BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA. 4ºESO IES “Saulo Torón”

UNIDAD 2: ESTRUCTURA Y DINÁMICA DE LA TIERRA

La Geología es una ciencia que investiga el origen y evolución de

nuestro Planeta. Para ello, obtiene datos de los materiales que componen

la Tierra y de la distribución, las formas y estructuras de la superficie

terrestre. Trata de responder a preguntas como ¿de dónde viene el calor que emite nuestro Planeta?, ¿cómo se han formado las montañas?,…

También se ocupa de resolver problemas más directamente relacionados

con las actividades humanas (Geología aplicada) y de dar respuesta, por

ejemplo, a estas otras preguntas ¿Dónde buscar recursos hídricos?, ¿Qué sucederá si se coloca un vertedero de basuras en una cantera abandonada? ¿Dónde es probable que se produzcan terremotos y cómo se pueden reducir los daños?, ¿Cuál es la ubicación más adecuada para un embalse?, etc.

Actividad 1: Realiza un listado de cinco objetos de los que se encuentran a tu alrededor que

sean fabricados con materia mineral y de cinco que sean fabricados con materia no mineral.

¿Cuál te ha resultado más fácil de completar? ¿Por qué?

El interés por estudiar este Planeta es muy antiguo, de hace más de

2.300 años. Hasta el siglo XVIII dominó el llamado catastrofismo, basado

en que la Tierra se ha formado por grandes catástrofes como el diluvio

universal recogido en los textos bíblicos.

Es en el siglo XVIII cuando se considera que nace la geología

moderna con James Hutton y el uniformismo, teoría que defiende que los

procesos que han ocurrido en la Tierra han sido uniformes y semejantes a

los que ocurren en la actualidad y además, que estos procesos son muy

lentos, produciéndose en escala de tiempo geológico (en millares y millones

de años).

MÉTODOS DE ESTUDIO DEL INTERIOR TERESTRE

Hoy sabemos que la Tierra, planeta del sistema solar se encuentra a

1,5 x108km del Sol. Tiene unos 4.600 millones de años, y forma de esfera

achatada por los polos con un radio polar de 6.354Km y un radio ecuatorial

de 6.378km. Su superficie es de 510.000.000 km2 repartidos en 149 x 106

km2 de continentes y 361 x 106 km2 de hidrosfera.

Nadie sabe exactamente cómo es la Tierra por dentro; las

perforaciones más profundas no son más que un rasguño sobre su

superficie, comparadas con el radio terrestre de 6.378 km. Sin embargo,

conocemos varias de las características principales de la estructura

interna de la Tierra gracias a distintos métodos de estudio:

A. Métodos directos

Se basan en el estudio de materiales que proceden directamente de

las zonas menos profundas del interior terrestre. Estos materiales son:

Los que se extraen de las minas.

Los que expulsan los volcanes.

Los que se extraen de los sondeos profundos.

Los que forman las raíces de las cadenas montañosas.

B. Métodos indirectos

Analizan los datos proporcionados por las manifestaciones de la

energía de la Tierra y se utilizan para deducir la composición y estructura

de las zonas más profundas.

Se estudian:

Los meteoritos.

Las ondas sísmicas.

Las características del planeta: campo magnético, flujo térmico y

campo gravitatorio.

Los métodos directos nos informan de la composición de las capas

superficiales de la Tierra. Los métodos indirectos proporcionan datos

acerca de la composición y la estructura interna.

Analizaremos un poco más uno de estos métodos, el que probablemente

haya aportado más información: el método sísmico

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Método sísmico

Un terremoto o sismo es la vibración de la Tierra producida por la

liberación brusca de energía. La mayoría de los sismos se producen por

ruptura y desplazamiento de materiales del interior terrestre. Cuando la

energía que se va acumulando en esos procesos se libera, se propaga en

forma de ondas sísmicas. Estas ondas se propagan en todas las

direcciones, atravesando la Tierra de un extremo a otro, y son

registradas por los sismógrafos. Por ello, se pueden utilizar para recabar

información acerca de la estructura de la Tierra.

La velocidad y propagación de las ondas sísmicas depende de las

características de los materiales que atraviesan y, especialmente, de la

rigidez de los mismos. Las ondas son más veloces cuando los materiales

son más rígidos, y más lentas, cuando tienen poca rigidez. Cuando las

ondas sísmicas atraviesan un determinado material y llegan a otro de

distintas características, cambian tanto su velocidad como su

trayectoria, es decir, se refractan.

Las ondas sísmicas son de dos tipos:

Las ondas P o primarias son las que viajan a mayor velocidad y por

eso, las primeras en llegar a los sismógrafos. Se desplazan en sólidos y en

fluidos.

Las ondas S o secundarias no se propagan en medios fluidos.

El estudio de la velocidad y dirección de las ondas sísmicas ha

permitido deducir que la Tierra está estructurada en capas concéntricas,

cada una de ellas con distinta composición o características físicas.

Se denominan discontinuidades a las zonas del interior de la Tierra en

las que se producen cambios bruscos en la trayectoria y velocidad de las

ondas sísmicas, debido probablemente a que separan regiones con

distintas características.

En la siguiente gráfica se representa cómo se propagan las ondas sísmicas

en el interior terrestre:

Estas zonas de discontinuidades han permitido diseñar un modelo de

la Tierra basado en la composición de sus materiales:

1. La capa exterior se llama corteza y es de dos tipos: la corteza oceánica, que compone el fondo de los mares, es basáltica y tiene

espesores promedio de 5 a 7 km; y la corteza continental que forma los

continentes es primordialmente de granito, menos densa que la oceánica y

con un grosor promedio de 30 a 40 km, aunque bajo las grandes cadenas

montañosas, como el Himalaya, alcanza un grosor mayor de 60 km.

2. Bajo la corteza se encuentra el manto, que llega hasta los 2.870

km de profundidad. El cambio corteza/manto se conoce como

discontinuidad de Mohorovicic o Moho, en honor del científico que la

descubrió en 1909. El manto está compuesto por rocas parecidas al

olivino y la peridotita, que son silicatos y óxidos de magnesio y de hierro.

Dentro del manto se presenta la discontinuidad de Repetti, que lo divide

en manto superior que va de la base de la corteza hasta los 670 km de

profundidad, y manto inferior hasta los 2.900km. A estas profundidades,

la presión compacta los minerales haciendo que el manto inferior sea más

denso que el superior.

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3. Desde la base del manto, separado de éste por la discontinuidad de Gutenberg, hasta los 5.100 km de profundidad, se encuentra el núcleo externo. Éste se supone compuesto de hierro-níquel y se sabe que es

líquido porque no transmite las ondas S. Es posible que sean

corrientes del material de este núcleo líquido las que producen el

campo magnético terrestre. Debajo del núcleo externo, separado de

éste por la discontinuidad de I. Lehmann, hasta los 6 370 km de

profundidad se encuentra el núcleo interno, que es sólido a pesar de

tener temperaturas del orden de los 40.000º C, y se cree que está

constituido por compuestos de hierro.

Actividad 2: Realiza una pequeña reseña biográfica de Andrija Mohorovicic y de Inge

Lehmann.

Actividad 3: Las siguientes gráficas representan la trayectoria de las ondas P y S de dos

planetas imaginarios A y B. Para cada uno de ellos:

a) Señala las variaciones de rigidez y estado físico en las distintas zonas del planeta y razona

si la estructura interna es homogénea o heterogénea.

b) Localiza a qué profundidad se encuentran las discontinuidades del planeta e indica

cuántas capas deduces.

Discontinuidad de Lehmann

5 100

6 370

2 900

670

30 - 70

0

Km.

Discontinuidad de Gutenberg

Discontinuidad de Repetti

Discontinuidad de Mohorovicic

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ESTRUCTURA Y DINÁMICA DE LA TIERRA

Una vez conocemos un poco la estructura interna del planeta nos

podemos peguntar cómo se comportan los materiales terrestres que forman las distintas capas?

Haciendo un poco de historia nos podemos trasladar al siglo XVIII

cuando el geólogo Hutton con sus observaciones empieza a plantearse que

el relieve terrestre no es inmutable como se pensaba hasta entonces sino

que los materiales de la superficie se desgastan y se acumulan: Él plantea

que el planeta debe de tener millones de años, a lo largo de los cuales ha

tenido que cambiar e intuye que debe existir alguna relación entre el calor

interno del planeta y el relieve.

Hasta principios del siglo XX, los geólogos sólo admitían los

movimientos verticales de levantamiento y hundimientos de la corteza

terrestre, explicando de este modo la formación de cadenas montañosas.

Se pensaba que la distribución de los continentes y de los océanos siempre

había sido la misma.

Fue Alfred Wegener quien, en 1915, postuló por primera vez una

teoría coherente basada en la existencia de movimientos horizontales.

Según su teoría de la deriva continental, en el pasado los continentes

habían estado unidos en uno solo, la Pangea, que se fracturó y dispersó

posteriormente, por medio de grandes movimientos horizontales, hasta

dar lugar a la distribución que hoy en día presentan.

Las causas de la deriva continental se podían deber a distintas fuerzas

como: la fuerza centrífuga de la tierra, el efecto de las mareas y a la

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fuerza que hacía que las masas continentales se desplazaran desde los

polos hacia el ecuador.

Esta teoría fue rechazada y cayó en descrédito por dos motivos:

- No disponía de un mecanismo adecuado para explicar cual era el

motor que movía los continentes

- No encajaban bien las costas de los continentes en ciertas latitudes

del globo

Sin embargo, hoy día existen numerosas pruebas a favor de la deriva

continental:

Pruebas paleontológicas La presencia de flora y fauna fósiles idéntica en

continentes que actualmente están separados, es una prueba que confirma

la unión y posterior fragmentación de los continentes

Pruebas geológicas:

1. Las costas de los continentes se acoplan geométricamente entre sí: el

ajuste de los bordes de plataforma continental entre los continentes

africanos y sudamericanos

2. Continuación de orógenos: Al producirse la separación de los

continentes, se debieron de separar las cadenas montañosas ya formadas

anteriormente a la deriva. Se puede observar que si se unen los

continentes, las cadenas montañosas a ambos lados del Atlántico

coinciden. Como cabría esperar, también las rocas y minerales son del

mismo tipo y edad a ambos lados del Atlántico. Esto explica que en las

zonas antiguas de los escudos Africano y Brasileño existan importantes

minas de diamantes y piedras preciosas.

Pruebas Paleoclimáticas: El estudio de los sedimentos de hace 200 m.a.,

indica que hay zonas situadas actualmente en regiones polares que en

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otras épocas geológicas gozaron de un clima tropical y ecuatorial. También

se han descubierto en regiones tropicales sedimentos procedentes de

glaciaciones. Esto encuentra su explicación en la deriva continental.

Durante los años cincuenta y sesenta del siglo XX, los grandes

avances tecnológicos permitieron cartografiar ampliamente el suelo

oceánico. De estos estudios llegaría el descubrimiento de las dorsales

oceánicas (grandes cordilleras submarinas) y de las fosas oceánicas. Los

estudios sobre terremotos llevados a cabo en la proximidad de las fosas

oceánicas profundas demostraron que se producían actividad tectónica a

grandes profundidades por debajo del océano.

A principios de los años sesenta, Harry Hess reunió estos hechos

recién descubiertos en una hipótesis que más tarde se denominaría

expansión del fondo oceánico.

Hess, proponía que las dorsales oceánicas estaban localizadas sobre

zonas de ascenso en el manto. A medida que el material que asciende

desde el manto se expande lateralmente, el suelo oceánico es

transportado de una manera parecida a como se mueve una cinta

transportadora alejándose de la cresta de la dorsal. Por tanto a medida

que el suelo oceánico se aleja de la cresta de la dorsal, va siendo

sustituido por corteza recién formada.

Hess propuso, además, que las fosas oceánicas profundas, son lugares

donde la corteza oceánica vuelve hacia el interior del planeta. Según él en

esos lugares, las porciones antiguas del suelo oceánico se van consumiendo

de manera gradual a medida que descienden hacia el manto.

La teoría de la expansión oceánica nos dice que el suelo oceánico se

expande, de forma que se crea nuevo suelo por aporte de material

procedente del manto. Este material aflora a la superficie separando la

corteza a ambos lados, de modo que crece el suelo oceánico. Esta

expansión es la que arrastra a los continentes, produciendo su movimiento.

Según esto, la deriva continental y la expansión oceánica son dos

aspectos de una misma teoría.

En 1968, se unieron los conceptos de Deriva continental y Expansión

del fondo oceánico en una teoría mucho más completa conocida como

Tectónica de Placas.

Actividad 4: Averigua qué circunstancias (poco relacionadas con el interés científico)

permitieron la elaboración de mapas de los fondos oceánicos.

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TECTÓNICA DE PLACAS La Tectónica de Placas es un modelo actualizado capaz de explicar

toda la dinámica de la corteza terrestre. Estudia los bordes entre placas

y los esfuerzos que se producen, explicando numerosos procesos como el

origen y localización del vulcanismo y terremotos, las zonas de creación o

destrucción de placas litosféricas, el ciclo de formación y desaparición de

un océano, una cordillera, etc.

Cuando se analiza el comportamiento dinámico de los materiales que

componen la Tierra se habla de la litosfera, que comprende la corteza y

los primeros Kms del manto superior, unidos a la anterior formando un

conjunto rígido. Habría que distinguir entre litosfera continental, de unos

100km-300km de profundidad y litosfera oceánica, a partir de los fondos

oceánicos, con un grosor entre 20-100km.

La litosfera, al encontrarse sobre el resto del manto superior con T y

P tan altas que hacen que los materiales fluyan lentamente, es arrastrada

y se encuentra fragmentada en gigantescas piezas de gran rigidez,

llamadas placas litosféricas. El tamaño de las placas es variable, en

algunos casos son muy grandes (Placa Euroasiática) y en otros, muy

pequeñas (Placa del Caribe). La mayoría son en parte oceánicas y en parte

Continental (placas mixtas), otras son oceánicas y muy pocas,

continentales.

El desplazamiento de las placas se debe seguramente a la liberación

del calor de la Tierra. Las zonas calientes del interior de la Tierra evacuan

el calor hacia el exterior, y a su vez, las zonas frías de la corteza se

introducen en el manto, quizás de manera similar a la convección que se

produce en los fluidos al calentarlos

De esta manera se produce un movimiento de las rocas plásticas del

manto llamado corrientes de convección, que parece ser el causante del

desplazamiento de las placas,

Las placas se mueven como unidades coherentes en relación con las

otras placas. Aunque el interior de las placas puede deformarse, las

principales interacciones se producen a lo largo de sus bordes. El

movimiento de las placas somete a los materiales a grandes presiones. Una

manifestación de estas presiones son los terremotos.

Existen tres tipos distintos de bordes de placa, que se diferencian en

el tipo de movimiento que exhiben:

A. Bordes divergentes.

B. Bordes convergentes.

C. Bordes conservativos

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A- Bordes divergentes (Dorsales oceánicas)

El movimiento relativo entre dos placas es divergente cuando las

placas se alejan una de la otra. Este movimiento produce un hueco en el

espacio entre las placas o Rift, por el cual puede ascender material

caliente del manto que se solidifica y forma una nueva corteza de tipo

oceánico. La nueva litosfera creada, de naturaleza basáltica, se expande

lateralmente varios centímetros por año, formando dorsales oceánicas.

Son zonas relativamente anchas, de 200 a 2.000 Km con cumbres que

se elevan hasta 4 Km sobre los fondos oceánicos.

Esto provoca el ensanchamiento del fondo del océano y también la

separación de los continentes que están situados sobre las placas. Es el

caso de la dorsal atlántica, fenómeno que está provocando el alejamiento

entre el continente Americano y Europa y África.

La tensión que genera la separación entre placas hace que la litosfera

al ser rígida se fracture, lo que es causa de terremotos y la salida de

magma se manifiesta en una gran actividad volcánica.

La topografía de todas las dorsales excepto la del Pacífico oriental es

una gran elevación con una fosa o valle de rift en el centro. Las dorsales,

que se extienden a lo largo de 70.000 Km a través de todas las principales

cuencas oceánicas, pueden ocupar posiciones centrales como es el caso de

la dorsal Atlántica, que divide al oceáno en dos mitades prácticamente

simétricas, o pueden ocupar posiciones más cercanas a los continentes,

como, por ejemplo, la dorsal del Pacífico.

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Las dorsales no presentan continuidad a lo largo de su eje (rift), sino

que están rotas por fracturas perpendiculares a su eje, que se denominan

fallas transformantes.

En los últimos años se ha observado la formación de una zona de rift

en medio del continente africano. Esta enorme grieta va desde la zona de

los grandes lagos africanos hasta el norte de Palestina. Los expertos

creen que, en el futuro, la placa africana puede romperse por esta zona de

modo que aparecerán dos placas, entre las que se abrirá un océano.

De hecho, casi todos los límites divergentes se han originado en

medio de un continente: las corrientes de convección rompen la litosfera,

se crea una fractura en medio del continente y se abre un océano entre

los dos fragmentos. El límite que se ha creado queda sumergido.

B- Bordes convergentes (Zonas de Subducción)

Como la Tierra no está creciendo, el hecho de que se esté creando una

nueva corteza implica que la corteza antigua debe estar siendo destruida

de alguna manera, pues de otro modo se encontraría como una persona que

ha adelgazado rápidamente y cuya piel, demasiado grande, cuelga en

pliegues. La corteza antigua está siendo continuamente consumida en las

llamadas fosas o trincheras oceánicas, donde el fondo del mar se

introduce bajo un continente o bajo otra placa oceánica, regresando al

manto. Este proceso es conocido con el nombre de subducción. Las zonas de subducción son áreas de la superficie terrestre donde

tiene lugar la convergencia de dos placas litosféricas. En dicha

convergencia se desarrolla la mayor actividad tectónica, sísmica y

volcánica. Son además las únicas zonas donde se registran terremotos

profundos (hasta 700 Km). Se caracterizan, en general, por el

deslizamiento de grandes bloques de la litosfera oceánica hacia el interior

del manto. Existe generalmente una gran cantidad de sismos a lo largo de

la zona donde ocurre la subducción. La zona definida por esos sismos es

llamada zona de Benioff. La convergencia de dos placas es diferente según sea la naturaleza de

sus bordes, bien sea oceánica o continental. De esta forma tenemos tres

tipos de convergencia:

B1-Convergencia entre placa oceánica y continental

En este caso, la litosfera oceánica (más densa) se hunde por debajo

de la continental. La fuerza del choque produce una fuerte compresión en

el margen del continente, que se pliega y se arruga formando una extensa

cordillera perioceánica o de borde continental. En este margen se forma

también una fosa oceánica y se producen terremotos. Al mismo tiempo,

las bolsas de magma originadas por la fusión del material que se hunde

provocan actividad volcánica en la cordillera. Es el caso del límite entre la

placa de Nazca y la Sudamericana, que ha dado lugar a la cordillera de los

Andes.

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B2.Convergencia de dos placas oceánicas

El choque provoca el hundimiento de una placa (la más densa) bajo la

otra, lo que da lugar a una fosa marina que puede llegar a tener una

profundidad de hasta 11.000m. Mientras se hunde la placa, el material que

desciende se funde y, como contiene mucha agua porque estaba

sumergido, se forman bolsas de magma hidratado. Éste asciende a favor

de las fracturas que se han producido en la otra placa y provoca

fenómenos volcánicos que dan lugar a archipiélagos o arcos de islas

volcánicas.

En este tipo de límites son muy frecuentes los movimientos sísmicos,

en ocasiones, de magnitud importante, debido a las fracturas que se

originan cuando la placa se dobla y hunde.

Es el caso del límite entre la placa eurasiática y la pacífica, donde de

esta forma se han originado, por ejemplo, las islas del Japón.

B3.-Convergencia de dos placas continentales

Cuando se consume totalmente la litosfera oceánica, se produce el

encuentro de dos masas continentales. Esto provoca su colisión y

obducción. Al tener ambas una densidad semejante e inferior a la del

manto no subducen y chocan unas con otras (colisión de continentes). La

compresión entre ambas acaba por fusionarlas en un único bloque,

originando grandes cordilleras intracontinentales, en las que, a veces,

aparecen ofiolitas (restos de litosfera oceánica). Se originan terremotos

y magmas que no extruyen por lo que no son zonas volcánicas. Es el caso

del límite entre la placa indoaustraliana y la eurasiática que ha dado lugar

a la cordillera del Himalaya.

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C- Bordes conservativos o Límites transformantes

Las corrientes de convección hacen que una placa roce contra la otra.

Ninguna de las dos placas se hunde, pero el continuo roce entre ellas hace

que se rompan las rocas de la litosfera y se produzcan grandes fallas

llamadas de transformación.

Esto origina una intensa actividad

sísmica producida por el desplazamiento

de los bloques.

Este tipo de bordes

conservadores se asocian

fundamentalmente a las dorsales

oceánicas y casos como el de la falla de

San Andrés, en California y del límite

entre la placa euroasiática y la africana.

Este último límite recorre el

Mediterráneo. En torno a él, las placas

se desplazan lateralmente. Esto explica

que en sus proximidades exista una

importante actividad sísmica, como es el caso del Este de Andalucía.

CICLO DE WILSON La propia teoría de la tectónica de placas es cíclica. El geofísico

Wilson reunió los procesos de apertura de cuencas oceánicas debida a la

formación de dorsales y su cierre por colisión de continentes en un ciclo,

el cual lleva su nombre. Las seis etapas que Wilson identificó son las

siguientes:

1. El continente se fractura y empieza a formarse litosfera oceánica. Como

consecuencia se forman valles en rift. 2. La cuenca oceánica recién formada se ensancha.

3. La cuenca oceánica aparece ancha y desarrollada. Los continentes siguen

alejándose.

4. La placa oceánica se rompe y empieza a subducir. La cuenca empieza a

cerrarse. Se forman orógenos, según el tipo de litosfera afectada.

5. La cuenca oceánica se estrecha. El material comprimido se añade a los

continentes. Aparecen cordilleras a ambos lados.

6. Se produce la colisión de los continentes y la cuenca se cierra. Parte de

la litosfera oceánica puede cabalgar sobre el continente.

ACTIVIDAD EN LAS ZONAS DE INTRAPLACA Aunque la mayor parte de la actividad geodinámica interna se localiza

en los límites de placas, también la podemos encontrar en las zonas de

intraplaca, en los siguientes casos:

- Como resultado de las colisiones continentales: si es una colisión

importante, como en la India, la deformación puede afectar a zonas muy

alejadas de la colisión, incluso a toda la placa, creando fallas directas,

mantos de corrimiento, pliegues, desgarros,...en zonas situadas a muchos

kms al interior del continente

- Por la existencia de focos térmicos independientes de las placas

(puntos calientes) que provocan el ascenso de un penacho de material

caliente o pluma que termina en un volcán activo. Estos puntos calientes

mantienen su posición aunque continúe el movimiento de la placa, por lo que

pueden originar cadenas de islas volcánicas (Islas Hawai).

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Mapa de puntos calientes

Resumen de la teoría de la tectónica de placas

- La litosfera es la capa externa de la Tierra, hasta 100 km

aproximadamente, y se caracteriza por ser rígida.

- La litosfera es diferente en continentes y océanos: hay una litosfera

continental y una litosfera oceánica, esta última más delgada y más densa.

- La litosfera está dividida lateralmente en placas: los límites de las placas

coinciden con dorsales, fosas y fallas transformantes.

- Las placas litosféricas se comportan como bloques rígidos que se mueven

entre sí, desplazándose sobre el resto del manto.

- La generación de litosfera oceánica por intrusión de lavas provoca la

expansión del fondo oceánico a ambos lados de las dorsales y la deriva

continental.

- En las fosas o zonas de subducción se produce compresión de placas

siendo consumida una de ellas, destruyéndose litosfera oceánica y

generándose una cordillera perioceánica tipo Andes (o un arco de islas

volcánicas).

- Cuando se consume toda la litosfera oceánica entre dos continentes se

produce la colisión y la formación de una cordillera intracontinental tipo

Himalaya.

-Los movimientos de las placas son los responsables de que en los bordes

de éstas se produzcan manifestaciones sísmicas, volcánicas, etc.

LA TIERRA CAMBIA DE ASPECTO

La Tierra se encuentra en un proceso continuo de transformación,

como resultado de fuerzas antagónicas, externas e internas, que

respectivamente tienden a destruir el relieve y a originar nuevos

materiales.

Debemos distinguir entre:

Procesos geológicos internos debidos a la energía interna y que

determinan los movimientos de la corteza y fenómenos asociados a

estos: magmatismo, metamorfismo, que permiten la creación de

nuevas rocas, fenómenos volcánicos y procesos orogénicos que

forman nuevas montañas.

Procesos geológicos externos, que comprende la erosión o

destrucción de las rocas superficiales, su transporte y

sedimentación de los materiales resultantes en los fondos marinos.

Su origen radica en la energía solar y la gravedad y actúan la

atmósfera, la hidrosfera y los seres vivos modelando o

destruyendo el relieve

PROCESOS GEOLÓGICOS EXTERNOS La energía solar que recibe la Tierra calienta las grandes masas de

agua y aire que existen en la hidrosfera y atmósfera. Se produce una

transformación de la energía solar en energía potencial que participa

activamente en el modelado del paisaje y en el transporte de materiales

hasta las cuencas sedimentarias.

La atmósfera, con los agentes meteorológicos ejerce una acción

permanente sobre la superficie sólida, alterando los materiales a través

de:

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Meteorización. mecánica o disgregación (cambios de T, raíces de las

plantas, etc.) o química (hidrólisis, oxidación, disolución, etc.).

Transporte: Los materiales resultantes de la meteorización no quedan en

el mismo lugar sino que son trasladados, son transportados por los agentes

geológicos externos. El tipo de transporte depende del agente y del tipo

de material: disuelto, en suspensión, por rodadura, por arrastre.

Erosión, cuando un agente realiza un transporte de materiales

simultáneamente está llevando a cabo otro proceso: la erosión o desgaste

de la superficie.

Sedimentación, cuando los agentes geológicos externos pierden energía y

con ello, capacidad de transporte, los materiales que arrastran se van

depositando por gravedad, los materiales acumulados reciben el nombre

de SEDIMENTOS. Van a rellenar las zonas más bajas, siendo los fondos

marinos las cuencas sedimentarias por excelencia.

Tanto agentes geológicos como meteorológicos realizan acciones

sobre las rocas que alteran el relieve, modelándolo. El relieve es irregular

y se tiende a nivelar, rebajando las zonas elevadas y rellenando las zonas

deprimidas.

El modelado del relieve depende de las condiciones climáticas de cada

lugar, que determinan el tipo de agente geológico que actúa, de la

topografía y del tipo de roca que se encuentre en superficie,

distinguiéndose por ejemplo, modelado fluvial, modelado glaciar, marino,

de ladera, eólico.

Hay una “lucha” entre los procesos geológicos internos, creadores de

relieve, y los externos que lo nivelan. El relieve de determinado lugar es el

resultado actual de esa “lucha”.

Información complementaria

El mar siempre ha tenido un papel muy importante en las guerras. Los barcos

transportaban armas y suministros, se bloqueaban los puertos, se asediaban

ciudades y se atacaban barcos enemigos en el mar.

Durante la Primera Guerra Mundial se vio la necesidad de buscar algún

método que permitiese detectar y eludir o atacar las amenazas submarinas. Así, el

sonar se desarrolló gracias a la investigación militar. Inglaterra y EEUU lo utilizaron

por primera vez en 1927. El sonar emite un sonido y calcula la distancia al fondo

marino a partir del tiempo que tarda el sonido en reflejarse en el fondo y volver a la

superficie

La oceanografía moderna no llegó a despegar de verdad hasta la Segunda

Guerra Mundial, cuando la Marina Estadounidense decidió aprender más de los

océanos con el fin de aumentar sus ventajas en el ámbito militar, especialmente en

el ámbito submarino.

En 1927 una comisión de la Academia Nacional de las Ciencias concluyó que

era hora de "considerar la participación de los Estados Unidos de América en un

programa mundial de investigación oceanográfica". Las recomendaciones de la

comisión llevaron a la fundación en 1930 de la Institución Oceanográfica Woods

Hole. Esta Institución creció considerablemente para la realización de

investigaciones significativas relacionadas con la defensa durante la Segunda

Guerra Mundial.

Las investigaciones que realizaron los países involucrados en el conflicto

fueron a marchas forzadas. El desarrollo de nuevas y más poderosas armas exigía

profundizar en la física, pero también se requerían más recursos minerales:

petróleo, hierro, carbón, etc., por lo que la geología también hizo progresos. El

tendido de cables y el desarrollo de los submarinos exigió conocer mejor el relieve

del fondo del océano.

La litosfera oceánica se crea en las dorsales y a partir de ellas se va

extendiendo a uno y otro lado. No todas las dorsales son igualmente

activas. En el Atlántico Norte, la dorsal se extiende a cada lado 1 cm por

año, mientras que en algunas zonas del Pacífico el ritmo es diez veces

mayor.

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ACTIVIDADES E INFORMACIÓN COMPLEMENTARIA 5. Lee atentamente:

El final de Wegener Alfred Wegener nació en Berlín el 1 de noviembre de 1880. Ya en la

adolescencia había demostrado interés por las ciencias de la Tierra y un gran

deseo de visitar Groenlandia, donde se llevaban a cabo los más interesantes y

avanzados estudios en geofísica.

Decidido a ir algún día a tan inhóspita tierra, pasó sus años estudiantiles

preparándose físicamente para resistir la dura prueba: realizaba largas marchas,

escalaba montañas y esquiaba con entusiasmo. Estudió astronomía en la

Universidad de Berlín, doctorándose en 1904.

Mientras tanto, Wegener había quedado prendado de la recién nacida ciencia

de la meteorología. Los trabajos meteorológicos más avanzados en Alemania se

realizaban en el observatorio aeronáutico de Tegel, y allí acudió en cuanto terminó

sus estudios en la Universidad de Berlín. No tardó en promover la utilización de

globos para determinar la trayectoria de las corrientes de aire.

Llevaba dos años fuera de la universidad cuando se le presentó la oportunidad

de realizar el sueño de su niñez: explorar Groenlandia. En 1906 le invitaron a

unirse como meteorólogo a una expedición danesa a la isla. Aceptó encantado y

pasó los dos años siguientes viviendo y trabajando en las más duras y rigurosas

condiciones. Wegener escribió: «Nos sentíamos como tropas de choque de la humanidad en guerra con las tremendas fuerzas de la naturaleza. ¡La ciencia contra las gélidas ventiscas de nieve!». En 1930 partió, de nuevo, hacia aquellas tierras, esta vez al frente de un

grupo de 21 científicos y técnicos, donde pasarían 18 meses en el casquete glaciar

recogiendo informaciones climatológicas, glaciológicas y geofísicas.

Pretendían instalar tres campamentos: uno en el límite occidental del

casquete, otro en el límite oriental y un tercero en una estación que se llamaría

Eismitte (que significa «en medio del hielo»), situada a 400 km en el interior.

Ninguna expedición había intentado antes pasar el invierno tan al norte ni tan en el

interior. El equipo llegó a Groenlandia en abril de 1930, y mientras Wegener

supervisaba la instalación del campamento occidental, dirigiendo desde allí los

trabajos, varios destacamentos se dispusieron a instalar los otros dos

campamentos. Entre los que se dirigieron hacia el remoto lugar de Eismitte se

encontraba su ex alumno Johann Georgi y un glaciólogo, Ernst Sorge. Las

condiciones atmosféricas eran tan adversas que hubo que cancelar algunos envíos

al campamento de Eismitte, uno de ellos con un radiotransmisor.

Dos meses después de haber instalado el campamento de Eismitte, dos

miembros de una expedición de aprovisionamiento regresaron al campamento de

Wegener para informar de que Georgi y Sorge necesitaban urgentemente

provisiones y combustible para pasar el invierno.

Wegener partió para Eismitte el 21 de septiembre con 13 guías

groenlandeses, 15 trineos de perros y un colega suyo, Fritz Loewe.

Los 400 km de trayecto fueron una pesadilla de tormentas de nieve y de

ventiscas que pusieron a prueba la resistencia de los más fuertes. Uno tras otro,

los groenlandeses fueron abandonando y regresando al campamento base; al final

solamente Rasmus Villumsen se quedó con Wegener y Loewe. Hasta la mañana del

30 de octubre no llegaron a la cueva de hielo que Sorge y Georgi habían excavado

para protegerse del espantoso frío de Eismitte. Pese al viaje agotador, durante el

cual Loewe sufrió una congelación tan grave que sus colegas más tarde se vieron

obligados a amputarle todos los dedos de los pies, Wegener llegó, como recordaría

Sorge, «fresco, feliz y tan en forma como si regresara de un paseo». Wegener

exclamaba una y otra vez: «¡Qué confortables estáis aquí! ¡Qué confortables estáis aquí!». No se le había agotado la energía tras 40 días de durísimo viaje en trineo;

por el contrario, estaba lleno de entusiasmo y dispuesto a emprender cualquier

misión.

Wegener permaneció en Eismitte dos días, recogiendo y anotando datos

meteorológicos. En la mañana del 1 de noviembre, día de su quincuagésimo

aniversario, los hombres celebraron una fiesta en la cueva de hielo, comiéndose

cada uno una manzana —manjar extraordinario, considerando que su dieta consistía

básicamente en comida enlatada o seca—. Cuando acabó la fiesta, Wegener y

Villumsen se pusieron en camino para regresar al campamento occidental, dejando

allí a Loewe con Georgi y Sorge para que se recobrara durante el invierno.

Sus amigos no volverían a ver con vida al gran científico. Quienes habían

permanecido en el campamento occidental pensaron que había decidido pasar el

invierno en Eismitte. En abril, al ver que no regresaba, enviaron a un grupo para

asegurarse de que se encontraba allí.

A mitad de camino encontraron los esquís de Wegener plantados en la nieve a

tres metros uno de otro, con un bastón de esquiar roto en medio. Intrigados pero

no inquietos, cavaron en la nieve, pero solo encontraron un cajón de provisiones

vacío. Cuando llegaron a Eismitte y supieron lo ocurrido, volvieron rápidamente

junto a los esquís abandonados.

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA. 4ºESO IES “Saulo Torón”

Cavaron frenéticamente en la nieve y el hielo y encontraron el cuerpo de

Wegener. Estaba completamente vestido sobre una piel de reno y un saco de

dormir, envuelto entre dos fundas de saco de dormir cosidas y tapadas por otra

piel de reno. «Tenía los ojos abiertos —dijo uno de los testigos— y la expresión de su rostro era de calma y paz… casi sonreía». No parecía haber muerto ni de

hambre ni de frío, y sus amigos concluyeron que la causa más probable de su

muerte había sido un ataque cardíaco, quizá producido por el cansancio del viaje.

Villumsen, el fiel groenlandés que le había acompañado, le había enterrado con

gran cuidado y había señalado su tumba —desapareciendo luego en la inmensidad

del hielo—. Los compañeros de Wegener colocaron su cadáver en la nieve, tal como

lo habían encontrado. Colgaron unas banderas negras en sus esquís, levantaron un

montón de bloques de hielo y, con el palo de esquí roto, improvisaron una pequeña

cruz. De este modo, los hielos de Groenlandia dieron sepultura —muy

apropiadamente— a Alfred Wegener.

Los artículos necrológicos fueron pródigos en alabanzas y elogios a los logros

conseguidos por Wegener como meteorólogo y explorador. Se escribió mucho

sobre sus expediciones a Groenlandia, su distinguida carrera como científico y

profesor, su capacidad como dirigente y su brillantez académica. Apenas si se

mencionó su teoría sobre la deriva continental, que por entonces no pasaba de

parecer una extraña fantasía, un extravío en una vida, por lo demás, ejemplar.

R. MILLER Continentes en colisión (Adaptación)

¿Qué aspectos de la personalidad de Wegener crees que no encajan con la

idea que a menudo se tiene sobre los científicos?

6. Pese a su apariencia actual, la Antártida no siempre ha sido un paisaje

tan desolado: en sus rocas podemos encontrar fósiles de helechos,

árboles, antiguas mamíferos e incluso dinosaurios.

Sugiere una explicación (hipótesis) para la desaparición de la vida que

hubo en la Antártida y la existencia en la actualidad solo de organismos

nadadores, llegados de los continentes próximos

7. Iberia es el nombre que dieron a la Península los antiguos geógrafos e

historiadores griegos. La primitiva Iberia era muy distinta en forma,

tamaño y situación de la actual Península Ibérica. Busca información y

redáctala de forma clara y breve sobre los cambios geológicos que se han

producido en Iberia.

8. Según la tectónica de placas y ayudándote de un dibujo o esquema,

justifica las siguientes afirmaciones:

La edad de las rocas basálticas que forman el fondo oceánico es menor a menos distancia del eje de la dorsal.

La capa de sedimentos que recubre el basalto es más delgada cuanto más cerca estemos del eje de la dorsal.

9. A pesar de la gran cantidad de sedimentos que se acumulan en las fosas

oceánicas, éstas no se llenan nunca ¿por qué?

10. Busca una explicación para la producción de terremotos en los países

de la Cuenca del Mediterráneo (España, Italia, Turquía, Irán,..)

11. En 1963 el volcán Agung (Indonesia) entró en erupción cuando se

celebraba una ceremonia religiosa. Como consecuencia murieron más de

1500 personas. Los supervivientes rechazaron la ayuda internacional

porque creían que su sufrimiento era necesario para aplacar la fuerza de

los dioses.

¿Qué diferencia hay entre el pensamiento científico y las creencias como

esta?

12. Lee el siguiente texto, subraya las ideas más importantes que

desarrolla y resúmelo en no más de diez líneas. “Las colinas y las montañas son producidas por dos fuerzas: el poder del agua y el poder del viento. Hay tres fuerzas que golpean y van demoliendo las montañas, pues en este caso, además del poder del agua y del poder del viento, tenemos que añadir el fuego que hay en el interior de la Tierra. Ahora podemos ver claramente que una gran cantidad de agua produce montañas, pues en primer lugar los torrentes arrastran la tierra blanda, después se llevan la tierra dura y finalmente, hacen rodar las rocas hasta la parte baja. Esto puede verse en las regiones montañosas incluso por observadores no expertos.

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA. 4ºESO IES “Saulo Torón”

Al ir excavando grandes profundidades a través de los tiempos, una inmensa prominencia, la tierra, minada por la lluvia corriente, corroída por el hielo, se hunde y las rocosidades se precipitan en la excavación situada más abajo – a menos que sean extremadamente sólidas-, dado que sus capas se han ido reblandeciendo también por la humedad. Este proceso continúa hasta que una pendiente escarpada se convierte en pendiente suave. Cada lado de la excavación se llama montaña y el fondo se denomina valle… “Pero estos cambios de situaciones, que pueden ser numerosos e importantes, no son fechados por el pueblo en el momento exacto en que han ocurrido ya que a causa de la antigüedad, el tiempo, el lugar y la forma en que ha comenzado son muy anteriores al recuerdo de los hombres”.

¿Recuerdas el nombre de algunos de los procesos geológicos que se citan

en el texto?

13. Utilizando el mapa de las placas tectónicas y con ayuda de un mapa

geográfico, contesta las siguientes cuestiones:

¿Qué diferencias ves entre las placas Pacífica y: a) De Nazca.

b) Norteamericana.

c) Iraní.

14. Haz un esquema que represente la estructura vertical de la placa

Pacífica. ¿Que otras placas litosféricas son también exclusivamente

oceánicas?

15. Haz otro esquema que represente la estructura vertical de una placa

litosférica continental. ¿Qué placas son exclusivamente continentales?

16. ¿Cuáles son las placas mixtas?

17. ¿Qué movimiento relativo se da entre las placas de los casos a) y b)? a) Pacífica y de Nazca.

b) De Nazca y Sudamericana.

18. Indica qué placas se aproximan entre sí y cuáles se separan.

19. ¿Cómo se llama el límite entre la placa de Nazca y la placa Pacífica?

20. ¿Cómo se llama el límite entre la placa de Nazca y sudamericana?

21. Define dorsal oceánica y zona de subducción.

22. Enumera y pon ejemplos de los seis accidentes más notables que

observas en los fondos oceánicos.

23. Nombra varios archipiélagos que bordeen fosas oceánicas

24. Cita alguna isla que se encuentre sobre una dorsal oceánica.

25. Observa el dibujo y pon nombre a las zonas Indicadas por las flechas:

26. Realiza un corte esquemático que represente la estructura de la

litosfera entre la placa de Nazca y el continente africano.

27. Averigua cuál es la velocidad media de separación entre América del

Norte y Europa, según los cálculos realizados en la actualidad con satélites

y radiotelescopios.

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA. 4ºESO IES “Saulo Torón”

28. ¿Por qué el Océano Pacífico es cada vez menos extenso?

29. En su tercera etapa de exploraciones, el buque oceanográfico Glomar Challenger realizó durante la década de 1960 una serie de sondeos —siguiendo la

línea imaginaria que cruza la dorsal Atlántica a unos 30° de latitud sur— que

atravesaron la capa de sedimentos hasta alcanzar el nivel de las lavas

almohadilladas. Estudiando los microfósiles de la capa inmediatamente superior a

este nivel se pudo averiguar la edad de estas lavas, que supuestamente se

formaron en la dorsal y se desplazaron posteriormente hacia ambos lados

conforme afloraban nuevos materiales

por su eje.

La siguiente tabla muestra los valores de edad y la distancia al eje de la

dorsal obtenidos en una serie de sondeos.

a) ¿Observas algún tipo de relación entre la edad y la distancia al eje de la

dorsal?

b) ¿Cuál sería la edad que cabría esperar para un material que estuviera a menos

de 10 Km. del eje? ¿Y a más de 2 000 Km?

c) Representa en el recuadro los datos de la tabla en un diagrama de

coordenadas, colocando en el eje X la distancia al eje de la dorsal en Km., y en

el eje Y la edad en millones de años. ¿Observas alguna relación? En caso

afirmativo, ¿es de tipo lineal, exponencial o parabólico?

d) ¿Qué conclusión se puede extraer de estos valores?

e) Trata de dibujar una recta que se ajuste a los puntos representados.

30. Los siguientes esquemas muestran perfiles oceánicos obtenidos en el

Atlántico (entre Norteamérica y África) y en el Pacífico (entre China y

Sudamérica). Se muestran, así mismo, los hipocentros de terremotos.

a) Sitúa las siguientes estructuras geológicas en los lugares indicados con

flechas: mar interior, dorsal, isla volcánica, fosa, plataforma

continental, arco de islas, guyot (monte submarino de cima plana),

monte submarino.

b) Señala las diferencias entre ambos tipos de océanos.

c) ¿Cuál puede ser la causa de los terremotos profundos que se producen

en los bordes del océano Pacífico?