PROGRAMA DE CURSO Código Nombre Geodinámica Nombre en

PROGRAMA DE CURSO
Código
Nombre
Geodinámica
Nombre en Inglés
Geodynamics
Unidades
Horas de
Horas Docencia Horas de Trabajo
SCT
Docentes
Cátedra
Auxiliar
Personal
10
2
2
6
Requisitos
Carácter del Curso
Ninguno (se re-define lo que se usa)
obligatorio
Resultados de Aprendizaje
En este curso, el estudiante aprenderá los conceptos básicos del funcionamiento de la Tierra
en su globalidad, usando varios métodos geofísicos para entender que la Tierra es un objeto
dinámico. Básicamente, habrá dos partes: una parte teórica, principalmente dada con
documentos power-point, y una parte práctica, principalmente realizada por los estudiantes
con el uso de sofwares (GMT, MatLab, etc…) para aplicar los conceptos teóricos a casos reales
y por la lectura de artículos. En este sentido, se propone una participación activa de los
estudiantes para que, al salir de este curso, sepan estas nociones:
1. Teoría de tectónica de placas: en particular veremos la cinemática (instantánea y
finita) de estas placas. Veremos varios ejemplos de movimientos de placas en un plano
y sobre una esfera. Definiremos los diferentes tipos de fronteras (dorsales, fosas, fallas
transformantes) a los límites de estas placas tectónicas. En 3D, estos movimientos se
definen como una rotación alrededor de un eje de rotación y veremos como calcular
un polo de rotación. Veremos la noción de puntos triples (limite entre 3 placas).
2. Haremos una descripción detallada de los límites de estas placas tectónicas usando
varias herramientas de la geofísica (sismología, gravedad, magnetismo, geoquímica
etc…).
3. Después veremos como se deforman estas placas, por ejemplo en el caso de una
subducción o de una cadena de montañas.
4. Finalmente veremos porque se deforman estas placas. Veremos la noción de
movimiento de convección en el manto,
Al salir de este curso, el estudiante no solamente conocerá los conceptos teóricos de
geodinámica, sino que sabrá como aplicarlos a casos reales. En particular sabrá utilizar varios
instrumentos informáticos para lograrlos (GMT, MatLab, AdobeIllustrator…). En el futuro,
debería ser capaz de aplicar estos conceptos para cualquier estudio geo-dinámico de cualquier
parte del mundo (con contextos geo-dinámico diferentes), analizar estos resultados (o los de
otros estudios) de manera crítica, aprender a sintetizar estos conceptos (por la presentación
de análisis críticos de artículos por ejemplo). En resumen, debería ser autónomo, gracias a las
numerosas tareas que tendrá que realizar, en gran parte por si mismo o en grupo.
Metodología Docente
1. Clases con power-point
2. Aprender por los ejemplos: se dará
muchos ejemplos en forma de tareas
de aplicación usando varios softwares
(GMT, Matlab, Adobe-Illustrator
Evaluación General
1. Evaluación continua sobre la
realización de las tareas, de la
presentación de análisis critico de
artículos científicos
2. 2 exámenes durante el semestre
etc…)
3. Lecturas críticas de artículos
científicos que los alumnos
presentaran.
3. 1 control final.
Unidades Temáticas
Número
1
Nombre de la Unidad
Duración en Semanas
LA TECTÓNICA DE PLACAS
5
Resultados de Aprendizajes de la
Referencias a
Contenidos
Unidad
la Bibliografía
1. LA TECTÓNICA DE PLACAS
1. Hacer la diferencia entre un
1.
1.1 Introducción
modelo de la Tierra descrita con
2.
1.1.1 Modelo de la Tierra a dos
capas y un modelo de la Tierra
3.
capas
descrita con placas tectónicas
1.1.2 Modelo de la Tierra a cinco
capas
2. Conocer los 3 tipos de fronteras:
1.1.3 El modelo PREM
dorsal, fosa, falla transformante
1.1.4 Placas tectónicas: litósfera,
astenósfera y mesosfera
3. Hacer la diferencia entre
1.2 Histórico: desde la deriva de
movimientos de placas sobre un
continentes hasta la tectónica de
plano (2D) y sobre una esfera (3D).
placas via la expansión de los fondos Aprender que en 2D es la ley de
oceánicos
composición de los vectores
1.3 Cinemática instantánea en 2D
velocidades que es válida, mientras
y 3D
que en 3D es la ley de composición
1.3.1 Movimiento sobre un plano
de los vectores angulares que es
(2D)
válida.
1.3.1.1 Hipótesis, descripción de las
fronteras, fallas asociadas y de las
4. Aprender que es un punto triple
placas
y como estudiar su estabilidad
1.3.1.2 Ejemplos simples de 2 placas
en 2D: los tres tipos de fronteras:
5. Aprender que los movimientos
dorsales, fosas y fallas transformantes son relativos, así que es importante
1.3.1.3 Ley de composición de los
definir una referencia y que si esta
vectores velocidades
referencia cambia, todos los
Ejemplos simples de 3 placas en 2D:
movimientos ‘absolutos’ cambian,
pero los movimientos relativos
puntos triples: estabilidad y
siguen iguales. Ejemplos con casos
migración. Ejemplos
teóricos simples y con datos de
1.3.2 Movimiento sobre una esfera GPS.
(3D)
6. Aprender a calcular un polo de
1.3.2.1 Ley de composición de los
rotación a partir de datos de
vectores rotación
velocidades, con un programa
1.3.2.2 ¿Como determinar un eje y
hecho en MatLab que hará el
un polo de rotación?
1.3.2.3 Determinación de velocidades estudiante, usando un método
inverso simple.
de rotación relativas
1.3.2.4 Modelo a n placas: el modelo
7. Aprender a usar la ley de
cinemático global NUVEL-1. El
combinación de dos vectores
referencial a rotación global nula y
velocidades (angulares) conocidos
velocidad absoluta NNR (No-Netde dos placas para predecir el
Rotación)
1.3.2.5 El referencial de los puntos
calientes (velocidades absolutas)
1.3.2.6 Técnicas de geodesia espacial
1.4 Cinemática finita en 3D
1.4.1 Definición, ejemplo
movimiento de una tercera placa.
1.4.2 Dos métodos de caculo de
rotación finita: gráfica y matemática
1.4.3 Migración de los polos de
rotación
1.4.4 Suma de rotaciones, en que
orden
1.4.5 ¿Como usar rotaciones finitas
para conocer la posición un una placa
en el pasado?
Número
2
Nombre de la Unidad
Duración en Semanas
LOS LIMITES DE LAS PLACAS
3
Resultados de Aprendizajes de la
Referencias a
Contenidos
Unidad
la Bibliografía
2.
LOS LIMITES DE LAS PLACAS
1. Conocer con detalles los 3 tipos
1.
2.1 Dorsales Medio-Oceánicas (MOR: de fronteras de placas tectónicas:
2.
dorsal,
fosa,
falla
transformante
3.
Mid-Ocean Ridge) = creación
usando varios resultados de
4.
métodos geofísicos.
6.
2.1.1 Sismicidad
2.1.2 Velocidad de acreción:
2. Aprender que el movimiento de
las placas sobre la Tierra se hace de
- Anchura de la zona deformada
tal manera que todo lo que se
genera en una parte (dorsal) se
- Segmentación: Fallas transformantes, Rift
destruye en otra parte
propagador y Centro de acreción en
(subducción) y a lo largo de
grandes fallas transformantes, de
recubrimiento (OSC)
tal manera que la superficie de la
2.1.3 Desde un rift continental hacia
Tierra se queda constante.
una dorsal oceánica
3. Aprender que estos límites no
2.1.4 Dorsales y magnetismo
son estáticos sino que existe una
verdadera dinámica de estas
2.1.5 Dorsales y edad / topografía
fronteras.
2.1.6 Exploración de los fondos
marinos
2.2 Fallas transformantes intra-
4. Aprender que un tipo de
frontera puede cambiar con el
tiempo: por ejemplo una
subducción (fosa) se puede
oceánicas =conservación
transformar en una falla
transformante.
2.2.1 Sismicidad
2.2.2 Relieve de las fallas
transformantes
2.2.3 Fallas transformantes en
propagación
2.3 Subducción = destrucción
2.3.1 Geometría de las placas que
subducen
- Sismicidad: Superficie de WadatiBenioff
- Atenuación sísmica litosfera rígida
2.3.2 Volcanismo
2.3.3 Principales zonas de subducción
- Océano Pacífico occidental
- Océano Pacífico Oriental
- Subducción oblicua: partición de la
deformación
- Back-arco en compresión o
extensión
2.3.4 Fuerzas en zonas de subducción
2.3.5 Energía liberada por los
terremotos
2.3.6 Dip de las placas que subducen
- Edad de las placas
- Polaridad de la subducción
- Geometría de las placas
2.4 Distribución fractal de la
sismicidad en las 3 fronteras
2.4.1 ¿Por qué están los terremotos,
4. Aprender que son las
fuerzas que actúan en
estos bordes de fronteras.
cuando ocurren?
2.4.2 Limitación de la teoría de
tectónica de placas o la teoría de las
micro-placas
2.4.3 Fronteras concentradas y
fronteras difusas
2.4.4 ¿Por qué es un fractal?
2.4.5 ¿Por qué los terremotos se
distribuyen en fractales, y que implica
en la física de los terremotos?
2.5 Resumen: ¿Por qué estudiar una
zona con la geodinámica?
Número
3
Nombre de la Unidad
Duración en Semanas
LAS DEFORMACIONES DE LAS PLACAS
4
Resultados de Aprendizajes de la
Referencias a
Contenidos
Unidad
la Bibliografía
3.
LAS DEFORMACIONES DE LAS 1. Se aprenderá la noción de ciclo
4.
PLACAS
sísmico
5.
3.1 Deformaciones en los bordes,
2. Se aprenderá a calcular la forma
ciclo sísmico
de las placas a sus bordes en una
subducción, cuando hay una
3.2 Cálculo de las deformaciones a
cadena de montañas
partir de los mecanismos focales de
los terremotos: los modelos de Brune principalmente.
(2D) y Kostrov (3D)
3. Se aprenderá a calcular la
3.3 Flexuras de placas: debido a una masadeformación de una zona a partir
de la información de los
(volcán, montaña), en zonas de subducción.
mecanismos focales de terremotos
Número
4
Nombre de la Unidad
Duración en Semanas
EL MOTOR: ¿POR QUÉ SE MUEVEN LAS PLACAS?
3
Contenidos
Resultados de Aprendizajes de la
Referencias a
Unidad
4.
EL MOTOR: ¿PORQUE SE 1. Se aprenderá porque se mueven
MUEVEN LAS PLACAS?
las placas
4.1 Aportes de la sismología
2. Se verá en particular la
4.2 Los minerales del manto
composición del manto y la noción
de cambio de fase
4.2.1 El manto superior: composición
de las peridotitos
3. Se estudiara los movimientos de
convección y analizara porque hay
4.2.2 Las discontinuidades sísmicas: en el manto.
cambios de fase de minerales del
manto, relación de Clapeyron,
diagramas de fase
la Bibliografía
5.
4.3 Actividad en el manto
4.3.1 Prueba de la actividad del
manto: movimientos y terremotos de
superficie
4.3.2 El calor interno terrestre: Los
tres modos de transferencia del calor:
conducción, radiación, convección
4.4 Mecanismos de la convección
4.5 La dinámica del manto: viscosidad,
numero de Rayleigh, plumas, ¿Una o
dos capas de convección?
Bibliografía
1. Plate Tectonics: How it works. A. Cox and R. Hart, Blackwell Scientific Publications, 1986.
2. The Solid Earth: An introduction to Global Geophysics: C. M. Fowler, Cambridge University Press,
Second Edition, 2005
3. Fundamentals of Geophysics: W. Lowrie, Cambridge University Press, 1997
4. Geodynamics: D. Turcotte, G. Schubert, Cambridge University Press, Second Edition, 2002
5. Isostasy & Flexure of the Lithosphere: A. B. Watts, University of Cambridge, United Kingdom, 2001
6. An Introduction to Seismology, Earthquakes and Earth Structure: S. Stein, M. Wysession,
Blackwell Publishing, Second Edition, 2005
Vigencia desde:
Elaborado por:
Denis Legrand