SEDIMENTOLOGÍA

INTRODUCCIÓN Y CONCEPTOS BÁSICOS

• Historia de la Sedimentología y su relación con otras Ciencias.

• Ciclo de las rocas.

• Distribución de los sedimentos en la corteza: composición y abundancia.

• Tipos de materiales y su roca madre, área fuente, proveniencia, transporte y dispersión.

• La meteorización, la producción de sedimentos y su relación con la tectónica, clima y cambios de nivel de base.

• Catastrofismo, uniformitarismo y actualismo.

DEFINICIONES

• Etimológico, sedimento: materia, partículas o granos, logos, discurso, doctrina, ciencia o estudio; estudio de los

sedimentos o la ciencia de los depósitos sedimentarios (Wadell, 1932).

• Geológico: es el estudio de las rocas sedimentarias,

• Ciencias de la Tierra: los estudios en sedimentos modernos (procesos y depósitos) para entender los depósitos

antiguos es un corolario de la teoría de James Hutton sobre uniformitarismo.

Sorby fue en 1879 como presidente de la Sociedad Geológica de Londres y se considera el inicio de la

Sedimentología como una disciplina separada de la Estratigrafía.

HISTORIA DE LA SEDIMENTOLOGÍA

• Estratigrafía – Sedimentología.

• la Sedimentología una disciplina independiente, Henry C. Sorby (1879),

• estudio de rocas sedimentarias en secciones delgadas (1850),

• la utilidad del estudio de las estructuras sedimentarias primarias en las reconstrucciones

paleogeográficas (1859).

• estudios texturales,

• medición del tamaño de grano, Udden (1914).

• mediciones y experimentaciones controladas, Wentworth (1919).

• geoquímica y dataciones:

• ciclos geoquímicos, leyes que gobiernan la distribución y los procesos.

• modelos sedimentarios – facies (1948 ):

• aplicación de las leyes de Walther (1893-1899).

• estructuras sedimentarias primarias, resurgimiento (1960 ):

• hidrodinámica y estudios experimentales, Middleton, Allen, y otros.

• Simulación, modelado y geoestadística (1975 )

“SEDIMENTOLOGÍA… es el estudio de los procesos y depósitos sedimentarios, que incluye los campos de la

sedimentación, la diagénesis, la petrología sedimentaria, la estratigrafía, la paleogeografía y la tectónica sedimentaria.”

(Friedman y Sanders, 1978)

RELACIÓN CON OTRAS CIENCIAS

LA ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN DE LA TIERRA

Reología: ciencia intermedia entre la física y la teoría de los fluidos, que estudia la deformación de los

materiales físicos en estado líquido o sólido deformable (elasticidad, fluidez, plasticidad, viscosidad).

Litología: ciencia que estudia las características físicas de las rocas (color, composición mineralógica y tamaño de

grano).

La discontinuidad de Mohorovicic, a veces llamada simplemente "moho", es una zona de transición entre

la corteza y el manto terrestre. Se sitúa a una profundidad media de unos 35 km, pudiendo encontrarse a 70 km de

profundidad bajo los continentes o a tan solo 10 km bajo los océanos. Se pone de relieve cuando las ondas sísmicas

P y S aumentan bruscamente su velocidad. Constituye la superficie de separación entre los materiales rocosos menos

densos de la corteza, formada fundamentalmente por silicatos de aluminio, calcio, sodio y potasio, y los materiales

rocosos más densos del manto, constituido por silicatos de hierro y magnesio.

La discontinuidad de Gutenberg es la división entre manto y núcleo de la Tierra, situada a unos 2.900 km de

profundidad. Se caracteriza porque las ondas sísmicas S no pueden atravesarla y porque las ondas sísmicas P disminuyen

bruscamente de velocidad, de 13 a 8 km/s. Bajo este límite es donde se generan corrientes electromagnéticas que dan

origen al campo magnético terrestre, gracias a la acción convectiva del roce entre el núcleo externo, formado por

materiales ferromagnéticos y el manto. Lleva el nombre de su descubridor, Beno Gutenberg, sismólogo alemán que la

descubrió en 1914.

La discontinuidad de Wiechert-Lehmann-Jeffrys mejor conocido como discontinuidad de Lehmann es el límite

entre el núcleo externo, fluido, y el núcleo interno, sólido, de la Tierra. Fue descubierto en 1936 por la

sismóloga danesa Inge Lehmann. Se halla a una profundidad media de 5.155 km, dato que no se estableció con precisión

sino hasta principio de la década de 1960.

DISTRIBUCIÓN DE LOS TERREMOTOS ≥magnitud 3: PROFUNDIDAD

DERIVA CONTINENTAL

Científico, geofísico y meteorólogo alemán que a principios del s. XX presentó la teoría de

la deriva continental.

Su primera expedición a Groenlandia fue en 1906. Más tarde realizó nuevas expediciones,

pero abandonó su actividad científica en 1914 cuando fue reclutado por el ejército alemán.

En 1924 aceptó la cátedra de meteorología en la Universidad de Graz. Murió cuando volvía

de llevar comida a sus compañeros que invernaban en el hielo.

• Pruebas geográficas

• Pruebas paleontológicas

• Pruebas geológicas y

tectónicas

• Pruebas paleoclimáticas

TECTÓNICA DE PLACAS: DISTRIBUCIÓN Y RELACIONES

CICLO DE LAS ROCAS

¿Cuál es el mecanismo que da lugar al ciclo de las rocas?

¿Los planetas son sistemas abiertos o cerrados?

Twenhofel (1950)

DISTRIBUCIÓN DE LOS SEDIMENTOS

Descargas internas y externas en el manto y corteza

CONCEPTOS BÁSICOS

Sedimento: originado por procesos naturales, derivado de la fragmentación y/o disolución de rocas o depósitos

preexistentes y que ha sufrido algún grado de transporte.

Sedimentación: proceso que atraviesa el sedimento desde su meteorización en la roca madre hasta la

acumulación en la cuenca terminal. 2. Acumulación.

Capa: es toda unidad o cuerpo sedimentario depositado por un único evento por procesos geológicos más o

menos continuos y uniformes.

Es la unidad litoestratigráfica menor de las rocas sedimentarias.

modificado de Leeder (1999)

Estrato: es el conjunto sedimentario que aparece superpuesto a otros y es uniforme a los fines de la descripción.

La roca madre hace referencia a la composición de los materiales rocosos preexistentes que han generado el

sedimento que observamos y(o) la roca sedimentaria producto de la diagénesis de éste.

Área fuente, se refiere al ámbito geográfico donde está ubicada la roca madre.

Proveniencia, es el estudio de la composición del sedimento o roca sedimentaria tendiente a establecer el lugar

o ámbito tectónico aproximado de donde proceden o procedían los sedimentos que han sido transformados

posteriormente en rocas.

ZONAS DE PRODUCCIÓN, TRANSFERENCIA Y SEDIMENTACIÓN

PROCESOS GEOLÓGICOS

Intensidad – duración

Catastrofismo: es la doctrina que sostiene que eventos repentinos, violentos, de corta duración y más o menos

globales han modificado la corteza terrestre.

- Los procesos geológicos del pasado han sido de mucha mayor intensidad y cantidad que los del presente.

Uniformitarismo: los procesos geológicos y las leyes naturales que actúan en la modificación actual de la

corteza terrestre han actuado de la misma manera regular y esencialmente con la misma intensidad a través del tiempo

geológico. La doctrina no implica que todos los cambios sean a tasa uniforme y no excluye catástrofes locales menores.

- El presente es la clave del pasado (Geike, 1905). Si el fenómeno ocurrido en el pasado puede ser entendido como

resultado de un proceso que actúa hoy en día, no se deben buscar causas extintas o desconocidas para su explicación

(Lyell, 1833).

Actualismo: los procesos geológicos del pasado podrían ser inferidos a partir de procesos similares observados

en el presente, aunque actuando con tasas e intensidades variables.

UNIFORMITARISMO

Avicenna (Ibn Sina) en su Libro de la Salud (1027) esboza por primera vez el concepto de Uniformitarismo.

Reformulado luego por Leonardo da Vinci (1452-1519):”la manera como la naturaleza actúa en el presente, debe usarse

como regla para el pasado”.

En el siglo XVIII en los trabajos de James Hutton con refinamientos introducidos por J. Playfair, SE crea el

concepto de Uniformitarismo que prevaleció durante todo el siglo XIX. Los geólogos de la época que estaban adheridos

al concepto se llamaban colectivamente “uniformitarionistas” (término acuñado por el mineralogista William Whewell

en 1837).

James Hutton (03/06/1726 - 26/03/1797)

Geólogo escocés, nació el 3 de junio de 1726 en Edimburgo (Escocia). Cursó estudios en las universidades de

Edimburgo, París y Leiden. Heredó una pequeña propiedad en Berwickshire de su padre y decidió dedicarse a la

agricultura. Trabajó como químico agrícola y después como minerólogo y geólogo.

James Hutton es considerado el padre de la geología, rechazó la teoría del catastrofismo, popular entre los

científicos de su tiempo, creó la teoría uniformadora de la geología, donde explica que procesos como la

sedimentación, el vulcanismo y la erosión produjeron cambios en la superficie de la Tierra y han venido operando de la

misma manera y a la misma velocidad desde hace mucho tiempo. Así, consideró que la Tierra tenía muchos más años de

lo que se había pensado hasta entonces; esta teoría tuvo una gran oposición de quienes creían en la descripción

bíblica de la creación, que formulaba que la Tierra tenía solamente 6.000 años. Resumió sus teorías en Teoría de la

Tierra (1795).

Según Charles Lyell, la uniformidad de las leyes físicas y químicas es fundamental para extrapolar inferencias

sobre el pasado geológico.

Algunos creacionistas dudan de la uniformidad de la Ley y sostienen que durante el BigBang, por ejemplo, la

velocidad de la luz era diferente. De la misma manera, Paul Dirac (1937) propuso que la constante G de la Ley de la

Gravedad varía proporcionalmente a la edad del universo.

Carey (1996) dedujo que debido a la supuesta disminución de la gravedad con el tiempo, La Tierra debió

expandirse y habría que buscar grietas reveladoras en el fondo oceánico.

La influencia de Charles Lyell

Abogado y geólogo, Charles Lyell en su Principles of Geology (1830-1833) introdujo dos tipos de propuestas:

Mediante el estudio de los estratos Lyell estableció:

Ley de uniformidad: Las leyes naturales son constantes en tiempo y espacio.

Ley del proceso: Los procesos naturales que están activos hoy en día son los mismos que actuaron en el pasado

(Actualismo).

Estos dos principios actuaron como anteojeras en los científicos del siglo XIX.

Axiomas: son propuestas filosóficas que no pueden ser refutadas

Hipótesis

Tasa uniforme

Estado uniforme

BIBLIOGRAFÍA

• Bridge, J.S. y Demico R.V. 2008. Earth Surface Processes, Landforms and Sediment Deposits. Cambridge

University Press, 815 pp.

• Friedman GM y Sanders JE. 1978. Principles of Sedimentology. Wiley: New York.

• Leeder, M. 1999. Sedimentology and Sedimentary Basins, from Turbulence to Tectonics. Blackwell Science, 592

pp.

• Pettijohn, F.J., 1975. Sedimentary Rocks. Third Edition. Harper & Row Publishers. 298 pp.

• Udden JA. 1914. Mechanical composition of clastic sediments. Bulletin of the Geological Society of America 25:

655–744.

• Wentworth CK. 1922. A scale of grade and class terms for clastic sediments. Journal of Geology 30: 377–392.