Presentación de PowerPoint

T. 12. La Terra:
origen, estructura i
composició
1. L’origen del sistema
solar i de la Terra
¿CÓM ESTÀ ORGANITZAT L’UNIVERS?
Supercúmuls
Virgo
Cúmuls
Grup Local
Galaxies
Vía Làctea
Nebuloses
Estrel.les
Sol
Sistema Solar
Planetes
Terra
COSMOLOGIA: ciència que estudia l’origen i evolució de
l’Univers.
FIN
INICI
BIG BANG
BIG
CRUNCH?
•La “Gran Explosió”
•Fa 13.700 m.a.
•Univers en expansió
BIG RIP?
(Observació
supernoves
1998)
El origen y el final de Universo
¿Cómo surgió la idea del Big Bang?
Principios S.XX (Hubble)…Se observó que las líneas del
espectro que representan diferentes elementos químicos
no estaban colocadas en su sitio, sino que aparecían
desplazadas
¿Qué concluyó la comunidad científica?
“Las galaxias se están alejando unas de otras (corrimiento
hacia el rojo)”
Para comprender éste fenómeno, primero tenemos que
entender en qué consiste el EFECTO DOPLER.
Video: La trochita – Efecto Dopler (8 min)
Història de l’Univers desde el big bang
1. El cosmos se dirige a una rápida
inflación expandiéndose desde el
tamaño de un átomo al tamaño de
un grano de uva en una fracción de
segundo
(10-43s)
2. El Universo en post-inflación es una
sopa caliente de electrones, quarks
y otras partículas (10-32s y 1027ºC)
3. Un rápido enfriamiento del cosmos
permite a los quarks agruparse en
protones y neutrones (10-6s y
1013ºC)
4. Segundo 1: Todavía demasiado
caliente para formar los átomos, los
electrones cargados y los protones
impiden que la luz brille: el universo
es una niebla super-caliente (3 min
y 108ºC)
La historia del Universo desde el big bang
5. Electrones combinados con los
protones y neutrones forman los
átomos,
mayoritariamente
hidrógeno y helio. La luz puede
brillar finalmente (300.000 años y
10.000ºC). Surge la radiación
cósmica de fondo.
6. La gravedad hace que el gas
hidrógeno y helio se unan
(coalescencia) para formar nubes
gigantes (nebulosas) que formarán
las
galaxias.
Pequeños
acumulaciones de gas colapsarán
para formar las primeras estrellas.
(1 billón años, 200ºC)
7. Como clusters de galaxias y centros
de atracción, las primeras estrellas
morirán y se formarán los primeros
elementos pesados en el espacio.
Estos formarán nuevas estrellas y
planetas. (15 billones años, -270ºC)
El CPAN (Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y
Nuclear) nos explica la formación del Universo con este sencillo
video (5 min):
http://www.i-cpan.es/eso/
¿Cuál es el origen de
nuestro sistema
solar?
HIPÒTESI DE
FRAGMENTACIÓ O
CATASTROFISTES
Tª FRAGMENTACIÓ
(Buffon, 1749)
Tª MAREAL (Chamberlain i
altres, 1916)
FORMACIÓ DEL SISTEMA
SOLAR
HIPÒTESIS NEBULARS O
DE CONDENSACIÓ
Hipòtesi dels
planetesimals (Weizsacker
i kuiper, 1950)
HIPÒTESI DELS
PLANTESIMALS
1. Agitació nebular
2. Formació d’un protosol
3. Formació del sol i d’un disc
protoplanetari
4. Formació dels planetesimals
5. Formació dels planetes
FORMACIÓ DE LA
TERRA
1. Condensació de planetesimals i fusió
2. Separació per densitats
3. Refredament i evolució
¿Cuál es el origen de nuestro sistema solar?
Es difícil precisar el origen del Sistema
Solar. Los científicos creen que puede
situarse hace unos 4.600 millones de
años,
1. En sus inicios, la Vía Láctea era una
inmensa nube de gas y polvo que se
contrajo a causa de la fuerza de la
gravedad y comenzó a girar a gran
velocidad, probablemente, debido a la
explosión de una supernova cercana.
¿Cuál es el origen de nuestro sistema solar?
2. Compactación de la nebulosa primitiva:
La mayor parte de la materia se acumuló en
el centro. La presión era tan elevada que los
átomos comenzaron a partirse, liberando
energía y formando una estrella.
Al mismo tiempo se iban definiendo algunos
remolinos que, al crecer, aumentaban su
gravedad y recogían más materiales en cada
vuelta.
¿Cuál es el origen de nuestro sistema solar?
3. Contracción hasta formar una enorme
bola de gas. Comienzo de las reacciones
nucleares y formación del sol.
3. Aparición de discos formados por
partículas de polvo cósmico. Según la teoría
de la acrección aparecieron los
planetesimales.
3. Acrección de los planetesimales. También
había muchas colisiones. Millones de objetos
se acercaban y se unían o chocaban con
violencia y se partían en trozos. Los
encuentros constructivos predominaron y, en
sólo 100 millones de años, adquirió un
aspecto semejante al actual. Después cada
cuerpo continuó su propia evolución.
¿Cuál es el origen de nuestro sistema solar?
¿Cuál es el origen de nuestro sistema solar?
¿Cuál es el origen de nuestro sistema solar?
¿Cuál es el origen de nuestro sistema solar?
A veces es difícil hacerse una idea mental del tamaño de
La Tierra o el Sol … pero puedes compararlo con otros planetas
cercanos …
¿Cuál es el origen de nuestro sistema solar?
Si comparamos el Sol con los planetas vemos que la diferencia es
enorme, que nuestra estrella es muy grande!!!
¿Cuál es el origen de nuestro sistema solar?
Y sin embargo, como ya hemos visto, hay otras estrellas mucho
mayores que el Sol.
¿Cuál es el origen de nuestro sistema solar?
En esta imagen, el sol es un pixel de esta foto comparado con
Antares o Betelgeuse.
¿Cuál es el origen de nuestro sistema solar?
¿Cuál es el origen de nuestro sistema solar?
2. L’ estudi de la Terra
MÈTODES
DIRECTES
Roques superficials
Roques profundes:
mines i sondeigs
Anàlisi laboratori
(microscopi
petrogràfic)
ESTUDI DE
LA TERRA
Gravimètric
Magnètic
MÈTODES
INDIRECTES
Elèctric
Geotèrmic
Meteorits
Sísmic
2. L’ estudi de la Terra
MÉTODES DIRECTES
• ROQUES SUPERFICIALS: observació
directa de deformacions, metamorfisme
o modelat.
• ROQUES PROFUNDES: Mitjançant mines i
sondejos (només fins els 13km pel
gradient geotèrmic, en l’escorça :
30ºC/km) se prenen mostres i es mesura
la temperatura.
• ANÀLISI DE MOSTRES: proves físiques,
químiques i observacions amb microscopi
petrogràfic. Informen sobre composició i
procés de formació.
• SATÈL.LITS ARTIFICIALS I FOTOGRAFÁI
AEREA
2. L’ estudi de la Terra
MÉTODES INDIRECTES:
1.Métode gravimètric
• Gravímetres per a mesurar l’
acceleració de la gravetat (g) en
diferents zones del planeta. g=9,8m/s2.
• En superfície es detecten anomalíes
gravimètriques  variacions en la
densitat i composició de les roques de
l’interior terrestre
• g = roques molta densitat
• g = roques poca (alta Tª?)
MÉTODOS INDIRECTOS. Gravedad y anomalías
El valor teórico de g (gteórica) se puede calcular aplicando en ELIPSOIDE DE
CLAIRUT, valor que nunca coincide con el g medido con gravímetros. Estas
variaciones se denominan ANOMALÍAS GRAVIMÉTRICAS que son positivas
cuando gmedida>gteórica y negativas a la inversa.
Antes de interpretar las anomalías tienen que
hacerse correcciones:
1. De aire libre o altitud: montañas,
valles….(no geoide perfecto)
2. Bouger: “las montañas no son de aire”
3. Topográfica: relieve cercano a la estación
de medida
4. Mareas: atracción Sol y Luna
MÉTODOS INDIRECTOS. Gravedad y anomalías
Se obtienen valores de gcorregida que siguen siendo diferentes a los valores
de gteórica, será la ANOMALÍA RESIDUAL O BOUGER y se emplea para
estudiar cómo se reparte la masa en el interior de la parte superior de la
Tierra.
Para explicar éstas diferencias, Airy (1855) propuso
que…”Las montañas tienen raíces profundas de rocas
menos densas que las del material que las rodea,
siendo proporcional la profundidad de la raíz a la
altura de la montaña”….es el PRINCIPIO DE LA
ISOSTASIA y representa la tendencia dela corteza
(litosfera) a mantenerse en un estado de
EQUILIBRIO, que se consigue a la PROFUNIDAD DE
COMPENSACIÓN (confirmación estudios
sismológicos).
Este equilibrio se puede romper si se erosiona la
montaña o bien si se añade material sobre la
corteza. Ej. Levantamiento isostático de
Escandinavia.
2. L’ estudi de la Terra
• Existència camp magnètic = dinàmica
interna del planeta. Per què?
• Nucli extern=metall fos
• Nucli intern=metall metàl.lic i sòlid
MÉTODES INDIRECTES:
2.Métode magnètic
2. MÉTODOS INDIRECTOS. Magnetismo terrestre
Elasser (1945), propuso que…”el campo magnético terrestre está producido
por el movimiento convectivo del material conductor (metálico) presente en el
núcleo externo (2900-5100km), donde la energía térmica se transforma en
energía mecánica y esta en carga eléctrica y energía magnética”…(coincide
con datos sismológicos)
Este campo magnético se representa con líneas de
fuerza que salen de PS magnético y penetran en el
PN magnético.
Cuando los magmas salen a la superficie y solidifican,
incluyen en su interior MINERALES
FERROMAGNESIANOS que indican la dirección de las
líneas de fuerza del campo magnético. Su estudio
permite saber que siempre ha tenido la MISMA
INTENSIDAD y que ha sufrido INVERSIONES
BRUSCAS (imp en estudios paleomagnéticos)
¿por qué? http://foro.tiempo.com/inversion-de-los-polos-magneticos-t67609.48.html
2. L’ estudi de la Terra
MÉTODES INDIRECTES:
3.Mètode elèctric
• Mesuren propietats elèctriques de les
roques en diferents roques, ex.
Conductivitat elèctrica
• c = aigua en capes profundes de
l’escorça (poroses)
• c = roques massisses
2. L’ estudi de la Terra
MÉTODES INDIRECTES:
4.Mètode geotèrmic
• Mesura el flux geotèrmic (quantitat de
calor) procedent de la formació de la
Terra i de la desintegració d´elements
radiactius
• flux = escorça prima o roques molt
calents del mantell profund
• flux=escorça gruixuda com les
masses continentals antigues
2. MÉTODOS INDIRECTOS. Temperatura
Mediante la realización de SONDEOS, se ha podido comprobar la existencia de
un GRADIENTE GEOTÉRMICO con valores de unos 33ºC/km, gradiente que no
es constante en toda la Tierra.
El calor que desprende la Tierra se denomina FLUJO TÉRMICO y tiene 3 focos
de origen:
• Elementos radiactivos de la corteza que al
desintegrarse liberan calor
• Disipación mareal de la energía de rotación
• Energía gravitacional transformada en térmica
en el mismo momento de la acrección
planetaria.
Las teorías actuales, suponen un aumento rápido de la Tª de la
corteza hasta la zona inferior de la misma (1500-2000ºCelementos radiactivos), continuando con un aumento gradual
hasta la base del manto (2700ºC) y alcanzando unos valores de
hasta unos 6000ºC en el núcleo.
2. L’ estudi de la Terra
MÉTODES INDIRECTES:
5.Meteorits
• Fonament: origen protoplanetari
semblant a la terra (posterior a un
impacte)
• Siderits: Fe i Ni (nucli terrestre)
• Sideròlits: Fe/Ni i silicats
ferromagnesians (matell terrestre)
• Litometeòrits o aeròlits: silicats de
ferro i alumini (escorça terrestre)
2. MÉTODOS INDIRECTOS. Estudio de meteoritos
Los meteoritos son cuerpos sólidos de origen carbonáceo o metálico (cometas
y asteroides) que se mueven por el espacio a gran velocidad y al penetrar en la
atmósfera terrestre se calientan debido al rozamiento volviéndose
incandescentes y pudiendo alcanzar la superficie sin consumirse. Son una
fuente de información indirecta de la composición del manto y núcleo. Tipos:
1.
2.
aerolito
3.
Sideritos: aleación al 95% del Fe y Ni. Densidad
7,5g/cm3. Aprox. Núcleo.
Litometeoritos o aerolitos: formados por
silicatos similares a los del manto (densidad de
3-5g/cm3). Dentro de este tipo están las
condritas carbonáceas relacionadas con el
origen de la vida.
Siderolitos. Mezcla de los dos anteriores.
Densidad 5g/cm3. Son los más escasos
2. L’ estudi de la Terra
MÉTODES INDIRECTES:
6.Mètode sísmic
• Fonament: empra sismògrafs que
recullen les ones sísmiques creades
pels terratrèmols. Tipus
•P
•S
•RiL
• Es registren en sismogrames.
2. L’ estudi de la Terra
MÉTODES INDIRECTES:
6.Mètode sísmic
• Fonament: empra les ones sísmiques
creades pels terratrèmols. Tipus
• P: primàries o londitudinals. Vibren
en la mateixa direcció en què es
propaguen, expandint i comprimint
els materials que travessen.
2. L’ estudi de la Terra
• Fonament: empra les ones sísmiques
creades pels terratrèmols. Tipus
• S: secundàries o cisalla. Vibren
perpendicularment a la direcció de
propagació.
MÉTODES INDIRECTES:
6.Mètode sísmic
2. L’ estudi de la Terra
MÉTODES INDIRECTES:
6.Mètode sísmic
• Fonament: empra les ones sísmiques
creades pels terratrèmols. Tipus
• R i L. Es produeixen quan les P i S
toquen la superfície i solament es
propaguen per aquesta
• Per què no s’empren per a estudiar
l’interior terrestre?
Simulaciones de la Universidad de Alicante:
http://web.ua.es/es/urs/divulgacion/propagacion-de-ondas-sismicas.html
ANEM A INTERPRETAR LA PROPAGACIÓ……
La velocitat de les
ones sísmiques
augmenta amb la
rigidesa i la densitat
dels materials que
travessen
ANEM A INTERPRETAR LA PROPAGACIÓ……
La velocitat de les
ones sísmiques
augmenta dins
d’una capa de la
mateixa composició
per la profunditat
(major pressió,
major densitat)
ANEM A INTERPRETAR LA PROPAGACIÓ……
Les ones P es
propaguen a major
velocitat que les S
ANEM A INTERPRETAR LA PROPAGACIÓ……
Les ones S només
es propaguen per
materials sòlids ??
Les P per tots els
materials
ANEM A INTERPRETAR LA PROPAGACIÓ……
Quan les ones
passen d’ un
material a un altre,
es reflecteixen o es
refracten =
DISCONTINUITATS
SÍSMIQUES
Las nuevas tecnologías
permiten refinar los datos
sismológicos mostrándonos
una “ecografía” del interior de
la Tierra. Esta técnica es la
TOMOGRAFÍA SÍSMICA. (áreas
frías en azul y calientes en rojo)
http://ansatte.uit.no/kare.kullerud/we
bgeology/