GEOLOGIA Clase II LA TIERRA

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Universidad Peruana Los Andes
Facultad de Ingeniería
Carrera Profesional de Ingeniería Civil
GEOLOGIA
 Introducción
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LA TIERRA
ESTRUCTURA INTERNA Y EXTERNA DE LA TIERRA
METEORITOS
COMPOSICION GEOQUIMICA DE LA TIERRA
CONTINENTES Y FONDOS OCEANICOS
CALOR TERRESTRE
ISOSTASIA
LA TIERRA

La tierra es uno de los ocho planetas que dan vueltas alrededor del
sol.

La tierra es el único planeta habitado por seres vivos porque esta a
distancia correcta del sol.

Su atmosfera filtra la radiación nociva del sol y protege al planeta
del impacto de los meteorito.

La tierra es un esferoide achatado, ligeramente aplanado en los
polos y abultado en el ecuador.

Tiene un diámetro polar de 12 640 kilómetros.

Tiene un diámetro ecuatorial de 12 683 kilómetros.

Circunferencia ecuatorial es aproximadamente 39,840 kilómetros.



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


El área de la superficie es aproximadamente 804 000 000 kilómetros
cuadrados.
30 % aproximadamente de superficie de las tierras emergidas.
70% aproximadamente de superficie del fondo del mar.
Su volumen es aproximadamente 1 024 billones de kilómetros cúbicos.
La masa es de 5,876 trillones de toneladas.
Densidad aproximada de 5,527.
Mayor altura conocida (Monte Everest) de 8 882 m.s.n.m
Altura media de la tierra es de 825 m.s.n.m.
Nivel medio de la superficie (tierra y mar) es de 250 m.s.n.m
Nivel medio de la litosfera es de 2 450 debajo del nivel del mar.
Profundidad media del mar es de 3 800 debajo del nivel del mar.
Mayor profundidad conocida (Swire Deep) es de 10 480 debajo del nivel
del mar.
Los continentes poseen un relieve muy variado formado por llanuras,
mesetas y cordilleras.

La tierra es el tercer planeta a partir del Sol.

Es el planeta rocoso mayor y más denso y el único donde se sabe
que hay vida.

El interior rocoso y metálico de la tierra es típico de los planetas
rocosos.

Su corteza es poco común ya que está constituida por placas
separadas que se mueve lentamente.

Los terremotos y la actividad volcánica se producen en las zonas
donde chocan las placas.

La atmosfera de la tierra actúa como un escudo protector,
bloquea la radiación nociva del sol, impide que los meteoritos
lleguen a la superficie del planeta y conserva el calor lo
suficientemente como para que no produzcan fríos extremos.

Alrededor del 70 por ciento de la superficie de la tierra esta
cubierto de agua, que no se encuentra de forma liquida en la
superficie de ningún otro planeta.

La tierra tiene un satélite natural, La LUNA, suficientemente
grande como para que los dos cuerpos que consideren como un
sistema planetario doble.
LL
Planeta Tierra
Tierra 22 de Abril 2010
LA LUNA

La luna es el único satélite natural de la tierra.

Su diámetro cerca de 3 470 kilómetros, un cuarto del de la tierra.

La luna tarda lo mismo en girar sobre sus eje que en dar la vuelta
alrededor de la tierra (27,3 días), por eso, siempre vemos el mismo lado
de ella (la cara visible).

La fase de la luna depende de que fracción de la cara visible recibe luz
del sol.

La luna es seca y árida, sin atmosfera ni agua.

Esta constituida principalmente por roca sólida, aunque su centro podría
contener roca o hierro fundido.

La superficie es polvorienta, con mesetas y cráter causados por el
impacto de meteoritos y depresiones en las que cráteres enormes han
sido rellenados por lava solidificada formando áreas oscuras que se
conocen como mares.

Muchos de los cráteres están rodeados por cordilleras que forman las
paredes del cráter y que pueden alcanzar alturas de miles de metros.
LA ESTRUCTURA EXTERNA DE LA
TIERRA
La tierra pude describirse físicamente:
como una bola rocosa
parcialmente recubierta de agua
todo ello dentro de una envoltura gaseosa
la zona biológica
la litosfera,
la hidrosfera,
la atmósfera,
la biosfera.
LA ATMÓSFERA:
Es la capa de gases y vapor de agua que envuelve a la tierra.
Esta constituida esencialmente por una mezcla de nitrógeno y oxigeno, vapor
de agua, anhídrido carbónico y gases inertes Argón
Troposfera: 8 – 16 km. de espesor, se producen las tempestades.
Estratosfera: 55 km. De la superficie terrestre, se producen las tempestades y
viento.
Ionósfera: Varios de cientos de kilómetros, constituida por gases sumamente
enrarecidos.
LA HIDROSFERA:
Comprende todas las aguas naturales del exterior de la tierra:
océanos mares, lagos, ríos, también constituyen las aguas
subterráneas.
Si fuese distribuido uniformen te sobre la superficie de la tierra
supuestamente plana, formaría un océano de unos 2700 metros
de profundidad
LA BIOSFERA:
- Esfera de la vida.
- Compuesta por las plantas desde las más elementales hasta las
complejas.
- Por animales desde microscópicos hasta el hombre, último escalón en
la evolución de la vida.
Recursos de la biosfera.
La Biosfera está en equilibrio con la Tierra sólida y la
Tierra fluida
LA LITOSFERA:
- Envoltura sólida externa de la tierra.
- Constituido por rocas que forma los continentes y el fondo de las
cuencas oceánicas, que pude ser Ígneas, Sedimentarias y Metamorfícas.
.
Las rocas predominantes que se encuentra en la corteza se
distribuyen en dos grupos bien definidos:
a. Rocas Claras: Leucocratas: Livianas: Granito y afines, densidad
de 2,7 son ricas en sílice, mientras la alúmina es el más
abundante de los restantes que lo constituye (Sial).
b. Rocas obscuras: Melanocratas: Pesadas: Basalto y a fines,
densidad de 3,4 esta constituido por el sílice (40 a 50%) y la
magnesia (Sima).
El sial es el material predomínate en la corteza continental, por
varios kilómetros, al llegar a la cual el sima que constituye los
cimientos del fondo océano y se extiende por debajo de los
continentes.
Muestra del sima, representadas por lavas basálticas, son elevadas
hasta la superficie por numerosos volcanes continentales y
oceánicas.
LA ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA
Varias pruebas indica que el interior de la tierra es variable, que consiste
en zonas concéntricas que difieren en su composición, densidad,
elasticidad y tal vez estado físico. El comportamiento de las ondas
sísmicas demuestra claramente que la tierra esta zonada.
ONDAS SISMICAS
Las ondas internas son:
Las ondas longitudinales, que también se les denomina
ondas «P» (de «primaria»), provocan en las partículas sólidas
afectadas movimientos en el mismo sentido que la dirección de
propagación, siendo, por tanto, ondas de compresión y
distensión. Su velocidad oscila entre 6 y 13,6 km/s son las
primeras en ser detectadas por los sismógrafos y se
caracterizan por propagarse a través de los medios sólidos y
fluidos.
Las ondas transversales producen en las partículas afectadas
movimientos perpendiculares a la dirección de propagación;
son, pues, ondas de cizalladura. Se les denomina, también,
ondas «S» (de «secundarias»), presentan velocidades de
propagación de 3,7 a 7,2 km/s y se caracterizan por trasmitirse
únicamente a través de medios sólidos.
ONDAS SISMICAS
ONDAS SISMICAS
Las ondas superficiales solo se propagan por la superficie terrestre
y se originan a partir de las ondas “P” y “S”. En los sismos poco
profundos, son las transportan más energía y las de mayor efecto
destructor.
Las ondas Rayleigh o «R» son de período largo y producen en las
partículas afectadas movimientos elípticos sobre planos verticales y
en sentido opuesto a la dirección de propagación, su velocidad es
menor que la de las ondas «S».
Las ondas Love o «L» se producen únicamente en estratos
rocosos caracterizados por una baja velocidad de propagación.
ONDAS SISMICAS
Discontinuidad
de Conrad
Discontinuidad de
Wicchert - Gutemberg
Discontinuidad
de Mohorovicic
Discontinuidad
de Leehmann
NÚ CLEO
Kms
1333
Nucleolo
(NIFE
Sólido
Núcleo
Externo
NIFE
(Niquel, Fierro)
Manto
Interno
2067
Manto
Externo
CORTEZA
MA NTO
Zona de
Pallasita
1300
Corteza
de Basalto
(SIMA)
Zona de
Peridotita
1600
30
Corteza
de Granito
(SIAL)
Estructura de la Tierra
METEORITOS
Los meteoritos son cuerpos sólidos
de naturaleza pétrea o metálica y se
consideran como fuente indirecta de
información de la composición del
interior de la Tierra.
Mineralógicamente los meteoritos
están formados por dos fracciones
principales: aleaciones de hierro y
níquel (kamacita y tenita) y silicatos
(especialmente olivino y piroxenos, es decir, los
minerales característicos de las rocas básicas o
ultrabásicas)
Según el predominio de una u otra de las fracciones los
meteoritos se dividen en tres grandes grupos:
Aerolitos
Constituidos predominantemente
por silicatos, con una densidad
de 3,5 g/cm3 es decir, similar a
las rocas básicas (máficas) que
se encuentran en la corteza
terrestre (sima)
Aerolito Literalmente, "piedra
Siderolitos
Formados por aleación de
ferroníquel
y
silicatos
en
proporciones aproximadamente
equivalente,
con
densidad
alrededor de 5,0 g/cm3, se
supone que correspondería a las
rocas que conforman el manto
terrestre
Los “siderolitos” son mezcla de
silicatos y ferroníquel
Sideritos.
Constituidos esencialmente
por una aleación de hierro
(90 %) y níquel (8,5 %),
caracterizado
por
una
elevada
densidad
(7,5
g/cm3) y que se supone
correspondería al núcleo
terrestre
De distintas formas y pesos y
que pertenecen al tipo
“sideritos
COMPOSICION GEOQUIMICA DE LA
TIERRA
Se tiene evidencias directas de la composición de la corteza, pero se debe
confiar en evidencias indirectas para las otras dos capas. Por lo tanto,
nuestro conocimiento sobre la composición global de la Tierra es limitado,
dado que el manto y el núcleo representan el 99 % de la masa de la Tierra
Nuestro conocimiento sobre la composición química de la corteza proviene
del análisis de las rocas y de las evidencias geofísicas en la estructura de la
corteza.
El oxígeno es el elemento dominante cerca del 47 % del peso y 94 % del
volumen; otro elemento mayor es el silicio, con casi el 28 % de peso, pero
menos del 1 % del volumen, debido al tamaño pequeño de su átomo. Le
siguen el aluminio, hierro, calcio, magnesio, sodio y potasio
Un conjunto de elementos, aunque no abundantes en la corteza, tienen
una concentración más alta que en el resto de las dos capas: H, Li, B, F, Ti,
Rb, Si, Zr, Nb, In, I, Cs, Be.
La Tierras Raras, Hf, Ta, W, Fe, Pb, Bi, Th y U, muchos de estos
elementos se encuentran en concentraciones mayores que su promedio
cortical en ciertos tipos de rocas ígneas (tal como las pegmatitas)
La composición total de la Tierra puede ser calculada, puesto que los
tamaños de las zonas son conocidos por los datos sísmicos.
Hay en general un acuerdo en que la Tierra está compuesta de:
O, Fe, Si, Mg, Ca, Al, Na, K, Cr, Mn, P, Ti, Ni,
Co, S.
CONTINENTES Y FONDOS OCEANICOS
CURVA HIPSOGRÁFICA
El grafico muestra la extensión de la superficie sólida de la tierra comprendida entre los
sucesivos niveles, desde los picos montañosos más elevado hasta las mayores
profundidades marinas.
EL CALOR TERRESTRE.
La geotermia es la rama de la geofísica, que estudia el régimen térmico interno de la
tierra, la distribución de la temperatura es ella, el flujo de calos que la determina y el
probable origen del calor terrestre.
Para el estudio del régimen térmico de las zonas del interior de la Tierra se han
establecidos dos magnitudes:
a. Grado Geotérmico: Es la cantidad de metros que hay que profundizar para que
la temperatura se incremente en un grado centígrado.
b. Gradiente Geotérmico: Es la cantidad de grados centígrados que aumenta la
temperatura al profundizar 100 metros.
Grado Gotérmico
Gradiente Geotérmico:
El grado y el gradiente geotérmico son
magnitudes que están en relación inversa, pues si
aumenta el grado disminuye el gradiente y
viceversa.
Para regiones extensas se ha estimado que por
cada 33 metros que se profundiza se incrementa
1 grado centígrado, por lo tanto, el gradiente
geotérmico será de 3 grados centígrados por
cada 100 metros . Estos valores no se pueden
extrapolar hasta el centro de la tierra (6 371 km)
pues se obtendría valore fantásticos del orden de
los 200000 grados centígrados, temperatura en la
cual la tierra sería una bola incandescente.
En la actualidad la mayoría de lo Geofísicos admiten que la temperatura interna
de la tierra, alcanza un máximo de 4000 a 5000 grados centígrados, por lo
tanto, el gradiente geotérmico disminuye con la profundidad.
Los valores del grado y gradiente geotérmico de una región determinada
pueden ser afectada por factores locales entre lo que cabe mencionar los
siguientes:
a. Conductibilidad térmica de las rocas.
b. Tipo de reacciones y procesos que se produzcan en
las rocas.
c. La proximidad de masas magmáticas.
d. Las concentraciones de elementos radioactivos en
las rocas.
Sobre el origen del calor interno de la Tierra, se piensa hoy en día que es más
probable un origen frío, habiéndose sido subsecuentemente calentada como
consecuencia de la radioactividad, principalmente del Uranio, Torio y el Potasio,
cuya desintegración liberan grandes cantidades de calor.
ISOSTASIA
Etimológicamente significa “IGUAL ESTABILIDAD” y proviene del Griego:
Isos =
Stasis =
Igual
Estabilidad
Se puede definir como el “EQUILIBRIO GRAVITATORIO IDEAL”.
Existe un nivel de equilibrio llamado nivel de COMPENSACIÓN, en el
cual los cuerpos de roca “PESAN IGUAL” vale decir. a secciones de
igual área corresponde una determinada longitud de la columna, esto
es, las columnas ligeras serán más largas y las pesadas más cortas.
Se han desarrollado dos hipótesis isostáticas extremas, que tratan de
explicar como se compensan en la profundidad, las características de
la superficie de la tierra:
Hipótesis de Pratt- Hayford (1864):
Dice que la compensación se consigue por variaciones laterales de
densidad por encima del nivel de compensación situado a 113,7 km.
de profundidad, dependiendo de las densidades de la elevación.
b. Hipótesis de Airy:
Sostiene que la corteza terrestre se encuentra en un estado de
equilibrio de inmersión, como los icebergs sobre el agua, de manera
que los materiales superficiales tienen aproximadamente la misma
densidad y flotan sobre un substrato más denso. Por lo tanto, el
concepto de Airy supone que las cadenas montañosas deberían
tener profundas raíces en el basamento por debajo del nivel
alcanzado por los bloques de regiones terrestre más deprimidas.
a.
La moderna confirmación de estas dos teorías se basa en las
ANOMALIAS DE BOUGUER negativas de las cadenas montañosas,
en los estudios sísmicos y en estudios geológicos generales sobre
diversas rocas de diferentes partes de la superficie terrestre
.
 Hoy
día existe la certeza de que las cadenas
montañosas tienen sin duda raíces que se
extienden a una profundidad mayor que el material
superficial bajo áreas de tierras de poca elevación.
 También
parece que hay algún tipo de diferencia
de densidad entre las rocas características de las
cadenas montañosas y de las de otras regiones.

De esta maneras ambas teorías la de Pratt y Airy
pueden ser correctas en parte.
Cordillera
Llanura
Zócalo
Litoral
Nivel del mar
S I A L d = 2.7
“Raiz”
SI MA
d = <3.6 - 3.4>
Corte idealizado de la Corteza Terrestre en un intento de explicar
la Isostasia.
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