cap 2 la tierra origen y evolución 15-1
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CAPITULO II
LA TIERRAORIGEN Y
EVOLUCION
ING° MARIO LAJO GOMES
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Via Lactea
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I.- CARACTERISTICAS DE LA TIERRA.- La Tierra es el tercer planeta del Sistema Solar,
considerando su distancia al Sol, y el quinto deellos según su tamaño. Es el único planeta quese conoce en el que exista y se origine la vida.La Tierra se formó al mismo tiempo que el Sol yel resto del Sistema Solar, hace 4.570 millonesde años.
El 71% de la superficie de la Tierra estácubierta de agua. Es el único planeta delsistema solar donde el agua puede existirpermanentemente en estado líquido en lasuperficie. El agua ha sido esencial para la viday ha formado un sistema de circulación yerosión único en el Sistema Solar.
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La Tierra es el único de los cuerpos del Sistema Solarque presenta una tectónica de placas activa: Marte yVenus quizás tuvieron una tectónica de placas en otrostiempos pero, en todo caso, se ha detenido. Esto, unidoa la erosión y la actividad biológica, ha hecho que lasuperficie de la Tierra sea muy joven eliminando, porejemplo, casi todos los restos de cráteres, que marcanmuchas de las superficies del Sistema Solar. Tiene unasuperficie gaseosa denominada Atmósfera que cubretoda la tierra y en ella se presenta casi todos losfenómenos meteorológicos.
La Tierra posee un único satélite natural, la Luna. Elsistema Tierra-Luna es bastante singular debido algran tamaño relativo del satélite.
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La Tierra
De nuestros viajes al espacio, hemos aprendido muchoacerca de nuestro planeta hogar. El primer satéliteamericano, el Explorer 1, descubrió una zona deintensa radiación, ahora llamada los cinturones deradiación Van Allen. Esta capa está formada porpartículas cargadas en rápido movimiento que sonatrapadas por el campo magnético de la Tierra. Otrosdescubrimientos de los satélites muestran que elcampo magnético de nuestro planeta estádistorsionado en forma alargada opuesta al Sol, debidoal viento solar. También sabemos ahora que nuestrafina atmósfera superior, que antes se creía era calmaday sin incidentes, hierve con actividad creciendo de díay contrayéndose en las noches. Afectada por loscambios en la actividad solar, la atmósfera superiorcontribuye al tiempo y clima en la Tierra.
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Cinturón de radiación de Van Allen
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Viento solar 480 Km/seg
Magnetósfera
Además de afectar el clima en la Tierra, laactividad solar genera un fenómeno visualdramático en nuestra atmósfera. Cuando laspartículas cargadas del viento solar se quedanatrapadas en el campo magnético de la Tierra,chocan con moléculas de aire sobre los polosmagnéticos de nuestro planeta. Estasmoléculas de aire entonces empiezan a emitirluz y son conocidas como las auroras o lasluces del norte y del sur.
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Aurora Boreal
II.- FORMA Y DIMENSIONES DE LA TIERRA A.- FORMA DE LA TIERRA Los griegos como Homero se imaginaba la Tierra
como un disco plano rodeado por el río Océano. LosPitagóricos y Platón por razones filosóficasconsideran que la Tierra es una esfera perfecta. EsAristóteles quién aporta evidencias de la formaesférica al observar que en los eclipses de Luna lasombra proyectada por nuestro planeta es circular.
Eratóstenes hace la primera medición muyaproximada de la circunferencia terrestre.
En la edad media se cuestiona la esfericidad de la Tierra.
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Mucho tiempo después, la Academia deCiencias de Francia determina que laTierra es un elipsoide oséa una esferaachatada ligeramente por los polos,dando una diferencia de 43 Km. entre lascircunferencias ecuatorial (mayor) ypolar (menor).
A partir del siglo XIX se cuestiona elelipsoide terrestre con Gauss y Helmert,quienes establecen que la Tierra es unGEOIDE, oséa es un “elipsoide algoirregular”.
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GEOIDE
A efectos prácticos, especialmente geodésicos,se considera a la Tierra como un elipsoidecuyos parámetros radio ecuatorial yachatamiento—están recomendados por laUnión Astronómica Internacional (UAI),Sistema Geodésico de Referencia (GRS),Sistema Geodésico Mundial (WGS) y ServicioInternacional de la Rotación Terrestre (IERS),entre otros.
Los valores del elipsoide de referencia IERS2000 tomados del Anuario del Observatorio deMadrid, 2005 es: CircunferenciaEcuatorial: 40,075.014 Kms,Circunferencia Polar: 40,007.832 Kms.
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B.- DIMENSIONES DE LA TIERRA.-
Masa (Kg.) 5,97x1024
Volumen de la Tierra (Km3) 1,0832073x1012
Circunferencia Ecuatorial (Km.) 40 075,014
Circunferencia Polar (Km.) 40 007,832
Radio ecuatorial (Km.) 6 378,14
Radio Polar (Km.) 6 356,755
Radio promedio (Km.) 6 371,00
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Densidad media (g/cm^3) 5,515
Distancia media al Sol (Km.) 149’ 600 000
Distancia media al Sol (Tierra = 1) (Unidad Astronómica)
1,00
Periodo rotacional (horas) 23.9345 23h 56’ 04,2”
Periodo orbital (días) 365d 5h 48’ 45”
Velocidad orbital media (Km./seg.) 29,79
Excentricidad orbital 0,0167
Inclinación del eje terrestre 23º 27’
Inclinación orbital 0,0000ING° MARIO LAJO GOMES
Elipticidad 0,0034 Velocidad de escape ecuatorial (Km./seg.) 11,18Gravedad superficial ecuatorial (m/seg^2) 9,78Radiación Solar (W/m2) 1 380Albedo geométrico visual 0,37Temperatura superficial media 15 ºCPresión atmosférica (bares) 1.013Composición atmosférica:
Nitrógeno Oxígeno
Otros
77%21%
2%
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La Tierra no es una esfera perfecta.Presenta una depresión o hundimiento enlos polos que hace que un corte o perfilimaginario se asemeje más a una elipseque a una circunferencia.
Algunos autores prefieren decir, oagregar, que existe un ensanchamientoen el centro debido al movimiento derotación y a la plasticidad de losmateriales.
Consecuentemente el diámetroecuatorial de 12.753 Km. es mayor que elpolar de 12.710 Km.
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Obviamente las circunferencias tambiénpresentan diferencias apreciables ya quela que rodea al ecuador tiene 40.075 Km.contra 40.000 de la que cruza por lospolos.
La densidad del planeta es de 5,5. ( Escinco veces y media más pesado que unvolumen igual de agua ).
La masa es de 5.975 trillones de toneladas.
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La superficie de la tierra es de 510 millones de kilómetros cuadrados
De los cuales 199 corresponden a las tierras emergidas, y
Los 361 restantes a los océanos y mares interiores.
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En cuanto al relieve la altura mayor es elmonte Everest con 8.000 metrosaproximadamente y
La depresión más importante podría serla fosa de Swire, cerca de Filipinas conalgo más de 10.000 metros deprofundidad.
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FOSA OCEANICA
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ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA.-El interior de nuestro planeta a igual que
otros del interior del sistema solar, su interiorse encuentra dividido en diversas capas, paranuestro planeta los especialistas consideranque se le puede estudiar mediante dosmodelos:
A.- Modelo Geológico o Estático y B.- Modelo Geofísico o Dinámico.
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A.- MODELO GEOLÓGICO O ESTÁTICO
Conocido también como modeloEstático, se basa en la composiciónquímica de la tierra, su interior se divideen:
Corteza, Manto y Núcleo.
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CORTEZA.- Es la capa más superficial de todas las que
forman la Tierra; se extiende desde lasuperficie hasta la discontinuidad deMohorovicic y es variable; por ejemplo, en losfondos oceánicos sólo alcanza 10 Km. mientrasque por debajo de los continentes llega a tenerde 35 a 40 Km.
Esta capa se formó por enfriamiento yrepresenta el 1 a 3 % de la masa de la Tierra.Está compuesta por materiales sólidos, engeneral, pero en su interior existen grandescantidades de agua, gases y materialesmagmáticos. La Corteza Terrestre o Litosferaestá constituida por dos partes:
a) Capa Granítica b) Capa Basáltica
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b.- Capa Granítica:Está formada por roca graníticas, ricas ensilicatos de aluminio, (SiAl) es la capaintermedia y su espesor varía entre 35 y40 Km. Se le conoce con el nombre deCorteza Continental por ser la base delos bloques continentales.
Tanto la capa basáltica como la granítica,presentan una cobertura de materialessedimentarios denominado capaSedimentaria.
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a.- Capa Basáltica:
Está formada por roca basáltica rica en silicatos de magnesio, (SiMa) es la parte más cercana al manto y su espesor es de 10 Km. en los fondos oceánicos. Se le conoce con el nombre de Corteza Oceánica ya que sobre ella están los Océanos.
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En la capa granítica, la Capa sedimentaria,esta formada por rocas sedimentarias; suespesor varía entre 500 y 1000 m en losfondos oceánicos y de varios miles de metrosen los continentes. Esta capa es discontinua.
Ejemplo en Arequipa, los sedimentos delGrupo Socosani y Yura.
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Manto El Manto es la capa intermedia entre el núcleo y
la corteza y se extiende desde la discontinuidadde Mohorovicíc hasta la discontinuidad deGutemberg, con una composición química desilicatos de hierro y magnesio y un espesor de2,870 Km.
El manto representa alrededor del 83% delvolumen del globo terrestre y el 65% de su masa;se le llama también Mesosfera. La densidad delos materiales del manto oscila entre 5 y 6 en laparte interna y 3 gr./cm3 en la parte mássuperficial.
Por el comportamiento de las ondas sísmicassabemos que los materiales que componen estacapa son heterogéneos, debido a lo cual se ledivide en: manto interno y manto externo.
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a.- Manto internoTiene un espesor de 1,900 Km. Su
estado es plástico o plasmático, ya quepor él se propagan ondas P y S;además, tiene elevadas temperaturaspor estar en contacto con el núcleo.
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El material del manto interior se calienta por lacercanía con el núcleo y tiende a subir y a salir através de las dorsales mesooceánicas, paradespués hundirse nuevamente en las zonas desubducción o canales de de Benioff y retornarnuevamente al manto.
Las características de las dorsales parecencomprobar la existencia de las corrientes deconvección del manto, las cuales tienen granimportancia porque dan lugar a innumerablesfenómenos geológicos en la corteza terrestre,como la deriva continental, la formación delrelieve, el vulcanismo y los sismos.
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b.- Manto externoTiene un espesor de 970 Km. en su estado o
magmático, como lo demuestra la lava quearrojan los volcanes. En esta parte delmanto, los materiales se dilatan por lasaltas temperaturas y producen unmovimiento continuo de ascenso queorigina las denominadas corrientesconvectivas.
Tales corrientes fueron propuestas porJohn Tuzo Wilson en la década de lossesenta; según este geólogo, constituyen lafuerza motriz que provoca los cambiosmás importantes en la corteza terrestre.
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Núcleo (NiFe)El núcleo es la capa más profunda, formada
por Hierro y Níquel principalmente, ademásde cobalto silicio y azufre en menoresproporciones. Se le denomina también NiFe,Endósfera o Centrosfera; es la de mayorespesor (3 470 Km.). El núcleo es la parteinterna de la Tierra y en ella se registranmáximas temperaturas (4 000 a 6 000º C).
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La densidad de sus materiales oscilaentre 13.6 en la parte interna y 10gr./cm3 en la zona externa, por lo quepodemos afirmar que es la capa conmayor densidad. Representaaproximadamente el 14% del volumende la Tierra y entre el 31 y 32% de sumasa. De acuerdo con las característicasde las ondas sísmicas, se divide en dospartes: a.- Núcleo Interno b.-NúcleoExterno.
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a.- Núcleo Interno
Tiene un espesor de 1,370 Km. y su estadoes sólido; aquí existen enormes presiones(de 3 a 3.5 millones de atmósferas), haceque el hierro y el níquel se comporten comosólidos; las ondas P aumentan su velocidad.
En esta parte del núcleo se registra la mayortemperatura de la tierra con un promediode +/- 4 000º C.
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b.-Núcleo Externo.Esta parte tiene un espesor de 2,100 Km.
y su estado es líquido, ya que las ondas Srebotan al llegar a esta parte; las ondas Pdisminuyen su velocidad debido a que lapresión es menor, lo cual confirma elestado líquido.
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B.- Modelo Geofísico o DinámicoBasado en el comportamiento mecánico
de los materiales , en función de lasondas sísmicas. La geofísica divide elinterior de la Tierra en:
a.- Litosfera b.- Astenosferac.- Mesosfera d.- Endosfera
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A.- Litosfera.-Es la parte más superficial que se
comporta de manera elástica. Tiene unespesor de 250 Km. y abarca la corteza yla porción superior del manto.
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B.- Astenosfera.- Es la porción delmanto que se comporta de manera fluida.En esta capa las ondas sísmicasdisminuyen su velocidad.
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C.- Mesosfera.-También llamada manto inferior.
Comienza a los 700 Km. de profundidad,donde los minerales se vuelven másdensos sin cambiar su composiciónquímica. Está formada por rocascalientes y sólidas, pero con ciertaplasticidad.
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Entre la mesosfera y la endosfera, sepresenta una zona de transición ala cualalgunos autores le denominan Capa D,aquí las rocas pueden calentarse muchoy subir a la litosfera, pudiendodesembocar en un volcán.
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D.- Endosfera.-Corresponde al núcleo del modelo
geoestático. Formada por una capaexterna muy fundida donde se producencorrientes o flujos y otra interna, sólida ymuy densa.
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3. MODELO DE LA ESTRCTURA INTERNA DE LA TIERRA
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VI.- GRAVEDAD E ISOSTACIA.-LA GRAVEDAD.- Es una de las fuerzas
universales de la naturaleza . Es una fuerza deatracción que existe entre toda materia. Lafuerza gravitacional existente entre dosobjetos depende de sus masas. Tal como lohace la tierra con todo los objetos que seencuentra sobre ella.
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La gravedad juega un rol fundamental en ladinámica de la tierra. En el sistema hidrológico,el flujo o desplazamiento del hielo (glaciares),el agua corriente superficial (ríos) y lasubterránea (napas y nivel freático), estáregulado por la fuerza gravitatoria. En elsistema tectónico, los alzamientos yhundimientos de la corteza (movimientosverticales de ascensos y descensos de lasuperficie terrestre), que se combinan con losmovimientos horizontales de las placas, sonmuchas veces controlados por la gravedad.
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La gravedad está íntimamente ligadatambién a la diferenciación en el interiorde la tierra (estructura interna delplaneta), pues ella es la fuerza quecontrola el límite reológico o contactoentre la litosfera y la astenosfera (lalitosfera, mas fría, rígida y liviana, flotasobre la astenósfera, mas caliente, blanda- plástica (?) y densa
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LA ISOSTASIA.-
Es un estado de equilibrio en la naturaleza,sostiene que los alzamientos y hundimientoscontinuos que afectan a corteza comorespuesta a la fuerza de la gravedad, tienden amantener un balance o “equilibrio”gravitacional en todo el sistema.
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Todo ajuste isostático, esto es la tendencia alpunto de equilibrio gravitacional entre cortezay manto, hace que la primera desplace elmanto de acuerdo con su volumen y densidad,y la fuerza que controla estos ajustes es lagravedad. Cualquier cambio en la superficieterrestre, por adición o remoción de material,causa un ajuste isostático (los relievesmontañosos altos tiene raíces profundas en elmanto)
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La isostacia está ligada a todos losprocesos que modifican la distribuciónde los materiales sobre la superficieterrestre, ya que todo tipo de carga odescarga en superficie producemovimientos verticales de la litosfera
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El concepto de isostacia es fundamentalpara estudiar los rasgos mayores de lacorteza, como son los continentes, lascuencas oceánicas y las cadenas demontañas y por consiguiente, paracomprender la respuestade la corteza ala erosión, sedimentación y glaciación.Esto significa que el ajuste isostático estáenvuelto en casi todos los procesosexógenos.
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