LA GEOLOGIA

La Geología es la ciencia que estudia la composición, estructura y evolución de la Tierra a lo largo de los tiempos geológicos.

La Tierra en sus 4.500 millones de años de existencia, ha sufrido continuos cambios en su forma y composición. Las montañas, los ríos, los mares, los valles... se han generado y destruido continuamente. Su existencia y evolución sigue siendo objeto de estudio.

¿ EN QUE TRABAJA EL GEOLOGO ?

Un geólogo al tener conocimientos sobre la composición, estructura y evolución de la Tierra, conoce la distribución de las rocas en el espacio y en el tiempo.

Esta distribución de las rocas y minerales, permite al geólogo encontrar yacimientos de minerales, petróleo, gas... Además esta disposición permite conocer la geología para poder asentar edificios, autovías sin riesgo para las vidas humanas.

• RELACION DE LA GEOLOGIA CON LAS OTRAS CIENCIAS:

La Geología se apoya en otras ciencias como en la Astronomía, la Química, La Física, la Biología, la Geografía, la Antropología, la Arquelogía y la Economía.

La Astronomía, nos permite ubicar nuestro planeta en el espacio estelar y comprender las leyes de la mecánica celeste que lo rigen.

La Química se usa para los análiosis de los minerales y constituyentes de las rocas.

La Física nos permite comprender los fenómenos que actúan como agentes sobre la corteza terrestre y su reacción.La Biología nos permite comprender la forma, constitución, y funciones de las plantas y animales antiguos.La Geografía porque estudia el medio físico y biológico en que se desarrolla el hombre y sus interrelaciones.La Arquelogía mediante la antropología utiliza técnicas para reconstruir la historia de los antiguos pueblos.

La Geomorfología, Oceanografía y la Climatología estudian el medio físico.

IMPORTANCIA DE LA GEOLOGIA PARA LA INGENIERIA CIVIL:

En sus proyectos de envergadura tales como carreteras, túneles, centrales hidro-

eléctricas, etc. necesita de la Geología para garantizar la estabilidad y duración de los mismos; mediante el estudio de los suelos y roca infrayacente, así como la acción de los agentes geológicos.

LA TIERRA COMO PLANETA

EL SISTEMA SOLAR:

El Sistema Solar pertenece a la galaxia de la Vía Láctea. Esta galaxia tiene alrededor de 30,000 millones de estrellas de brillo y tamaño variable. ( Astronomía)

HIPOTESIS QUE EXPLICAN EL ORIGEN DEL SISTEMA SOLAR:

1-) Hipótesis Nebular.- De Inmanuel Kant (1755) , y Pierre Simón de Laplace (1796),

esta es una hipótesis uni estelar. Una nebulosa giraba lentamemte y al enfriarse y contraerse aumentó su velocidad alrededor del centro. La masa gaseosa se convirtió en un disco, que al girar dio lugar al desprendimiento de anillos de gas incandescentes. Cada anillo se fragmentó y se agrupó en una esfera que dio lugar a un planeta.

2-)HIPOTESIS PLANETESIMAL: Hipótesis biestelar formulada por Tomás Chamberlain y Fores Moulton. Al paso de una estrella

cercana provocó una marea gigantesca que originó 2 abombamientos opuestos, mientras que la fuerza explosiva interna arrojaba proyectiles fusiformes de gas en diferentes direcciones. Estos proyectiles se ubicaron en órbitas elípticas alrededor del Sol; dando lugar a la formación de los planetas.

3-) HIPOTESIS DE LA NUBE DE POLVO:La Tierra se formó a partir de una nube depolvo cósmico. Este polvo fue propulsado

Este polvo fue propulsado por la luz desde el exterior, dando lugar a las corrientes de partículas que al fraccionarse dieron lugar a los planetas.

4-) HIPOTESIS DE LAS MAREAS: Hipótesis biestelar. Una estrella se aproximó al Sol, originando abombamientos de marea, de los cuales emergió un cuerpo incandescente de gases que comenzó a girar alrededor del Sol y que posteriormente se fraccionó formando los planetas.

LA TIERRA

1-) GENERALIDADES: La tierra es un esferoide achatado en los polos y ligeramente ensanchado en el ecuador.

Su diámetro polar= 12,640 Kms.

Su diámetro ecuatorial= 12,683 Kms.

El 70% de su superficie está cubierto por los océanos.

2-) ENVOLTURAS EXTERNAS DE LA TIERRA: La atmósfera, la biósfera y la litósfera.

LA TIERRA

LA ATMOSFERA

LA TROPOSFERA

LA TIERRA

LA ATMOSFERA

LA ESTRETOSFERA

LA TRAPOSFERA

LA IONOSFERA

La Atmósfera: capa gaseosa compuesta de oxígeno e nitrógeno y algo de anhidrido carbónico, vapor de agua, argón, etc.; espesor de 5 ½ Kms.La Tropósfera: Región entre 8 y 16 Kms, constituído por una zona de tempestades.La Estratósfera: se producen intensidad de tempestades y vientos. Se encuentra a unos 55 Kms. de de la superficie terrestre.La Ionósfera: que se extiende a varios cientos de Kms. constituídas por gases sumamente enrarecidos.

2-) LA HIDROSFERA: capa de agua que constituye la mayor parte de la superficie terrestre (70%), constituye los mares, lagos, ríos y las aguas subterráneas. Con una profundidad promedio de 3.8 Kms.3-) LA BIOSFERA: envoltura de la tierra en el cual se desarrolla la vida. Comprende las plantas, los animales, hasta el hombre.4-) LA LITOSFERA: La envoltura sólida externa de la tierra, está formada por rocas que constituyen los bloques continentales y la cuencas aceánicas.

LA ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA:

LA CORTEZA TERRESTRE

MANTO EXTERNO

MANTO INTERNO

NUCLEO EXTERNO

NUCLEO INTERNO

1-) LA CORTEZA TERRESTRE: Está compuesta de los bloques continentales y las cuencas

oceánicas

LOS BLOQUES CONTINENTALES:Los continentales ( SIAL: Si+Al ) son bloques pétreos constituidos por rocas ácidas, siendo el granito el de mayor proporción ( de un espesor entre 10 a 15 Kms). Su elevación máxima es el monte Everest con 8,900 mts. Sobre el nivel del mar. Hacia abajo cuenta con una zona discontinua relativamente básica (SIMA= Si+ Mg).

LAS CUENCAS OCEANICAS:Están constituidas por rocas basalto. Tiene un relieve variado, presentando: mesetas, cordilleras, canales y picos.Sus principales rasgos morfológicos son: plataformas o zócalo continental, talud continental, Fosas abisales.

LA ISOSTACIA:

Etimológicamente significa igual estabilidad. Se define

como el equilibrio gravitatorio ideal.

Existe un nivel de equilibrio llamado Nivel de

compensación , en el cual los cuerpos de roca pesan igual

para igual área de la superficie, es decir que las columnas

de roca pesan igual, porque las columnas más ligeras

serán más largas mientras que las más pesadas son más

cortas.

• MAGMATISMO• I-) GENERACION DEL MAGMA: Calor Terrestre: La presión elevada en el interior de la tierra impide

la fusión del magma a pesar de la elevada temperatura existente. Su temperatura aumenta en razón de 1ºC cada 33 mts. de profundidad.Una reducción de la presión puede originar su fusión.Teoría del Calor Residual: La tierra está en enfriamiento, de afuera hacia adentro, que conserva el calor dado que las rocas son malos conductores del calor.Teoría de la Compactación y Contracción: Su enfriamiento origina la compactación y la contracción de la tierra, originando el aumento de la presión interior de la tierra.

-Teoría de la Radioactividad.-

Indica que por fisión nuclear se

produce aumento de la energía

interna de la tierra, generando

calor.2-)CONSOLIDACION DEL MAGMA:

2,1) Magmatismo Intrusivo:

- El Batolito

- El Stock

- El Dique

-Sills:Intrusiones laminares en paralelo

-Lacolito: Plutones concordantes de forma de hongo.

-Lapolito: Plutones concordantes asociados a una cuenca estructural.

-Facolito: Intusiones concoordantes en forma de media luna

2,2) Magmatismo Extrusivo: por el cual el magma es expulsado al exterior de la superficie terrestre

- Elementos:

LA MINERALOGIA

Ciencia que estudia los minerales.LOS MINERALES:

Son cuerpos sólidos de origen natural, de

composición química definida y sistema

cristalográfico definido.

LA CRISTALOGRAFIA:

Ciencia que estudia los minerales que

se presentan en forma de sólidos

geométricos.

CRISTAL: Mineral en forma de sólido geométrico. SISTEMA CRISTALOGRAFICO: Conjunto de formas cristalográficas que responden a una cruz axial y

ángulos de los ejes, definidos. Existen 6 sistemas cristalográficos en que se

presentan los minerales: -Sistema Cúbico -Sistema Tetragonal -Sistema Ortorrómbico -Sistema Exagonal -Sistema Monoclínico

-Sistema Triclínico .

• Clasificación de los Minerales:

• 1-Los Minerales Nativos

• 2-Los Oxidos

• 3-Los Sulfuros

• 4-Los Cloruros

• 5-Los Hidróxidos

• 6-Los Sulfatos

• 7-Los Carbonatos

• 8-Los Silicatos

• 7-Clasificación de los Silicatos:• Clase Estructura Proporción Ejemplo• Si : O• Nesosilicatos Tetraedros 1 : 4 Olivino• independientes• Serosilicatos Tetraedros en 2 : 7 Hemimorfita• parejas• Ciclosilicatos Tetraedros en 1 : 3 Berilo • anillos• Inosilicatos Tetraedros en:• cadenas sencillas 1 : 3 Enstatita• o cadenas dobles 4 : 11 Tremolita• Filosilicatos Tetraedos en hojas 2 : 5 Talco• Tectosilicatos Tetraedro 1 : 2 Cuarzo•

• PLAGIOCLASAS: Feldespatos calcosódicos• Mineral Composición % de Albita % de Anortita• Albita Si3AlO8Na 100-90 0-10 • Oligoclasa 90-70 10-30• Andesina 70-50 30-50• Labradorita 50-30 50-70• Bytownita 30-10 70-90• Anortita Si2Al2O8Ca 10- 0 90-100• Las plagioclasas se distinguen de los otros

feldespatos por las estriaciones de la exfoliación debida a la macla de albita. Tienen exfoliación perfecta.

• LA ORTOSA : Feldespato potásico.• Mineral Composición• Ortosa (Al Si3 O8) K

• FAMILIA DE LOS PIROXENOS:• (Enstatita, Diópsido, Augita,Egirina, Jadeíta, Espodumena)• AUGITA (Si,Al)2 O6 (Ca,Na) (Mg, Fe + +, Fe+ + +, Al)

• DIOPSIDO (Si2 O6 ) Ca Mg

PRINCIPALES ROCAS METAMORFICAS:

GNEIS: Parecido al granito, de encuentra bandeado producidas por

segregación del cuarzo y feldespato.

ESQUISTO: Se caracteriza por presentar laminaciones, debido a

locual la roca se rompe fácilmente a largo de ellos. Puede formarse

a partir de cualquier roca ígnea, sedimentaria o metamórfica de bajo

grado.

CUARCITA: Formada esencialmente de cuarzo derivado del

Metamorfismo intenso de las areniscas. Generalmente es de color

blanco, pero las impurezas pueden variar su coloración. PIZARRAS: Rocas de granos finos de clivaje perfecto. Se

produce porel metamorfismo de la lutita o limonita de grano finoFILITA: es una roca de grano fino que algunas veces

presenta bandeamiento. Tiene el mismo origen que la pizarra pero el grano es más grueso.

ANFIBOLITA: roca compuesta esencialmente de hornblenda y plagioclasas.

MARMOL: Roca compuesta de calcita y/o dolomita. Generalmente de color

blanco, se produce por metamorfismo regional de contacto.

EL INTEMPERISMO Y SUELOS1-) EL CICLO GEOLOGICO:

Es la secuencia repetitiva de la acción de agentes geológicos externos,

que producen alteraciones en la superficie de la tierra.

Los principales agentes externos son: el calor, el viento, la lluvia, los ríos,

el agua subterránea, las olas, los glaciares.

El Ciclo Geológico comprende 3 etapas: La Cliptogénesis, la Litogénesis y la Orogénesis.

La Cliptogénesis.- Comprende las acciones mecánicas y químicas que

erosionan las rocas, y comprende el intemperismo y el transporte.intemperismo y el transporte.

La Litogénesis.- consta de la depositación y la consolidación.

La Orogénesis .- Plegamientos en la corteza terrestre que se originan

Por la presión de los depósitos sobre la superficie de la tierra.

2-) EL INTEMPERISMODef.- Es una serie de procesos que ocasionan cambios físicos y químicos en las rocas y susminerales constituyentes de la superficie terrestre.

Tipos de Intemperismo:a) Intemperismo Físico.- Se producen por

desintegración de las rocas por cambios de temperatura, por sales que cristalizan, o por actividad orgánica, por acción de las heladas.

b) Intempeirismo Químico.- Modificación de la corteza terrestre originada por la Hidratación, oxidación, carbonatación ( acción del agua que produce ácido carbónico y ataca a los feldespatos), Disolución.

• ESTABILIDAD DE LOS MINERALES FRENTE AL

INTEMPERISMO QUIMICO:• Olivino

• Hiperstena • Augita • Estabilidad Hornblenda• Creciente Mica Biotita• Feldespato Potásico• Mica moscovita• Cuarzo • -INTEMPERISMOS DE ROCAS REPRESENTATIVAS: • I) -Rocas Igneas :• 1)- El Granito y la Riolita: Son atacados por el aire y el

agua.

Mineral Alteración

Plagioclasas- peldespatos Sericita

calcosódicos

Ortosa - feldespato de Caolín

potosio

Biotita - mica negra Clotita

Cuarzo Arenas de cuarzo

2)- El Gabro (Roca intrusiva básica

Mineral Alteración

Feldespatos cálcicos Sericita, compuestos de Ca y Na + SiO2

• II-) Rocas Sedimentarias:• 1-) Areniscas

Mineral Alteración

-cuarzosas arena de grano fino

- con feldespatos arenas arcillosas

2) Lutitas - arcillas sueltas

3) Calizas -bicarbonato de calcio

( ácido carbónico)

III-) Rocas Metamórficas:

1) cuarcitas -cantos,gravas,arenas

2) mármol - bicarbonato de calcio

( ácido carbónico)

• Definición de Suelos: • Es la capa más superficial de la corteza terrestre, que

resulta de la descomposición de las rocas por los cambios bruscos de temperatura y por la acción del agua, del viento y de los seres vivos.

• El proceso mediante el cual los fragmentos de roca se hacen cada vez más pequeños, se disuelven o van a formar nuevos compuestos, se conoce con el nombre de meteorización.

• Los productos rocosos de la meteorización se mezclan con el aire, agua y restos orgánicos provenientes de plantas y animales para formar suelos. Luego el suelo puede ser considerado como el producto de la interacción entre la litosfera, la atmósfera, la hidrosfera y la biosfera. Este proceso tarda muchos años, razón por la cual los suelos son considerados recursos naturales no renovables. En el suelo se desarrolla gran parte de la vida terrestre, en él crece una gran cantidad de plantas, y viven muchos animales.

• 2) Componentes del Suelo

Se pueden clasificar en inorgánicos, como la arena,

la arcilla, el agua y el aire; y orgánicos, como los

restos de plantas y animales. Uno de los

componentes orgánicos de los suelos es el humus. El

humus se encuentra en las capas superiores de los

suelos y constituye el producto final de la

descomposición de los restos de plantas y

animales, junto con algunos minerales; tiene un color

de amarillento a negro, y confiere un alto grado de

fertilidad a los suelos.

• Fase Sólida : Comprende, principalmente, los minerales formados por compuestos relacionado con la litosfera, como sílice o arena, arcilla o greda y cal. También incluye el humus.

• Fase Líquida: Comprende el agua de la hidrosfera que se filtra por entre las partículas del suelo.

• Fase Gaseosa: Tiene una composición similar a la del aire que respiramos, aunque con mayor proporción de dióxido de carbono (CO2). Además, presenta un contenido muy alto de vapor de agua. Cuando el suelo es muy húmedo, los espacios de aire disminuyen, al llenarse de agua.

• 3) Propiedades y Textura de los Suelos • Entre las propiedades de los suelos se

encuentran: El color, distribución del tamaño de las partículas, consistencia, textura, estructura, porosidad, atmósfera, humedad, densidad, pH, materia orgánica, capacidad de intercambio iónico, sales solubles y óxidos amorfos-sílice alúmina y óxidos de fierro libres.

• Las propiedades físicas de los suelos dependen de la composición menerológica, de la forma y del tamaño de las partículas que lo forman y del ambiente que los rodea. El tamaño, la forma y la composición química de las partículas determinan la permeabilidad, la capilaridad, la tenacidad, la cohesión y otras propiedades resultantes de la combinación de todos los integrantes del suelo.

• Los suelos rojos o castaño-rojizos suelen contener una gran proporción de óxidos de hierro (derivado de las rocas primigenias) que no han sido sometidos a humedad excesiva. Por tanto, el color rojo es, en general, un indicio de que el suelo está bien drenado, no es húmedo en exceso y es fértil.

• Los suelos amarillos o amarillentos tienen escasa fertilidad. Deben su color a óxidos de hierro que han reaccionado con agua y son de este modo señal de un terreno mal drenado.

• Los suelos grisáceos pueden tener deficiencias de hierro u oxígeno, o un exceso de sales alcalinas, como carbonato de calcio.

• La textura general de un suelo depende de las proporciones de partículas de distintos tamaños que lo constituyen. Las partículas del suelo se clasifican como arena, limo y arcilla. Las partículas de arena tienen diámetros entre 2 y 0,05 mm, las de limo entre 0,05 y 0,002 mm, y las de arcilla son menores de 0,002 mm.

• 4) Horizontes del Suelo• Se define como Horizontes a las capas que forman el

suelo. El perfil de un suelo ideal comprende los siguientes horizontes:

• Horizonte A: Llamado también Horizonte de Lavado por estar expuesto a la erosión y lavado de la lluvia. Es la capa mas superficial del suelo, abundan las raíces y se pueden encontrar los microorganismos animales y vegetales, es de color oscuro debido a la presencia del humus.

• Horizonte B: Recibe el nombre también de Horizonte de Precipitación, ya que aquí se acumulan las arcillas que han sido arrastradas por el agua del horizonte, es de color mas claro que el anterior y está constituido por humus mezclado con fragmentos de rocas.

• Horizonte C: Se le conoce también como Subsuelo o Zona de Transición , está formado por la roca madre fragmentada en proceso de desintegración.

• Horizonte D: Es la capa más profunda del suelo, está formado por la roca madre fragmentada, por lo que también recibe el nombre de Horizonte R.

Representación Gráfica de la Formación de los suelos

• 7) Criterios para la Clasificación de los Suelos • Los criterios más considerados para la clasificación de los

suelos los Petrográficos, los genéticos y los climáticos.• 1. Clasificación Petrográfica: Es aquella que toma en

cuenta el predominio de uno de los integrantes de la fracción mineral del suelo, de donde resultan suelos silíceos, arcillosos, calizos, salinos, etc.

• 2. Clasificación Genética: Es aquella que toma en cuenta el proceso que dio origen a los suelos. Esta divide los suelos en:

• Suelos Autóctonos: Son aquellos que resultan del proceso de desintegración de las rocas de un lugar, sin que los materiales desintegrados sean transportados a otros, por los que estos se quedan cubriendo la roca madre.

• Suelos Alóctonos: Son los que se forman por los componentes que han llegado de fuentes de suministro alejadas del lugar de depósito.

• 3. Clasificación Climática: Está relacionada con las condiciones climáticas

8) Clasificación de los SuelosLa clasificación de los suelos suele basarse en la morfología y la composición del suelo, con énfasis en las propiedades que se pueden ver, sentir o medir. A continuación se presentan algunas clasificaciones. Clasificación Nº1-Suelos Zonales: Suelos que reflejan la influencia del clima y la vegetación como los controles más importantes.-Suelos Azonales: Son aquellos que no tienen limites claramente definidos y no están mayormente influenciados por el clima.-Suelos Intrazonales: Son aquellos que reflejan la influencia dominante de un factor local sobre el efecto normal del clima y la vegetación. Ej.: los suelos hidromorficos (pantanos) o calcimorficos formados por calcificación.-Clasificación Nº2-   Suelos Exodinamorficos: Son aquellos suelos que reflejan la influencia del

clima y la vegetación.-   Suelos Exodinamorficos: Son aquellos suelos influenciados por el material

parental.-Clasificación Nº3-Pedocales: Suelos con acumulación de carbonatos de calcio, generalmente están en ambientes áridos y semiáridos.-Pedalfers: Suelos con alta lixiviación y segregación de Al y Fe , generalmente

están en ambientes húmedos.

• 3. Los suelos evolucionados• Estos son los suelos que tienen perfectamente formados

los tres horizontes. Encontramos todo tipo de humus, y cierta independencia de la roca madre. Los suelos típicos son: los suelos pardos, lixiviados, podsólicos, podsoles, ferruginosos, ferralíticos, pseudogley, gley y halomorfos (solonchaks, alcalinos, solonetz y solods).

• Los suelos pardos son típicos del bosque templado y el tipo de humus es mull.

• Los suelos lixiviados son típicos de regiones de gran abundancia de precipitaciones en el clima templado, dominados por los procesos de lixiviación. El tipo de humus también es mull.

• Los podsoles son suelos de podsolización acentuada; es decir, tienen gran acumulación de elementos ferruginosos, silicatos y alumínicos en el horizonte B. La lixiviación arrastra estos elementos del horizonte A al B. El humus típico es el mor.

• Los suelos podsólicos tienen una podsolización limitada. Son de color ocre claro o rojizo. El tipo de humus es mor. Tanto este como el anterior son típicos de los climas templados.

• Los suelos ferruginosos se desarrollan en los climas cálidos con una estación seca muy marcada. A este tipo de suelo pertenece el suelo rojo mediterráneo. Se caracterizan por la rubefacción de los horizontes superficiales. En ocasiones se desarrolla la terra rossasobre roca madre caliza.

• Los suelos ferralíticos se encuentran en climas cálidos y muy húmedos. La roca madre está alterada y libera óxidos de hierro, aluminio y sílice. Son suelos muy lixiviados. Estos suelos pueden tener caparazón si se ven sometidos a la erosión o a migraciones masivas de coloides.

• Los suelos gley son suelos hidromorfos, en los que los procesos de descomposición de la materia biológica se hacen de manera anaeróbica, y la carga orgánica es abundante y ácida. Se encuentran en condiciones de agua estancada. Es un suelo asfixiante, poco propicio para la vida. La presencia de agua es permanente, como ocurre en la orilla de los ríos y lagos. Es de color gris verdoso debido a la presencia de hierro ferroso.

• Los suelos pseudogley son semejantes a los gley; pero la capa freática es temporal, por lo que se alternan los períodos húmedos con los secos. Este suelo y el anterior suelen tener humus de turba.

• Los fenómenos de hidromorfia son los responsables de la lixiviación de los suelos y de la capacidad de estos para contener vida en las épocas secas

• Esquema de Clasificación de Textura de los SuelosTextura Arenoso Franco Franco-limoso Arcilloso   Agente de agregación

Tacto  Áspero  Áspero  Suave Terroso o plástico  Tensión superficial

Drenaje Excesivo Bueno Suave Suave o pobre  Materia orgánicainterno

Agua Baja  Media  Alta  Alta Alta concentración de Electrolitosdisponiblepara las plantas

Agua Baja Media  Alta Alta Bajo potencial electrocinético Transportable

Labranza Fácil Fácil Media  Difícil Bajo potencial electro cinético

Erosión Alta Media Baja Baja Bajo potencial electrocinéticoeólico