Geología: Introducción a las Ciencias de la Tierra

Conoce cuál es a teoría más aceptada actualmente conocida como “Big Bang”. También hablaremos de la expansión del universo.

Antiguamente la visión de los habitantes de la Tierra sobre el cielo que los rodeaba, era muy distinta a la actual. Los egipcios creían que era una copia del río Nilo por donde el Dios Ra navegaba. Para los babilonios, la Tierra era una gran montaña hueca parcialmente sumergida en los océanos. Los griegos aplicaron las matemáticas a su concepción del cielo y creían que esta regulaba a lo que llamaban Cosmos (orden). Los Mayas concebían el universo compuesto por 13 cielos, uno sobre otro, donde la Tierra era la capa inferior. Todavía en nuestros días las diferentes religiones le asignan una creación divina al universo.

Conoce nuestra ubicación dentro del universo y los elementos del sistema solar. También hablamos de Eratóstenes y su descubrimiento de que la Tierra era redonda.

El sistema solar está ubicado en uno de los brazos de la espiral de la Vía Láctea, a unos 30.000 años luz del centro y unos 20.000 del extremo. Cada 225 millones de años el Sistema Solar completa un giro alrededor del centro de la galaxia. La edad del sistema solar se estima en 4600 millones de años y su origen se atribuye a la hipótesis nebular generada por la explosión de una supernova. Esto se cree así porque solamente las estrellas supermasivas como las supernovas, pueden generar hierro como el que se encuantra en la Tierra. A partir de esta nebulosa, la gravedad fue agrupando materia de tal forma que se fueron formando poco a poco los cuerpos que conforman el actual Sistema Solar.

Nos centramos en Johannes Kepler y sus tres leyes del movimiento de los planetas.

-La primera ley dice que todos los planetas se mueven en órbitas elípticas, con el Sol en uno de sus focos.

-La segunda expresa que el vector posición de cualquier planeta respecto del Sol, barre áreas iguales de la elipse en tiempos iguales.

-La tercera ley postula que el cuadrado del tiempo de la traslación de cada planeta, es proporcional al cubo de la longitud del semieje mayor del planeta al Sol.

Los geólogos y geofísicos modernos consideran que la edad de la Tierra es de unos 4470 millones de años ± 1%. Esta datación, basada en el decaimiento de hafnio 182 en tungsteno 182, fue determinada por el Dr. John Rudge del Departamento de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Cambridge en el año 2010, y redujo la datación anterior de 4540 millones de años ± 1% en 70 millones de años. Esta edad había sido determinada mediante técnicas de fechado radiométrico de material proveniente de meteoritos y es consistente con la edad de las muestras más antiguas de material de la Tierra y de la Luna.

Conoce la estructura y composición del interior de la Tierra mediante la Ilustración con modelos de la organización de sus capas.

La estructura interna de la Tierra se deriva directamente del proceso de generación de nuestra galaxia y nuestro sistema solar. La Tierra se formó por la unión de materia que debido a la gravedad fue juntándose y condensándose hasta que la nube gaseosa se comprimió y enfrió hasta convertirse en materia sólida. Debido a la compresión y a la radioactividad del interior de la Tierra, la temperatura subió hasta el punto de fusión del hierro. En la tierra fundida, el hierro se hundió hasta el núcleo y los materiales más ligeros subieron hasta la superficie. Así se constituyeron las diferentes capas de la Tierra.

Uno de los principales problemas para la determinación de la estructura interna de la Tierra es la imposibilidad actual de perforar más allá de los 12km. Esto no supone ni la mitad de la corteza terrestre, la cual se asimila a la piel de una naranja en grosor respecto al planeta entero.

Conoce la deriva continental, las placas litosféricas y los diferentes tipos de límites de placas.

Los continentes actuales no siempre se encontraron en la posición en que están ahora. Los científicos han aportado datos que indican que los continentes actuales estuvieron todos unidos en un gran supercontinente llamado Pangea.

La Pangea se rompió en varios fragmentos, que fueron desplazándose hasta la posición actual. La Pangea, su ruptura y el movimiento de los continentes se intentan explicar mediante la Teoría de la Tectónica de Placas.

Como consecuencia de los movimientos de las placas originados por la convección del manto, las rocas responden según sus características. El choque en un límite de placa puede originar montañas con pliegues y fallas.

Audio  explicativo de las orogénesis.

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Conoce qué es el magma: los diferentes tipos, el origen, la localización y las estructuras que lo forman.

En las zonas inestables de la corteza se pueden dar incrementos de temperatura suficientes para que las rocas superen su punto de fusión generando lo que conocemos como magma. Pero no solo la temperatura influye, la presión y la presencia o ausencia de agua en las rocas también son importantes.

La presión influye de manera inversa a la temperatura. Así, un mineral sometido a más presión necesita más calor para fundir, ya que necesita mayor temperatura para agitar sus átomos, que están comprimidos por el incremento de presión. El agua rebaja el punto de fusión de los minerales. Por tanto, para una presión determinada, el agua facilita la fusión de las rocas. La fusión en presencia de agua se denomina fusión húmeda. La fusión seca o anhidra se produce en ausencia de agua.

El metamorfismo, es la transformación física y química que sufre una roca en el interior de la corteza terrestre como resultado de las variaciones de temperatura y presión.

Conoce la composición y capas de la atmósfera. Hablamos del clima y de los cambios existentes en la capa de ozono y la cantidad de CO2.

La atmósfera es la capa gaseosa que envuelve la Tierra.Está formada por aire y partículas en suspensión. El aire es una mezcla gaseosa en distinta proporción, los más importantes son: nitrógeno (78%), oxígeno (20%), dióxido de carbono (0.03%), vapor de agua y otros gases en menor proporción.En la atmósfera también flotan diversas cantidades de partículas diminutas como polen, arena fina, cenizas volcánicas, bacterias, etc. Todas ellas componen el polvo atmosférico.

Conoce el origen y los estados del agua, su ciclo, y su importancia en las sociedades actuales.

La hidrosfera es la envoltura de la superficie terrestre formada por todas las aguas de la Tierra: océanos, mares, ríos, lagos, glaciares y aguas subterráneas.

La hidrosfera cubre aproximadamente el 70% de la superficie terrestre, por lo que tiene gran importancia en muchos de los procesos y fenómenos que se producen en el planeta. La mayor parte se encuentra en estado líquido, formando los océanos y, en las zonas continentales, formando ríos, lagos y corrientes de aguas subterráneas. En estado sólido lo podemos encontrar en los casquetes polares y en las cumbres de las montañas. En estado gaseoso (vapor de agua) lo encontraríamos en la atmósfera formando las nubes.

Conoce los procesos que modifican las formas superficiales de la Tierra, y cómo estos actúan.

En geomorfología, el modelado terrestre es un conjunto de formas del relieve que son características de un proceso de erosión particular. Cada sistema de erosión morfológica modela al relieve de una manera característica, lo cual permite distinguir un modelado fluvial, por ejemplo, de uno glacial.El modelado se compone de tres procesos sucesivos: la erosión, el transporte y la sedimentación. Este proceso, en gran parte, causante del modelado de la superficie terrestre.

Identifica los diferentes sistemas cristalinos, describe la formación de cristales y distingue entre materiales minerales y rocosos, mediante la clasificación de los minerales según sus propiedades físicas, ópticas, mecánicas y químicas y la representación del ciclo de las rocas.

Los minerales se caracterizan, entre otras cualidades, por poseer una estructura cristalina. Los materiales cristalinos son aquellos materiales sólidos, cuyos elementos constitutivos se repiten de manera ordenada en las tres direcciones del espacio.

Clasifica los minerales según propiedades físicas, ópticas, mecánicas y químicas, así las rocas según los procesos geológicos.

Mineral: denominamos mineral a un material sólido caracterizado por una determinada composición química y una estructura interna (con sus átomos ordenados). Su formación depende únicamente de los elementos químicos que había durante su formación y las características físicas que se dieron (básicamente presión y temperatura). Es independiente del fenómeno geológico que dio origen a dicho material.
Las propiedades físicas de los minerales son el resultado directo de sus características químicas y estructurales, ejemplo de ellos son el color, el brillo o la dureza, entre otros.

La datación relativa es un tipo de datación que se basa en la comparación de elementos entre los que se sabe que hay, o se presupone que hay, una relación de anterioridad y de posterioridad. Un ejemplo claro es el de la estratigrafía, disciplina de la geología que considera, en situaciones normales, que los niveles (llamados estratos) que están por debajo son más antiguos (se forman antes) que los que están por encima.

La ley de superposición de estratos o principio de superposición de estratos es un axioma clave basado en observaciones de la historia natural, y el principio fundacional de la estratigrafía sedimentaria y por lo mismo de otras ciencias naturales dependientes de la geología:

Las capas de sedimento se depositan en una secuencia temporal, en la que las más antiguas se encuentran en posición inferior a las más recientes.

Conoce los diferentes tipos de rocas según los procesos geológicos que las forman.

El ciclo de las rocas ilustra las posibles transformaciones de unas rocas en otras y nos muestra los procesos geológicos que originan los diferentes tipos de rocas: sedimentarias, metamórficas y magmáticas.

La historia de la Tierra puede dividirse en diferentes períodos geológicos. En esta clase veremos cuáles.

Estamos ya en el Antropoceno??? Oficialmente NO. Quédate y te lo explico.... Todo empezó en 1995 con el holandés, premio Nobel de Química Paul Crutzen, quien popularizó el término a raíz de sus investigaciones sobre los cambios en la composición de la atmósfera, en particular, la descomposición de la capa de ozono que protege a los seres vivos contra los efectos negativos de los rayos ultravioletas del sol. En la década de los 80, el biólogo estadounidense Eugene Stoermer ya utilizaba informalmente el término. En mayo del 2000 ambos, Crutzen y Stoermer publicaron su hipótesis sobre una nueva era geológica en el Global Change News Letter. Ahora bien. La inclusión del término Antropoceno como una época en el registro geológico, depende de la comisión internacional de estratigrafía. Y más concretamente de la subcomisión de la estratigrafía del cuaternario, dentro de la cual hay un grupo de trabajo del Antropoceno. La primera newsletter del grupo data de diciembre de 2009 y empieza de esta forma:” Bienvenidos al Grupo de Trabajo sobre el Antropoceno, cuyo cometido es examinar el estado, nivel jerárquico y definición del Antropoceno como posible nueva división formal de la Escala de tiempo geológico”. Desde esa fecha, muchos estudios, newsletters y publicaciones científicas se han realizado, hasta llegar al 11 de julio de 2023. Donde el grupo de trabajo propone, y recalco lo de propone al lago Crawford ubicado a 60 km al oeste de Toronto en Canadá, como ubicación del estrato tipo para definir el Antropoceno. ¿Porque el Lago Crawford ha sido el escogido? El fondo del lago está formado por capas anuales de sedimentos denominadas varvas lacustres. La capa que se propone como marcadora del estrato-tipo del Antropoceno se encuentra en una capa de calcita depositada en el verano de 1950 y seleccionada debido al rápido aumento del plutonio a partir de entonces. Esta señal coincide además con un incremento de las partículas carbonáceas esferoidales (originadas por la quema de combustibles fósiles a elevadas temperaturas) y un importante cambio del ecosistema identificado por un declive en el polen de olmo y un reemplazamiento en las especies de diatomeas que viven en el lago. Otros indicadores de la actividad humana son la presencia de fibras y fragmentos de plástico. Pero la polémica está servida, porque esta propuesta del grupo, debe ser aprobada todavía por la comisión internacional de estratigrafía. Y esto, a fecha de hoy julio de 2023 todavía no ha sucedido. Y es muy difícil que suceda, porque las posiciones entre los que apoyan tanto su aprobación, como su no inclusión son muy fuertes y encontradas. Nadie discute la incidencia del ser humano sobre el ambiente, pero, las voces en contra de su inclusión como tiempo geológico, no tienen pocos motivos para oponerse: el plutonio detectado en algunas varvas del lago Crawford tiene una vida media de 24.100 años, y dejará de ser detectable a los 100.000 años, cifras casi irrelevantes a la escala geológica; Precisamente su corta duración (apenas tendría 70 años) es otro argumento en su contra; también se ha criticado el antropocentrismo y la egolatría de este término. A pesar de todo lo dicho, el Antropoceno ya ha calado en nuestra sociedad. Hasta la real academia de la lengua española contempla erróneamente (de momento) el término como una nueva época.

El mesiniense es una época especial en la história geológica del Mediterráneo. Este mar que une culturas, desapreció casi por completo hace 5 millones de años, dejándonos a cambio una materia prima que hoy explotamos para fines diversos. Hoy una pequeña franja comunica el Atlántico con el Mediterráneo. El futuro nos deparará un nuevo cierre y aislamiento del Mediterráneo debido al desplazamiento del continente africano hacia Europa y una nueva crisis se producirá.

Entrevista a Mariano Marzo. Catedrático de la Universitat de Barcelona.

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Entrevista sobre el CO2 y su almacenamiento con Daniel Fernández de la fundación CIUDEN.

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Conoce y comprende los procesos volcánicos e identifícalos mediante el estudio de sus productos y estructuras. Relaciona los procesos volcánicos con el contexto geodinámico y comprender su significado geológico.

Hay distintos tipos de magmas, atendiendo a los tipos de materiales semifluidos y gases que se mezclen; así unos magmas son más viscosos (pastosos) y otros más líquidos. La viscosidad del magma dependerá del tipo de erupción que presente un volcán; así, los podemos clasificar en distintos tipos según el tipo de erupción: Hawaiano, estromboliano, pliniano, peleano.

Conoce los conceptos de sismo y onda sísmica.

Los terremotos, sismos o seísmos, se producen debido a la liberación brusca de energía al romperse o moverse las masas de rocas que forman las placas litosféricas. Los terremotos ocurren en zonas inestables del planeta donde dos placas litosféricas chocan, se empujan y acumulan energía hasta liberarla de forma brusca. El lugar en el que se produce la liberación de energía se conoce como foco o hipocentro. La zona en la superficie terrestre más cercana al foco se denomina epicentro.

La energía del terremoto se libera mediante grupos de ondas que se transmiten en todas las direcciones. Las ondas primarias o P donde las partículas vibran en la misma dirección que la onda. Las ondas secundarias o S donde las partículas vibran en dirección perpendicular a la onda. Las ondas superficiales o Rayleigh son ondas superficiales que producen un movimiento elíptico retrógrado del suelo. Las ondas Love (L) son ondas superficiales que producen un movimiento horizontal de corte en superficie, y se propagan por las superficies.

Conoce las diferentes escalas para medir la energía que libera un sismo y los efectos que causa.

La escala sismológica de Mercalli es una escala de 12 grados desarrollada para evaluar la intensidad de los terremotos a través de los efectos y daños causados a distintas estructuras.

La escala sismológica de Richter, también conocida como escala de magnitud local (ML), es una escala logarítmica arbitraria que asigna un número para cuantificar la energía que libera un terremoto.

La escala sismológica de magnitud de momento (MW) es una escala logarítmica usada para medir y comparar sismos. Está basada en la medición de la energía total que se libera en un terremoto. Fue introducida en 1979 por como la sucesora de la escala de Richter.

 Veremos cómo se ubica el epicentro de un sismo.

Conoce los pioneros del estudio de la geología y el avance histórico de esta ciencia.

Desde los primeros tiempos de la humanidad, el ser humano ha sentido curiosidad e interés por el conocimiento de la Tierra y de los materiales que en ella se encuentran.Desde ese momento hasta ahora han habido muchos avances.

Sin nos paramos detenidamente a ver todo lo que nos rodea, veremos que muchas cosas están ahí gracias a la intervención de un geólogo. Desde la gasolina que le ponemos al coche, hasta el agua que sale por el grifo, o el teléfono que tenemos en las manos.