives i pre-ventives necessàries.

O C E ÀA T L À N T I C

O C E ÀÍ N D I C

O C E ÀP A C Í F I C

O C E ÀP A C Í F I C

O C E ÀG L A C I A L À R T I C

0 2500 5000 km

Alteració del relleu provocat per un desastre natural.