Estructura y Dinámica de la Tierra (2) PDF

U1 - Estructura y dinámica de la Tierra 0. El Origen del Universo 1. El origen del el sistema solar y de la Tierra 2. La estructura interna de la Tierra. Modelo Geoquímico. 3. Modelo geodinámico 4. Movimientos verticales de la litosfera 5. Movimientos horizontales...

U1 - Estructura y dinámica de la Tierra 0. El Origen del Universo 1. El origen del el sistema solar y de la Tierra 2. La estructura interna de la Tierra. Modelo Geoquímico. 3. Modelo geodinámico 4. Movimientos verticales de la litosfera 5. Movimientos horizontales de la litosfera 6. La tectónica de placas  0. Origen del Universo GALAXIAS-Expansión 8.000 m.a VÍA LÁCTEA-SITEMA SOLAR 4.600 m.a BIGBANG 13.800 ma NEBULOSASAS Recombinación 380.000 años Video Santillana: El origen del Universo Vídeo Santillana: Las estrellas y el origen de los elementos químicos 1. El origen del sistema solar y de la Tierra El Sistema solar se localiza en el brazo de Orión de la Vía Láctea, una galaxia(acumulaciones de gas, polvo y miles de millones de estrellas) con forma de espiral.** La vía Láctea se estima que tiene entre 200.000 y 400.000 estrellas Bulbo: zona central de la Galaxia( Estrellas más antiguas, las rojas y amarillas con más temperatura) Brazos: zona perimetral de la Galaxia ( Estrellas más jóvenes, azules, blancas y gran cantidad de nebulosas)  1. El origen del sistema solar El sistema solar se originó hace unos 4.600 m.a. en el corazón de una nebulosa (nube de gas y polvo) ubicada en un extremo de nuestra galaxia (La Vía Lactea) , que comenzó a girar debido a la explosión de una supernova gigante(explosión estelar) La hipótesis más aceptada sobre el origen del Sol y el sistema solar se denomina acreción planetesimal. 1. La nebulosa comienza a contraerse debido a la gravedad y a girar por la explosión de una supernova cercana. 2. Al girar la nebulosa sobre si misma forma un disco llamado Disco Protoplanetario 3. Debido a la Gravedad en el centro se acumuló gran cantidad de H, He dando lugar a una protoestrella o Sol Primitivo. 4. Este sol primitivo iba creciendo y las partículas de alrededor ( Fe y Si) se fusionaban por la gravedad dando lugar a partículas de mayor tamaño llamadas PLANETETIMALES 5. Las colisiones entre los planetesimales acaban formando planetas y satélites Video Santillana: El origen del Sistema Solar Nº Atómico (Nºde Protones= Nº de electrones  1.2 Distancias en el Universo Unidades Astronómicas (UA) Distancia media de la Tierra al Sol 1 UA= 150.000.000 de km Año Luz Distancia que recorre la luz en 1 año La velocidad de la Luz= 300.000Km/sg En 1 año la luz recorre 9.500.000.000.000 km ACTIVIDADES  1.3 Los componentes del Sistema Solar EL SOL Estrella enana amarilla Tª (5.500 ºC en superficie) Formada por H( el sol quema 600 millones de toneladas por segundo) y He ( pequeño % de O2, C y Fe) Estructura: Núcleo- interior ( reacciones de fusión nuclear) Fotosfera ( hay manchas solares provocadas por el campo magnético del sol) Cromosfera ( existen protuberancias que son grandes cantidades de gases y fulguraciones que son grandes explosiones) https://youtu.be/2xKHdTaRPlY?feature=shared Corona solar-parte más externa ( gases con grandes temperaturas) El sol rota sobre su propio eje. Una rotación tarda 28 días El sol emite partículas ionizadas que se conocen como Viento Solar y que son responsables de las auroras boreales en la tierra al chocar contra la atmósfera. https://youtu.be/HUBd8WFxHZ0?feature=shared 1.3 Los componentes del Sistema Solar La capacidad de estas tormentas para ionizar la atmósfera superior puede generar EL SOL interrupciones en las señales de radio y satélite, afectando comunicaciones y navegación a gran escala  1.3 Los componentes del Sistema Solar Los planetas Los planetas son cuerpos celestes que orbitan alrededor de una estrella, en este caso el sol. Poseen gravedad, lo cual hace que sean esféricos y que no tengan planetesimales a su alrededor Planetas interiores o rocosos Planetas Exteriores o Gaseosos Alejados del Sol Ver 3D S.Solar Cercanos al Sol Menor Tamaño Mayor Tamaño Rocosos y metálicos Gaseosos  Los Planetas: ¿A qué planeta te irías de vacaciones? ¿En qué planetas pasarías más calor y en cual más frío? ¿En qué planeta tu día sería más corto? ¿En qué planeta serías más rico o en la luna de qué planeta te enamorarías? ¿En qué plantea verías la puesta de sol tomando un coktel ( sin alcohol) por el este? ¿Cuál es el planeta en el que más excursiones por cráteres podrías hacer? ¿En qué planeta podrías patinar sobre hielo?... ACTIVIDAD Eres el dueño de la Agencia de Viajes Interestelar y debes atender a las necesidades de tus clientes para viajar a un planeta del Sistema solar. Escoge un planeta y elabora un folleto para promocionar un viaje a dicho planeta. Comenta los atractivos, curiosidades y actividades que se pueden realizar. Indica qué tipo de ropa llevarías, la temperatura y la climatología. Indica cuanto tardarías en llegar si viajásemos a la velocidad de la luz y cuantos días de la tierra (24 h) estaríamos en ese planeta si estuviésemos 1 semana. Finalmente indica si tuviésemos la tecnología, si es viable o no viajar a ese planeta y por qué. Tendrás que exponerlo en clase 1.3 Los componentes del Sistema Solar Otros cuerpos celestes Cinturón de Asteroides: Asteroides de 1 km de diámetro de roca y metal ubicados entre marte y júpiter. Las perturbaciones gravitacionales entre ambos planetas impidieron que se formase un nuevo planeta en la acreción Planetesimal Cinturón de Kuiper: Ubicado más allá de la órbita de Neptuno. Son Cuerpos rocosos helados formados por He, NH3 y H2O. Es la zona donde se creó el cometa Halley ( orbita de 79 años) Nube de Oort: Ubicada a 1 año luz del sol rodeando el S.Solar. Está formado por fragmentos rocosos y cuerpos helados. Los planetas enanos: son cuerpos celestes que orbitan alrededor de una estrella, pero que tienen su órbita llena de planetesimales. En el S. Solar existen 5: Ceres (en el cinturón de asteroides), Plutón, Haumea, Makemake y Eris (cinturón de Kuiper). Cometas: Cuerpos formados por hielo y gases congelados, con fragmentos de roca y polvo que orbitan alrededor del sol. Conforme se acercan al sol se calientan y el hielo se transforma en gas formando una estela. Asteroides: pequeños cuerpos rocosos que orbitan alrededor del sol. La mayoría están en el cinturón de asteroides.  1.4 Formación de la Tierra y sus componentes Geosfera. En el origen de la Tierra, hace unos 4.500 m.a. era una enorme bola de roca fundida a causa de procesos que generaban calor: - Los impactos de planetesimales en la acreción. - La desintegración de isótopos radiactivos (K40 y U235) - Separación de los materiales en capas de densidad creciente. La geosfera estaba en un estado fundido, los materiales se ordenaron en capas de densidad creciente debido a la gravedad. El hierro, el más denso, pasó a formar parte del núcleo metálico.  Atmósfera. Durante la diferenciación gravitatoria se desprendió una gran cantidad de gases. Los más ligeros (He2 e H) escaparon hacia el espacio exterior, mientras que otros más pesados (CO2 y vapor de H2O) quedaron atrapados en la corteza. Salían a través de fisuras, provocando actividad volcánica. Así se formó la atmósfera primitiva. Hidrosfera. Posterior a la formación de la atmósfera. Debido al enfriamiento de la Tierra, el vapor de agua de la atmósfera se condensó y provocó fuertes precipitaciones que inundaron la corteza terrestre. Así se formó la hidrosfera. El ciclo del agua. Condensación.  Biosfera. Es el conjunto de seres vivos de la Tierra. Su presencia en este planeta es posible gracias a ciertas características de la Tierra. Además la actividad biológica ha influido en: - La oxigenación de la atmósfera. - La formación de suelos. - La formación de rocas de origen biológico. Roca biogénica: caliza arrecifal. Act 1. ¿Qué características de la Tierra piensas que son necesarias para que haya vida en nuestro planeta? Justifica tu respuesta. Act 2. ¿Crees que es posible que haya vida en otro planeta? Justifica tu respuesta. Localiza información en información sobre qué sería necesario para Terraformar Marte. https://youtu.be/suxEEnPIPO8?feature=shared ¿Qué condiciones de la tierra hacen que sea habitable? 2. La estructura interna de la Tierra En el estudio del interior de la tierra se emplean datos directos (erupciones volcánicas y datos de minas- sondeos) y sobre todo datos indirectos de los estudios sísmicos. Los terremotos son temblores causados por desplazamientos de la corteza, en zonas de fractura o fallas debido al desplazamiento de grandes bloques. Nos aportan información del interior de la Tierra, como si fuera una radiografía. A partir del hipocentro se propagan ondas sísmicas (vibraciones) que viajan por el interior de la Tierra: ondas P y ondas S; además de las ondas superficiales (las más destructivas). Vídeo: ondas sísmicas. Vídeo: movimiento placas. De las ondas profundas, las ondas P son más rápidas y además son capaces de atravesar materiales sólidos y líquidos. Las partículas vibran en la dirección de la onda) Las ondas S, más lentas. Sólo se propagan a través de materiales sólidos, son registradas en segundo lugar por los sismógrafos. Las partículas de material vibran perpendicular a la onda  Cuando las ondas pasan de una capa de la tierra a otra de diferente composición química o comportamiento dinámico, cambian su velocidad y su trayectoria. De esta manera se puede interpretar cuál es el estado físico de las capas (rígido, plástico o fluido) y localizar a qué profundidad están las separaciones entre capas, es decir las Discontinuidades. Trayectoria de las ondas P y S Act. 3: Analiza la imagen. desde el HIPOCENTRO. a) Indica qué ondas profundas llegan a las zonas 1, 2 (amarillo) y 3 (naranja). b) ¿Qué información acerca de la composición de la Tierra podemos extraer? La refracción de las ondas ocurre cuando una onda cambia de dirección al pasar de un medio a otro con diferente densidad. Cuando las ondas pasan de un medio más denso a menos denso, la onda se dobla alejándose de la normal. Existen zonas de sombra donde no llegan las ondas P ni las Ondas S debido a la refracción de las ondas al pasar de un medio a otro con diferente densidad ( refracción= las ondas se desvían) Laura Pascual. Biología y Geología 4º ESO.  Ejemplos de zonas sísmicamente activas Falla de San Andrés Falla de Crevillente La falla permitió el desplazamiento entre la Placa Euroasiáitca y La placa de Alborán (Bloque Mesomediterráneo)  2.1. Modelo geoquímico de la Tierra Este modelo (estático) se basa en la composición química de las capas de la Tierra. Desde la superficie hacia el interior hay 3 capas: corteza, manto y núcleo. Entre estas capas, y entre el manto superior e inferior, se encuentran las discontinuidades. ¿Por qué hay discontinuidades en el modelo geoquímico de la Tierra? Modelo geoquímico de la Tierra Corteza ( espesor medio 30 km): silicatos de aluminio. Corteza Continental (30-70km):Densidad 2,7 g/cm3 Es gruesa y rígida. Predominan las rocas ígneas (granitos) y sedimentarias (arcillas, calizas y pizarras) Corteza oceánica (8- 10 km): Densidad 2,9 g/cm3 Es más delgada y menos rígida. Predominan los basaltos Manto: Densidad variable de los materiales debido al aumento de presión y temperatura Predominan las rocas ígneas ricas en silicatos de hierro y magnesio (peridotita-olivino). Manto superior (hasta los 670km): Capa plástica y más densa que la corteza. Sólida, pero con rocas fundidas. Manto inferior (hasta los 2.900 km): Capa sólida y muy densa Núcleo : Hierro y Níquel. Núcleo externo: líquido. Existen corrientes de convección que dan lugar al campo magnético de la tierra. Núcleo interno: sólido debido a la presión y la densidad de los materiales.  3. Modelo geodinámico Se basa en el estado físico y en el comportamiento de los materiales ( plasticidad, rigidez o densidad). Divide a la Tierra en cuatro capas:  Litosfera  Astenosfera  Mesosfera  Zona D  Endosfera.  Modelo Geodinámico. Litosfera (hasta 100 km): Parte más externa y rígida de la geosfera  Comprende la parte superior del manto y la corteza  Se divide en litosfera oceánica y litosfera continental  Está fragmentada en bloques o placas litosféricas, las cuales se desplazan de manera vertical (movimientos isostáticos) y horizontal ( tectónica de placas). Astenosfera ( se inicia en 670 km): Coincide con el manto superior.  Están estado sólido, pero es muy plástica y fluye debido a la presión y la temperatura.  La temperatura está cercana al punto de fusión (300-500ºC) Mesosfera: se extiende desde la astenosfera hasta la zona D El Modelo Geodinámico  Coincide con el manto inferior.  Es sólida y más rígida que la astenosfera  Permite el descenso de las placas litosféricas frías en las zonas de subducción ( zonas donde una placa litosférica se hunde bajo otra) y el ascenso de Corrientes de Convección: son movimientos de material entre la plumas de magma procedentes de la Zona D litosfera y la zona D, donde el material caliente, menos denso y más ligero, asciende hacia la superficie. Cuando se enfría, aumenta su (Corrientes de convección) Video Corrientes de densidad y vuelve a hundirse. Esto provoca el movimiento de las placas litosféricas (Motor de la dinámica interna del planeta) convección Zona D: Es de las zonas más dinámicas del planeta.  Acumula calor procedente del núcleo externo.  De la zona D escapan penachos térmicos o plumas calientes que perforan la litosfera ( Corriente ascendente de material en las corrientes de convección) Mapa de Puntos calientes y zonas de subducción  El Modelo Geodinámico Endosfera :Coincide con el núcleo  El calor del núcleo interno (sólido) se transmite al núcleo externo (Líquido) generándose corrientes de convección que envían calor a la zona D  Las corrientes de convección de los materiales líquidos del núcleo externo junto con el movimiento de rotación de la tierra (Efecto Coriolis) son las causantes del campo magnético de la tierra, que no coincide con el eje de rotación de la tierra.  El campo magnético son líneas de fuerza invisibles que atraviesan la tierra y se extienden de un polo magnético a otro. Los polos no coinciden con los geográficos y están separados por una distancia que varía con el tiempo.  El campo magnético invierte su posición debido al movimiento de las aleaciones de Fe del núcleo externo. El movimiento genera áreas con flujo + y - La Endosfera y el Campo Magnético de la Tierra https://youtu.be/Jgf8tEknwaE?si=DrASqeRcuK1C4KdL Campo magnético terrestre 4. Movimientos verticales de la litosfera La litosfera “flota” sobre el manto por un equilibrio de flotación llamado isostasia. Este equilibrio se puede ver alterado. Por ejemplo, por la eliminación de materiales debido a la erosión(1) o por una acumulación de sedimentos en una Elevación Subsidencia cuenca sedimentaria(2). 4. Movimientos verticales de la litosfera La Isostasia por tanto es el equilibrio existente entre los materiales que forman el relieve terrestre, los cuales tienen diferente densidad La litosfera es menos densa que la astenosfera. Las variaciones de masa y volumen debido a procesos geológicos ( erosión, meteorización….) provocan la pérdida de equilibrio y movimientos verticales de ascenso y descenso para alcanzar del nuevo el equilibrio Video Isostasia  ACTIVIDADES Explica de qué manera se transmite el calor desde la endosfera hasta la litosfera. Explica la diferencia entre subsidencia y subducción. ¿Qué es el campo magnético de la tierra?¿Qué fenómeno es causante de su formación?¿Es siempre igual o ha variado a lo largo del tiempo? ¿Cuál es el motor que mueve las placas? Haz un dibujo del mecanismo Ejercicio 29 y 32 pag 62 libro Santillana. 5. Movimientos horizontales de la litosfera 6.1. Hipótesis de la deriva continental (Alfred Wegener, 1912): PANGEA. Pruebas: geográficas, paleoclimáticas, paleontológicas. 5.1.1 Pruebas Geográficas El encaje de de los perfiles de los continentes, especialmente entre África y Sudamérica. Los perfiles geográficos de los contenientes coinciden. 6. Movimientos horizontales de la litosfera 6.1. Hipótesis de la deriva continental (Alfred Wegener, 1912): PANGEA. Pruebas: geográficas, paleoclimáticas, paleontológicas. 6.1.1 Pruebas Paleoclimáticas. Se han encontrado formaciones rocosas de la misma edad generadas bajo las mismas condiciones climáticas, pero en distintos continentes. Ejemplo de estas pruebas son las huellas dejadas por una antigua glaciación que tuvo lugar hace 300 millones de años. La distribución de las flechas rojas indica las direcciones de las señales de erosión del hielo 6. Movimientos horizontales de la litosfera 6.1. Hipótesis de la deriva continental (Alfred Wegener, 1912): PANGEA. Pruebas: geográficas, paleoclimáticas, paleontológicas. 5.1.1 Pruebas Paleontológicas Se han encontrado fósiles ( fauna y flora) de iguales características en continentes diferentes, lo que se explica debido a que los continentes estaban unidos. ACTIVIDAD 5.2. Hipótesis de la expansión del fondo oceánico (Harry Hess, 1962). Pruebas: edad fondo oceánico, actividades dorsales oceánicas y paleomagnetismo en las dorsales oceánicas. 1. Edad del Fondo oceánico: Las rocas del fondo oceánico presentan la misma edad. Cuanto más cerca está las rocas de las dorsales oceánicas menor es la edad de éstas. Esto hace pensar en la expansión del fondo oceánico. 2. Actividad de las Dorsales Oceánicas. 3.Pruebas: paleomagnetismo en las dorsales oceánicas. El campo magnético de la tierra se invierte cada cierto tiempo y el sur magnético pasa a ocupar el polo norte magnético. En la lava de los volcanes se forman minerales de magnetita, que están desordenados mientras la lava está caliente. Cuando la lava se enfría los cristales se orientan dirección norte-sur magnético (magnetismo remanente) Si una roca se forma cuando el campo magnético está invertido tendrá su magnetismo remanente invertido. Si estudiamos las rocas a ambos lados de la dorsal podemos conocer su magnetismo remanente y saber en qué época se formaron 6. La teoría de la tectónica de placas Teoría unificadora de las anteriores.( Teoría de la Deriva Continental y la Expansión del Fondo Oceánico) El concepto de “Placas” (desarrollado por Tuzo. Wilson) a raíz de la distribución de terremotos y volcanes. Las placas pueden ser oceánicas (íntegramente litosfera oceánica) o mixtas (litosfera oceánica y continental) En la actualidad hay 7 grandes placas. Las placas litosféricas interactúan unas con otras en los bordes entre dichas placas.  6. La tectónica de placas 7.1 POSTULADOS: 1. La litosfera está divida en placas. Los límites entre placas son franjas inestables de gran actividad sísmica y volcánica que encajan entre si como un puzzle. Una de las zonas de subducción ubicada en las costas del océano Pacífico caracterizada por ser algunas de las regiones sísmicas y volcánicas más importantes y activas del mundo The Geological Society (geolsoc.org.uk)  6. La tectónica de placas 2. La litosfera oceánica se renueva continuamente: Se forma en las dorsales oceánicas y se destruye en las fosas oceánicas.(fisuras profundas en el fondo oceánico. Se forma cuando la placa oceánica subduce bajo una placa continental u otra de naturaleza oceánica 3. Las corrientes de convección mueven unas placas con respecto a otras.  6.1.2 El motor interno de la Tierra La dinámica interna de la Tierra se ve influida por la gravedad y la energía interna (calor). La fuente de ese calor procede de la etapa inicial de la Tierra (fundida) y de la desintegración de isótopos radiactivos. El aumento de temperatura hacia el interior de la Tierra recibe el nombre de gradiente geotérmico. La energía calorífica del interior del planeta llega a la superficie mediante un flujo térmico. Este es posible gracias a las corrientes de convección. En las corrientes de convección el material menos denso, caliente, asciende a la superficie; cuando se enfría, aumenta su densidad, y vuelve a hundirse. Este flujo de materiales se debe a la variación de temperatura entre la litosfera y la capa D. Las corrientes del manto y del núcleo son independientes porque tienen diferente densidad, no pueden mezclarse. Estas corrientes de convección son el mecanismo de transmisión de la energía interna del planeta. Fosas Marianas 6. La tectónica de placas 6.1 POSTULADOS: 4. Las placas interactúan entre sí dando origen a las grandes estructuras del relieve terrestre, y fenómenos asociados. 6. La tectónica de placas 6.2 Movimientos relativos de las placas 1. Movimientos Convergentes: Cuando dos placas chocan la más densa subduce (la más densa se hunde bajo la otra). Se destruye litosfera. Se forman Bordes Destructivos, y fenómenos geológicos como formación de cordilleras, islas, sismicidad o vulcanismo. a) Si chocan dos placas de litosfera continental se forman montañas y cordilleras dando lugar a Bordes Convergentes de colisión continental y formando orógenos de colisión b) Si chocan una placa oceánica y una continental se destruye litosfera oceánica y se generan Zonas de Subducción, pudiéndose generar arcos continentales también llamados orógenos térmicos c) Si choca dos placas oceánicas, la más densa subduce y se forman arcos volcánicos insulares a b c 6. La tectónica de placas 6.2 Movimientos relativos de las placas 2. Movimientos Divergentes: se crea litosfera oceánica a partir de los materiales del interior de la tierra y forman Bordes Constructivos y fenómenos geológicos como sismicidad y vulcanismo.  Se forman las dorsales oceánicas y se expande el fondo oceánico.  Las dorsales oceánicas son zonas de fractura de miles de km de longitud por las que el material caliente del manto sale a la superficie originando una gran actividad volcánica y dando lugar a grandes cordilleras submarinas. 6. La tectónica de placas 6.2 Movimientos relativos de las placas 3. Movimientos De cizalla: en ellos se da fricción lateral de una placa respecto a otra y no se crea ni se destruye litosfera y se forman Bordes pasivos y se dan fenómenos geológicos de sismicidad dando lugar a fallas transformantes. Falla transformante de San Andrés en California. 7. Los procesos geológicos internos. Cuando las placas litosféricas interactúan entre ellas dan lugar a procesos geológicos internos como: Terremotos Volcanes Magmatismo Formación de cordilleras Fragmentación de continentes Metamorfismo Pliegues y fracturas.  ACTIVIDADES DE REPASO Explica qué relación existe entre las corrientes de convección y el movimiento de las placas litosféricas. ¿Qué tienen que ver las fosas y las dorsales oceánicas en este proceso?