tema 6 la dinamica de la geosfera
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Unidad 6. La dinámica de la geosfera 0. Índice
1. Dinámica litosférica
1.1. Tectónica de placas
1.2. Causas del movimiento de las placas. El ciclo de Wilson
2. Procesos geológicos internos
2.1. Pliegues y fallas
2.2. Magmatismo
2.3. Sismicidad
2.4. Metamorfismo
3. Procesos geológicos externos
3.1. Meteorización
3.2. Erosión
3.3. Transporte
3.4. Sedimentación
3.5. Diagénesis
4. Modelado del relieve
4.1. Modelado fluvial
4.2. Modelado eólico
4.3. Modelado glaciar
4.4. Modelado periglaciar
4.5. Modelado kárstico
5. Formación de yacimientos minerales asociados a los procesos geológicos
5.1. Yacimientos minerales asociados a procesos endógenos
5.2. Yacimientos minerales asociados a procesos exógenos
La temperatura en el interior de la Tierra
• Reacciones de los minerales radiactivos.
• Calor generado por el impacto de distintos
cuerpos durante la formación de la Tierra.
Gradiente geotérmico: aumento de la
temperatura con la profundidad (1ºC por
cada 30-40 m). Centro de la Tierra unos
4000 - 6000ºC.
Variación de la
temperatura en
el interior de la
Tierra (línea
punteada), con
base en datos
sismológicos y
propiedades de
minerales a
diferentes
presiones y
temperaturas.
La presión en el interior de la Tierra
Densidad media 5,5 g/cm3
• Densidad materiales superficie
2,8 g/cm3
• Presión 3.600 kbar
1Pascal (Pa) = 1Newton por metro cuadrado
(Nm2)
1atmósfera (atm) = 101300 Pa = 760 mmHg
1 bar = 105 Pa
1 kbar = 108 Pa
Origen del Sistema solar
El Sol y los planetas se formaron a partir de una nube de gas primordial (hidrógeno 75% y helio 25%) hace 4.500 millones de años.
El Sol y los planetas gigantes (Júpiter, Saturno, etc) se originaron de esas nubes por la acción de la gravedad que tiende a acumular grandes cantidades de masa en centros bien definidos. Uno de estos centros resultó ser el Sol, otro Júpiter, etc. con la diferencia de que la cantidad de masa que pudo acumular el Sol fue lo suficientemente grande para alcanzar la densidad y temperatura que comienzan el proceso de fusión nuclear.
Los planetas sólidos como la Tierra se formaron por la acumulación de planetesimales que a su vez se formaron por agregación de pequeños fragmentos de materia (acreción).
Transporte del calor interno
• La conducción es la forma como se transporta el calor de un cuerpo más caliente a uno más frío con el cual se encuentra en contacto.
• La convección es un proceso un poco más complejo que se da solamente en fluidos (líquidos y gases). Al ser calentada la parte inferior de un fluido, ésta se expandera y se volverá menos densa que la parte superior más fría, por lo cual tenderá a subir, con lo que la parte fría quedará ahora en contacto con la fuente de calor repitiéndose de esta forma el proceso y dando origen a lo que se llama celdas de convección, en las cuales existen corrientes ascendentes y descendentes.
• La radiación es una forma de transporte de calor que es importante a temperaturas altas; en realidad todos los cuerpos que tienen temperatura por arriba del cero absoluto (cero grados Kelvin o -273.15°C) emiten radiación, pero la frecuencia de la radiación emitida es proporcional a la temperatura del material: los seres humanos emitimos radiación en el infrarrojo y un trozo de hierro calentado a temperaturas muy altas empezará a emitir en el espectro visible.
Historia:
Los científicos de los últimos siglos no tenían métodos para medir las edades
absolutas en las rocas. Solo edades relativas (cronología) se detectaron.
Estimaciones de edades absolutas por el espesor de capas y velocidad de
sedimentación no llegaron a resultados satisfactorios.
1654 USHER: La tierra se formó 4004 antes Cristo.
1715 HALEY: Estimación de la edad por las sales qué contiene la tierra y el mar.
1897 LORD CELVIN: 20-40 millones de años
1899 JOLY: 90 millones de años.
1931 SCHUCHERT: 4.000 millones de años
Solo el método por la medición de la descomposición radioactiva de algunos
isótopos (U, Rb, C) llegó al fin a edades absolutas de la formación de rocas. Hoy
sabemos qué la tierra tiene un edad de 4.750 millones de años. Se puede medir este
edad por medio de isótopos radioactivos y su descomposición permanente.
Millones
de años Eón Era Período Época
Ciclos
orogénicos
Holoceno
2
Neozoica o
Cuaternaria
Pleistoceno
Plioceno Neógeno
Mioceno
Oligoceno
Eoceno
65
Cenozoica o
Terciaria Paleógeno
Paleoceno
Superior Cretácico
Inferior
Malm
Dogger Jurásico
Lias
Superior
Medio
225
Mesozoica o
Secundaria
Triásico
Inferior
Alpino
Superior Pérmico
Inferior
Superior Carbonífero
Inferior
Superior
Medio Devónico
Inferior
Hercínico
Superior Silúrico
Inferior
Superior Ordovícico
Inferior
Superior
Medio
570
Fanerozoico
Paleozoica
o Primaria
Cámbrico
Inferior
Caledoniano
2500 Proterozoico Precámbrica Algónquico Huroniano
4500 Criptozoico Arcaico
Composición de la corteza terrestre:
Elemento químico % de átomos % por peso
O 62,1 46,5
Si 22,0 28,9
Al 6,5 8,3
Fe 1,8 4,8
Ca 2,2 4,1
Na 2,1 2,3
K 1,3 2,4
Mg 1,6 1,9
Ti - 0,5
Compuesto químico Corteza continental (en %) Corteza oceánica (en %)
SiO2 60,2 48,7
Al2O3 15,2 16,5
Fe2O3 2,5 2,3
FeO 3,8 6,2
MgO 3,1 6,8
CaO 5,5 12,3
Na2O 3,0 2,6
K2O 2,9 0,4
Unidad 6. La dinámica de la geosfera 1. Dinámica litosférica / 1.1. Tectónica de placas
La litosfera está formada
por una serie de placas
contiguas.
En estas placas
se diferencian dos zonas:
el área intraplaca
(geológicamente estable)
y los bordes o límites
de placas (geológicamente
inestables).
Los bordes o límites
de placas coinciden
con las zonas de mayor
actividad sísmica
y volcánica del planeta.
Relación entre las placas litosféricas y los límites de placas.
Unidad 6. La dinámica de la geosfera 1. Dinámica litosférica / 1.1. Tectónica de placas
Principales cinturones de riesgo sísmico mundiales.
La litosfera está formada
por una serie de placas
contiguas.
En estas placas
se diferencian dos zonas:
el área intraplaca
(geológicamente estable)
y los bordes o límites
de placas (geológicamente
inestables).
Los bordes o límites
de placas coinciden
con las zonas de mayor
actividad sísmica
y volcánica del planeta.
Unidad 6. La dinámica de la geosfera 1. Dinámica litosférica / 1.1. Tectónica de placas
Distribución de los volcanes activos en relación con las placas litosféricas.
La litosfera está formada
por una serie de placas
contiguas.
En estas placas
se diferencian dos zonas:
el área intraplaca
(geológicamente estable)
y los bordes o límites
de placas (geológicamente
inestables).
Los bordes o límites
de placas coinciden
con las zonas de mayor
actividad sísmica
y volcánica del planeta.
Unidad 6. La dinámica de la geosfera 1. Dinámica litosférica / 1.1. Tectónica de placas
Relación entre las placas litosféricas y los límites de placas.
Límites divergentes o constructivos.
Límites de placas
Límites convergentes o destructivos.
Límites transcurrentes o pasivos.
Unidad 6. La dinámica de la geosfera 1. Dinámica litosférica / 1.2. Causas del movimiento de las placas
Placa A Placa B
Dorsal
Placa A
Placa B
Subducción
Placa A Placa B
Dorsal Placa A Placa B
Formación de un océano y separación
de los continentes.
Subducción.
Formación de orógenos.
Formación de un rift continental.
Colisión de los continentes.
El ciclo de Wilson
TECTÓNICA DE PLACAS
Antecedentes históricos
• En 1885 y basándose en la distribución de
floras fósiles y de sedimentos de origen
glacial, el geólogo suizo Suess propuso la
existencia de un supercontinente que
incluía India, África y Madagascar,
posteriormente añadiendo a Australia y a
Sudamérica. A este supercontinente le
denominó Gondwana.
• El astrónomo y meteorólogo alemán Alfred Wegener (1880-1930) fue quien propuso que los continentes en el pasado geológico estuvieron unidos en un supercontinente de nombre Pangea, que posteriormente se habría disgregado por deriva continental. Su libro Entstehung der Kontinente und Ozeane (La Formación de los Continentes y Océanos; 1915) tuvo poco reconocimiento y fue criticado por falta de evidencia a favor de la deriva, por la ausencia de un mecanismo que la causara, y porque se pensaba que tal deriva era físicamente imposible.
• En 1937, el geólogo sudafricano
Alexander Du Toit publicó una lista de diez
líneas de evidencia a favor de la
existencia de dos supercontinentes,
Laurasia y Gondwana, separados por un
océano de nombre Tethys el cual
dificultaría la migración de floras entre los
dos supercontinentes.
Mapa original de
Du Toit
mostrando su
reconstrucción
de Gondwana
separada de
Laurencia por el
Tethys.
Los datos a favor de un supercontinente
• La glaciación de Gondwana (evento
glaciar en el Pérmico hace 280ma)
• Datos litológicos y estructurales
Capas de roca que
forman una
columna
estratigráfica
pérmica han sido
encontradas en
partes de África,
Sudamérica,
Antártida, e India.
Esta secuencia de
rocas fue
depositada antes de
la disgregación del
supercontinente
Pangea
• Datos paleontológicos
A- Bordes divergentes (Dorsales
oceánicas) Donde las placas se
separan, lo que produce el ascenso de
material desde el manto para crear
nuevo suelo oceánico.
B- Bordes convergentes (Zonas de
Subducción)
Donde las placas se juntan, lo que
provoca la subducción de litosfera
oceánica en el manto.
C- Bordes de falla transformante
Donde las placas se desplazan
lateralmente sin la producción ni la
destrucción de litosfera.
La topografía de todas las
dorsales excepto la del Pacífico
oriental es una gran elevación
con una fosa o valle de rift en el
centro. Las dorsales, que se
extienden a lo largo de 70000 Km
a través de todas las principales
cuencas oceánicas, pueden
ocupar posiciones centrales
como es el caso de la dorsal
Atlántica, que divide al oceáno en
dos mitades practicamente
simétricas, o pueden ocupar
posiciones más cercanas a los
continentes, como, por ejemplo,
la dorsal del Pacífico.
Los valles del Rift de África
oriental representan el estadio
inicial de la ruptura de un
continente. La extensa actividad
volcánica que acompaña la
formación de un rift continental
tiene su ejemplo en las grandes
montañas volcánicas como el
Kilimanjaro y el Monte Kenia. Si
los valles de rift africanos siguen
activos en el futuro, África
oriental acabará separándose del
continente principal de forma
parecida a como la península
arábiga se escindío de África
hace tan sólo unos pocos
millones de años.
Zonas de subducción
Las zonas de subducción
son áreas de la superficie
terrestre donde tiene lugar
la convergencia de dos
placas litosféricas.
Puntos calientes
Existen algunas áreas restringidas que presentan un adelgazamiento de la corteza por el ascenso de material del manto, que sin embargo no llega a constituir una celda de convección. A estas áreas se les denomina "puntos calientes" (hot spots) y el ejemplo más conocido es el de las islas Hawai. Al irse desplazando la litosfera por encima de un punto caliente, éste va dejando su huella en forma de una cadena montañosa compuesta por volcanes extintos.
Existen más de 120 puntos calientes que han estado
activos en los últimos 10 Ma, distribuidos sobre
océanos y continentes. Ya que varios de ellos se
encuentran cercanos a cordilleras mesooceánicas se
ha propuesto que uno o varios puntos calientes
pueden originar una ruptura y un centro de expansión;
también se ha dicho que es el material ascendente de
estos centros el que favorece la ascensión de una
pluma; el hecho es que hoy día aún no se sabe qué
determina su posición.
Los más activos con doble círculo
Los terremotos son los cuadrados amarillos.
Esta imagen ha sido modificada de This Dynamic
Earth, una publicación de U.S. Geological Survey
Los terremotos son los cuadrados
amarillos.
Esta imagen ha sido modificada de This
Dynamic Earth, una publicación de U.S.
Geological Survey
Los terremotos son los cuadrados
amarillos.
Esta imágen ha sido modificada de
This Dynamic Earth, una publicación
de U.S. Geological Survey
Unidad 6. La dinámica de la geosfera 2. Procesos geológicos internos / 2.1. Pliegues y fallas
Pliegues
Fallas
Según la antigüedad de los materiales del núcleo Según la simetría
Tipos de fallas
Asociaciones de fallas
sinclinal asimétrico
recto inclinado tumbado
normal inversa transformante rotacional
horst graben
anticlinal simétrico
Según la inclinación del plano axial
Elementos de una falla
Elementos de un pliegue
Tipos de pliegues
Anticlinal en calizas y margas de la Formación Sierra Fraga (Jurásico)
Sector El Escorial/Qda. Paipote, III. Región / Chile (Foto W.Griem 1999)
Unidad 6. La dinámica de la geosfera 2. Procesos geológicos internos / 2.1. Pliegues y fallas
ESFUERZO ESTRUCTURA
TECTÓNICA LÍMITE DE PLACA
Distensivo
Falla normal
Horst
Graben
Divergente
Compresivo
Pliegue
Falla inversa
Cabalgamiento
Manto de corrimiento
Convergente
De cizalla Falla de desgarre Transcurrente
Las estructuras tectónicas están relacionadas con el tipo de esfuerzo
que soporta la litosfera.
ESFUERZO ESTRUCTURA
TECTÓNICA LÍMITE DE PLACA
Distensivo
Falla normal
Horst
Graben
Divergente
Compresivo
Pliegue
Falla inversa
Cabalgamiento
Manto de corrimiento
Convergente
De cizalla Falla de desgarre Transcurrente
ESFUERZO ESTRUCTURA
TECTÓNICA LÍMITE DE PLACA
Distensivo
Falla normal
Horst
Graben
Divergente
Compresivo
Pliegue
Falla inversa
Cabalgamiento
Manto de corrimiento
Convergente
De cizalla Falla de desgarre Transcurrente
ESFUERZO ESTRUCTURA
TECTÓNICA LÍMITE DE PLACA
Distensivo
Falla normal
Horst
Graben
Divergente
Compresivo
Pliegue
Falla inversa
Cabalgamiento
Manto de corrimiento
Convergente
De cizalla Falla de desgarre Transcurrente
ESFUERZO ESTRUCTURA
TECTÓNICA LÍMITE DE PLACA
Distensivo
Falla normal
Horst
Graben
Divergente
Compresivo
Pliegue
Falla inversa
Cabalgamiento
Manto de corrimiento
Convergente
De cizalla Falla de desgarre Transcurrente
ESFUERZO ESTRUCTURA
TECTÓNICA LÍMITE DE PLACA
Distensivo
Falla normal
Horst
Graben
Divergente
Compresivo
Pliegue
Falla inversa
Cabalgamiento
Manto de corrimiento
Convergente
De cizalla Falla de desgarre Transcurrente
ESFUERZO ESTRUCTURA
TECTÓNICA LÍMITE DE PLACA
Distensivo
Falla normal
Horst
Graben
Divergente
Compresivo
Pliegue
Falla inversa
Cabalgamiento
Manto de corrimiento
Convergente
De cizalla Falla de desgarre Transcurrente
ESFUERZO ESTRUCTURA
TECTÓNICA LÍMITE DE PLACA
Distensivo
Falla normal
Horst
Graben
Divergente
Compresivo
Pliegue
Falla inversa
Cabalgamiento
Manto de corrimiento
Convergente
De cizalla Falla de desgarre Transcurrente
ESFUERZO ESTRUCTURA
TECTÓNICA LÍMITE DE PLACA
Distensivo
Falla normal
Horst
Graben
Divergente
Compresivo
Pliegue
Falla inversa
Cabalgamiento
Manto de corrimiento
Convergente
De cizalla Falla de desgarre Transcurrente
ESFUERZO ESTRUCTURA
TECTÓNICA LÍMITE DE PLACA
Distensivo
Falla normal
Horst
Graben
Divergente
Compresivo
Pliegue
Falla inversa
Cabalgamiento
Manto de corrimiento
Convergente
De cizalla Falla de desgarre Transcurrente
Unidad 6. La dinámica de la geosfera 2. Procesos geológicos internos / 2.2. Magmatismo
Magma
Fundido de minerales silicatados que se halla a una temperatura superior a 800 ºC.
En él coexisten una fase líquida, con gases disueltos por efecto de las elevadas
presiones (fracción volátil), y una fase sólida, con cierta cantidad de minerales.
Magmatismo Proceso complejo que comprende desde la formación, evolución y consolidación
de los magmas hasta la formación de las rocas magmáticas.
Diferenciación magmática Variación en la composición de un magma durante su evolución que es debida al
proceso de cristalización fraccionada.
Cristalización fraccionada
Proceso en el que, al descender la temperatura, cristalizan primero los minerales
que presentan mayor punto de fusión, y en último lugar, los de menor punto de fusión.
A causa de este proceso, el magma se enriquece en sílice de forma progresiva.
Relación entre la presión y la temperatura
para la formación de magmas Texturas magmáticas
Magma
Fundido de minerales silicatados que se halla a una temperatura superior a 800 ºC.
En él coexisten una fase líquida, con gases disueltos por efecto de las elevadas
presiones (fracción volátil), y una fase sólida, con cierta cantidad de minerales.
Magmatismo Proceso complejo que comprende desde la formación, evolución y consolidación
de los magmas hasta la formación de las rocas magmáticas.
Diferenciación magmática Variación en la composición de un magma durante su evolución que es debida al
proceso de cristalización fraccionada.
Cristalización fraccionada
Proceso en el que, al descender la temperatura, cristalizan primero los minerales
que presentan mayor punto de fusión, y en último lugar, los de menor punto de fusión.
A causa de este proceso, el magma se enriquece en sílice de forma progresiva.
Magma
Fundido de minerales silicatados que se halla a una temperatura superior a 800 ºC.
En él coexisten una fase líquida, con gases disueltos por efecto de las elevadas
presiones (fracción volátil), y una fase sólida, con cierta cantidad de minerales.
Magmatismo Proceso complejo que comprende desde la formación, evolución y consolidación
de los magmas hasta la formación de las rocas magmáticas.
Diferenciación magmática Variación en la composición de un magma durante su evolución que es debida al
proceso de cristalización fraccionada.
Cristalización fraccionada
Proceso en el que, al descender la temperatura, cristalizan primero los minerales
que presentan mayor punto de fusión, y en último lugar, los de menor punto de fusión.
A causa de este proceso, el magma se enriquece en sílice de forma progresiva.
Magma
Fundido de minerales silicatados que se halla a una temperatura superior a 800 ºC.
En él coexisten una fase líquida, con gases disueltos por efecto de las elevadas
presiones (fracción volátil), y una fase sólida, con cierta cantidad de minerales.
Magmatismo Proceso complejo que comprende desde la formación, evolución y consolidación
de los magmas hasta la formación de las rocas magmáticas.
Diferenciación magmática Variación en la composición de un magma durante su evolución que es debida al
proceso de cristalización fraccionada.
Cristalización fraccionada
Proceso en el que, al descender la temperatura, cristalizan primero los minerales
que presentan mayor punto de fusión, y en último lugar, los de menor punto de fusión.
A causa de este proceso, el magma se enriquece en sílice de forma progresiva.
Magma
Fundido de minerales silicatados que se halla a una temperatura superior a 800 ºC.
En él coexisten una fase líquida, con gases disueltos por efecto de las elevadas
presiones (fracción volátil), y una fase sólida, con cierta cantidad de minerales.
Magmatismo Proceso complejo que comprende desde la formación, evolución y consolidación
de los magmas hasta la formación de las rocas magmáticas.
Diferenciación magmática Variación en la composición de un magma durante su evolución que es debida al
proceso de cristalización fraccionada.
Cristalización fraccionada
Proceso en el que, al descender la temperatura, cristalizan primero los minerales
que presentan mayor punto de fusión, y en último lugar, los de menor punto de fusión.
A causa de este proceso, el magma se enriquece en sílice de forma progresiva.
Magma
Fundido de minerales silicatados que se halla a una temperatura superior a 800 ºC.
En él coexisten una fase líquida, con gases disueltos por efecto de las elevadas
presiones (fracción volátil), y una fase sólida, con cierta cantidad de minerales.
Magmatismo Proceso complejo que comprende desde la formación, evolución y consolidación
de los magmas hasta la formación de las rocas magmáticas.
Diferenciación magmática Variación en la composición de un magma durante su evolución que es debida
al proceso de cristalización fraccionada.
Cristalización fraccionada
Proceso en el que, al descender la temperatura, cristalizan primero los minerales
que presentan mayor punto de fusión, y en último lugar, los de menor punto de fusión.
A causa de este proceso, el magma se enriquece en sílice de forma progresiva.
Magma
Fundido de minerales silicatados que se halla a una temperatura superior a 800 ºC.
En él coexisten una fase líquida, con gases disueltos por efecto de las elevadas
presiones (fracción volátil), y una fase sólida, con cierta cantidad de minerales.
Magmatismo Proceso complejo que comprende desde la formación, evolución y consolidación
de los magmas hasta la formación de las rocas magmáticas.
Diferenciación magmática Variación en la composición de un magma durante su evolución que es debida
al proceso de cristalización fraccionada.
Cristalización fraccionada
Proceso en el que, al descender la temperatura, cristalizan primero los minerales
que presentan mayor punto de fusión, y en último lugar, los de menor punto de fusión.
A causa de este proceso, el magma se enriquece en sílice de forma progresiva.
Magma
Fundido de minerales silicatados que se halla a una temperatura superior a 800 ºC.
En él coexisten una fase líquida, con gases disueltos por efecto de las elevadas
presiones (fracción volátil), y una fase sólida, con cierta cantidad de minerales.
Magmatismo Proceso complejo que comprende desde la formación, evolución y consolidación
de los magmas hasta la formación de las rocas magmáticas.
Diferenciación magmática Variación en la composición de un magma durante su evolución que es debida
al proceso de cristalización fraccionada.
Cristalización fraccionada
Proceso en el que, al descender la temperatura, cristalizan primero los minerales
que presentan mayor punto de fusión, y en último lugar, los de menor punto de fusión.
A causa de este proceso, el magma se enriquece en sílice de forma progresiva.
Unidad 6. La dinámica de la geosfera 2. Procesos geológicos internos / 2.2. Magmatismo
batolito
batolito
lacolito
dique
sill lacolito
Emplazamientos magmáticos Edificio volcánico
Productos
volcánicos
Gaseosos
Fluidos o lavas
Sólidos o piroclastos
Vapor de agua, CO2, CO, H2S, SO2, HCl...
Bombas volcánicas (3 cm - 30 cm)
Lapilli (0,3 cm – 3 cm)
Cenizas (0,3 cm)
Lavas cordadas o pahoehoe
Lavas en bloque o aa
Lavas almohadilladas
Unidad 6. La dinámica de la geosfera 2. Procesos geológicos internos / 2.2. Magmatismo
Magma
ácido
Magma
intermedio
Magma
básico
Magma
ultrabásico
según su contenido en sílice (SiO2) según su composición química
Magma andesítico
o calcoalcalino
Magma
granítico
Alcalino Toleítico
puede ser
TIPOS DE MAGMAS
Magma
basáltico
Rocas magmáticas plutónicas y sus equivalentes volcánicas
en función de sus componentes mineralógicos
En los orógenos de tipo
andino, cuanto mayor
es la profundidad
a la que se forma
el magma, más alejado
se encuentra este
de la fosa oceánica.
La clasificación de estas rocas volcánicas se establece, en primer lugar, atendiendo al contenido de SiO2, dividiéndose en : Ultrabásicas: SiO2 <45% Básicas: SiO2 45% al 52% Intermedias: SiO2, 52% al 66% Ácidas: SiO2 66%
Formación del archipiélago de Hawai.
Unidad 6. La dinámica de la geosfera 2. Procesos geológicos internos / 2.2. Magmatismo
Dorsales asísmicas Formación de aulacógenos
Triángulo de Afar.
Estos fenómenos magmáticos intraplaca están
relacionados con el vulcanismo de los puntos calientes.
Localización de los principales puntos calientes.
(Actualmente, se considera que el vulcanismo de Canarias puede estar relacionado
con un sistema de fracturas, ya que no existe un vulcanismo alineado en el tiempo
y en el espacio.)
Fenómenos magmáticos intraplaca
Unidad 6. La dinámica de la geosfera 2. Procesos geológicos internos / 2.3. Sismicidad
Actividad sísmica
de los límites convergentes
(zonas de subducción)
Actividad sísmica
de los límites transcurrentes
(fallas transformantes)
Actividad sísmica
de los límites divergentes
(dorsales)
Se produce a poca profundidad.
Está causada por los esfuerzos
tensionales que soportan
las dorsales.
Estos esfuerzos provocan
fracturas en el rift.
Da lugar a un sistema de fallas
normales o graben.
El epicentro se produce
en los límites convergentes
y el hipocentro en el plano
de Benioff.
Está causada por esfuerzos
tensionales, de cizalla
o compresivos.
Se produce a poca
profundidad.
Está causada por esfuerzos
de cizalla.
Estos límites conforman
los denominados
cinturones sísmicos
de la Tierra.
Falla de San Andrés,
en California (EE UU).
Unidad 6. La dinámica de la geosfera 2. Procesos geológicos internos / 2.4. Metamorfismo
Temperatura.
Procesos metamórficos Factores que favorecen
el metamorfismo
Texturas metamórficas
Presión.
Fase fluida.
Brechificación.
Deshidratación.
Recristalización.
Formación de estructuras
orientadas.
Reajustes mineralógicos.
El metamorfismo es el conjunto de reacciones y transformaciones
que sufren las rocas, en estado sólido, cuando se ven sometidas
a condiciones distintas de las de su formación.
El proceso de interacción entre la roca que está sufriendo
metamorfismo y los fluidos intersticiales se conoce como
metasomatismo.
Unidad 6. La dinámica de la geosfera 2. Procesos geológicos internos / 2.4. Metamorfismo
Diagrama de fases
Representación gráfica de las condiciones de presión
y temperatura a las que son estables determinadas
fases minerales.
Mineral índice
Mineral estable bajo unas condiciones determinadas
de presión y temperatura. Por tanto, es indicador
de dichas condiciones.
Paragénesis mineral Conjunto de minerales índice que definen el grado
de metamorfismo que ha sufrido una roca.
Facies metamórfica
Conjunto de rocas formadas por una paragénesis
y condicionadas por la composición química de la roca
original.
METAMORFISMO SEGÚN EL AMBIENTE GEOLÓGICO
Tipos Características Zonas donde se produce
Regional o dinamotérmico Depende de la presión y la temperatura. Origina zonas
de rocas metamórficas asociadas a cadenas montañosas. En zonas de colisión continental.
De contacto o térmico
Depende de la temperatura que sufre la roca encajante
de un intrusión magmática, la cual desarrolla una aureola
metamórfica. Da lugar a rocas llamadas corneanas.
En zonas de subducción
y en áreas próximas a la dorsal.
Cataclástico o
dinamometamorfismo
Está relacionado con la presión dirigida de los esfuerzos
tectónicos. Se originan rocas llamadas cataclastitas
(con textura cataclástica) y milonitas (con textura orientada).
A lo largo de planos de falla o zonas
de cizalla.
Diagrama de fases
Representación gráfica de las condiciones de presión
y temperatura a las que son estables determinadas
fases minerales.
Mineral índice
Mineral estable bajo unas condiciones determinadas
de presión y temperatura. Por tanto, es indicador
de dichas condiciones.
Paragénesis mineral Conjunto de minerales índice que definen el grado
de metamorfismo que ha sufrido una roca.
Facies metamórfica
Conjunto de rocas formadas por una paragénesis
y condicionadas por la composición química de la roca
original.
Diagrama de fases
Representación gráfica de las condiciones de presión
y temperatura a las que son estables determinadas
fases minerales.
Mineral índice
Mineral estable bajo unas condiciones determinadas
de presión y temperatura. Por tanto, es indicador
de dichas condiciones.
Paragénesis mineral Conjunto de minerales índice que definen el grado
de metamorfismo que ha sufrido una roca.
Facies metamórfica
Conjunto de rocas formadas por una paragénesis
y condicionadas por la composición química de la roca
original.
Diagrama de fases
Representación gráfica de las condiciones de presión
y temperatura a las que son estables determinadas
fases minerales.
Mineral índice
Mineral estable bajo unas condiciones determinadas
de presión y temperatura. Por tanto, es indicador
de dichas condiciones.
Paragénesis mineral Conjunto de minerales índice que definen el grado
de metamorfismo que ha sufrido una roca.
Facies metamórfica
Conjunto de rocas formadas por una paragénesis
y condicionadas por la composición química de la roca
original.
Diagrama de fases
Representación gráfica de las condiciones de presión
y temperatura a las que son estables determinadas
fases minerales.
Mineral índice
Mineral estable bajo unas condiciones determinadas
de presión y temperatura. Por tanto, es indicador
de dichas condiciones.
Paragénesis mineral Conjunto de minerales índice que definen el grado
de metamorfismo que ha sufrido una roca.
Facies metamórfica
Conjunto de rocas formadas por una paragénesis
y condicionadas por la composición química de la roca
original.
Diagrama de fases
Representación gráfica de las condiciones de presión
y temperatura a las que son estables determinadas
fases minerales.
Mineral índice
Mineral estable bajo unas condiciones determinadas
de presión y temperatura. Por tanto, es indicador
de dichas condiciones.
Paragénesis mineral Conjunto de minerales índice que definen el grado
de metamorfismo que ha sufrido una roca.
Facies metamórfica
Conjunto de rocas formadas por una paragénesis
y condicionadas por la composición química de la roca
original.
Diagrama de fases
Representación gráfica de las condiciones de presión
y temperatura a las que son estables determinadas
fases minerales.
Mineral índice
Mineral estable bajo unas condiciones determinadas
de presión y temperatura. Por tanto, es indicador
de dichas condiciones.
Paragénesis mineral Conjunto de minerales índice que definen el grado
de metamorfismo que ha sufrido una roca.
Facies metamórfica
Conjunto de rocas formadas por una paragénesis
y condicionadas por la composición química de la roca
original.
Diagrama de fases
Representación gráfica de las condiciones de presión
y temperatura a las que son estables determinadas
fases minerales.
Mineral índice
Mineral estable bajo unas condiciones determinadas
de presión y temperatura. Por tanto, es indicador
de dichas condiciones.
Paragénesis mineral Conjunto de minerales índice que definen el grado
de metamorfismo que ha sufrido una roca.
Facies metamórfica
Conjunto de rocas formadas por una paragénesis
y condicionadas por la composición química de la roca
original.
Unidad 6. La dinámica de la geosfera 3. Procesos geológicos externos
Sedimentación Meteorización Erosión Transporte
Tiene lugar cuando el medio
de transporte pierde
capacidad de carga.
Puede ser física o química.
Gelifracción o gelivación
Crioturbación
Termoclasticidad
Haloclasticidad
Bioclasticidad
Hidrólisis
Carbonatación
Disolución
Hidratación
Oxidación
Puede ser de dos tipos:
Es la alteración in situ de las rocas
de la corteza terrestre expuestas
a la acción de la atmósfera.
Los principales procesos son:
Los principales procesos son:
Tras la meteorización se
produce una nivelación del
relieve como consecuencia
de la pérdida de materiales.
Estos agentes dan lugar
a distintas formas erosivas
de modelado.
Los agentes erosivos son
el aire, el agua o el hielo.
Estos materiales adquieren
las características texturales
propias del modo de transporte.
Los materiales erosionados
viajan por la acción de los
agentes geológicos externos.
Puede ser de dos tipos:
fluvial (A) o eólico (B).
Física. Disgrega
mecánicamente las rocas.
Química. Altera la composición
química de las rocas.
Estos procesos geológicos externos llevan a cabo la denudación continental, gliptogénesis, con la consiguiente
modificación del relieve. La transformación posterior de los sedimentos en rocas sedimentarias se denomina diagénesis,
y sus principales procesos son: compactación, cementación, disolución, reemplazamiento y recristalización.
Física. Disgrega
mecánicamente las rocas.
Química. Altera la composición
química de las rocas.
METEORIZACIÓN MECÁNICA
METEORIZACIÓN QUÍMICA
En este ejemplo se aplicó la meteorización a una muestra de un gneis granítico (roca metamórfica). Al principio la muestra contiene más de 40 % de plagioclasa, 30 % de feldespatos y 30 % de cuarzo. Durante la meteorización al primero la plagioclasa se descompositó, después desapareció el feldespato. Durante todo el proceso se formó un mineral nuevo: el caolín. Entonces la meteorización destruye minerales, pero también se forman minerales nuevos.
GOLDICH, S. (1938): Journal of Geoloy; vol. 46)
Unidad 6. La dinámica de la geosfera 4. Modelado del relieve
Factores que condicionan
el modelado del relieve
Clima
Estructura geológica
Sistemas morfoclimáticos
Litología
Son el conjunto de acciones y mecanismos erosivos que actúan en cada
uno de los grandes dominios climáticos.
Dan origen a un relieve con características propias.
Los sistemas morfoclimáticos que se conocen son: glaciar
periglaciar
templado-húmedo
árido-subárido
intertropical
Unidad 6. La dinámica de la geosfera 4. Modelado del relieve / 4.1. Modelado fluvial
Son importantes agentes del modelado del relieve.
Los cursos fluviales se dividen en tres grupos en función
de su trazado: rectos, ramificados o anastomosados,
y meandriformes.
Ríos Poseen gran cantidad de energía, que erosiona y profundiza
el propio cauce, el cual adquiere una característica forma en «V».
Son cursos de agua con cauce fijo y caudal
estacional.
Erosionan el fondo del cauce, principalmente en la cuenca
de recepción, y transportan los materiales por el canal
de desagüe hasta que se sedimentan en el cono
de deyección, donde forman los depósitos de piedemonte.
Torrentes
El modelado fluvial es característico del sistema morfoclimático templado-húmedo.
cuenca
de recepción
canal de desagüe
cono de deyección
Unidad 6. La dinámica de la geosfera 4. Modelado del relieve / 4.1. Modelado fluvial
Provoca una pérdida progresiva de la pendiente.
Origina pilancones o marmitas de gigante
y cascadas con cavidades en su base.
Erosión fluvial
Acción de arrastre producida por el caudal
y los productos que arrastra la corriente
sobre el cauce, de forma que erosiona
los materiales aluviales mal consolidados.
Proceso de desgaste mecánico producido
por el golpeteo de las partículas que arrastra
la corriente.
Mecanismo de excavación del cauce desde
la desembocadura hasta la cabecera, la cual
se aleja progresivamente.
Acción hidráulica
Abrasión fluvial
Erosión remontante
Pilancones. Son oquedades cilíndricas
excavadas en el lecho rocoso del curso
alto de un río.
Puede dar lugar al fenómeno de captura
de un río.
Depósitos de un río meandriforme.
aluviones antiguos
canal abandonado
Depósitos de un río anastomosado.
canal activo
Unidad 6. La dinámica de la geosfera 4. Modelado del relieve / 4.1. Modelado fluvial
Barras de canal.
Depósitos de fondo.
Depósitos de point bar.
Depósitos de dique.
Depósitos de llanura de inundación.
Depósitos enraizados en grietas.
Sedimentación fluvial
Los depósitos aluviales son los mejor clasificados,
ya que en primer lugar se depositan los materiales
más gruesos, mientras que los más finos pueden
continuar y acumularse más lejos.
Son depósitos aluviales antiguos que se quedan
colgados al encajarse el cauce.
Terrazas fluviales
barra llanura
de inundación
abandonada
relleno de canal
de grano fino
Depósitos de canal
Depósitos de márgenes
dique
depósitos enraizados
en grietas
point bar
llanura
de inundación
Principalmente existen cuatro diferentes modos de transportar
partículas en el agua:
a) En solución: como iónes Na+, Cl-, K+, Ca2+
b) En suspensión: Partículas pequeñas flotantes
c) En saltación: Partículas medianas
d) Tracción: Partículas grandes
Se puede diferenciar entre tres tipos de ríos principales: Un río del tipo braided
con varios canales de agua y varios bancos de arena y gravas. El río del tipo
braided se encuentra en las montañas o en regiones subpolares. La cantidad de
agua puede ser muy variable entre primavera y otoño/invierno.
Los ríos con meandros se encuentra en los sectores de colinas y llanuras. La
inclinación mediana provoca, que el río por sí mismo produce curvas.
Ríos rectos existen en las llanuras grandes con poca inclinación. Los ríos
principalmente son grande con una velocidad del flujo lento.
Unidad 6. La dinámica de la geosfera 4. Modelado del relieve / 4.2. Modelado eólico
Erosión eólica
Formación del pavimento desértico
Puede formar un pavimento desértico
o crear depresiones de deflación.
Acción de arrastre que ejerce el viento
sobre las partículas sueltas que están sobre
la superficie del suelo.
Deflación
Corrasión o abrasión
Es el desgaste producido por el impacto
de las partículas que arrastra el viento.
Erosión diferencial
Se produce sobre rocas blandas y heterogéneas
o sobre rocas estratificadas.
Da lugar a nidos de abeja o alvéolos,
y resalta los planos de estratificación.
Origina rocas fungiformes, superficies
pulimentadas y cantos facetados.
Unidad 6. La dinámica de la geosfera 4. Modelado del relieve / 4.2. Modelado eólico
Sedimentación eólica
hamada
reg erg
Desierto
arenoso.
Formación de barjanes a partir
de una duna transversal.
Formación de una duna
longitudinal.
Marcas
de rizadura
(ripples).
viento viento
viento viento
Formación de una duna en estrella.
Sedimentos amarillentos de grano fino, generalmente de tamaño limo
y originado a partir del polvo que el viento transporta en suspensión.
Se encuentran en los sistemas morfoclimáticos áridos, subáridos,
glaciares y periglaciares.
Loess
Aflora la roca
sustrato. Desierto
pedregoso.
• Ambiente eólico • Bajo de la palabra eólico se reconoce todos los fenómenos de la acción del viento.
Existe Erosión-transporte-deposición eólica es decir por el viento. El ambiente eólico
no es tan abundante como el ambiente fluvial, pero en sectores sin vegetación
(desiertos) juega un papel muy importante. Además los depósitos eólicos existentes
se investigan como testigo y producto de un cambio climático.
• Lugares:
Los fenómenos del viento, la erosión eólica, dunas hoy se puede observar en
siguientes zonas:
– Zonas sin vegetación
Zonas áridas: Desiertos, zonas subpolares
Sectores con viento fuerte
– Ejemplos: Norte de Chile, Sahara (África), Península antártica, Svalbard,
Groenlandia
Erosión por el viento:
En regiones sin vegetación y con mucho viento la atmósfera contiene una gran cantidad de polvo (de
tamaño silt o arena). El choque de estas partículas contra una roca dura provoca una abrasión
(erosión eólica).
Una forma especial de erosión eólica son los tafoni. Son alvéolos grandes (1m) redondas como se
puede observar entre Caldera y Chañaral.
Ondulaciones por el viento:
Las fuerzas eólicas también forman ripple marcs en regiones
donde falta vegetación.
La diferencia entre ondulaciones de agua y ondulaciones del
viento es la simetría de la estructura.
El viento es capaz de transportar y acumular grandes cantidades de material fino
(arena). Estas dunas se forman en regiones principalmente sin vegetación y de
fuertes vientos.
Duna longitudinal
Dunas son acumulaciones de arena y silt sobre rocas más antiguas. Fueron
acumulado por las fuerzas eólicas en regiones de poca vegetación
Una duna longitudinal se expande
en la misma dirección como
la dirección del viento.
Delicate Arch, Arches National Park,
Utah. (Photograph by Peter Kresan.)
Sparse, very dry, single-species
vegetation in Death Valley,
California.
Ripples on a dune in Eureka Valley,
California (photograph by Terrence Moore).
These crescentic dunes of
coastal Peru are migrating
toward the left (photograph by
John McCauley).
Linear dunes in the western
deserts of Egypt (photograph
by Carol Breed).
Star dunes, such as these of the
Namib, indicate the winds that
formed them blew from many
directions (photograph by Georg
Gerster).
Ripples and horns of this
crescentic dune in Egypt indicate
that the dune is moving right to
left (photograph by John Olsen).
Unidad 6. La dinámica de la geosfera 4. Modelado del relieve / 4.3. Modelado glaciar
Es una gran acumulación de hielo sobre tierra firme
que, debido a sus propiedades plásticas, puede
trasladarse a favor de la pendiente general del terreno
y originar un valle en forma de «U».
Se produce cuando la cantidad de precipitaciones caídas
en forma de nieve durante el invierno supera las perdidas
en el verano por fusión (ablación) y evaporación.
Glaciar alpino
Casquete glaciar
zona de acumulación
macizo montañoso
zona de erosión zona de erosión
zona de sedimentación zona de sedimentación
zona de acumulación zona de ablación
pared frontal
circo
neviza
hielo glaciar
base del circo
lengua glaciar
morrena lateral
morrena frontal
till
Valle
glaciar.
Glaciar
Unidad 6. La dinámica de la geosfera 4. Modelado del relieve / 4.3. Modelado glaciar
Estos procesos originan
estrías glaciares,
canales glaciares
y rocas aborregadas. Acción de los bloques diaclasados,
que al ser arrastrados muelen
y estrían el lecho del valle.
Acción erosiva del hielo sobre el fondo
y las paredes de los valles, de donde
arranca los bloques diaclasados
que encuentra a su paso.
Los glaciares tienen una enorme capacidad de transporte,
pero no seleccionan los materiales por tamaños.
Erosión glaciar
Arranque
o nivación glaciar
Abrasión glaciar
Sedimentación glaciar
Roca aborregada.
Entre los materiales que transportan, destacan las morrenas
(de fondo, laterales, centrales y frontales), los tills y las tillitas.
Tills.
Unidad 6. La dinámica de la geosfera 4. Modelado del relieve / 4.4. Modelado periglaciar
El modelado periglaciar se debe a fenómenos
asociados a los cambios de volumen del agua
intersticial del terreno provocados por los ciclos
de hielo-deshielo.
Predominan los procesos de gelifracción
y crioturbación.
Loess.
Derrubios.
Se originan:
Lóbulos y terrazas de solifluxión.
Suelos poligonales.
Pingos e hidrolacolitos.
Césped almohadillado.
Movimientos de ladera
(desprendimientos, deslizamientos,
aludes, creep o reptación, etcétera).
Relieves periglaciares
Pingos e hidrolacolitos. Suelos poligonales.
Crioturbación u horizontes plegados
en un suelo en el que se hielan primero
los niveles más arenosos.
Formación de cuñas de hielo y cuñas de
piedra por retracción del suelo helado
debido a cambios de temperatura.
Césped almohadillado.
Nivel de nieves perpetuas:
* Groenlandia: 0 metros
* Alpes: 2500 metros
* Pirineos: 3000 metros
* Atlas: 3500 metros
* Kilimanjaro: 5000 metros
Inlandsis Glaciar Alpino
Glaciar de pie de monte
Unidad 6. La dinámica de la geosfera 4. Modelado del relieve / 4.5. Modelado kárstico
La disolución kárstica se lleva a cabo
según las siguientes reacciones:
El modelado kárstico tiene lugar,
principalmente, en rocas de naturaleza
carbonatada (calizas y dolomías), aunque
también afecta a los yesos.
La disolución de la caliza deja un residuo
insoluble, especialmente arena silícea y arcilla,
que quedan libres por la disolución del carbonato
y forman así las arcillas de decalcificación.
Modelado kárstico en calizas
(cueva de Castañar de Ibor,
en Cáceres).
Modelado kárstico en yesos (Almería).
H2O + CO2 ⇄ H2CO3
H2CO3 + CaCO3 (insoluble) ⇄ Ca(HCO3)2 (soluble)
Arcillas de decalcificación.
surgencia
lago subterráneo capa impermeable
Unidad 6. La dinámica de la geosfera 4. Modelado del relieve / 4.5. Modelado kárstico
Formas kársticas
Por hundimiento
Torcas o dolinas.
Poljes.
Cañones.
De disolución
Cavidades o sumideros.
Lenar o lapiaz.
Cavernas.
Simas y galerías.
Estalactitas.
De depósito
Estalagmitas.
Columnas.
sumidero
dolina lapiaz
polje
estalagmita
galería
columna
sima estalactita
Etapas de evolución
de un macizo kárstico
lapiaz
surgencia
lago subterráneo capa impermeable
Unidad 6. La dinámica de la geosfera 4. Modelado del relieve / 4.5. Modelado kárstico
Formas kársticas
Por hundimiento
Torcas o dolinas.
Poljes.
Cañones.
De disolución
Cavidades o sumideros.
Lenar o lapiaz.
Cavernas.
Simas y galerías.
Estalactitas.
De depósito
Estalagmitas.
Columnas.
sumidero
dolina lapiaz
polje
estalagmita
galería
columna
sima estalactita
Etapas de evolución
de un macizo kárstico
dolina
surgencia
lago subterráneo capa impermeable
Unidad 6. La dinámica de la geosfera 4. Modelado del relieve / 4.5. Modelado kárstico
Formas kársticas
Por hundimiento
Torcas o dolinas.
Poljes.
Cañones.
De disolución
Cavidades o sumideros.
Lenar o lapiaz.
Cavernas.
Simas y galerías.
Estalactitas.
De depósito
Estalagmitas.
Columnas.
sumidero
dolina lapiaz
polje
estalagmita
galería
columna
sima estalactita
Etapas de evolución
de un macizo kárstico
polje
surgencia
lago subterráneo capa impermeable
Unidad 6. La dinámica de la geosfera 4. Modelado del relieve / 4.5. Modelado kárstico
Formas kársticas
Por hundimiento
Torcas o dolinas.
Poljes.
Cañones.
De disolución
Cavidades o sumideros.
Lenar o lapiaz.
Cavernas.
Simas y galerías.
Estalactitas.
De depósito
Estalagmitas.
Columnas.
sumidero
dolina lapiaz
polje
estalagmita
galería
columna
sima estalactita
Etapas de evolución
de un macizo kárstico
surgencia
lago subterráneo capa impermeable
Unidad 6. La dinámica de la geosfera 4. Modelado del relieve / 4.5. Modelado kárstico
Formas kársticas
Por hundimiento
Torcas o dolinas.
Poljes.
Cañones.
De disolución
Cavidades o sumideros.
Lenar o lapiaz.
Cavernas.
Simas y galerías.
Estalactitas.
De depósito
Estalagmitas.
Columnas.
sumidero
dolina lapiaz
polje
estalagmita
galería
columna
sima estalactita
Etapas de evolución
de un macizo kárstico
dolina
lapiaz
polje
El berma es el cambio de pendiente situado en lo alto de la playa que señala la línea de pleamar normal, donde se acumulan los materiales transportados por el agua.
Los manglares son la representación tropical de las zonas intermareales convertidas en marismas.
Unidad 6. La dinámica de la geosfera 5. Formación de yacimientos minerales asociados a los procesos geológicos
Minerales que acompañan a la mena, pero que no presentan un interés
económico en el momento de la explotación.
Recurso explotable que proporciona rendimiento económico.
Se originan cuando determinados elementos químicos aparecen
en una concentración superior a la media de la corteza, de forma
que pueden ser explotados y tener interés económico.
Mineral del que se extrae el elemento químico de interés.
Cantidad total de mineral que existe en un yacimiento, aunque no sea
rentable para la explotación por su baja concentración o ley.
Yacimientos
Mena
Ganga
Recurso
Reserva
Unidad 6. La dinámica de la geosfera 5. Formación de yacimientos minerales asociados a los procesos geológicos
pueden estar asociados a
Procesos exógenos
dan lugar a
son
Yacimientos ortomagmáticos
Yacimientos pegmatítico-
neumatolíticos
Yacimientos hidrotermales
Yacimietnos volcánicos
Rocas de uso industrial
(mármoles, pizarras...) y
minerales con
aplicación industrial
(granate o andalucita)
originan
dan lugar a
son son
Lateritas
Bauxitas
Gossans
Yacimientos detríticos
Yacimientos químicos
Yacimientos bioquímicos y orgánicos
Sedimentación asociada a fenómenos
volcánicos
YACIMIENTOS MINERALES
Yacimientos asociados a
procesos ígneos Yacimientos asociados
a procesos metamórficos Yacimientos residuales
Procesos endógenos
Yacimientos sedimentarios