Fundamentos de Geología: Estructura Terrestre, Tectónica de Placas, Vulcanismo y Sismología

La Geosfera: Estructura Interna de la Tierra

La Geosfera, la parte sólida de la Tierra, se compone de tres capas principales:

• Corteza: Es la capa más externa, rocosa, delgada y sólida.
• Manto: Compuesto principalmente por roca peridotita.
• Núcleo: De composición metálica, dividido en externo e interno.

Para conocer la estructura interna de la Tierra, se utiliza el estudio de las ondas sísmicas P y S, que revelan las siguientes discontinuidades:

• Moho (Mohorovičić): Separa la corteza del manto superior.
• Repetti: Divide el manto superior del manto inferior.
• Gutenberg: Marca la transición entre el manto inferior y el núcleo externo.
• Lehmann: Separa el núcleo externo del núcleo interno.

El núcleo externo se caracteriza por la presencia de corrientes de convección, fundamentales para el campo magnético terrestre.

Tectónica de Placas: Dinámica de la Litosfera

La Litosfera, que incluye la corteza y la parte superior del manto, está fragmentada en grandes placas rígidas. Estas placas son arrastradas por las corrientes de convección del manto, un proceso que impulsa la dinámica terrestre.

Las corrientes de convección pueden generar penachos térmicos que ascienden desde el manto profundo, dando origen a puntos calientes en la superficie. Estos puntos calientes pueden producir esfuerzos distensivos que forman rifts y, eventualmente, dorsales oceánicas, donde se crea nueva litosfera oceánica.

Bordes de Placa: Zonas de Interacción

Los bordes de placa son las zonas de contacto donde se producen las interacciones más significativas y la mayor parte de la actividad geológica:

• Bordes Convergentes (Destructivos)

  Se caracterizan por la subducción de una placa bajo otra, originando grandes relieves, intensa sismicidad y vulcanismo:

  • Oceánica bajo Oceánica: Formación de arcos de islas volcánicas (ej. Islas Marianas).
  • Oceánica bajo Continental: Desarrollo de orógenos térmicos (cadenas montañosas con vulcanismo, ej. Andes).
  • Continental bajo Continental: Creación de orógenos de colisión (grandes cordilleras sin vulcanismo significativo, ej. Himalaya).

• Bordes Divergentes (Constructivos)

  Las placas se separan, creando nueva litosfera. Ejemplos incluyen las dorsales oceánicas (con vulcanismo activo y creación de litosfera oceánica) y los rifts continentales (con vulcanismo asociado).

• Bordes Conservativos o Transformantes (Pasivos)

  Las placas se deslizan lateralmente una respecto a la otra a lo largo de fallas transformantes. Son bordes pasivos que generan sismicidad pero no crean ni destruyen litosfera (ej. Falla de San Andrés).

Vulcanismo: Erupciones y Tipos de Magma

El Vulcanismo es la actividad geológica que implica la expulsión de magma, gases y piroclastos desde el interior de la Tierra a la superficie. El tipo de erupción depende en gran medida de la composición y viscosidad del magma:

• Magma Basáltico: Bajo contenido de sílice, muy fluido, con poca explosividad. Asociado a erupciones hawaianas y fisurales.
• Magma Andesítico: Contenido intermedio de sílice. Asociado a erupciones estrombolianas y plinianas.
• Magma Granítico (o Riolítico): Alto contenido de sílice, muy viscoso, con alta explosividad. Asociado a erupciones plinianas y explosivas.

Los materiales arrojados por los volcanes incluyen piroclastos (fragmentos de roca), lava, vapor de agua y dióxido de carbono (CO2).

Tipos de Actividad Volcánica

• Hawaiana: Típicamente sobre penachos térmicos o puntos calientes. La lava fluida forma extensas coladas y volcanes de gran tamaño con forma de escudo.
• Estromboliana: Común en zonas de subducción. Se caracteriza por la emisión intermitente de surtidores de lava y piroclastos, formando estratovolcanes de tamaño moderado.
• Pliniana: Asociada a zonas de subducción. Erupciones muy violentas donde un domo de lava viscosa explota, generando una columna eruptiva alta y nubes ardientes (flujos piroclásticos).
• Explosiva (o Krakatoana/Ultrapliniana): Erupciones extremadamente violentas, a menudo asociadas a la interacción del magma con el agua (cerca del mar o lagos), que pueden provocar el colapso del edificio volcánico y explosiones masivas.

Sismología y Terremotos: Vibraciones de la Tierra

Los terremotos (o sismos) son vibraciones de la Tierra causadas por la liberación súbita de energía acumulada, generalmente en zonas sometidas a grandes esfuerzos tectónicos (compresivos, distensivos o de cizalla).

Conceptos Clave en Sismología

• El foco sísmico (o hipocentro) es el punto en el interior de la Tierra donde se origina la ruptura y la liberación de energía.
• El epicentro es el punto en la superficie terrestre directamente vertical al hipocentro.

Ondas Sísmicas

Desde el foco sísmico se propagan diferentes tipos de ondas:

• Ondas P (Primarias): Son las más rápidas, de tipo longitudinal (compresión y expansión). Se propagan a través de medios sólidos y líquidos.
• Ondas S (Secundarias): Son más lentas, de tipo transversal (cizalla). Solo se propagan a través de medios sólidos.
• Ondas Superficiales (Love y Rayleigh): Son las más lentas, pero las que causan la mayor parte de los daños en las estructuras, ya que se propagan a lo largo de la superficie terrestre.

Medición de Terremotos

• La intensidad de un terremoto es una medida cualitativa de los daños causados y la percepción humana en un lugar determinado. Se mide con la escala de Mercalli modificada.
• La magnitud de un terremoto es una medida cuantitativa de la energía liberada en el foco. Se mide con la escala de Richter (para sismos pequeños a moderados) o, más comúnmente para sismos mayores, con la escala de magnitud de momento (Mw).

Gestión de Riesgos Geológicos: Volcánicos y Sísmicos

Previsión de Riesgos

La previsión implica la evaluación de la peligrosidad y la vulnerabilidad. Se utilizan mapas de peligrosidad (que consideran la probabilidad de ocurrencia de un evento) y mapas de riesgo (que identifican las zonas expuestas y vulnerables a los daños).

• Sísmica: Estimación de la probabilidad de ocurrencia de un terremoto en un tiempo y lugar determinados, basándose en el periodo de retorno de sismos históricos.
• Volcánica: Evaluación de la probabilidad de erupciones y sus posibles efectos.

Prevención de Desastres

La prevención se refiere a las medidas necesarias para minimizar los daños y proteger a la población. Incluye:

• Ordenación del territorio: Planificación del uso del suelo para evitar construcciones en zonas de alto riesgo.
• Mejora de estructuras: Implementación de códigos de construcción sismorresistentes y reforzamiento de edificios existentes.
• Planes de evacuación y emergencia: Desarrollo y práctica de protocolos para la respuesta ante un evento.
• Educación y concienciación pública: Informar a la población sobre cómo actuar antes, durante y después de un desastre.

Predicción de Eventos Geológicos

La predicción busca saber con antelación cuándo ocurrirá un evento específico. Aunque la predicción precisa de terremotos aún no es posible, se trabaja en:

• Predicción de Erupciones Volcánicas: Se basa en el monitoreo de precursores volcánicos, como:
  • Deformación del terreno (inclinación, hinchamiento).
  • Cambios en la composición o temperatura de gases y aguas (fumarolas, fuentes termales).
  • Aumento de la sismicidad (temblores volcánicos).
  • Anomalías térmicas.
• Predicción de Tsunamis: Es más factible una vez que un terremoto submarino ha ocurrido, utilizando redes de boyas y sensores de presión en el fondo marino para detectar las ondas del tsunami y emitir alertas tempranas.