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Tema 4. La Geosfera. Estructura, composición y dinámica

Unidad 4 del libro

PÁGS. 66 – 87

PÁG. 66 LIBRO

• La geosfera es el sistema terrestre que está formado por la parte sólida de la Tierra, si bien en su interior existen zonas en las que los materiales están fundidos

• Es el sistema terrestre que contiene mayor cantidad de masa

• Constituida por rocas y minerales de diferente naturaleza

• Estructurada en capas

ORIGEN Y EVOLUCIÓN DE LA GEOSFERA

ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN DE LA GEOSFERA

LIBRO, PÁG. 66

• Modelos que establecen una división de la estructura terrestre:

– Modelo geoquímico

– Modelo dinámico

BALANCE ENERGÉTICO TERRESTRE

Balance energético terrestre

• La Tierra es un sistema activo que intercambia energía con el entorno (sistema cerrado)

• La energía proviene de (fuentes de energía): – El sol (la mayoría de la energía) ENERGÍA EXTERNA

– La propia Tierra ENERGÍA INTERNA

• Una tercera fuente de energía que se puede considerar es la derivada de la masa que posee la Tierra (energía gravitatoria)

• La energía solar que llega a la tierra (a la superficie terrestre) siempre es la misma (puede haber pequeñas variaciones en torno al 0,2% cada 30 años). Este valor fijo se denomina constante solar (valor de 342 W/m2)

• La energía que proporciona la Tierra (energía interna) es considerablemente inferior (60 mW/m2 )

Fuentes de energía de la Geosfera

Energía interna (principalmente

energía geotérmica)

Calor remanente

Desintegración de isótopos radiactivos

Energía solar

Energía gravitatoria (gravedad)

Ver flujos de energía, libro

pág. 67

ENERGÍA SOLAR

• La energía solar llega a la Tierra en forma de radiaciones electromagnéticas

• Es responsable de:

– Fenómenos meteorológicos y climáticos, asociados al ciclo hidrológico y a la dinámica atmosférica

– Agentes geológicos que modelan el relieve

ENERGÍA INTERNA

• La energía interna es responsable de: corrientes de convección internas y del desplazamiento asociado de las placas litosféricas y de los puntos calientes, cuyas principales manifestaciones explica la teoría de la Tectónica de Placas: formación del relieve, formación de cordilleras, formación y destrucción del fondo oceánico, aparición de islas, volcanes, terremotos, etc.

Energía interna Puede ser:

• Energía cinética terrestre – Procede del movimiento de rotación y translación de la tierra.

– Provoca junto con la gravedad, las mareas terrestres (deformaciones de la tierra).

– Está implicada en el origen de la fuerza de Coriolis.

• Energía elástica

• Energía geotérmica (la más importante). – El calor interno de la Tierra viene de varias fuentes,

fundamentalmente: • Del impacto de diversos cuerpos estelares al chocar con el planeta

durante su proceso de formación (calor remanente o residual).

• De la radiaciones emitidas por la desintegración de elementos radioactivos presentes en la Tierra, como el uranio, el torio y el potasio

Energía interna • Energía geotérmica

Tiene distintas manifestaciones:

– Gradiente geotérmico

– Vulcanismo

– Sismicidad

– Tectónica de placas (movimiento de placas con orogénesis, deformaciones, etc.)

Gradiente geotérmico; variación de la temperatura con la profundidad.

– El valor medio es de 1ºC/33 m, pero únicamente durante los primeros kilómetros, luego se estabiliza)

Transmisión de la energía interna • Convección. La convección es un mecanismo que se basa en

las diferencias de temperatura en interior del manto para producir corrientes de convección. De esta forma, los materiales más calientes y menos densos ascienden a zonas superficiales donde se enfrían, aumentando su densidad y descendiendo posteriormente.

• Conducción. Las partículas de los materiales transmiten su energía a las partículas vecinas mediante vibraciones. La conducción es un mecanismo válido en la corteza terrestre, pero en cualquier caso, las rocas son malas conductoras del calor, luego se necesita otro mecanismo más eficiente

• Radiación. Se refiere a la radiación térmica emitida por la superficie de la Tierra hacia el exterior como consecuencia de su temperatura (que a su vez depende de su calor interno). Esta radiación terrestre es infrarroja (de onda larga)

Liberación de la energía de la geosfera • La energía terrestre puede ser liberada:

– De manera lenta y gradual; responsable de procesos geológicos lentos y más o menos “tranquilos” (como el movimiento de las placas tectónicas, la deriva continental, apertura o cierre de océanos)

– De forma paroxística (=brusca); responsable de procesos geológicos violentos y catastróficos (liberación de la energía elástica por terremotos, liberación de la energía geotérmica por volcanes,…)

• VER ESQUEMA DEL TEMA

DINÁMICA DE LA GEOSFERA

GEODINÁMICA INTERNA

PÁGINAS 68 – 77 LIBRO

• Tectónica de placas

• Orógenos

• Deformaciones de las rocas

• Magmatismo y rocas ígneas

• Metamorfismo y rocas metamórficas

• PÁG. 66, ACTV. 2. ¿Qué diferencias existen entre corteza y litosfera? ¿Y entre manto y mesosfera?

• La corteza es una capa de la geosfera definida con criterios geoquímicos que abarca los materiales comprendidos entre la superficie terrestre y la discontinuidad de Mohorovicic, a unos 30 kilómetros de profundidad media. La litosfera es una capa definida con criterios dinámicos porque es sólida y rígida; se extiende desde la superficie hasta unos 100 kilómetros de profundidad (incluye la corteza y la parte externa del manto superior).

• De forma parecida, el manto es la capa geoquímica por debajo de la corteza que llega hasta la discontinuidad de Lehman-Wiechert, a los 2900 kilómetros de profundidad, mientras que la mesosfera es la parte del manto situada bajo la litosfera que llega hasta el núcleo externo. En el manto se produce la dinámica convectiva, que es una de las causas principales del movimiento de las placas litosféricas.

• PÁG. 73, ACTV. 15

• a) Las situaciones serían las siguientes: A: dorsal del Pacífico; B: fosa de Perú-Chile, subducción oceánica-continental; C: borde continental pasivo correspondiente al borde atlántico de Suramérica; D: dorsal atlántica; E: borde continental pasivo correspondiente al borde atlántico de África; F: falla transformante de las Azores-Gibraltar.

• b) Son límites de placas la A, B, D y F.

• c) En A, como es un límite divergente, se darán deformaciones elásticas y de rotura, y se formarán estructuras como diaclasas de tensión y fallas transformantes.

• En B, como es un límite convergente, se darán deformaciones elásticas, plásticas y de rotura, que originarán pliegues, diaclasas de compresión, fallas inversas, cabalgamientos y mantos de corrimiento.

• En F, como es un límite transformante, se darán deformaciones elásticas y de rotura, que fallas transformantes y de desgarre.

• PÁG. 73, ACTV. 16

Las rocas en superficie se deforman por rotura; en cambio, en profundidad, lo hacen de forma plástica. ¿De qué depende que se dé uno u otro tipo de deformación? El tipo de deformación producida no solo depende de la magnitud del esfuerzo que sufran las rocas, sino también de las condiciones que reinen en el entorno geológico en que se produce; condiciones como la temperatura, la presión confinante o litostática, la presencia de agua y el tiempo de actuación del esfuerzo. En profundidad, son mayores la presión confinante y la temperatura, factores que hacen que las rocas se deformen plásticamente.

GEODINÁMICA EXTERNA

PÁGINAS 78 – 85 LIBRO • Procesos geológicos externos

– Meteorización – Erosión – Transporte – Sedimentación – Diagénesis – Rocas sedimentarias

• Modelado del relieve – Glaciar – Periglaciar – Fluvial – Eólico – Litológico y estructural

• Procesos gravitacionales

• PÁG. 78, ACTV. 25

Razona el tipo de meteorización que se dará en un clima frío y seco en comparación con un clima cálido y húmedo. En un clima frío y seco predominará la meteorización mecánica, porque no abunda el agua. En un clima cálido y húmedo será mayor la meteorización química, ya que para que se produzca esta alteración es necesaria la presencia de agua. Además, la temperatura cálida favorece y acelera las reacciones químicas.

• PÁG. 82, ACTV. 31

Define qué es la “carga” y la “capacidad” de una corriente fluvial. Se denomina carga a la cantidad de materiales que transporta un río en un momento determinado. La capacidad es la carga máxima que un río puede transportar en función de su caudal y la velocidad de la corriente.

MODELADO DEL RELIEVE (DENTRO DE GEODINÁMICA EXTERNA)

Modelado Glaciar – Tipos de glaciar

• Glaciar alpino o de valle

• Glaciar de casquete

Modelado Glaciar – Formas de relieve

• Circo glaciar

• Circo glaciar

Modelado Glaciar

• Valle en “U”

• Horn (pico piramidal)

• Rocas aborregadas

Modelado Glaciar

• Till

Modelado Glaciar

• Till

• Morrenas

• Morrenas

Modelado Periglaciar

Modelado Periglaciar

• Canchal

Modelado Periglaciar

• Canchal

Modelado Periglaciar

• Lóbulos de solifluxión

Modelado Periglaciar

• Césped almohadillado

Modelado Periglaciar

• Césped almohadillado

Modelado Periglaciar

• Suelo poligonal

Modelado Periglaciar

• Pingos

Modelado Fluvial

Modelado fluvial

• Pilancones o marmitas de gigante

Modelado fluvial

• Pilancones o marmitas de gigante

Modelado fluvial

• Valle en forma de V

Modelado fluvial

• Cañones (tramo alto – medio)

Modelado fluvial

• Meandros

Modelado fluvial

• Valle en forma de artesa

• Abanico aluvial

• Llanura de inundación

• Terrazas fluviales o aluviales

• Delta

Modelado Eólico

• Desierto de piedras (reg)

• Nidos de avispa (taffoni). Erosión y desgaste sobre arenisca por el efecto del viento. Propio de ambientes semiáridos y costeros

• Nidos de avispa (taffoni)

• Rocas fungiformes

• Desierto arenoso (erg)

Modelado Litológico – Relieve granítico

• Berrocal

• Pedriza

• Piedra caballera

Modelado Litológico – Relieve kárstico

Modelado Estructural

• Mesa

• Mesa

• Cerro testigo

• Relieve en cuesta

• Hog back

• Cresta

• Macizo tectónico (Horst) y Fosa tectónica (Graben)

• Fosa tectónica (Graben)

Gravedad – Procesos gravitacionales

• Tipos de procesos gravitacionales o movimientos de ladera

– Movimientos en masa

• Reptación o creep

• Coladas de barro

• Solifluxión

• Deslizamientos

– Desplazamientos de materiales individualizados

• Desprendimientos o caída

• Avalancha

Reptación o creep

• Descenso gravitacional lento y discontinuo de los materiales alterados.

• Ocasiona deformaciones fácilmente observables (p.ej. arqueamiento de árboles)

• Se produce como resultado de la suma de dos movimientos:

– Expansión o elevación del terreno debido al hinchamiento por hidratación de ciertos materiales, como las arcillas expansivas

– Retracción y caída vertical debido a la acción de la gravedad por deshidratación de los materiales

Reptación o creep

Reptación o creep

Flujos de lodo (coladas de barro)

• Flujo o caída continua y rápida de materiales plásticos y viscosos (no consolidados)como arcillas o limos con alto contenido en agua, sin que exista plano de rotura

• Los materiales desplazados se comportan como un fluido viscoso

• Velocidad de la masa es mayor en la parte superior

Flujos de lodo (coladas de barro)

Solifluxión

• Similar a las coladas de barro, pero en este caso el movimiento es lento y resulta de la combinación de movimientos de flujo y reptación

• Afecta a la capa más superficial del terreno, constituida por materiales de grano fino de composición arcillosa, empapados en agua

Solifluxión

Solifluxión

Deslizamiento

• Movimientos de las rocas o del suelo ladera abajo, sobre una superficie de rotura o superficie de despegue, situada en la parte inferior del mismo

• En este caso, se diferencia el material desplazado del inmóvil

Deslizamiento

Deslizamiento

Deslizamiento

Desprendimiento o caída de materiales

• Caída brusca y aislada de bloques o fragmentos rocosos de un talud

• Favorecidos por la pendiente, tipo de roca, discontinuidades en el terreno

Desprendimiento

Desprendimiento

Avalanchas

• Desprendimientos masivos y en seco de arenas o bloques de piedra.

• También reciben este nombre los aludes de nieve

• Animaciones - Movimientos de ladera en masa

• PÁG. 82, ACTV. 32

¿Qué diferencias existen entre desprendimientos, deslizamientos y coladas de barro? Aunque los tres son movimientos de materiales a favor de la pendiente que se producen en laderas y vertientes por acción de la gravedad, las diferencias entre ellos están en la forma en que se encuentran los materiales desplazados. Mientras que los desprendimientos son de fragmentos rocosos individualizados que se separan de la vertical y caen, los deslizamientos son de materiales con cierta cohesión sobre una superficie de despegue o rotura, donde se diferencia el material desplazado del inmóvil. Una colada de barro es el desplazamiento de materiales no consolidados con alto contenido en agua, que se comporta como un fluido viscoso.

• EJERCICIOS DEL LIBRO

–Actividades 38, 39, 40, 41, 43, 44