1- Origen del sistema solar.

Este se origino a partir de una nebulosa fría que estaba formada básicamente por Hidrogeno, Helio y hielo en polvo y algunos componentes raros como silicatos. Esta nebulosa fría, lo que conocemos como polvo cósmico, es el resultado de la explosión de otro sistema solar por eso la variedad de elementos comunes en todos los planetas. Esta nebulosa empezó a concentrar por la fuerza de la gravedad toda la materia, hasta un 90% de la masa, en el centro. Quedando alrededor el 10% de la masa en forma de disco ecuatorial.

Los planetas y estrellas se forman por acreción gravitacional provocando el choque de partículas con una subida de temperatura y presión llegan a unos 15.10^{3 º}C. Como por ejemplo  en el centro del sol. Con estas condiciones el H arde provocando que los átomos de H+H formen He, esto provoca una fusión atómica que desprende una gran cantidad de energía que es la que nos llega a nosotros. Nuestro sol conserva el 80% del H de su comienzo. Cada vez que se consume más H se van encontrando elementos más pesados.

En los discos ecuatoriales se encuentra unos elementos llamados planetesimales (10% de materia) que caen unos contra otros formando planetas o satélites. En los planetas también existe el proceso de acreción gravitacional provocando que sus altas temperaturas y presión se fundan y al estar rotando su forma es esférica. Estas condiciones no son tan duras como en la formación del sol como para encender el H. comenzando a enfriarse. Cuando se encuentra fundido sus materiales se separan en capas, por su densidad.

Las altas temperaturas cerca del sol provocan que los gases de los planteas más cercanos a él se escaparan hacia la periferia del Sistema Solar, haciendo que los planetas del interior fueran más pequeños y más densos (Mercurio, Venus, Tierra y Marte) estos gases se fueron hacia los planetas más alejados que son más grandes y ligueros (Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno).

El viento solar arrastro todos los fragmentos sueltos que no formaron planetas o satélites provocando un bombardeo de meteoritos, que provocaron cráteres y la inclinación del eje rotatorio.

2- Estructura de la tierra y composición.

La estructura es la ordenación interna de la materia mientras que la forma es el aspecto externo de la materia, siendo la composición los materiales que la constituyen.

2.1- Métodos de estudios de la composición y estructura de la tierra.

La tierra tiene un radio de 6.370 km hay varios métodos con lo que se puede conocer más en profundidad sus capas. Están los métodos directos como el sondeo, los volcanes o la erosión de las cordilleras más antiguas pero esto solo nos permite conocer unos pocos km. de corteza y manto superior. Otro modo directo de conocer la tierra pueden ser los meteoritos. Entre Marte y Júpiter se encuentra un mar de asteroides de un planeta que no se formo. Cuando se produce una alineación planetaria la gravedad puede hacer que uno de estos asteroides salten fueran del cinturón. Estos meteoritos tienen la misma composición que la corteza, el manto y el núcleo.

También disponemos de métodos indirectos por los cuales se puede conocer la estructura y composición de la tierra, los vamos a ir nombrando y explicando su funcionamiento:

• ·         Método de densidad terrestre.

La densidad es igual a la masa partido del volumen, la densidad media de la tierra es de 5´52g/cm³ siendo el interior más denso que la corteza que es de 2´8g/cm^3, siendo la densidad del manto de 4 o 6 g/cm³ y el núcleo entre 10 y 12 g/cm³. Esto es resultado de la diferenciación geoquímica original produciendo que los materiales más densos se fueran hacia el centro.

• ·         Método gravimétrico.

F=G.M-m/d²           F=M.G              G=M/r²

Para obtener los valores locales de la G. hay que hacer unas correcciones de latitud, altitud y aceleración centrifuga. Ya que la gravedad es mayor en los polos que en ecuador, al igual que con la altura hay mayor gravedad en cima de una montaña que a nivel del mar. La aceleración centrifuga va en contra de la gravedad siendo máxima en el ecuador y mínima en los polos.

Cuando hacemos todas estas correcciones y el aparato no coincide, se le conoce como anomalía gravimétrica. Esto se debe a  una anomalía de distribución de masas bajo la superficie, ya que el volumen es igual a la masa pero según la densidad esta varia. Si los valores de masa son mayores a los que debería estaremos en una zona donde hay acumulación de metales esto sirve para buscar  yacimiento y si es al contrario en una zona con menos masa de la que corresponde deducimos que es H₂O, sales petróleo. Así según la densidad  podemos conocer  la composición.

• ·         Gradiente geométrico.

Los volcanes expulsan gases y lava a una temperatura de unos 1200^oC... Al calor interno de la tierra se le llama gradiente de temperatura y es una variable que sigue una línea. Este gradiente geotérmico aumenta en 1^oC casa 33m aumentando 3^oC por cada 100m. Si este gradiente fuera continuo el centro de la tierra estaría a una temperatura de 20.10^{3 o}C donde la materia se encontraría en un estado gaseoso explosivo. Al no serlo el centro de la tierra está a unos 6.10^{3 o}C y  se encuentra solido por la alta presión. 

Este calor procede del origen del propio planeta. La tierra como el sol se creó hace 4500.10⁶ de años pero las rocas de la tierra han actuado como aislante térmico y no lo dejan escapar. Además gracias a elementos radiactivos que se encuentra en la parte superior del manto y en el núcleo externo. Esto explica que la astenosfera sea pastosa y el núcleo externo liquido. Estos materiales se encuentran aquí por la diferenciación geoquímica original por la densidad de estos materiales. Estos elementos radiactivos son el U, Th y el K ya que son inestables. Esto produce una fisión atómica (lo contrario del sol que se unían dos átomos de H para formar He) el U va perdiendo electrones, protones y neutros a la vez que radiactividad y energía nuclear para convertirse en Pb. 

Este calor fluye hacia la superficie de formas diferente:

- conducción en materiales sólidos, se transmite por vibración térmica.

- convección en materiales fluidos.

Las corrientes de convección ascienden por las zonas activas de la corteza produciendo volcanes y sismos y forman a la corteza. Ascienden por la cordillera oceánica se enfrían por debajo de la placa dorsal y caen por la fosa oceánica.

• ·         Método magnético.

La tierra es un gran imán con sus campos magnéticos que se distribuyen según unas líneas de fuerza. Esto es debido a la rotación diferencial entre el núcleo interno de Fe solido respecto de la corteza y manto solido también separados por el núcleo externo líquido. Esto genera corrientes eléctricas en el núcleo externo como haría una dinamo, haciendo funciona al núcleo interno como un imán. Esto produce un campo magnético que hace que las partículas de Fe (lava) o suspendida (brújula) marca el norte situándose en la línea de fuerza. Las líneas de fuerza entran por el norte y sales por el sur.

El campo magnético tiene in eje llamado magnético que se diferencia del eje geográfico. Entre ellos hay un ángulo llamado ángulo de declinación este va cambiando ya que el eje magnético cambia paulatinamente. Esto mismo ocurre con los electroimanes industriales que pueden llegar a invertirse. Este fenómeno se llama inversión de la polaridad. En los últimos 70.10⁶ de años ha habido 171 uno cada 450.10³ y el ultimo ocurrió hace 700.10³ de años. Esto queda marcado en la lava la cual posiciona las partículas de Fe en función del polo electromagnético esto se conoce como paleomagnetismo.

El magnetómetro es un instrumento para medir el campo magnético pudiendo descubrir líneas con el mismo ángulo de declinación llamadas isogomas esto son anomalías en las isogramas que indican rocas ricas en mineral de Fe.

• ·         Método sísmico.

Este es el método más importante para conocer la estructura y composición de la tierra. Ya que cuando se produce un sismo estos producen ondas sísmicas que viajan por todo el interior de la tierra. Un terremoto es la rotura de rocas en el interior de la tierra, donde se produce esta rotura se llama hipocentro. Todas las rocas tienen unos puntos de deformación que son:

1-Elastica cuando cambian de forma por presión y la recuperan al cesar.

2-Plastica cuando no recuperan las formas.

3-Ruptura cuando se rompen.

Un terremoto es cuando las rocas pasan su punto de deformación plástica y se rompen. A mayor presión y temperatura los valores de deformación se separa y viceversa. Al romperse la roca libera instantáneamente toda la energía acumulada en ella durante decenas, cientos de años. Esa energía es liberada en forma de ondas elásticas. Las ondas son una forma de transmitirse una energía por un medio material.

Cuando se produce un terremoto siempre influyen dos tipos de presión. Una fuerza de compresión y otra de deformación, estas ondas se llaman “P” las de compresión y “S” las de deformación. Las ondas “S” tardan el doble de tiempo en llegar a la superficie que las “P”. A las ondas “P” también se le llaman longitudinales ya que cuando pasa la onda la roca se comprime y se dilata una vez pasada. Mientras que las ondas “S” deforman las rocas de forma transversal, por eso son conocidas como ondas transversales.

Cuando se produce un sismo las ondas viajan en todas direcciones, cuando llegan a la superficie son recogidas por un sismógrafo, que recogen las ondas en un sismograma para ser estudiado. Justo encima de donde se ha producido el sismo es donde más se nota el movimiento este punto es conocido como epicentro.

Todas las ondas tienen las mismas propiedades, estas varía según en el medio por el cual se propaga. Esto hace que podamos conoce la estructura y composición de las capas de la tierra. Esto es gracia a la velocidad de las ondas que a mayor rigidez aumenta yendo más rápido en las zonas solidas, más lento en las pastosas, y más lento en loas liquidas. Pero con las ondas “S” no ocurre lo mismo ya que aumenta la velocidad en el sólido la disminuye en el pastoso y se para en el liquido así podemos conocer el estado físico de la tierra. Lo mismo ocurre con la densidad aumentando su velocidad en las rocas más densas y disminuyéndola en las menos. Así podemos conocer la composición de la tierra.

Cuando hay un cambio brusco en la roca (rigidez o densidad) las ondas cambian bruscamente produciendo reflexión o refracción. La reflexión es cuando la onda sufre un cambio de dirección, mientras que la refracción es cuando hay un cambio de medio, dirección y velocidad de la onda. Esto ocurre en cada capa de la tierra, son discontinuidades primarias como son la corteza, manto y núcleo y secundarias la capa superior de la inferior de la corteza y el manto y núcleo. Esto nos indica también la estructura. 

Cuando las ondas llegan al manto existe un corredor de baja velocidad del manto que se encuentra a unos 150-600km y hace que la velocidad baje, ya que las rocas que se encuentran están en estado pastoso ya que las ondas “S” no se paran. Esto se llama Astenosfera, las placas se encuentran flotando sobre esta discontinuidad.

• ·         Método eléctrico.

Este método consiste en medir la conductividad eléctrica. Esto se hace introduciendo unos electrodos en la tierra midiendo la conductividad de las rocas. Pero las rocas son malas conductoras así que se mide la resistencia. Si hay baja conductividad podemos encontrar agua o petróleo y si es alta podemos encontrar agua salada o metales.

• ·         Meteoritos.

La mayoría de los meteoritos proceden de un mar de asteroides que se encuentra entre Marte y Júpiter. Esto es un planeta fallido por culpa de Júpiter que provocaba interferencia gravitacional. Estos planetesimales tienen la misma composición que los planetas., ya que estos asteroides son como la corteza, el manto y el núcleo de la tierra.

- Estructura y composición terrestre.

1- Según método sísmico.

La primera capa que nos encontramos es la corteza siendo el 1.6% del volumen terrestre. Esta termina en la discontinuidad de Mohorovicil que va de 30/60 km y es rígido (solido) con una densidad de 2.8 g/cm³ esta discontinuidad tiene una corteza superior de composición granítica (granito). En la corteza continental se encuentra la discontinuidad de Conrad a unos 30 km esta no se encuentra en los océanos. A partir de esta discontinuidad y hasta la de Mohorovicil la roca que se encuentra es gabros y basalto. Estas están entre la corteza superior y la inferior. La composición típica de la corteza son silicatos de aluminio y por debajo de la discontinuidad de Conrad se encuentran silicatos de magnesio como la composición del manto. Por debajo de la discontinuidad de Mohorovicil se encuentra el manto con el 82% del volumen de la tierra. El manto superior se del inferior por la discontinuidad de Repetti esta se encuentra a 1000km. El manto es rígido (solido) y en algunos lugares pastoso. El manto termina en la discontinuidad de Gutenberg y se encuentra a 2900km con una densidad de 5g/cm³ encontrándose rocas llamadas peridotita que es un silicato de magnesio. El núcleo representa el 16% del volumen terrestre y está dividido en un núcleo externo líquido que está separado por una discontinuidad de Wiechert y se encuentra a 5120km. Mientras que el núcleo interno es sólido hasta los 6370km que es el centro de la tierra. El núcleo tiene una densidad media de 12g/cm³ esta densidad solo se puede explicar por la composición de metales pesados y puros. Este metal es el Fe porque es el metal más pesado, más abundante del universo y esto lo prueban los meteoritos o el campo magnético terrestre. Se considera que el núcleo está formado por un 90% de Fe, cantidades importante de Ni y6 también se encuentran cantidades de C, S y silicio para que cuadre la densidad.

2- Según la dinámica terrestre.

Según la ondas sísmicas entre 150-600km baja la velocidad de las “P” y “S”, esto quiere decir que el manto es pastoso. La astenosfera es un ciclo en que las rocas calientes suben y una vez frías bajan a su sitio, lo que conocemos como corrientes de convección. La relación entre la astenosfera pastosa y las rocas rígidas de encima determina la dinámica terrestre de la que se deduce estas estructuras. Encima de la astenosfera se encuentra la litosfera que significa “esfera de piedra”. La litosfera es rígida (solida), esta se comporta como una unidad para las ondas sísmicas y va desde la corteza hasta 100km del manto. Esta capa mide unos 150km, y no es continua sino que esta fracturada en placas de la litosfera. Estas placas flotan en la astenosfera causando la dinámica terrestre, explicando también los movimientos epirogenicos.

Debajo de la astenosfera viene la mesosfera que significa en medio de la esfera, esto es el resto de manto y hasta el manto inferior, donde encontramos la endosfera que significa la esfera de dentro que el núcleo.  

3- Estructura vertical y composición de la corteza.

3.1- Corteza continental.

En la corteza continental nos encontramos con tres capas que se clasifican por la intensidad del metamorfismo. Son rocas metamórficas aquellas que han sufrido transformaciones en estado sólido.

La primera capa que nos encontramos está formada por rocas sedimentarias, debajo de esta hay rocas con un liguero metamorfismo y debajo de esta se encuentran plutones graníticos (granito). La segunda capa que está debajo se caracteriza por estar formado por rocas con un metamorfismo intenso (Gnes) estas rocas se encuentran cubriendo grandes plutones graníticos. La tercera capa más abajo se encuentran rocas ultra metamórficas que cubren plutones básicos. El granito es por ejemplo una roca acida. Todo lo que nos encontramos en la corteza y el manto son silicatos ácidos y silicatos básicos (Gabros). Los silicatos ácidos son aquellos que se encuentran en el manto y los silicatos básicos en el manto. Entre la capa 2 y la 3 se encuentra la discontinuidad de Conrad.

3.2- Corteza oceánica.

Lo primero que encontramos es una delgada capa de sedimentos de hasta 0.5 km de profundidad. Por debajo de esto encontramos 2km de basalto y más abajo 5km de gabros. En la dorsal centro oceánica no hay sedimentos están compuesta por basalto con una raíz de 30km de profundidad.

4-estructura horizontal de la corteza.

Horizontalmente la corteza se divide en dos partes:

- Corteza continental.

- Corteza oceánica.

4.1- corteza oceánica.

La corteza continental es el 29% de la superficie del planeta. Los continentes siguen debajo del océano hasta 200km.

4.1.1- Cratones.

Los cratones constituyen la parte central de los continentes tienen 10³ de km², siendo la parte más antigua de los continentes  cuyas rocas tienen edades de 600-2500.10⁶ de años. Estas zonas son geológicamente muy estables, sin terremotos, ni volcanes. Son cordilleras muy antiguas que están totalmente arrasadas por la erosión, apareciendo como llanuras llamadas penillanuras. A todo esto lo llamamos escudo o cratones emergidos. Encontrando rocas muy metamórficas y plutones graníticos. 

Bordeando los escudos encontramos orógenos o cordilleras jóvenes con menos de 600.10⁶ de años. Estos orógenos engrosan los escudos. Entre el escudo y el oróeno hay una depresión sedimentaria la cual deposita los estratos horizontalmente pudiendo comprobar sus capas.

Los cratones sumergidos son lo mismo pero por debajo del agua, se encuentra a unos 200m de profundidad y se adentran en el mar unos 200/300km. Estas plataformas se encuentran en los bordes pasivos donde no se dan terremotos ni volcanes. Siendo idéntica su estructura y litológicamente a los emergidos.

4.1.2- Orógenos.

Son cordilleras jóvenes con menos de 600.10⁶ de años, bordean los escudos, haciendo crecer los continentes que se suman a los escudos. Los orógenos mas antiguos eran de la era primaria presentando un relieve suave (erosión) encontrando rocas muy metamórficas y plutones graníticos, otros orógenos se formaron en la era secundaria y terciaria presentando relieves más intensos, encontrando en la era terciaria una orogenia alpina donde aparecieron cordilleras como los Alpes, Apeninos, Andes, Pirineos y Himalaya donde se encuentra rocas metamórficas y sedimentos que no han sido erosionado.

4.1.3- Fosas tectónicas continentales (RIFTS).

Son una serie de fallas normalmente escalonadas hacia un labio hundido. Son de grandes dimensiones 10³ km, por ejemplo la región de los grandes lagos Africanos. Formándose una depresión que primero se llena de agua dulce y cuando llega al nivel del mar se llenara de agua salada. Provocando que nazca otro océano (Mar Rojo) lo que era una placa se rompe en dos. Así es como se rompen las placas.

4.1.4- Márgenes continentales.

Constituyen el 11% de la superficie del planeta. Es donde se encuentra la corteza continental con la oceánica. Hay dos tipos:

4.1.4.1- Márgenes continentales asismicos.

En estos márgenes no hay ni volcanes, ni sismos donde termina la plataforma continental. Sigue con una pendiente muy fuerte llamada Talud continental pasando de 200m de profundidad a 2 km en la que se encuentra la cuenca oceánica. Ahí es donde caen la mayoría de los sedimentos, encontrándose las mayores cuencas sedimentarias del planeta originadas por las cordilleras.

4.1.4.2- Márgenes continentales sísmicos.

Como su nombre indica hay terremotos y volcanes. En estos márgenes las placas chocan provocando que la placa oceánica se meta por debajo de la placa continental (subducción) provocando fosas oceánicas, estas fosas sin las más profundas y llegan  a los 10.10³ m.

4.2- Corteza oceánica.

Constituye el 60% de la superficie del planeta. Comienza desde el final del talud continental. En la cuenca oceánica o fondo abismal en la que hay 4.10³m de profundidad, formada por una llanura con algunas volcanes sumergidos. En el centro de los océanos se encuentran una cordillera dorsal centro oceánica. Está formada por dos cadenas de montañas paralelas de unos 200km de ancho y 3km de altura. Entre las dos cadenas montañosas hay una fosa tectónica por donde sale el magma de las corrientes de convección. Son cordilleras volcánicas por donde sale basalto, realmente es un inmenso volcán fisurado que hace crecer el fondo oceánico. En esta cordillera horizontalmente se encuentran fallas de transformación.

Actividades del tema

1.pág.27.

Si los asteroides que se encuentra entre Marte y Jupiter.

2.pág.27.

Si las rocas del anillo de asteroides.

3.pág.29.

Si los rayos x que utilizan la radioactividad, las ecografías que utilizan imágenes o los tac.

4.pág.32.

A 20.000ºC de temperatura.

5.pág.33.

Si ya que cualquier objeto le afecta.

6.pág.33.

Pues si hay granito + Fe será negativa, mientras que si aparecen anomalías positivas estaremos sobre un yacimiento metalico + Fe.

7.pág.34.

Los rayos ya que se producen por el movimiento y rozamiento de dos masas de aire provocando una diferencia eléctrica.

8.pág.35.

Pues son fracmentos que no provienen del sistema solar y entran y salen de el, a estos fracmentos se les conoce como cometa. Pudiendo aportar información de la composición de la tierra.

9.pág.36.

Transversales a la dirección.

10.pág.36.

Introduciendo explosivos en el subsuelo.

11.pág.37.

Por que solo van por la superficie continental o fondo aceanico.

12.pág.37.

Por que las ondas S son de deformación y las ondas P son de riguidez y compresión.

13.pág.38.

Por un cambio brusco en el estado físico (densidad o riguidez).

14.pág.40.

En la corteza oceánica no hay apenas sedimentos encontrando rocas con metamorfismo, al contrario que en la corteza continental en las cual las rocas metamórficas se encuentran debajo de las rocas sedimentarias.

15.pág.42

Porque no llegan tan lejos desde la corteza continental emerguida.

16.pág.42.

No, ya que el volumen de la tierra aumentaría y siempre sigue igual.

17.pág.42.

Si, se introduce en el mar hasta 200km.

18.pág.42.

Porque crece por las dorsales oceánica y se mete bajo la placa continental.

19.pág.43.

Porque a la altura del nucleo externo la presión y la temperatura pasa el punto de fusión de las rocas mientras que en el nucleo interno no se dan esas condiciones.

20.pág.44.

Porque no es una capa continua y las termografia lo indica.

21.pág.44.

El calor interno de la tierra.

Actividades pág.44.

1-      Sol , asteroides, cometas, planetas y satélites.

2-      Por la masa de la tierra que atrae y no deja escapar a los gases.

3-      Por que no tienen atmofera protectora, ni actividad geologica que los borre.

4-      Si, porque en cualquier sitio del universo se puede estar formando un sistema solar o encontrarse en distintas fases.

5-      De la misma composición pero mas pequeño y sobre todo con mas gases.

6-      Porque en otros planetas no hay plantas.

7-      Que se hizo esférico gracias a la rotación sobre si misma.

8-      En las cuencas oceánicas.

9-      Las ventajas de los métodos directos es que los produce la propia naturaleza, mientras que las ventajas de los métodos indirectos es que ofrecen mas datos. Siendo los inconvenientes de los métodos directo que solo podemos conocer unos metros de la corteza y los incovenientes de los indirectos que hay que usar aparatos que pueden cometer fallos.

10-   Con la densidad se estudia la composición, ya que conociendo la densidad de las rocas se puede comprobar el interior de la tierra. Mientras que con la gravedad conocemos igual que la densidad si esta varia de lo normal.

11-   A yacimientos de metales.

12-   Densidad media del granito 2.7g/cm³, pizarra 2.82g/cm³ y cuarcitas 2.9g/cm³.

13-   Procede del estado original del planeta en su formación y por elementos radioactivos que se encuentras en algunas capas de la tierra. Introduciendo tuberías de agua en la tierra y que esta se calentara.

14-   A unos 40km de profundidad.

15-   Por las corrientes de convección y la conductividad de las rocas.

16-   No, porque el nucleo de la tierra siempre esta a la misma temperatura ya que las rocas hacen de escudo térmico.

17-   Poruqe los ejes no coinciden. Como una línea imaginaria que une unos puntos con los mismos y forman un angulo de inclinación.

18-   Si porque el hierro actua como un iman.

19-   En el ecuador paralelas al plano horizantal, en el los polos perpendicular al plano horizontal.

20-   Si, por un yacimiento de hierro cerca de la superficie.

21-   Pues mediante un impacto de un meteorito contra marte que mando un fracmento de este contra la tierra.

22-   Del estado físico (densidad o riguidez).

23-   A 15.74 km de profundidad.

24-   Por la riguidez.

25-   La riguidez.

26-    Y la diferenciación geoquímica.

27-   Por la rotación diferencial entre el nucleo y el manto y la corteza separados por el nucleo externo.

28-   A) todo igual. B) se desvia porque hay capas.