Capas de la geosfera

GEOLOGÍA 1: tema 4 GEOSFERA resumen teórico
GEOSFERA
La geosfera es la parte de la Tierra que no se corresponde ni con
la atmósfera, ni la hidrosfera ni la biosfera.
En principio englobaría toda la porción sólida de la Tierra, aunque
parte de ella se presenta en forma líquida o viscosa.
La geosfera representa la mayor capa, en tamaño, de nuestro
planeta.
Capas de la geosfera
Las capas de la geosfera se pueden clasificar según su composición
o las propiedades físicas de los materiales que las componen.
Clasificación según
su composición
Corteza: es la capa más superficial. Tiene un grosor medio de 35
km. Se distinguen dos tipos de corteza:
• continental: es la que sobresale del agua y puede llegar a los 80
km de profundidad.
• oceánica: es la que se encuentra bajo los océanos. Es más
delgada que la continental, cuyo máximo grosor es de unos 10
km.
Manto: es la capa intermedia y llega a los 2.900 km de profundidad.
Se diferencia el manto superior (fluido y viscoso) del inferior (en
estado sólido).
Núcleo: es la capa más interior y se extiende desde los 2.900 km
hasta el centro de la Tierra. De nuevo, se puede distinguir el núcleo
externo (fluido) y el interno (en estado sólido).
Clasificación según
sus propiedades físicas
Litosfera: es la capa más externa y delgada, con un grosor de
entre 5 y 75 km. Se encuentra en estado sólido e incluye la corteza
y la parte más externa del manto superior.
Astenosfera: se encuentra bajo la litosfera y tiene unos 500 km de
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grosor. Es una capa fluida formada por materiales semifundidos.
Mesosfera: situada entre la astenosfera y el núcleo externo,
comprende unos 2.200 km de la geosfera. Es una capa rígida,
sólida.
Endosfera: en ella encontramos las dos capas del núcleo.
Núcleo externo: capa líquida de 2.200 km de grosor formada
mayoritariamente por hierro y níquel. Es la causante del campo
magnético terrestre.
Núcleo interno: capa sólida interna de nuestro planeta, también
formada principalmente por hierro y níquel.
corteza
manto superior
manto inferior
núcleo externo
núcleo interno
LITOSFERA
De todas las capas de la geosfera, la litosfera es la que podemos
observar.
Como engloba a la corteza, también podemos distinguir entre
litosfera continental, más gruesa y emergida (fuera del agua), y
litosfera oceánica, más delgada y sumergida bajo los mares y
océanos.
Teoría tectónica
de placas
A principios del siglo XX, Alfred Wegener se fijó en dos hechos:
1) Había continentes cuyas costas encajaban a la perfección (fijaos
en África y América del Sur).
2) En América del Sur se encontraron restos de animales que
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habían vivido en África.
La tectónica de placas es la teoría desarrollada por Wegener que
explica los cambios de la litosfera terrestre mediante la descripción
de las placas tectónicas.
La litosfera, al igual que toda la geosfera, no es una capa inmóvil
o estática: es totalmente dinámica y se mueve y cambia continuamente.
Según la teoría de placas, la litosfera está dividida en diferentes
placas rígidas que se mueven lentamente arrastradas por los movimientos de las rocas semifundidas de la astenosfera.
Tipos de contactos
A lo largo de su recorrido, las placas pueden converger, separarse
o deslizarse paralelamente entre ellas. Podemos hablar, pues, de
tres tipos de contactos o límites entre placas.
Contactos convergentes
Los contactos convergentes se dan cuando dos placas se encuentran y “chocan” frontalmente.
En este contacto, una de las dos placas siempre se hunde bajo la
otra. La que se hunde va siendo destruida al llegar al manto, por
eso también se les denomina contactos o límites destructivos.
Límites divergentes
Por el contrario, los límites divergentes son aquellos que se dan
entre placas que se separan la una de la otra.
Esta separación se da por la formación de nueva litosfera, debido
a un aporte de materia desde el manto que va “empujando” a las
placas separándolas las unas de las otras.
En estos límites se da una creación de litosfera y, por eso, también
se les llama límites constructivos.
Esta separación acaba formando nuevos mares y océanos. El
Atlántico es el ejemplo más paradigmático de estos límites. En él
se observa perfectamente la formación de nueva litosfera en lo que
se conoce como una dorsal oceánica.
Contactos transformantes
En los contactos transformantes, las placas se mueven una al lado
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de la otra, rozándose.
Este rozamiento es el que produce los terremotos y movimientos
sísmicos característicos de estos contactos.
A diferencia de los otros dos, los contactos transformantes no
generan ni destruyen corteza, pero generan lo que se denominan
fallas.
Volcanes
límites divergentes
límites convergentes
límites neutros
Los volcanes son fisuras en la litosfera que permiten que las rocas
semifundidas de la astenosfera salgan al exterior empujadas por los
gases que contienen. Estas rocas semifundidas reciben el nombre
de magma o lava.
Todos los volcanes tienen la misma estructura y los mismos componentes:
• Boca: apertura por donde el magma sale al exterior.
• Cono: masa en forma de montaña alrededor de la boca del volcán
formada por las rocas que ha ido expulsando.
• Chimenea: conducto que utiliza el magma para subir hasta la
superficie.
• Cámara magmática: zona donde se acumula el magma.
cono
boca
chimenea
cámara
magmática
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Terremotos
Los terremotos son vibraciones en la superficie de la corteza que,
generalmente, tienen lugar en las zonas de contacto entre dos
placas tectónicas.
Todos los terremotos tienen unos componentes comunes:
• Ondas sísmicas: son las ondas vibratorias que genera el
terremoto. Se extienden en círculos concéntricos desde el hipocentro. A medida que se alejan de éste, pierden intensidad.
• Epicentro: punto de la superficie terrestre más cercano al hipocentro. Corresponde al lugar donde el terremoto es más intenso.
• Hipocentro: es el punto donde se origina el terremoto. Se puede
encontrar hasta a 700 km de profundidad.
Cuando el epicentro de un terremoto se sitúa en medio del mar,
este seísmo puede causar un tsunami. La fuerte vibración de la
corteza se transmite al agua, que avanza hacia la costa formando
olas enormes que, al llegar a la línea de costa, pueden causar
devastaciones inmensas.
MODELADO DEL RELIEVE
Agentes geológicos externos
Los movimientos internos de la Tierra contribuyen a la aparición
de cordilleras, islas, depresiones y fallas, entre otros. Estos movimientos son responsables de parte del modelado del relieve que
observamos. Se les denomina agentes geológicos internos.
Pero hay otros agentes geológicos que también intervienen en el
modelado del relieve de la litosfera y actúan desde el exterior, por
eso se les denomina agentes geológicos externos.
Meteorización
La meteorización es la rotura de las rocas a causa de los agentes
meteorológicos. La roca se rompe, pero no es transportada a
ningún lugar.
Meteoritzación física
La meteorización física es la rotura de las rocas por agentes físicos
como, por ejemplo, el cambio de temperatura, el hielo, la sal o el
efecto de los seres vivos.
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• En regiones en las que hay una gran diferencia de temperaturas entre el día y la noche, las rocas están sometidas a ciclos
continuos y bruscos de dilatación-contracción, que puede acabar
rompiéndolas.
• El agua, al congelarse, aumenta su volumen. Si hay agua dentro
de una roca y baja mucho la temperatura, ésta se congela y puede
hacer estallar la piedra.
• En zonas próximas al mar podemos encontrar rocas con fisuras
donde entra agua salada que, cuando baja la marea, se secan.
De hecho, solamente se evapora el agua, precipitando la sal, que
también puede empujar a las paredes de la fisura, rompiendo así
la roca.
• Una raíz puede situarse en la fisura de una roca. Con los años irá
creciendo, ganando grosor, hasta que la roca se rompa.
Meteoritzación química
La meteorización química se produce por alteraciones químicas de
la roca, principalmente por la acción del agua.
Algunas rocas se pueden oxidar (ganar oxígeno), lo que las
debilita.
Otras alteraciones químicas son:
• La hidrólisis, en la que determinadas moléculas de las rocas se
rompen por la acción del agua.
• La carbonatación, en la que actúa tanto el agua como el dióxido
de carbono, formando carbonato cálcico.
•Tampoco podemos olvidar la acción de ciertas sustancias producidas por los seres vivos, como los excrementos de las aves.
Erosión
Este mecanismo sigue el siguiente proceso:
• Rompe las rocas en fragmentos más pequeños.
•Transporta a estos fragmentos hasta otro lugar.
• Los fragmentos se “detienen” en este nuevo lugar: sedimentan.
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El agua como agente geológico
Los ríos tienen tres partes que actúan de diferentes maneras sobre
el relieve:
• En la parte alta, el río es joven y fuerte, y puede erosionar las
montañas y crear los valles, gargantas, cascadas, rápidos, etc.
• En la parte media, el río es más grande y tiene menos fuerza.
Aquí el río se mueve en amplios valles y forma curvas denominadas meandros.
• En la parte final, el río deposita los fragmentos de roca que transporta y forma tierra donde antes no había. Son los deltas.
El agua líquida también “deshace” algunas rocas (denominadas
calcáreas) y puede entrar dentro de las montañas creando las
cuevas, estalactitas y estalagmitas.
El mar es otro agente geológico: crea las playas, los acantilados de
la costa, cuevas, arcos naturales, etc.
Rocas y minerales
La litosfera es una capa de la geosfera rígida formada por lo que
denominamos rocas, que se encuentran formadas por diferentes
minerales presentes en proporciones variables.
• Los minerales tienen una composición homogénea, son siempre
iguales. De hecho, los minerales se definen como substancias naturales (no artificiales), homogéneas (con composición
constante), y con estructura cristalina (forman cristales).
• Las rocas son agrupaciones de minerales, cuya composición es
variable.
Propiedades de los minerales
Los minerales se pueden estudiar y diferenciar a nivel microscópico,
químico y macroscópico. Las propiedades macroscópicas son
aquellas que se pueden ver a simple vista, o mediante pequeñas
acciones sobre el mineral. Veamos algunas de ellas.
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Color
El color del mineral no es un buen criterio de clasificación, ya que
hay muchos minerales con colores similares. Lo que resulta más
confuso es que un mismo mineral, a veces, puede presentar diferentes colores.
Ratlla
Lo que sí es constante es el color del polvo que se genera al rayar
un mineral. Muchas veces no tiene nada que ver con el color externo
que presenta el mineral.
Dureza
Es la resistencia de los minerales a ser rayados y su dureza se
mide por comparación. Si un mineral raya a otro, el primero es más
duro que este último.
A l’escala de Mohs es graduen els minerals segons la seva duresa.
El talc (el mineral més tou) té una duresa d’1, mentre que el diamant
(el mineral més dur) té una duresa de 10. Els minerals de duresa
alta ratllen els de duresa baixa.
Pero no siempre disponemos de minerales de las diferentes durezas,
por eso se ha determinado la de materiales más comunes:
• una uña tiene una dureza aproximada de 2,5
• una navaja de acero, 5,5
• un trozo de vidrio tiene una dureza de, aproximadamente, 6.
Exfoliación y fractura
La exfoliación es la capacidad para romperse en determinados
planos, generando láminas. No todos los materiales se exfolian: los
que no pueden, al ser golpeados se fracturan. La forma en que un
material se fractura ayuda a adivinar de qué mineral se trata.
Otras propiedades
También se tienen en cuenta:
• El brillo y la transparencia.
• La resistencia a ser manipulado (a doblarlo o modelarlo). Esta
propiedad se denomina tenacidad.
• Por su punto de fusión (fusibilidad), su densidad, el tacto y el
sabor que presentan.
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Clasificación de los minerales
Los minerales se clasifican según su composición en ocho
grandes grupos, según los principales conjuntos químicos que los
conforman.
I. Elementos nativos
Los elementos nativos son minerales formados por un mismo tipo
de átomo, que no se asocia con ningún otro.
Como ejemplos tenemos el oro, la plata, el cobre, pero también
el azufre y los minerales de carbono que se pueden presentar en
forma de grafito y diamante.
II. Sulfuros
Los sulfuros están formados por compuestos no oxigenados de
azufre.
Dentro de este grupo encontramos la pirita, un mineral muy
abundante que, por su color y brillo, se puede confundir con el
oro. La pirita tiene una gran importancia económica, ya que se usa
como fuente de azufre para la fabricación de ácido sulfúrico, un
compuesto importantísimo.
III. Halogenuros
Los halogenuros están formados por compuestos formados por
elementos de un grupo de átomos denominados halógenos. Como
las lámparas. Estos elementos son el cloro, el flúor, el bromo y el
yodo.
El halogenuro más conocido y usado es la halita, cloruro sódico o
sal común.
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IV. Óxidos
Los óxidos están formados por combinaciones de metales con
oxígeno.
El hematites y la magnetita son óxidos de hierro de los que se
obtiene este último.
El corindón es un mineral de dureza 9, con diferentes colores que
representan diferentes piedras preciosas, como el rubí o el zafiro.
V. Carbonatos
Los carbonatos son compuestos de carbono con tres oxígenos y
otros elementos. Dentro de este grupo encontramos también a los
nitratos (con nitrógeno en lugar de carbono) y los boratos (con boro
en lugar de carbono).
El mineral más importante de este grupo es el carbonato cálcico que
se puede presentar en forma de aragonito o de calcita. El carbonato
cálcico se utiliza, entre otros, para la fabricación de cemento. Se
encuentra en grandes cantidades en la corteza, muchas veces
formando montañas y cordilleras enteras.
VI. Sulfatos
Los sulfatos son compuestos de azufre con cuatro oxígenos y
otros elementos. Dentro de este grupo también encontramos a
los cromatos, molibdatos y wolframatos (con cromo, molibdeno y
wolframio que substituyen al azufre).
El mineral más conocido de este grupo es el yeso, técnicamente
sulfato de calcio hidratado.
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VII. Fosfatos
Los fosfatos son compuestos de fósforo con oxígenos y otros
elementos. Si en lugar de fósforo tenemos arsénico o vanadio, se
habla de arseniatos y vanadatos respectivamente, y también se
incluyen en este grupo.
Un fosfato muy característico por su color es la turquesa, usada
como piedra preciosa.
VIII. Silicatos
Los silicatos son compuestos formados por la unión de silicio con
oxígeno y la asociación entre este grupo y otros elementos. Es, con
diferencia, el grupo de minerales más abundante en la corteza y lo
encontramos en la inmensa mayoría de rocas del planeta.
El cuarzo transparente se utiliza en la fabricación de instrumentos
ópticos y de precisión.
Rocas
Existen tres tipos de rocas según su origen:
• Sedimentarias: se originan en la superficie de la Tierra a partir
de la erosión de otras rocas. La arenisca o el conglomerado son
buenos ejemplos.
• Magmáticas: se originan por el enfriamiento del magma. Son
ejemplos las rocas volcánicas, como el basalto.
• Metamórficas: se originan a partir de otras rocas por diferentes
procesos de transformación, como ocurre con la pizarra.
Ciclo de las rocas
A lo largo de miles de años unas rocas se transforman en otras,
hecho que forma un verdadero ciclo que se conoce con el original
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nombre de Ciclo de las rocas.
Todas ellas se pueden transformar en las otras.
• Si una roca se hunde en el manto, se fundirá y volverá a la corteza
como ígnea.
• Si una roca se rompe en fragmentos más pequeños, éstos sedimentan y se forma una sedimentaria.
• Si una roca, por cambios químicos y/o físicos se transforma en
otra, se ha creado una metamórfica.
Rocas ígneas
Las rocas ígneas se pueden formar de dos maneras distintas. Esta
diferencia es la que les conferirá sus características particulares.
• Hay algunas de ellas que se forman porque el magma sube y
se queda “atrapado” entre otras, enfriándose allí. Estas rocas se
denominan intrusivas o plutónicas.
Las rocas intrusivas se forman mediante un enfriamiento lento que
provoca la aparición de cristales y granulaciones. Son, por tanto, rocas
granuladas como el granito. Dependiendo de su composición, el granito
puede presentar diferentes colores y tonalidades.
• Otras rocas ígneas se forman cuando el magma sale directamente a la superficie a través de los volcanes. Por eso se les
llama volcánicas o extrusivas.
Las rocas extrusivas se forman mediante un enfriamiento rápido que
impide la formación de cristales de tamaño tan grande como en las intrusivas. Se trata de rocas no granuladas como el basalto o la obsidiana.
Algunas de estas rocas se enfrían tan rápido que presentan porosidades, como la piedra pómez.
Rocas metamórficas
Las rocas pueden sufrir procesos de transformación que denominamos metamorfización.
¿Qué fuerzas pueden alterar rocas? Básicamente la presión y la
temperatura. Con estos agentes se dan cambios en la disposición
de los cristales de los minerales, en su composición y en su tamaño,
dando lugar a rocas muy diferentes de las iniciales.
Las rocas metamórficas se clasifican según su textura en foliadas
y no foliadas.
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• Las rocas foliadas presentan a los minerales ordenados en bandas
más o menos paralelas, ordenadas en “folios” de minerales (de
ahí su nombre).
Las rocas metamórficas foliadas más conocidas son las pizarras,
aunque también hay que destacar a los esquistos y los gneis.
• Las rocas no foliadas tienen sus minerales desordenados, no
presentan bandeado.
Sin duda, la más conocida de todas las rocas no foliadas es el mármol,
que proviene de la metamorfización de rocas sedimentarias calcáreas
(calcitas y dolomitas, principalmente).
Rocas metamórficas foliadas
Dentro de las rocas metamórficas foliadas, la ordenación de los
minerales se hace en 3 subgrupos:
• Pisarrosidad: si el grado de metamorfismo es bajo (bajas temperaturas y/o presiones), los minerales se ordenan, pero no se ven
a simple vista. Estas rocas se rompen en láminas con mucha
facilidad.
• Esquistosidad: si aumentamos el grado de metamorfismo, se
empiezan a formar bandas más evidentes con granulaciones que
confieren un aspecto escamoso.
• Bandeado gnéisico: en metamorfismos muy elevados los
minerales no únicamente se disponen en bandas, sino que se
segregan en unas de diferentes colores.
Rocas sedimentarias
Las rocas sedimentarias se clasifican según su origen.
• Si provienen de la acumulación progresiva de restos de otras
rocas, se denominan detríticas. Son las que resultan de los
procesos de erosión en los que los detritus (restos de rocas) son
transportados y sedimentados.
• El resto son rocas no detríticas. Éstas se forman por precipitación del carbonato (carbonatadas), por evaporación (evaporíticas) o por alteración de restos orgánicos (organógenas).
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Rocas detríticas
Las rocas sedimentarias detríticas son las que se forman por
acumulación, compactación y cimentación de sedimentos, o lo que
es lo mismo, están formadas por fragmentos de otras rocas (ígneas,
metamórficas o sedimentarias) que se formaron previamente.
La acumulación de estos sedimentos se produce principalmente en
unas zonas determinadas denominadas cuencas sedimentarias.
La acumulación de sedimentos uno sobre los otros se da durante
mucho tiempo. Eso lleva a la formación de estratos: capas en las
que se disponen los detritos de forma secuencial.
Cuando se habla de rocas detríticas hay que tener en cuenta el
tamaño de las partículas sedimentadas, ya que es en lo que se
basan los geólogos a la hora de clasificarlas. Estan formadas por:
• Partículas menores de 1/16 mm, denominadas lutitas.
• Partículas entre 1/16 y 2 mm, denominadas areniscas.
• Partículas mayores de 2 mm, denominadas ruditas.
Rocas no detríticas: carbonatos
Las rocas carbonatadas están formadas por carbonato precipitado.
¿De dónde proviene este carbonato?
• Una corriente de agua puede atravesar una región rica en carbonatos y disolverla.
De esta manera, se forman las cuevas y los ríos subterráneos. Estos
carbonatos pueden precipitar dentro de la misma cueva (formando
estalactitas y estalagmitas) o en otro lugar, donde formará las nuevas
rocas carbonatadas.
• En otras ocasiones, estas rocas se forman por la lenta acumulación de restos de conchas de animales marinos.
Cuando mueren estos animales (muchos de ellos microscópicos), sus
conchas de carbonato cálcico precipitan y se van al fondo del mar.
Durante millones y millones de años estas conchas van compactándose y formando capas y capas que van ganando grosor.
Con los años, el movimiento de las placas o la desecación del mar deja
a la vista estas acumulaciones, que se transforman en montañas.
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Rocas no detríticas: evaporíticas
Son las rocas sedimentarias que se forman por evaporación de
agua que lleva disueltos minerales. Las más conocidas son dos:
• La halita o sal de roca: se pueden encontrar verdaderas montañas
de sal resultantes de la evaporación de grandes masas de agua
salada.
• El yeso: proviene de la precipitación de sulfatos.
Rocas no detríticas: organógenas
Son rocas formadas por compuestos de carbono que tienen un
alto poder calorífico (queman con facilidad mediante combustión).
Debido a estas propiedades, también se les llama combustibles
fósiles y engloban el carbón y el petróleo.