Estructura y Formación de la Tierra: Un Viaje Geológico

Capas de la Tierra

Composición

Corteza Oceánica: 7 km de espesor en promedio. Formada por basaltos.

• Se estudia por la observación de rocas de la corteza y del manto que se han posicionado sobre los continentes.

Corteza Continental: 35 a 40 km de espesor medio, en regiones montañosas pueden superar los 70 km. Formada por diferentes tipos de rocas (desde granitos a basaltos).

• Se estudia por la observación directa de rocas de la superficie y rocas que son visibles por erosión.

Manto: Más del 82% del volumen de la Tierra, se extiende a una profundidad de 2900 km. Domina la peridotita.

• Se estudia por rocas del manto bajo la corteza oceánica que emergen por actividad volcánica.

Núcleo: Compuesto de aleaciones de Fe y Ni.

• Se estudia por el campo magnético terrestre que se genera en el núcleo y que requiere de Fe para funcionar.

Propiedades Físicas

Litosfera: Formada por la corteza y parte superior del manto, comportamiento rígido. 100 km de espesor.

• Las ondas P y S aumentan su velocidad en material rígido.

Astenosfera: Parte del manto bajo la litosfera, comportamiento plástico. 700 km de espesor.

• Las ondas P y S disminuyen su velocidad en material plástico.

Manto Inferior: Comportamiento rígido. Se extiende desde los 700 km hasta los 2900 km de profundidad.

• Las ondas P y S vuelven a aumentar su velocidad a los 700 km, indicando material rígido.

Núcleo Externo: Líquido, desde los 2900 km hasta los 5100 km de profundidad.

• Las ondas S no se propagan en líquidos y las ondas P bajan su velocidad de propagación.

Núcleo Interno: Sólido, desde los 5100 km hasta los 6370 km de profundidad.

• Las ondas P aumentan su velocidad de propagación ya que es sólido.

Radiactividad

Partículas Alfa: Emisión compuesta por dos protones y dos neutrones. Disminuye el número atómico. Se forma un isótopo menos pesado (isótopo Hijo).

Partículas Beta: Emisión compuesta por un electrón que forma parte de un neutrón en el núcleo. El número atómico aumenta en uno. Se forma un isótopo más pesado (Isótopo Hijo).

Deriva Continental y Tectónica de Placas

Evidencias de la Deriva Continental

• Forma de los márgenes continentales.
• Similitud de rocas y fósiles en diferentes continentes.
• Distribución de depósitos glaciares.
• Historia geológica similar entre continentes.

Características del Fondo Oceánico

Dorsales Oceánicas:

• Cordilleras volcánicas en medio de los océanos.
• Zonas de creación de nueva corteza oceánica.
• Constituidas por rocas basálticas.
• Presentan un flujo ascendente continuo de material fundido (magma).

Planicie Abisal:

• Fondo oceánico cubierto por sedimento.
• Litosfera oceánica más fría y densa.

Fosa Abisal:

• Zona donde la litosfera oceánica más densa desciende bajo la litosfera menos densa.
• Se producen procesos de subducción.
• Alta actividad volcánica y sísmica.

Tipos de Bordes de Placas

Divergentes:

• Las placas se separan.
• Hay ascenso de material desde el manto.
• Se crea nueva corteza oceánica.
• Intensa actividad volcánica.
• Ejemplo: Dorsales oceánicas.

Convergentes:

• Las placas convergen.
• Se destruye corteza oceánica.
• Se pueden generar zonas de subducción.

Tipos de Convergencia:

• Oceánica-Oceánica: Actividad volcánica, sismos, formación de arcos de islas.
• Oceánica-Continental: Actividad volcánica, sismos, formación de cadenas montañosas volcánicas.
• Continental-Continental: Sismos, formación de cadenas montañosas.

Transformantes:

• Las placas se desplazan lateralmente una respecto a otra.
• Se producen fallas transformantes.

Puntos Calientes (Hot Spots)

• Volcanismo intraplaca.
• Ascenso de pluma caliente estacionaria desde el manto.
• Al moverse la litosfera sobre el punto caliente, se genera una cadena de volcanes.
• Ejemplo: Islas Hawái.

Mecanismos de Movimiento de las Placas

• Celdas Convectivas en el Manto: Material más caliente asciende, luego se enfría y desciende, arrastrando a la litosfera.
• Fuerza de Gravedad: La placa subductada, más densa, arrastra a la placa. La placa tiene mayor velocidad cuando están asociadas a zonas de subducción.

Ciclo de las Rocas

Generación de Magma

• Los magmas son rocas fundidas, ricas en sílice, con una mezcla sólido-líquido-gaseosa. Temperaturas entre 500°C a 1400°C.
• Los magmas se generan por fusión de rocas de la corteza o del manto, debido a:
  • Aumento de la temperatura (hotspot).
  • Disminución de la presión (dorsales oceánicas).
  • Adición de agua (zonas de subducción).
• Ambientes magmáticos: Zonas de subducción, dorsales oceánicas, hotspots, bajo montañas y rift continental.
• Cuando se enfrían los magmas, solidifican y se forman las rocas ígneas (intrusivas y extrusivas).

Rocas Ígneas

Intrusivas (Plutónicas):

• Se forman en el interior de la Tierra.
• Enfriamiento lento del magma.
• Cristales visibles a simple vista (textura fanerítica).
• Ejemplos: Granito, Diorita, Gabro.

Extrusivas (Volcánicas):

• Se forman en la superficie de la Tierra.
• Enfriamiento rápido del magma.
• Cristales no visibles o poco visibles (textura afanítica).
• Ejemplos: Basalto, Andesita, Riolita.

Meteorización y Erosión

Meteorización: Proceso de desintegración y descomposición de las rocas in situ.

• Meteorización Física: Fragmentación de la roca en pedazos más pequeños sin cambiar su composición química. Ejemplo: gelifracción, expansión térmica.
• Meteorización Química: Alteración de la composición química de la roca. Ejemplo: disolución, oxidación, hidrólisis.

Erosión: Proceso de transporte de los fragmentos de roca meteorizados por agentes como el agua, el viento o el hielo.

Sedimentación y Diagénesis

Sedimentación: Proceso de acumulación de los sedimentos transportados, generalmente en capas en el fondo de cuerpos de agua o en la superficie terrestre.

Diagénesis: Conjunto de procesos físicos, químicos y biológicos que transforman los sedimentos sueltos en rocas sedimentarias consolidadas. Incluye:

• Compactación.
• Cementación.
• Recristalización.

Rocas Sedimentarias

Rocas Clásticas: Formadas por fragmentos de otras rocas preexistentes.

• Ejemplo: Conglomerado, Arenisca, Limolita.

Rocas Químicas: Formadas por la precipitación de minerales disueltos en agua.

• Ejemplo: Caliza, Evaporita.

Rocas Bioquímicas: Formadas por la acumulación de restos de organismos vivos.

• Ejemplo: Caliza fosilífera, Carbón.

Metamorfismo

Transformación de rocas preexistentes (ígneas, sedimentarias u otras metamórficas) en nuevas rocas, en estado sólido, debido a cambios de presión y temperatura.

Tipos de Metamorfismo:

• Metamorfismo Regional: Afecta a grandes áreas, asociado a la formación de montañas.
• Metamorfismo de Contacto: Ocurre en la roca adyacente a una intrusión magmática.
• Metamorfismo Hidrotermal: Involucra fluidos calientes ricos en minerales que interactúan con la roca.

Rocas Metamórficas

Rocas formadas por la transformación de otras rocas debido al metamorfismo.

• Ejemplo: Pizarra, Esquito, Gneis, Mármol.

Textura de las Rocas Ígneas

• Fanerítica (Equigranular): Cristales visibles a simple vista y de tamaño similar (enfriamiento lento).
• Afanítica: Cristales no visibles a simple vista (enfriamiento rápido).
• Porfídica (Inequigranular): Dos poblaciones de cristales, unos de mayor tamaño (fenocristales) englobados en una matriz de grano más fino.
• Vítrea: Formada por vidrio volcánico (enfriamiento muy rápido).
• Piroclástica: Formada por fragmentos de roca expulsados durante una erupción volcánica.
• Vesicular: Contiene vesículas, que son cavidades formadas por la liberación de gases durante el enfriamiento del magma.

Composición Química de las Rocas Ígneas

• Ultramáfica (Ultrabásica): <45% SiO2. Rocas oscuras. Minerales dominantes: Olivino, Piroxenos.
• Máfica (Básica): Entre 45% y 52% SiO2. Rocas menos oscuras. Minerales dominantes: Piroxenos, Olivino, Plagioclasa rica en Calcio.
• Intermedia: Entre 52% y 66% SiO2. Rocas menos oscuras. Minerales dominantes: Anfíboles, Biotita, Plagioclasa intermedia.
• Félsica (Ácida): >63% SiO2. Rocas claras. Minerales dominantes: Cuarzo, Feldespato potásico, Plagioclasa rica en Sodio.