Apuntes - Ing. Alexis Tejedor De León, PhD

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ
CENTRO REGIONAL DE VERAGUAS
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
GEOLOGÍA
Prof. Ing. Alexis Tejedor De León, PhD
II SEMESTRE 2012
1. ¿Qué es geología?
Ciencia de la Tierra: cómo se ha formado, de qué está hecha, su historia y los cambios
que han tenido lugar sobre ella y en ella.
Las -feras
En la Tierra se presentan cuatro "-feras": Atmósfera, hidrosfera, bioesfera y litosfera. La
geología es la ciencia de la litosfera y sus relaciones con las otras "-feras". La intersección de
Litosfera-Atmósfera presenta todos los procesos como erosión y meteorización. La intersección
de Hidrosfera-Litosfera trata del agua subterránea transporte en el agua, ambiente de río. El
conjunto de biosfera-litosfera se trata de la vida en las épocas pasadas, la evolución, los fósiles y
en general la paleontología
1.) La Atmósfera: Gases que envuelven la Tierra.
2.) Hidrosfera: Todo el agua en, sobre o por encima de la superficie terrestre: océanos,
ríos, lagos, agua subterránea, lluvia.
3.) Biosfera: Parte del mundo en la cual están presentes los seres vivos: La superficie de
la Tierra, el suelo, los mares, el aire.
4.) Litosfera: Parte sólida exterior de la Tierra
2. Especialidades de la geología
Geofísica: Estudio de la física de la Tierra: anomalías de gravedad, discontinuidades en
la prolongación de ondas sísmicas- sismología, campo magnético de la Tierra.
Geoquímica: La distribución de los elementos químicos en distintas partes de la corteza
terrestre. Composición química de diferentes rocas y minerales.
Mineralogía: Estudio de los minerales: Estructuras internas de los minerales,
composición química, clasificación.
Petrología
composición.
Estudio de las rocas, su origen, los procesos de su formación, su
Petrografía Es un ramo de la petrología, que se ocupa de la descripción de las rocas, de
su contenido mineral y de su textura, de la clasificación de las rocas.
Geoquímica Especialmente se estudia la distribución y la abundancia de los elementos
en las distintas partes de la Tierra y se trata de explicar la distribución de los elementos en las
rocas por medio de procesos geológicos como por ejemplo la cristalización por diferenciación a
partir de un magma, por procesos hidrotermales, que han influido la roca, por procesos
metamórficos entre otros.
Geología estructural: Análisis e interpretación de las estructuras tectónicas en la corteza
terrestre. Conocimiento de las fuerzas en la corteza que producen fracturamiento, plegamiento y
montañas. (Fallas-Pliegues-Orogénesis).
Geología Regional Se estudia la geología de distintas regiones como de América de Sur,
de Europa, de Chile, de la región de Atacama en detalle, es decir la historia geológica, la
distribución de las rocas, de los yacimientos, el estilo de deformación de las rocas de la región en
cuestión entre otros
Geología Histórica: Estudio de las épocas geológicas desde la formación de la Tierra
aproximadamente 4,6 Ga (=4600Ma) atrás hasta hoy día, de cada época se estudia los procesos
geológicos importantes, que han ocurrido en la Tierra, la composición y estructura de la Tierra y
de la atmósfera, la posición de los polos y de los continentes, dónde se han formado montañas y
cuencas sedimentarias, , el desarrollo de la vida en cada época, cuando aparecieron las distintas
formas de la vida.
Una herramienta importante de la Geología Histórica es la Geocronología
Paleontología: Estudio de la vida de épocas geológicas pasadas; estudio de los fósiles:
Clasificación, reconocimiento. Mejorar el conocimiento de la evolución.
Estratigrafía: Estudio de las rocas estratificadas, por su naturaleza, su existencia, sus
relaciones entre si y su clasificación.
Sedimentología: Estudio de los sedimentos (arena, arenisca, grava, conglomerado) y su
formación. Análisis del ambiente de deposición como los propiedades físicas en el agua de un río
(velocidad de la corriente y otros).
Mecánica de suelos: Estudio de las propiedades de los suelos para encontrar terreno apto
para la construcción, para calcular y evitar riesgos geológicos como por ejemplo deslizamiento
de escombres de faldas.
Hidrogeología: Investigaciones de la cantidad y calidad del agua subterránea, cual es el
agua presente debajo de la Tierra. Se trata de la interacción entre roca, suelo y agua.
Geología Económica: Exploración de yacimientos metálicos o no-metálicos. Evaluación
de la economía de un yacimiento o producto mineralico.
Exploración/Prospección: Búsqueda de yacimientos geológicos con valor económico.
Por medio de la geofísica, geoquímica, mapeo, fotos aéreas y imágenes satelitales.
Geología Ambiental: Búsqueda de sectores contaminados, formas y procesos de
contaminación. Especialmente de agua, agua subterránea y suelos. Investigación de la calidad de
agua y suelo.
3. Relaciones con otras ciencias
La Geología y su relación con las ciencias básicas y ciencias relacionadas:
Para entender los procesos geológicos es necesario conocer algunos principios físicos,
químicos, biológicos y matemáticos. Los principios físicos por ejemplo son importantes para
entender la destrucción física de rocas en un río, la acumulación de arena y bloques. La química
ayuda entender la formación de minerales y de algunas rocas (minerales son compuestos
químicos con formula). Conocimiento de la biología actual es muy importante para entender la
vida de las épocas pasadas.
4. Historia de la geología como ciencia
XENOPHANES (600 años ante Cristo): Los fósiles eran animales, que vivieron antes.
HERODOTOS (450 años ante Cristo): Una inundación del río Nilo produce una capa
muy delgada de sedimentos, concluyó que la formación del delta del Nilo debe haber pasado
dentro de varios miles de años.
STRABO (63 a. Cristo -19 después Cristo): Movimiento de la Tierra en la forma
vertical: por eso hay fósiles del mar en las montañas altas. Explicación de las fuerzas tectónicas.
AVICENNA (980-1037): Clasificación de Minerales, descripción de las rocas
sedimentarias, erosión. Los procesos geológicos son lento no como un diluvio en acción.
BIRUNI (973-1048): Medición del peso específico de los minerales.
LEONARDO DA VINCI (1452-1519): Describió la fosilización, el cambio de un
animal a un fósil. Rechazó la idea de un diluvio mundial.
FRACASTORO (1517): ¿Porqué se murieron los animales qué vivieron en el mar a
causa de un diluvio mundial? (La mayoría de los científicos de esta época indicaron los fósiles
como un apoyo de la teoría de un diluvio global)
AGRICOLA (1494-1555): Los primeros libros científicos sobre la geología y metalurgia
( " De re metallica").
STENO o STENSEN, Nils (1638-1687): La primera ley geológica: Los estratos
superiores son más jóvenes que los estratos inferiores.
El siglo 18: Dos teorías en competencia:
a)
Neptunistas: Todas las rocas tienen sus raíces en la deposición en los
mares (WERNER)
b)
Plutonistas o Vulcanistas: Todas las rocas se forman por magma
(vienen de una fundición) (HUTTON)
SMITH, William (1769-1839): Segunda ley geológica: Cada estrato tiene su contenido
característico en fósiles.
LYELL (1797-1875): Principio de actualismo: Los procesos en el pasado fueron los
mismos como hoy y viceversa.
DARWIN, Charles: Publicó en 1859 "On the Origin of species by natural selection. La
teoría de la evolución por selección natural.
DANA (1873): Teoría de los geosinclinales: explicación de la formación de montañas;
rechazo de acciones catastróficos como formador de montañas
KELVIN (1897): Kelvin dedujo la edad de la Tierra por su velocidad del enfriamiento:
20-40 millones años (no tomó en cuenta la radioactividad)
RUTHERFORD (1905): Primer medición de una edad absoluta (U/He): Edad de la
Tierra mayor de 2 Ga. (2.000.000.000).
Hasta 1906: Teorías geotectónicas: teoría de la expansión de la Tierra, teoría de la
contracción de la Tierra y la teoría de geosinclinales (todas las teorías usaban continentes fijosestables)
WEGENER (1912) Teoría de la deriva continental: Los continentes están flotando (¡se
mueven!) algunos se separaron o se chocaron: Está teoría fue rechazada en está época, pero en
los años ´60/´70 fue aceptada por la gran mayoría de los científicos.
NIER & MATTAUCH (1930): Primer espectrómetro de masas, para determinar
diferentes isótopos de un elemento.
SCHUCHERT (1931): Datación radiométrica de la Tierra con 4 Ga. (4.000.000.000
años)
5. Composición del universo :
El universo se compone por su gran parte de hidrógeno (más de 92%). Helio como
elemento químico inerte que casi no entra a rocas y minerales marca con 7,4 % el segundo lugar.
Los elementos comunes presentes en la Tierra muestran cantidades inferiores al respeto de la
composición total del universo.
Rango de elementos químicos no inertes :
En comparación a Universo - Ser vivo - La Tierra se nota que el universo y los seres
vivos muestran una composición bien parecida: Los cuatro elementos (no inertes) más
importantes en ambos son H, O, C y N. Solo los rangos son diferentes. La Tierra tiene una
composición totalmente diferente: Hierro, Oxígeno, Sílice y Magnesio marcan la mayor
abundancia.
Resumen: Datos generales de la Tierra
Radio ecuatorial : 6378 km
Radio polo/polo: 6357 km
La Tierra no es un globo. A causa de la rotación de la Tierra el radio ecuatorial es 21 km
más largo como el radio polo N-polo S. La forma de la Tierra entonces es un elipsoide de
rotación.
Volumen : 1,083 X 1012 km3
Masa : 6 X 1021 ton.
Peso especifico promedio : 5,517 g/cm3
La Tierra tiene una densidad o peso especifico relativamente alto. (una roca común como
el cuarzo tiene solamente 2,65 g/cm3). La causa es la acumulación de minerales pesados en el
núcleo y el manto a causa de la diferenciación. Es decir los minerales pesados durante y después
de la formación de la Tierra se movieron hacia abajo, los livianos se quedaron en la corteza.
Edad : 4,65 mil millones de años
Rocas más antiguas : 3,75 mil millones de años
La Tierra se formó 4650 millones años atrás. Las rocas más antiguas de la Tierra que se
conoce marcan un edad de 3750 millones de años
Océanos/Continentes
La tierra firme solo cubre 29% de la Tierra, el resto son los océanos.
Altura promedia de la Tierra firme : 623 m
Profundidad promedia de los océanos : 3800m
La presencia de dos tipos de corteza (corteza oceánica y corteza continental) con
diferentes propiedades físicas provocan una bimodalidad del histograma de las alturas. Es decir
la Tierra tiene dos alturas comunes. Para los océanos el promedio es 3800 m de profundidad. El
promedio para los continentes es 623m.
2. Edad de la Tierra
Historia: Los científicos de los últimos siglos no tenían métodos para medir las edades
absolutas en las rocas. Solo edades relativas (cronología) se detectaron. Estimaciones de edades
absolutas por el espesor de capas y velocidad de sedimentación no llegaron a resultados
satisfactorios.
1654 USHER: La Tierra se formó 4004 antes Cristo.
1715 HALEY: Estimación de la edad por las sales qué contiene la Tierra y el mar.
1897 LORD CELVIN: 20-40 millones de años
1899 JOLY: 90 millones de años.
1931 SCHUCHERT: 4.000 millones de años
Solo el método por la medición de la descomposición radioactiva de algunos isótopos (U,
Rb, C) se llegó al fin a edades absolutas de la formación de rocas. Hoy sabemos que la Tierra
tiene un edad de 4.750 millones de años. Se puede medir esta edad por medio de isótopos
radioactivos y su descomposición permanente.
3. Geología de la Tierra (corte).
La Tierra joven probablemente era una mezcla homogénea sin continentes y sin océanos.
Mediante el proceso de diferenciación el hierro y el níquel bajaron hacia al centro de la Tierra y
los elementos más livianos subieron hacia la superficie y formaron la corteza. Hoy día la Tierra
está construida por zonas.
Estructura interna de la Tierra
0-40km: corteza continental en parte está dividida por la discontinuidad de Conrad, que
no está continua, en una zona superior y una zona inferior. La discontinuidad de Conrad no está
desarrollada en todas las partes de la corteza terrestre. Normalmente la discontinuidad de Conrad
se ubica en una profundidad de 15 - 25km. En montañas altas la corteza continental es más
ancha. En los Alpes la corteza continental llega hasta una profundidad de 55km.
Generalmente la zona superior de la corteza se constituye de rocas metamórficas de grado
medio y alto influidas por procesos anatécticos (=fundición) y magmáticos. Su composición
media es probablemente granodiorítica.
La zona inferior de la corteza continental tiene probablemente una composición similar a
la de los gabros y basaltos, es decir los elementos Si, Al y Mg son los elementos principales.
Discontinuidad de Mohorovicick es la divición entre corteza y manto.
hasta 700km: manto superior de una litosfera sólida y rígida y de una astenosfera
parcialmente fundida subyacente, plástica.
700 - 2900km: manto inferior
Discontinuidad de Gutemberg es la división entre manto y núcleo
2900 - 4980km: núcleo exterior líquido de hierro
4980 - 6370km: núcleo interior sólido y denso de hierro
4. La corteza de la Tierra
Composición de la corteza terrestre:
Existen dos tipos de corteza: La corteza continental y la corteza oceánica. La corteza
continental incluye los continentes y los sectores del mar de baja profundidad. La corteza
oceánica se encuentra en los sectores oceánicos de alta profundidad.
La Tierra muestra una distribución de las alturas bimodal. Es decir hay dos cotas más
frecuentes en la Tierra: 4700 m abajo del nivel del mar y 100 m sobre el nivel del mar. Sí solo
existe un tipo de corteza, se esperan matemáticamente solo una cota más frecuente con una
distribución Gaussiana. La bimodalidad de la distribución de cotas dice claramente que hay dos
tipos de corteza. Un tipo que se encuentra en la mayoría en 4700 m metros bajo del nivel del mar
(corteza oceánica) y un otro tipo que en la mayoría se encuentra 100 m sobre el nivel del mar
(corteza continental).
La corteza continental tiene una composición química diferente como la corteza oceánica.
La Corteza oceánica tiene una mayor cantidad en aluminio, hierro, magnesio, calcio y potasio.
La corteza continental es más liviana como la corteza oceánica, por eso la corteza
oceánica se encuentra principalmente en regiones más profundos.
5. Métodos de investigación
¿Cómo se puede encontrar informaciones del interior de la Tierra?
1. Perforaciones: Por medio de sondajes se puede investigar solamente los primeros 12
kms. La perforación más profundo del mundo se realizaron en la ex-Unión Soviética con una
profundidad de 12km. Significa de 6370 km del radio del globo terrestre se perforaron solamente
12 km. La ventaja de sondajes son la posibilidad de tomar muestras de distintas profundidades.
2. Métodos geofísicos:
a) Sismología: Por medio de ondas sísmicas se puede detectar discontinuidades,
cambios petrográficos, diferenciar entre rocas sólidas y rocas fundidas. Este método es el
más importante en la investigación de la geología del interior de la Tierra.
b) Gravimetría: La Gravimetría detecta anomalías de la gravedad, cuales
permiten una calculación de la densidad y/o del espesor de la corteza terrestre.
3. Volcanología: Algunos (pocos) volcanes tienen su cámera de magma en altas
profundidades (manto superior). La análisis de estas rocas volcánicas dan informaciones de estas
profundidades.
Métodos geofísicos de investigación
Objetivo: Con los métodos geofísicos se puede investigar zonas sin acceso para el ser
humano, como el interior de la Tierra. En la búsqueda de yacimientos metalíferos (prospección,
exploración) este métodos geofísicos pueden dar informaciones sin hacer una perforación de
altos costos. Existen varios métodos geofísicos los cuales aprovechan propiedades físicas de las
rocas. Pero todos los métodos geofísicos dan solamente informaciones indirectas, es decir nunca
sale una muestra de una roca. Los resultados de investigaciones geofísicas son hojas de datos
(números) que esperan a una interpretación.
Los métodos más usados:
a) Sismología
b) Gravimetría
c) Magnetometría
d) Geoelectricidad
2. La sismología
2.1 Métodos sísmicos de exploración
Los métodos de exploración sísmicos se basan en la generación de ondas sísmicas por
ejemplo por medio de una explosión o por medio de un rompedor de caída. Las ondas sísmicas
son ondas mecánicas y elásticas, pues que las ondas sísmicas causan deformaciones no
permanentes en el medio, en que se propagan. La deformación se constituye de una alternancia
de compresión y de dilatación de tal manera que las partículas del medio se acercan y se alejan
respondiendo a las fuerzas asociadas con las ondas, como por ejemplo en un elástico extendido.
Su propagación se describe por la ecuación de ondas.
2.2 Tipos de ondas sísmicas:
Existen ondas de compresión, ondas transversales y ondas superficiales como Love o
Rayleigh. Las Ondas de compresión son las más rápidas por eso se llaman ondas primarias
(ondas P). Las ondas transversales son un poco más lentas, llegan un poco más tarde a la estación
(Ondas secundarias u ondas P). Las diferencias en las velocidades se usa en la medición de
temblores y terremotos. La diferencia entre la llegada de la onda "p" y de la onda "s" (delta t)
corresponde a la distancia del foco. (delta t es grande, sí el foco es muy lejano, porque la onda p
se propaga más rápido).
2.2.1 Ondas p u ondas longitudinales u ondas de compresión
Las partículas de una onda p, longitudinal o de compresión oscilan en la dirección de
propagación de la onda. Las ondas p son parecidas a las ondas sonoras ordinarias. Las ondas p
son más rápidas que las ondas s o es decir después un temblor en un observatorio primeramente
llegan las ondas p, secundariamente las ondas s.
2.2.2 Ondas s u ondas transversales u ondas de cizalla
Las partículas de una onda s, transversal o de cizalla oscilan perpendicularmente a la
dirección de propagación. Se distingue las ondas sh, cuyas partículas oscilan en el plano
horizontal y perpendicular a la dirección de propagación, y las ondas sv, cuyas partículas oscilan
en el plano vertical y perpendicular a la dirección de propagación. En las ondas s polarizadas sus
partículas oscilan en un único plano perpendicular a su dirección de propagación.
2.2.3 Ondas de Rayleigh
Rayleigh (1885) predijo la presencia de ondas superficiales diseñando matemáticamente
el movimiento de ondas planas en un espacio seminfinito elástico.
Las ondas de Rayleigh causan un movimiento rodante parecido a las ondas del mar y sus
partículas se mueven en forma elipsoidal en el plano vertical, que pasa por la dirección de
propagación. En la superficie el movimiento de las partículas es retrógrado con respecto al
avance de las ondas. La velocidad de las ondas Rayleigh vRayleigh es menor que la velocidad de
las ondas s (transversales) y es aproximadamente vRaleigh = 0,9 x Vs, según DOBRIN (1988).
2.2.4 Ondas de Love
Love (1911) descubrió la onda superficial, que lleva su nombre estudiando el efecto de
vibraciones elásticas a una capa superficial.
Las ondas de Love requieren la existencia de una capa superficial de menor velocidad en
comparación a las formaciones subyacentes o es decir un gradiente de velocidad positivo
(velocidad se incrementa) con la profundidad. Las ondas de Love son ondas de cizalla, que
oscilan solo en el plano horizontal, es decir las ondas de Love son ondas de cizalla
horizontalmente polarizadas.
2.3 Comportamiento de las ondas sísmicas en las rocas
Los parámetros característicos de las rocas, que se determina con los métodos sísmicos
son la velocidad de las ondas p y s, el coeficiente de reflexión, la densidad. Propiedades de las
rocas, que influyen estos parámetros son:
a) Petrografía, contenido en minerales.
b) Estado de compacidad.
c) Porosidad = porcentaje o proporción de espacio vacío (poros) en una roca.
d) Relleno del espació vacío o es decir de los poros.
e) Textura y estructura de la roca.
f) Temperatura.
g) Presión.
Una variación en una de estas propiedades de la roca puede ser relacionada por ejemplo
con un límite entre dos estratos litológicos, con una falla o una zona de fallas, con un cambio en
el relleno del espacio poroso de la roca.
Las velocidades de las ondas en diferentes medios:
Medios
Velocidad de la onda primaria (vp) en Velocidad
de
la
onda
m/ seg.
secundaria (vs) en m/seg
Granito
5200
3000
Basalto
6400
3200
Calizas
2400
1350
Areniscas
3500
2150
Durante del cambio de un medio al otro las ondas sísmicas tienen que cambiar su
velocidad, significa también que van a separarse en una parte reflejada y en una otra parte
refractada.
Comportamiento de las ondas sísmicas en una interfase horizontal entre dos
distintos medios litológicos
A partir de una fuente de ondas sísmicas situadas en la superficie como un tiro o un peso
cayéndose en el suelo se generan distintas ondas de las siguientes características:
La onda directa se propaga a partir de la fuente de ondas sísmicas en el medio superior
con la velocidad uniforme v1.
La onda reflejada se engendra por la reflexión de la onda directa incidente en la interfase
entre medio 1 y medio2 y se propaga con la velocidad v1.
Una porción de la onda incidente en la interfase entre medio 1 y medio 2 pasa por la
interfase y se refracta. La onda refractada se propaga en el segundo medio con la velocidad v2.
A través de los datos entregados por las reflexiones sísmicas se puede construir el
horizonte de reflexión que corresponde a un cambio de materiales. Por ejemplo diferentes
estratos o fallas tectónicas.
Principalmente se puede detectar con la sismología:
a) Límites de capas
b) Fallas
c) Rellenos de poros (como petróleo)
3. Gravimetría
3.1 Introducción
La gravimetría es un método muy importante en la búsqueda de depósitos minerales. Este
método aproveche las diferencias de la gravedad en distintos sectores. La gravitación es la
aceleración (m/s2)de un objeto qué esta cayendo a la superficie. La gravitación normal
(promedia) en la Tierra es 9,80665 m/s2 . Grandes cuerpos mineralizados pueden aumentar la
gravitación en una región determinada porque rocas de mayor densidad aumentan la aceleración.
El gravímetro es un equipo que puede medir diferencias muy finas en la gravedad.
Principalmente cada balanza es un "gravímetro" porque una balanza mide el peso de un objeto.
Peso significa la potencia que aplica la aceleración a un objeto (el objeto quiere bajar. La
manzana tiene un peso porque quiere caer al piso, solo la mano no permite). Arriba de un sector
con mayor gravedad la balanza marca a un valor elevado, porque el objeto sufre una mayor
fuerza para caerse al suelo. El equipo de un gravímetro es entonces una balanza muy sensible
con un peso definido (m= masa) que sufre las diferencias de la gravedad.
El método gravimétrico hace uso de campos de potencial natural igual al método
magnético y a algunos métodos eléctricos. El campo de potencial natural observado se compone
de los contribuyentes de las formaciones geológicas, que construyen la corteza terrestre hasta
cierta profundidad determinada por el alcance del método gravimétrico (o magnético
respectivamente). Generalmente no se puede distinguir las contribuciones a este campo
proveniente de una formación o una estructura geológica de aquellas de las otras formaciones o
estructuras geológicas por el método gravimétrico, solo en casos especiales se puede lograr una
separación de los efectos causados por una formación o estructura geológica individual. Se
realiza mediciones relativas o es decir se mide las variaciones laterales de la atracción
gravitatoria de un lugar al otro puesto que en estas mediciones se pueden lograr una precisión
satisfactoria más fácilmente en comparación con las mediciones del campo gravitatorio absoluto.
Los datos reducidos apropiadamente entregan las variaciones en la gravedad, que solo dependen
de variaciones laterales en la densidad del material ubicado en la vecindad de la estación de
observación.
3. 2. Historia
El método gravimétrico fue aplicado inicialmente en la prospección petrolífera en los
Estados Unidos y en el golfo de México con el objetivo de localizar domos de sales, que
potencialmente albergan petróleo. Luego se buscaron estructuras anticlinales con este método. El
fin del siglo 19 el húngaro Roland von EÖTVÖS desarrolló la balanza de torsión llamada según
él, que mide las distorsiones del campo gravitatorio causadas de cuerpos de densidades anómalas
enterrados en el subsuelo como de domos de sal o cuerpos de cromita por ejemplo. En 1915 y
1916 se emplearon la balanza de torsión de EÖTVÖS en el levantamiento de la estructura de un
campo petrolífero ubicado en Egbell en la Checoslovaquia antigua. En 1917 SCHWEIDAR
levantó un domo de sal ya conocido ubicado cerca de Hanigsen en Alemania por medio de una
balanza de torsión y la estructura deducida y predicha a partir de esos estudios fue confirmada
luego por sondeos.
3. 3. Principio
Si cualquier cuerpo inicialmente estando en reposo cae sin ser estorbado después un
segundo tendrá una velocidad de 9,80m/s en la dirección vertical. Después de un segundo más su
velocidad será: 9,80m/s + 9,80m/s = 19,60m/s. El aumento de la velocidad vertical de 9,80m/s de
un cuerpo cayendo sin ser estorbado durante cada segundo se denomina aceleración de gravedad
o sólo gravedad y se la expresa como 9,80m/s2. El primero término por segundo indica la
velocidad medida como distancia pasada durante un segundo, el otro por segundo indica la
variación de la velocidad de 9,80m/s, que corresponde a un intervalo de 1s. La aceleración de la
gravedad g se debe a la aceleración gravitatoria, que la Tierra ejerce en cada cuerpo, menos la
fuerza centrífuga causada por la rotación de la Tierra y dirigida en dirección perpendicular al eje
de rotación de la Tierra y hacia afuera. La fuerza total, que actúa en el cuerpo, es igual al
producto de su masa m y de la aceleración de gravedad g. Por consiguiente la atracción
gravitatoria en cualquier lugar de la superficie terrestre tiene numéricamente el mismo valor
como la fuerza gravitatoria ejercida a una masa unitaria en el mismo lugar.
La unidad de la aceleración a es 1cm/s2 = 1 Gal (según Galilei) y 0,001cm/s2 = 1mgal =
10gu (unidades de gravedad).
3.4 Anomalías de gravedad
Una anomalía de gravedad se define como la variación de los valores medidos de la
gravedad con respecto a la gravedad normal después de haber aplicado las correcciones
necesarias.
La anomalía de aire libre resulta de las correcciones de la influencia de las mareas, de la
derive del instrumento de medición, de la latitud y de la altura.
La anomalía de Bouguer se obtiene aplicando todas las correcciones mencionadas.
3.5 Correciones de los datos (reducciones)
En lo siguiente se introduce las reducciones comúnmente aplicadas a los datos
gravimétricos tomados en terreno. Un valor reducido es igual al valor observado de la gravedad
menos el valor previsto de la gravedad basándose en el modelo terrestre elegido. En
consecuencia una anomalía es la diferencia entre lo observado y lo previsto de acuerdo con el
modelo terrestre aplicado.
a) Calibración
b) Reducción para la deriva del gravímetro
c) Reducción de la influencia de las mareas
d) Corrección para la latitud
e) Corrección para la altura
f) Corrección topográfica
g) Corrección por la losa de Bouguer
3.6 El Gravímetro (de HARTLEY)
El gravímetro de HARTLEY se constituye de un peso suspendido de un resorte. Por
variaciones en la aceleración gravitatoria de un lugar al otro el resorte principal se mueve y
puede ser vuelto a su posición de referencia por medio de un movimiento compensatorio de un
resorte auxiliar o de regulación manejable por un tornillo micrométrico. El giro del tornillo
micrométrico se lee en un dial, que da una medida de la desviación del valor de la gravedad con
respecto a su valor de referencia. Por la posición del espejo en el extremo de la barra, su
desplazamiento es mayor que el desplazamiento del resorte principal y como el recorrido del haz
luminoso es grande, se puede realizar medidas de precisión cercanas al miligal.
4. Magnetometría
La magnetometría es como la gravimetría un método geofísico relativamente simple en su
aplicación. El campo magnético de la Tierra afecta también yacimientos que contienen magnetita
(Fe). Estos yacimientos producen un campo magnético inducido, es decir su propio campo
magnético.Un magnetómetro mide simplemente los anomalías magnéticas en la superficie
terrestre, cuales podrían ser producto de un yacimiento.