tema 2. la tierra

ASGINATURA:
GEOLOGÍA (GEO 112)
TEMA:
II. LA TIERRA
PROFESOR:
JOSÉ RAMÓN MARTÍNEZ BATLLE
DÍA Y HORARIO:
MIÉRCOLES DE 19 A 22
TEMA 2. LA TIERRA
ORIGEN DE LA TIERRA
• Origen
– Se acepta que el Universo tiene unos 14,000
millones de años de antigüedad
– Hace más de 4,600 millones de años, nace el
Sistema Solar, inicialmente como una gran nube
de polvo y gas de uno de los brazos curvos de la
galaxia denominada Vía Láctea
– Esta gran nube de polvo y gas se contrajo y
colapsó, por gravedad, hacia su centro en forma
de disco. La materia se acumuló en el centro
formando un gran disco, lo cual produjo
reacciones termo-nucleares capaces de generar
una estrella: el Sol
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TEMA 2. LA TIERRA
ORIGEN DE LA TIERRA
• Origen
– Los objetos más distantes del centro del disco
eran más fríos, con menos reacciones, compuestos
por muchos granos de polvo de carbono sólido,
silicatos, metales así como partículas heladas de
materiales volátiles (agua, CO2, metano,
amoníaco), se unieron para formar masas de roca
y hielo denominados “protoplanetas”, los cuales
por agregación se convirtieron en planetas, ligados
en órbitas en torno al Sol
– Algunos objetos quedaron en órbita en torno a los
planetas, constituyéndose en satélites de éstos
– Tradicionalmente se acepta que el Sistema Solar
tiene 9 planetas que son, desde el Sol hacia fuera:
Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno,
Urano, Neptuno, Plutón
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TEMA 2. LA TIERRA
DATOS ASTRONÓMICOS BÁSICOS
• Es un planeta del conjunto denominado
“Sistema Solar”, situado a su vez en la
galaxia Vía Láctea
• Ocupa el 3er lugar en la sucesión de planetas
desde el Sol hacia el exterior del Sistema
Solar. Está situado a unos 150 millones de
kilómetros del Sol
• Cada segundo llegan a su superficie,
proveniente del Sol unas 330 cal/m2
• La temperatura media de la superficie es de
15ºC
• Tiene un satélite denominado “Luna”
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TEMA 2. LA TIERRA
DATOS ASTRONÓMICOS BÁSICOS
• Se diferencia del resto de planetas del
Sistema Solar por:
– Su gran actividad tectónica actual
– La presencia de una extensa capa de agua
(hidrosfera)
– Posee un campo magnético de gran intensidad
(medido en Tesla)
– Es el único planeta conocido que presenta vida
• Aun cuando se llama “Tierra”, en términos
de superficie está dominado por agua. Aprox.
un 70% de su superficie está compuesto por
dicho líquido, del que un 97 corresponde a
los océanos, y el resto es agua helada
(glaciares) o continental
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TEMA 2. LA TIERRA
PROPIEDADES FÍSICAS Y GEOMÉTRICAS
• La forma del planeta en sección se aproxima más a
una elipse que a una esfera, por lo que, de ser
perfecta (si no tuvieras irregularidades como
montañas, valles, fondos marinos accidentados)
constituiría un cuerpo que en geometría se conoce
como “elipsoide
• De esto se deriva que está muy alejado de ser una
esfera
• Tiene un radio mayor (R) de 6,378 km, y un radio
menor (r) de 6,356 km. Se acepta un radio medio de
6,370 km y un diámetro máximo de 12,756 km
• Su índice de achatamiento [(R-r)/R]=1/298.25
• Si se pudiera por el Ecuador habría que caminar unos
40,075 km para darle una vuelta completa
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Radio menor
6,356 km
Polo Norte
Radio mayor
6,378 km
Polo Sur
TEMA 2. LA TIERRA
PROPIEDADES FÍSICAS Y GEOMÉTRICAS
• Tiene una masa de 6x1021 toneladas
métricas
• Su densidad es de 5.5 g/cm3
• La altitud media de los continentes por
encima del nivel del mar es de aprox.
840 metros
• La profundidad media de los océanos es
de unos 3,800 metros
• Por tanto los continentes están situados
a una media de 4,640 metros por
encima del nivel medio del suelo
oceánico
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TEMA 2. LA TIERRA
PROPIEDADES FÍSICAS Y GEOMÉTRICAS
• El EJE de la Tierra es una línea imaginaria
que atraviesa el planeta desde su punto más
al Norte, que se denomina “Polo Norte” hasta
su punto más al Sur, que se denomina Polo
Sur
• Sobre el EJE es que la Tierra gira, para
producir el movimiento de rotación
• Este EJE está inclinado 66º30’ respecto del
Plano de la Eclíptica, ó 23º30’ respecto de la
normal a dicho Plano
• Esta inclinación, sumada al movimiento de
traslación es la responsable de las estaciones
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TEMA 2. LA TIERRA
PROPIEDADES FÍSICAS Y GEOMÉTRICAS
• En su representación cartográfica la Tierra se utilizan unas
líneas imaginarias que ayudan la localización de los elementos,
denominadas paralelos y meridianos
• Un paralelo es un círculo cuyo plano es perpendicular al eje de
la Tierra
• Un meridiano es un semi-círculo máximo trazado de polo a polo,
cuyo arco forma un ángulo de 90º respecto de los paralelos que
interseca
• Existen 5 paralelos de interés, que son:
– El Ecuador, un círculo máximo, el mayor de todos los paralelos cuyo
plano pasa por el centro de la Tierra. Divide a la Tierra en 2
hemisferios: Norte y Sur. Es el paralelo de referencia para indicar
la Latitud en el sistema sexagesimal de cualquier punto en el
Planeta
– Los Trópicos de Cáncer (aprox. 23º30’ N) y Trópico de Capricornio
(aprox. 23º30’ S)
– Los Círculos Polares Ártico (66º30’ N) y Antártico (66º30’ S)
• Existe 1 meridiano de interés, que es el meridiano de
Greenwich:
– Divide la Tierra en 2 hemisferios: Oeste y Este
– Es el meridiano de referencia para indicar la Longitud en el sistema
sexagesimal de cualquier punto en el Planeta
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POLO NORTE
POLO
SUR
TEMA 2. LA TIERRA
MOVIMIENTOS
• Movimiento de rotación o sobre su
propio eje:
– Tiene una duración aproximada de 24
horas que se denomina “día astronómico”.
O sea, la velocidad angular es de unos 15
grados/hr, ó 0.044 radianes/min
– La dirección del movimiento es hacia el
Este
– La velocidad tangencial es variable según la
latitud, siendo de 1700 km/h en el
Ecuador, 850 km/h en el paralelo 60º, o
nula en los polos
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TEMA 2. LA TIERRA
MOVIMIENTOS
• Movimiento de traslación, recorriendo
el plano de la eclíptica en torno al Sol
– El período de este movimiento es de 365
días, 6 horas y 9 minutos, que se denomina
“año astronómico”
– Esta diferencia de 6 horas obliga a añadir 1
día al calendario cada 4 años, lo que se
conoce como “año bisiesto”
– El recorrido que “dibuja” la Tierra en
torno al Sol es una elipse de excentricidad
reducida que recibe el nombre propio de
“Plano de la Eclíptica”. El Sol se coloca en
uno de los focos de dicha elipse
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TEMA 2. LA TIERRA
MOVIMIENTOS
• Movimiento de traslación, recorriendo
el plano de la eclíptica en torno al Sol
– Dado que el Sol está en uno de los focos de
la elipse la Tierra varía en su distancia al
Sol (media de 150 millones de km), según
el siguiente calendario:
• 3 de enero, proximidad máxima, la distancia es
de 147 millones de km. Este momento se
denomina “perihelio”
• 4 de junio, lejanía máxima, la distancia es de
152 millones de km. Este momento se
denomina “afelio”
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TEMA 2. LA TIERRA
MOVIMIENTOS
• Movimiento de traslación, recorriendo el plano de la
eclíptica en torno al Sol
– La variación anual de la distancia entre el Sol y la Tierra NO
es la responsable de las estaciones, sino la inclinación del
Eje de la Tierra respecto del Plano de la Eclíptica, según el
siguiente calendario:
• El 21 de junio, gracias a la inclinación del eje de la Tierra y a la
posición respecto del Sol, los rayos solares inciden de manera
perpendicular en el Trópico de Cáncer (23º30’ N) y presentan
el menor ángulo de incidencia en el Trópico de Capricornio
(23º30’ S). Este día se denomina “solsticio”, de verano en el
Hemisferio Norte y de invierno en el Hemisferio Sur. El día
tiene una duración máxima en el Hemisferio Norte, y viceversa
en el Sur
• El 21 de diciembre, los rayos solares inciden de manera
perperndicular en el Trópico de Capricornio (23º30’ S) y
presentan el menor ángulo de incidencia en el Trópico de
Cáncer (23º30’ N). Ese día se denomina igualmente “solsticio”,
de verano en el Hemisferio Sur y de invierno en el Hemisferio
Sur. El día tiene una duración mínima en el Hemisferio Norte, y
viceversa en el Sur
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TEMA 2. LA TIERRA
MOVIMIENTOS
• Movimiento de traslación, recorriendo el
plano de la eclíptica en torno al Sol
– Igualmente se producen los equinoccios, que son
dos días al año durante los cuales los rayos solares
inciden de forma perpendicular en el Ecuador. En
ambos casos, el día y la noche tienen la misma
duración. Tales días son:
• Equinoccio del 21 de marzo, que se denomina “de
primavera” en el Hemisferio Norte y “de otoño” en el
Hemisferio Sur
• Equinoccio del 21 de septiembre, que se denomina “de
otoño” en el Hemisferio Norte, y “de primavera” en el
Hemisferio Sur
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TEMA 2. LA TIERRA
MOVIMIENTOS
• Repercusiones de los movimientos anteriores
respecto del clima
– Desigual distribución de la energía solar sobre
diferentes zonas de la Tierra
– Variaciones de la duración del día/noche a lo largo
del año
– Las estaciones se invierten entre los dos
hemisferios
– Las fuerzas de Coriolis, que desvían cualquier
objeto en su trayectoria, hacia la derecha en el
hemisferio Norte y hacia la derecha en el Sur
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TEMA 2. LA TIERRA
ACELERACIÓN DE CORIOLIS
• Aceleración de Coriolis: es una
fuerza ficticia que hace que un
observador situado sobre un
sistema en movimiento
rotacional vea los objetos
trasladarse en trayectorias
curvas. El planeta Tierra sufre el
efecto producido por esta
fuerza.
• El efecto Coriolis es por lo tanto
el resultado del movimiento de
rotación de la tierra.
• Este efecto tiene grandes
implicaciones sobre la circulación
general atmosférica y la
circulación oceánica.
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TEMA 2. LA TIERRA
MOVIMIENTOS
• Otros movimientos: los ciclos astronómicos de
Milankovitch (predicción matemática) ratificados por
Hays, Imbrie y Shackleton en 1976
– Variación de la inclinación del eje de la Tierra respecto de la
eclíptica (40,000 años). Su repercusión a nivel climático es
que modifica la zona de la Tierra sobre la cual los rayos
solares inciden de forma perpendicular a lo largo del año
– Movimiento de precesión, que hace que la Tierra se mueva
como un trompo (26,000 años). Sus repercusiones climáticas
hacen que las estaciones cambien su relación con el
perihelio y el afelio
– Variación de la excentricidad orbital (93,000 años), que
induce ciclo de variación diferencial de la energía recibida a
lo largo del año la superficie terrestre. Cuando la órbita se
hace casi circular la energía recibida en la Tierra es casi
constante a lo largo del año
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TEMA 2. LA TIERRA
COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA
• En superficie, tres partes
fundamentales la componen:
–
–
–
–
Componente
Componente
Componente
Componente
líquida
sólida
gaseosa
orgánica o “viva”
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TEMA 2. LA TIERRA
COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA
• Estructura de la Tierra
– Desde un punto de vista composicional la Tierra se
divide en 3 capas desde su superficie hasta su
centro, que son:
• Corteza, es la capa rígida más externa de la Tierra. Es un
capa comparativamente fina del Planeta, cuyo grosor
oscila entre 3 kilómetros (bajo las dorsales oceánicas) y
más de 70 kilómetros (debajo de algunos cinturones
montañosos, como los Andes y el Himalaya)
• Manto, capa rocosa y sólida que se extiende hasta una
profundidad de unos 2,885 kilómetros
• Núcleo, que puede dividirse a su vez en el núcleo
externo, capa metálica fundida de unos 2,270 kilómetros
de grosor y el núcleo interno, esfera sólida rica en hierro
que tiene un radio de 1,216 kilómetros
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TEMA 2. LA TIERRA
COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA
• Corteza
– La corteza se divide en oceánica y continental.
Normalmente las cadenas montañosas de la
corteza oceánica tienen un grosor que oscila entre
3 y 15 kilómetros y están compuestas por rocas
magmáticas oscuras (basaltos)
– El nivel superior de la corteza continental consta
de una gran variedad de tipos de rocas, que tienen
una composición media equivalente a una roca
granítica denominada granodiorita
– Las rocas de la corteza oceánica son más jóvenes
(180 millones de años o menos) y más densas
– Las rocas continentales tienen una densidad media
de alrededor de 2.7 g/cm3 y se han descubierto
algunas cuya edad supera los 3,800 millones de
años
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TEMA 2. LA TIERRA
COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA
• Manto
– Más del 82% del volumen de la Tierra está
contenido en el manto, una envoltura de 2,900 km
de grosor
– El límite entre la corteza y el manto refleja un
cambio de composición
– Aunque el manto se comporta como un sólido
cuando transmite las ondas sísmicas, las rocas del
manto son capaces de fluir a una velocidad
increíblemente lenta
– El manto se divide en:
• Manto inferior o mesofera, que se extiende desde el
límite núcleo-manto hasta una profundidad de 660 km
• Manto superior, que continúa hasta la base de la corteza
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TEMA 2. LA TIERRA
COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA
• Núcleo
– El núcleo está compuesto fundamentalmente de
hierro, con cantidades menores de níquel
– A la presión extrema del núcleo, este material rico
en hierro tiene una densidad media de alrededor
de 11 g/cm3
– El núcleo interno y el externo son muy similares
desde el punto de vista de su composición. Su
división se basa en sus diferentes estados (líquido
el externo y sólido el interno)
– El núcleo interno, a pesar de su temperatura más
elevada, se comporta como un sólido y es más rico
en hierro
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TEMA 2. LA TIERRA
COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA
• Estructura de la Tierra
– Desde un punto de vista mecánico la Tierra se divide en 3
capas desde su superficie hasta su centro, que son:
• Litósfera (que significa “esfera rígida”): nivel más externo,
relativamente rígido y frío, que actúa como una unidad y se
comporta de manera frágil frente a la deformación. Tiene una
profundidad de entre 100 y 250 km. A nivel composicional la
litosfera abarca toda la corteza y una parte del manto superior
• Astenosfera (que significa “esfera débil”): debajo de la litosfera
hasta una profundidad de unos 660 km, se encuentra una capa
blanda, relativamente plástica, localizada en el manto superior,
y que se conoce como astenosfera. Dentro de los primeros 150
kilómetros de la astenosfera hay unas condiciones de
temperatura y presión que permiten la existencia de una
pequeña porción de roca fundida donde se ha detectado una
separación efectiva entre la litosfera y la astenosfera. El resto
de la astenosfera presenta evidencias de roca fundida por la
alta temperatura, aun cuando la presión es lo bastante alta. A
nivel composicional, la astenosfera la parte inferior del manto
superior
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TEMA 2. LA TIERRA
COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA
• Estructura de la Tierra
• Mesosfera: corresponde con el manto inferior.
Los materiales de la astenosfera ya no se
comportan como líquidos, sino que se
endurecen con la profundidad siendo más
rígidos y por lo tanto más resistentes a las
deformaciones. Sin embargo, aun con tal
rigidez, tales materiales son capaces de fluir
aunque muy lentamente
• Núcleo externo: es líquido, capaz de fluir y su
rotación produce el campo magnético de la
tierra
• Núcleo interno: sólido, resistente a las
deformaciones
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