GEOLOGÍA GENERAL
TECNICATURA SUPERIOR EN
MINERÍA
CAMPO QUIJANO
GEÓLOGA CAROLINA MAZZIERI
INTRODUCCIÓN
¿Qué es la Geología?
•El concepto más clásico de Geología es:
La ciencia que tiene como objetivo
el estudio de la Tierra
RELACIONES DE LA GEOLOGÍA CON
OTRAS CIENCIAS
ORIGEN DEL UNIVERSO
Y
DEL SISTEMA SOLAR
El inicio
e-, quarks
y otras
partículas
Protones
y
neutrones
Núcleos
de H y He
Átomos
de H y He
Protoga
-laxias
Galaxias,
estrellas y
planetas
2: Post-inflación el universo es
una sopa caliente de electrones,
quarks y otras partículas.
1: Al comienzo: en el Big Bang el
cosmos llega a una “inflación” súper
rápida desde el tamaño de una
átomo al tamaño de una naranja
mediana, en una pequeña fracción
de segundo.
3: Un rápido enfriamiento del
cosmos permite que los quarks
se aglutinen en neutrones y
protones.
4: Todavía, demasiado caliente para formar
átomos, los electrones cargados y los
protones evitan que la luz brille; el universo
es una niebla supercaliente-
5: Los electrones se
combinan con los protones y
neutrones para formar
átomos,de hidrógeno y
helio. La luz puede brillar.
6; La gravedad hace que el
hidrógeno y helio colisionen y
formen las nubes gigantes que
se convertirán en galaxias;
pequeñas aglutinaciones de
gas colisionan y forman las
primeras estrellas.
Hace aproximadamente
5.500 Ma (millones de
años), se generó el
sistema solar.
La naturaleza ordenada de nuestro sistema solar,
hace suponer que todos los planetas y lunas se
han formado esencialmente al mismo tiempo y de
la misma materia primordial que el Sol.
■ El material que formó al inicio el sistema solar, era
una gran nube de polvo y gases cósmicos
denominada NEBULOSA PRIMORDIAL
■
Nube enorme de
gases y polvo
cósmico
en
rota-ción
(nebulosa)
Los elementos pesados
(Fe y Ni) comenzaron a
formar partículas pequeñas. A estos núcleos
pesados,
se
le
conden-saron
los
silicatos.
En
pocas
decenas de Ma, los
protoplanetas estu-vieron
formados.
Con el tiempo, el
material restante se
acrecionó en los
planetas y las lunas
o fue expulsado
hacia el espacio
externo
La mayor
parte del
material
se concentra
gravitatoriamente en el
centro
y
genera
el
protosol.
Poco
polvo
queda rotando alrededor
del protosol en forma de
disco
aplanado.
La
temperatura en el disco
disminuyó rápidamente.
Los materiales mas
pesados del disco,
quedan retenidos
en los protoplanetas
terrestres o
rocosos, mientras
que los mas livianos
que se encuentran
en la periferia del
disco forman los
planetas externos
LOS PLANETAS
Luego que el último viento solar “limpió” el
Sistema Solar, los planetas estaban
formados
como
los
conocemos
actualmente.
Por la diferenciación química sucedida en el
disco original, los planetas tienen diferentes
características:
Entre el Sol y Marte, la nebulosa estaba muy
caliente, y alli se formaron los Planetas Internos ó
Rocosos. Prevalece el Fe, Ni y SiO2
A partir de Júpiter la nebulosa estaba más fría, y alli se
formaron los Planetas Externos ó Gaseoso. Prevalece el
H, N y He
Cinturón de asteroides
Cinturón de Kuiper
Alrededor de los 4500 Ma
Fase cataclísmica: sigue
el bombardeo de
planete-simales y
asteroides. Los choques de
cuerpos mayo-res cambian
las órbitas de algunos
planetas (Venus), los más
pequeños hacen cráteres
en los cuerpos mayores (ya
sólidos). Se produce la
captura de asteoides:
Marte (2 lunas), Jupiter
(asteroides troyanos),
Saturno (Foebe); Neptuno
(Tritón). Se produce la
inclinación del eje de
rotación de Urano y sus
lunas. Plutón (planeta
enano), queda fuera del
campo gravitatorio de
Neptuno.
LAS LUNAS
Origen de la Luna terrestre:
Tres teorías: captura, sistema
binario o FISIÓN?
1) Captura: la luna tendría un origen externo al
sistema solar (asteroide) y ha sido “capturada”
por el campo gravitatorio tierra-sol.
Esta hipótesis explica las órbitas de los satélites
irregulares de Júpiter y Saturno; sin embargo, es
muy difícil que funcione para la Luna (tiene órbita
regular).
Para que esta hipótesis funcione se requeriría
una gran atmósfera extendida alrededor de la
Tierra primitiva, la cual podría frenar el
movimiento de la Luna antes de que escapase (lo
que no ocurría: la atmósfera era delgada)
2) Sistema binario: la luna se formó junto con la
Tierra.
El problema de esta hipótesis es que no se
explica el período rotacional de la Tierra y la
Luna.
Da respuesta a la ausencia de material de este
sistema doble orbitando a los dos cuerpos.
3. Fisión: el choque con el “Planeta X”, generó
una mezcla de materiales, donde la Tierra (más
pequeña que actualmente) ganó masa. Esta
masa, ha sido remezclada y consolidada en el
núcleo sólido.
El planeta X, habría tenido el tamaño de Marte.
En el choque, mucho material fue expulsado al
exterior, que generó un cuerpo sólido y esférico
(Luna), con núcleo sólido y diferenciado del
manto.
La energía involucrada en esta colisión fue
enorme, provocando que miles de billones de
toneladas de material se habría evaporado y
derretido.
En algunos lugares de la Tierra la temperatura
habría llegado a los 10.000°C.
Esto explicaría el tamaño inusual del núcleo
metálico de la Tierra.
Si este evento nunca hubiera sucedido, no sólo
que la Tierra no tendría luna sino que además los
días serían más largos y sus duraciones serían de
cerca de un año.
•Una de las secuelas más importante de este choque
es la inclinación del eje terrestre (23º).
Esto hace que la duración del año terrestre y la
iluminación solar en el planeta cambie.
En ese tiempo, el día duraba 6 horas, pero la
presencia de la Luna (por su acción gravitatoria) ha
logrado disminuir la velocidad de la rotación terrestre
a 24 h/día
COMPARANDO PLANETAS…
Un planeta exterior o gaseoso se caracteriza
por:
❖ Gran tamaño
❖ Núcleo sólido
❖ Corteza gaseosa congelada
❖ Atmosfera gaseosa
El interior de
Júpiter
En cambio los planetas internos o
rocosos se caracterizan por:
•Pequeño tamaño
•Núcleo rocoso
•Manto rocoso
•Corteza sólida
•Atmosfera gaseosa
(si existe)
Y LA TIERRA???
Es un planeta interno, por lo tanto…
ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA
Modelo
estático
compo-sicio
nal
o
geoquímico
Modelo
dinámico
o
mecánico
MODELO GEOQUÍMICO:
UNIDADES:
1) La Corteza:
capa externa
Espesor entre 3 y
70 Km
Predominan las
rocas ígneas,
metamórficas y
sedimentarias.
δ= 2,6 (Sial) a 2,9
(Sima) g/cm3
Dos tipos de corteza:
continental y oceánica
DOS CORTEZAS MUY DIFERENTES
Corteza continental (SIAL):
Más gruesa (hasta 70 Km)
Composición media:
granito/granodiorita
Edad: desde edades actuales
hasta más de 4200 Ma (en
sectores)
Corteza oceánica (SIMA):
Mas fina (entre 3 y 7 Km)
Composición media: basalto
Edad: desde edades actuales
hasta 180 Ma
2) El Manto
capa intermedia
Representa el
82% del
volumen del
planeta
2900 Km de
espesor
Dos tipos de manto:
•Superior
•Desde la corteza
•Espesor entre 40 y
160 km
•δ= 3,3 a 3,8 g/cm3
•Inferior :
•Desde el núcleo hasta el límite con el manto
superior
•Espesor entre 140 y 1500 Km de profundidad
3) El núcleo
Centro del planeta
Hay dos núcleos cuya
composición química
es principalmente
Fe, Ni y rastros de S,
O entre otros
elementos.
NUCLEO EXTERNO: δ= 9 a
10,5 g/cm3 (2900 Km a 5000
km)
NUCLEO INTERNO: δ= 11,5
a 18 g/cm3 (5000 Km a 6300
km)
MODELO DINÁMICO O MECÁNICO:
UNIDADES:
•Litosfera
•Astenósfera
•Mesosfera
•Capa “D”
•Núcleo externo
•Núcleo interno
CARACTERÍSTICAS:
Litósfera: Incluye la corteza y la parte superior del
manto (aproximadamente hasta 100 Km.) es rígida y
fría. Compuesta por materiales de diferentes
composición química, aunque se comportan como
unidad. Es FRAGIL
■
Astenósfera: (esfera débil) Se
ubica debajo de la litósfera, con
un espesor de alrededor de 100
Km de espesor (Hasta los 200
Km
de
profundidad).
Las
condiciones de P y Tº permiten
que el 1 % de volumen sea roca
fundida. Se comporta de manera
ligeramente
PLÁSTICA o
DÜCTIL
■
■
■
Mesosfera: (esfera del medio)
Tiene un espesor de alrededor
de 600 km. Las condiciones de
P y Tº permiten que hasta el 5%
de volumen sea roca fundida.
Se comporta de manera
moderadamente DÚCTIL.
Es la fuente de los magmas de
composición basáltica.
Esta capa es densa cuando
está fría. Al aumentar la
temperatura actúa en forma
dúctil: sus minerales se funden
para formar basalto que luego
se puede elevar a través de las
capas superiores en forma de
magma.
LA EXTRAÑA “CAPA D”
■
■
■
■
Esta capa fue descubierta en el
año 2004, por científicos
japoneses.
Es muy dinámica, muy caliente
Esta capa tiene entre 200 y
300 kilómetros de espesor
Se calcula que en esta capa, los materiales pasan del
estado sólido dúctil al líquido (por cambio en la estructura
cristalina de los minerales ultrabásicos: aquellos que
tienen poco Si y abundante Fe y Mg)
DOS NÚCLEOS:
▪ Núcleo externo:
•Fluido (liquido)
•Se encuentra entre los
5000 y 5500 Km
•δ= 9 a 10,5 g/cm3
•su movimiento, junto con
la capa “D” genera el
campo magnético
terrestre
■
Núcleo interno:
❑ Sólido
❑ Se encuentra entre los 5500
y 6300 Km
3
❑ δ= 11,5 a 18 g/cm
❑ Tº=10.000Cº
•El núcleo externo está en estado
NÚCLEO EXTERNO LÍQUIDO (fluido)
• Es muy caliente, es conductor
de la electricidad, en él se
producen corrientes
convectivas
•Esta capa conductiva se
combina con el movimiento de
rotación de la Tierra para crear
un dínamo que mantiene un
sistema de corrientes
electromagnéticas conocidas
como campo magnético
terrestre.
•Es también responsable de las
sutiles alteraciones de la
rotación de la Tierra.
NÚCLEO INTERNO
Comportamiento: SÓLIDO
No está en contacto con el
manto, sino suspendido dentro
del núcleo externo.
¿Porqué es sólido?
■Se cree que se ha solidificado como
resultado del congelamiento por presión
que se produce en la mayoría de los
líquidos cuando la temperatura disminuye o
la presión aumenta.
EQUIVALENCIAS
¿QUÉ FORMA TIENE LA
TIERRA?
"La forma de equilibrio
de una masa fluida
homogénea, sometida a
las leyes de gravitación
universal y girando
alrededor de un eje es
un elipsoide de
revolución aplastado por
los polos”
(Newton 1687)
Las masas internas de la Tierra, su distribución y su
densidad no son homogéneas, de ahí que la Tierra no
sea un elipsoide perfecto.
A su figura se la denomina Geoide.
Geoide: Superficie equipotencial que es perpendicular en todos
sus puntos a la dirección de la gravedad resultante de la
atracción terrestre y la fuerza centrífuga originada por la
rotación terrestre.
MIDIENDO,
MIDIENDOOOO
Características físicas:
•Diámetro ecuatorial 12.756,8 km
•Diámetro polar 12.713,5 km
•Diámetro medio 12.742,00 km
•Área superficial 510 065 284,702 km2
•Volumen 1,083 207 × 1012 km³
•Masa 5,9736× 1024 kg
•Densidad media 5,5153 g/cm³
•Gravedad superficial 9,78 m/s²