Tema 6: El Origen de la Tierra - PDF
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Este documento proporciona un resumen sobre el origen de la Tierra, revisando el sistema solar, la formación de la Tierra y la Luna, así como la evolución cronológica de las características de la Tierra y la Luna. Explica la composición planetaria y la tectónica de placas. Presenta diferentes datos geológicos, cronológicos y morfológicos de nuestro satélite natural.
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Tema 6: EL ORIGEN DE LA TIERRA El sistema solar La Tierra La Luna 1 Bibliografía Sirius S.A., 1996, 287 p. Sirius S.A., 2003, 245 p. 1999, 344...
Tema 6: EL ORIGEN DE LA TIERRA El sistema solar La Tierra La Luna 1 Bibliografía Sirius S.A., 1996, 287 p. Sirius S.A., 2003, 245 p. 1999, 344 p. 1998, 254 p., atlas fotogr. 1999, 112 p. 1999, 563 p. El inicio de la Tectónica de placas La Tierra primigenia La formación de la Luna El comienzo de la tectónica de placas Tomado de Dewey, J. F. (2007): The secular evolution of plate tectonics and the continental crust: An outline. In: 4-D Framework of Continental Crust(Hatcher, R. D., Jr., Carlson, M. P., McBride, J. H. y Martínez Catalán, J. R., eds.). Geological Society of America Memoir, 200: 1-7. 3 NUBE DE OORT a 1,5 a luz = 100000 u.a. PLANETAS, SATÉLITES Y OTROS CUERPOS DEL SISTEMA SOLAR Planetas (8+1) Satélites (62+3) Asteroides (~2000 catalogados) Muchos miles de meteoritos y cometas PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DE LOS PLANETAS Masa del Sol 98.85% Masa d planetas 1.15% 0,0025 COMPOSICIÓN DE LOS PLANETAS CONSTITUYENTES -gases: H y He (p. fus. próx. a -273ºC) -Sólidos: silicatos y Fe (p. fus.>700ºC) -Hielo: H20, NH3, CH4,CO2 (p. fus. Mediano) Planetas terrestres o interiores: pequeños y densos, silicatados y metálicos, a veces gases en poca cantidad Planetas jovianos o exteriores, gigantes y ligeros, gases en gran cantidad, en buena parte licuados, cantidad variable de hielo (agua, amoniaco y metano) Plutón sería un caso aparte Cronología 1. Formación de la Tierra (4566 Ma). 2. Océano de magma. 3. Diferenciación de la Tierra (4520 Ma) tras un gran impacto. 4. Llegada de planetesimales de hielo que aportan la mayor parte del agua de la Tierra. 5. Formación de la Luna por una colisión tangencial, primero sería un anillo plano que se agregó en la Luna (4510 Ma). 6. Esta colisión pudo inclinar el eje de rotación de la Tierra unos 23º. 7. Final de la fase de bombardeo hace unos 3800 Ma. 8. La atmósfera primaria era de H y He, ambos elementos se escaparían por la acción del viento solar. 9. La atmósfera secundaria se formó a raíz de las colisiones que diferenciaron la Tierra y formaron la Luna (rica en vapor de agua, nitrógeno, CO2 y trazas de CO, metano, ammoniaco y SO2. 10. El agua se condensó y atrapó el CO y parte del CO2 en los carbonatos. 11. La atmósfera terciaria fue la se formó por la acción de los organismos fotosintetizadores que liberaron O2. 12. La corteza continental existe al menos desde hace 4200 Ma. 9 El inicio de la Tectónica de placas La tectónica de placas comienza hace entre 3100 y 3000 Ma. Desde que comenzó la tectónica de placas domina a la generación de plumas magmáticas en cuanto al mecanismo de perdida de calor del planeta. La tectónica de placas moderna comenzó hace unos 600 Ma. En el Arcaico antiguo la alta tasa de generación de corteza continental generó que está fuera continua. Posteriormente el crecimiento se iguala con la destrucción en el manto. 10 El inicio de la Tectónica de placas Sólo la Tierra tiene actualmente tectónica de placas. La presencia de corteza móvil es evidente en otros planetas y lunas. Los planetas de una placa (litosfera continua) se caracterizan por una expansión temprana, rifting y volcanismo, seguido por contracción y cabalgamientos. La tectónica de placas en la Tierra actual se produce por las fuerzas de tiro de la lámina que subduce y el empuje en las dorsales. Actualmente es el principal mecanismo de enfriamiento del planeta. Como consecuencia de la perdida de calor radiogénico las placas se enfrían, se engrosan y se hacen más rígidas, disminuyendo la subducción continúa de las láminas y favoreciendo una subducción a saltos de láminas más irregulares. Antes de la tectónica de placas dominó el proceso de generación de plumas magmáticas. Desde el arcaico los continentes han crecido por un proceso de cratonización (mayor diferenciación de la corteza respecto al manto). 11 El inicio de la Tectónica de placas La generación de nueva corteza durante el Arcaico era 6 veces más rápida que durante el Fanerozoico. Los cratones Arcaicos con pequeños remanentes de la corteza arcaica continua. Primera corteza desde 4000 hasta 3850 Ma formada por basaltos y komatiitas. Totalmente reciclada en el manto. Era una época de fuerte bombardeo. Komatiitas son rocas volcánicas ultrabásicas (menos del 50% de SiO2 y más del 20% de MgO), que sólo aparecen en rocas arcaicas, y que su temperatura de formación debió ser de al menos 1600º C (claramente superiores a las temperaturas de las erupciones actuales). Segunda corteza desde 3.850 hasta 3000 Ma casi toda reciclada pero quedan residuos. La corteza crece por plumas magmáticas. 12 El inicio de la Tectónica de placas Entre 3000 y 2700 Ma se produce la proto tectónica de placas donde crecen y se destruyen pequeñas placas. La subducción es rápida porque las placas tienen poco relieve por ser de poco espesor. Entre 2700 y 600 Ma la litosfera se engrosa, las placas creces y se ralentiza el proceso. Aparecen las cordilleras de colisión (pre 2000 Ma). Desde 600 Ma a la actualidad es la tectónica de placas que conocemos. 13 Granitos Rapakivi 14 DATOS SOBRE LA LUNA Datos prealunizaje aportados por la Astronomía: R Luna = 1,740 km ≈ 1/4 RT D=3.34 GL=0.165 GT=1/6 GT Masa Luna = 0.012MT Distancia media de la Tierra = 384,402 km CONFIGURACIÓN TOPOGRÁFICA (telescopio) -Montañas -Maria (se pensaba que eran antiguos mares posteriormente secos y rellenos de polvo y cenizas de erosión de Tierras Altas). -Cráteres, ¿volcánicos, meteoritos? CRONOLOGÍA: Shoemaker y Hackman (1962) establecen 4 periodos, basándose en la densidad y la morfología de los cráteres Copernicano: formación de grandes cráteres radiales Eratosténico: formación de grandes cráteres sin radios Ímbrico: formación de los Maria, debido a procesos intensos Preímbrico: formación de la corteza original de las Tierras Altas Geología de la Luna Tras la diferenciación de la Luna con la creación de la corteza de anortositas, seguían produciéndose impactos meteoríticos. En el interior del cráter la roca se fundía y se mezclaba los restos del bólido con el manto lunar produciendo unas rocas llamadas basaltos KREEP, nombre que representa las siglas del potasio (símbolo químico K), elementos raros de la Tierra, del inglés Rare- Earth Elements (REE) y fósforo (símbolo químico P). Actualmente se cree que los KREEPs representan los últimos restos de la cristalización del magma de océano. Grandes impactos excavaron la corteza expulsando el material inferior mezclándolo con otros escombros formando brechas KREEP. 16 RASGOS MORFOLÓGICOS RASGOS MORFOLÓGICOS Cráteres de impacto (casi todos de más de 3,000 Ma; los mayores de ~250 km; diám=30 a 50 veces diám impactor) y formación del regolito (derrubios grises no consolidados: rocas ígneas, brechas, polvo, perlas vítreas). En los Maria el regolito tiene ~3 m de espesor. Tierras Altas, muy craterizadas, ocupan casi toda la superficie. Hay elevaciones de cerca de 8,000 m. Maria, producto de grandes impactos, inundados por sucesivas coladas basálticas que alcanzan cientos de metros de espesor. No hay meteorización ni erosión (ligera erosión por pequeños impactos que puede suavizar escarpes y redistribuir el regolito) RASGOS MORFOLÓGICOS Se puede establecer la siguiente secuencia cronológica de formación, de acuerdo con los 4 periodos de Shoemaker y Hackman (1962) y las dataciones absolutas: -Preímbrico: rocas ígneas de más de 3,900 Ma. Forman las Tierras Altas. Cráteres de impacto. -Ímbrico: rocas formadas entre 3,900 y 3,000 Ma: formación de los Maria o mares y relleno posterior por basaltos. Cráteres de impacto. -Eratosténico: grandes cráteres sin radios y sus eyecta, basaltos. Edad entre 3,000 y 2,000 Ma. -Copernicano: grandes cráteres con radios y sus eyecta. Edad inferior a 2,000 Ma. Mapa geológico de la región próxima al cráter Copérnico DATOS SÍSMICOS Y ESTRUCTURA INTERNA En la cara visible hay dos discontinuidades en la velocidad de propagación de las ondas sísmicas: una gradual a 20-25 km de profundidad, y otra neta a 65 km. Tales superficies permiten establecer la siguiente estructura interna: - CORTEZA hasta una profundidad de 65 km, subdividida en corteza superior con rocas de densidad=2.9; y corteza inferior con rocas de densidad creciente entre 3 y 3.3. Naturaleza: anortosita a norita-troctolita, aflorantes en las Tierras Altas. En los Mares, estas rocas, junto a los basaltos KREEP, están cubiertas por basaltos efusivos (1-2 km de espesor) provenientes de fusión parcial del manto - MANTO a partir de 65 km con densidad ~3.7 con rocas ultrabásicas: piroxenita (rica en granate) o peridotita (por similitud con los condritos). Esto explicaría la densidad media y el momento de inercia - Sin núcleo, si lo hay es muy poco importante ESTRUCTURA INTERNA DE LA LUNA