Geología General Ing. Juan R. Pachari Roselló
LA GEOLOGIA
La geología es la ciencia de la tierra ,especialmente los procesos del interior de la tierra y las transformaciones que afectan a los minerales y las rocas en la superficie de la tierra. La geología no solamente se refiere a los acontecimientos de la actualidad - es la ciencia de la historia de la tierra; los procesos de su formación, su desarrollo, los cambios, hasta la situación actual.
La geología nació por una parte del deseo del ser humano para entender su entorno - su mundo. El otro empuje era la necesidad de mejorar su entorno: La búsqueda de recursos naturales - mineralógicos, geológicos - era mucho más eficiente con un buen conocimiento de los procesos de la tierra.
En los últimos años la definición geología se extendió también a los otros cuerpos del sistema solar: La geología forma también parte de la planetología. Los planetas muestran un ambiente diferente a la tierra, pero la pauta general de los procesos interiores y exteriores es similar.
Especialidades de la geología
Geofísica: Estudio de la física de la tierra: anomalías de gravedad, discontinuidades en la prolongación de ondas sísmicas- sismología, campo magnético de la tierra.
Mineralogía: Estudio de los minerales: Estructuras internas de los minerales, composición química, clasificación.
Petrología
Estudio de las rocas, su origen, los procesos de su formación, su composición.
Petrografía
Es un ramo de la petrología, que se ocupa de la descripción de las rocas, de su contenido mineral y de su textura, de la clasificación de las rocas.
Geoquímica:
Especialmente se estudia la distribución y la abundancia de los elementos en las distintas partes de la corteza terrestre y se trata de explicar la distribución de los elementos en las rocas por medio de procesos geológicos como por ejemplo la cristalización por diferenciación a partir de un magma, por procesos hidrotermales, que han influido la roca, por procesos metamórficos entre otros.
Geología estructural: Análisis e interpretación de las estructuras tectónicas en la corteza terrestre. Conocimiento de las fuerzas en la corteza que producen fracturamiento, plegamiento y podrían formar montañas. (Fallas-Pliegues-Orogénesis).
Geología Regional
Se estudia la geología de distintas regiones como de América de Sur, de Europa, de Chile, de la región de Atacama en detalle, es decir la historia geológica, la distribución de las rocas, de los yacimientos, el estilo de deformación de las rocas de la región en cuestión entre otros
Estudio de las épocas geológicas desde la formación de la tierra aproximadamente (4600 Ma.) atrás hasta hoy día, de cada época se estudia los procesos geológicos importantes, que han ocurrido en la tierra, la composición y estructura de la tierra y de la atmósfera, la posición de los polos y de los continentes, dónde se han formado montañas y cuencas sedimentarias, el desarrollo de la vida en cada época, cuando aparecieron las distintas formas de la vida.
Una herramienta importante de la Geología Histórica es la Geo cronología, que estudia la división de la historia de la tierra en Eras , periodos, épocas.
Paleontología: Estudio de la vida de épocas geológicas pasadas; estudio de los fósiles: Clasificación, reconocimiento. Mejorar el conocimiento de la evolución.
Estratigrafía: Estudio de las rocas estratificadas, por su naturaleza, su existencia, sus relaciones entre si y su clasificación.
Sedimentología: Estudio de los sedimentos (arena, arenisca, grava, conglomerado) y su formación. Análisis del ambiente de deposición como las propiedades físicas en el agua de un río (velocidad de la corriente y otros).
Mecánica de suelos
Estudio de las propiedades de los suelos para encontrar terreno apto para la construcción, para calcular y evitar riesgos geológicos como por ejemplo deslizamiento de escombres de faldas.
Hidrogeología: Investigaciones de la cantidad y calidad del agua subterránea, cual es el agua presente debajo de la tierra. Se trata de la interacción entre roca, suelo y agua.
Geología Económica: Exploración de yacimientos metálicos o no-metálicos. Evaluación de la economía de un yacimiento o producto mineral.
Geologia del Petroleo .- Estudia la formación del petróleo , su origen , ocurrencia , composición y forma de explotación.
Geomorfología.- Estudia la evolución del relieve de una región. Solo estudia la forma y procesos que intervinieron. No estudia la composición de las rocas.
Exploración/Prospección: Búsqueda de yacimientos geológicos con valor económico. Por medio de la geofísica, geoquímica, mapeo, fotos aéreas y imágenes satelitales.
LAS ESFERAS
En la tierra se presentan cuatro "esferas": Atmósfera, hidrosfera, bioesfera y litosfera. La geología es la ciencia de la litosfera y sus relaciones con las otras "esferas". La intersección de Litosfera-Atmósfera presenta todos los procesos como erosión y meteorización. La intersección de Hidrosfera-Litosfera trata del agua subterránea transporte en el agua, ambiente de río. El conjunto de biosfera-litosfera se trata de la vida en las épocas pasadas, la evolución, los fósiles y en general la paleontología.
1.) La Atmósfera: Gases que envuelven la tierra. (véase: Atmósfera / Clima)
2.) Hidrosfera: Todo el agua en, sobre o por encima de la superficie terrestre: océanos, ríos, lagos, agua subterránea, lluvia.
3.) Biosfera: Parte del mundo en la cual están presentes los seres vivos: La superficie de la tierra, el suelo, los mares, el aire.
4.) Litosfera: Parte sólida exterior de la tierra.
ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA
La Tierra tiene un radio de más de 6.000 kilómetros (6.371 km). Interpretando las ondas sísmicas registradas al producirse los terremotos, los geólogos han podido elaborar un modelo de la estructura interna de nuestro planeta.
Desde la superficie hasta el centro encontramos 3 capas diferenciadas.
1. La corteza terrestre. Se divide en:
§ Corteza oceánica: forma los fondos marinos y tiene un espesor medio de 10 km.
§ Corteza continental: forma los continentes emergidos y alcanza un espesor de 70 km.
2. El manto alcanza los 2.900 km de profundidad. Está formado por materiales más densos que alcanzan una temperatura entre 1.000 y 4.000º C. Se distingue un manto superior (que llega a los 700 km de profundidad) y un manto inferior.
3. El núcleo es la zona más interna del planeta. También tiene dos capas: el núcleo externo (en estado líquido, alcanzando los 5.150 km de profundidad) y el núcleo interno (sólido, hasta el centro de la tierra). El núcleo sobrepasa los 4.000 ºC.
TEORIA DE LA DERIVA CONTINENTAL
1. Introducción
Desde 1912 existe la teoría de deriva continental (ALFRED WEGENER), pero no fue aceptada en aquella época. En los años ´60 nuevas investigaciones del fondo del mar y de regiones montañosas como los Andes permitieron la postulación de una nueva teoría global geotectónica. Con la teoría nueva de la tectónica de placas desaparecieron las teorías antiguas como de los geosinclinales o la expansión o contracción de la tierra.
La teoría de deriva continental contiene varios puntos nuevos:
1. Los continentes no son estables, se mueven.
2. Existen dos tipos de corteza: corteza continental y corteza oceánica.
3. La fuerza para mover los continentes viene de flujos de convección y de la rotación de la tierra.
4. En los lomos (cordilleras) centrales oceánicas se forma corteza oceánica nueva.
5. En algunos partes del mundo las placas se chocan y ese puede producir la formación de montañas.
6. La placa oceánica como corteza de mayor densidad algunas veces se hunde abajo de la placa continental (= subducción).
7. Algunas veces un continente se separa, para formar dos continentes (ejemplo: África y América del sur)
8. La configuración de los continentes estaba en los tiempos pasados totalmente diferente: como un continente grande de Antártica-América de sur-Australia- África-India ( = GONDWANA).
9. Las rocas del fondo marino son relativamente jóvenes (no más como jurásico). Las rocas más antiguas se encuentran en los continentes.
La teoría de la deriva continental está cambiando varias especialidades de la geología. El movimiento de los continentes provoca algunos cambios en la vista científica de algunos áreas:
Los corrientes del mar y el clima global dependen de la configuración de los continentes. La evolución y el desarrollo de la vida dependen de la separación de los continentes. Los modelos geológicos de la geología estructural, de la formación de montañas, de la formación de depósitos minerales y de la sismología no funcionan con la deriva continental.
pacifico y indico. Los choques entre continentes más recientes son África-Europa y la India –Asia. También Europa chocó con Asia (Montañas Ural en Rusia) pero en tiempos más antiguos.
LAS ROCAS
En general existen tres grupos de rocas: rocas sedimentarias, rocas ígneas o magmáticas y rocas metamórficas. Cada de los cuatro grupos principales contiene sus subdivisiones como en el caso de rocas intrusivas y rocas extrusivas cuales son adentro del grupo de rocas magmáticas. Una roca puede transferirse a un otro tipo de rocas a causa de cambios físicos y/o químicos como la meteorización / erosión que puede afectar una roca ígnea para formar un sedimento.
El ciclo geológico visualiza en primer instante los ambientes principales donde se forman rocas: magmático / ígneo, sedimentario y metamórfico. Además muestra los procesos principales que afectan a las rocas.
El ciclo de las rocas:
Aproximadamente 200 años atrás James Hutton propuso el ciclo geológico considerando las relaciones entre la superficie terrestre y el interior de la Tierra como un proceso cíclico. El esquema del ciclo geológico ilustra la interacción entre sedimentación, hundimiento, deformación, magmatismo, alzamiento y meteorización.
Los magmas, de que se derivan las rocas magmáticas - como las rocas plutónicas, volcánicas y rocas subvolcánicas - se forman en el manto superior y en la corteza terrestre profunda. Emplazando en secuencias de rocas de la corteza terrestre el magma enfría paulatinamente dando lugar a las rocas plutónicas. Cuando el magma sube hacia la superficie terrestre se enfría repentinamente resultando en rocas volcánicas. Por levantamiento las rocas plutónicas también pueden llegar a la superficie terrestre.
En la superficie terrestre todas las rocas están expuestas a los procesos de meteorización y erosión. En consecuencia las rocas están desarmadas es decir trituradas en fragmentos de rocas y minerales y/o están disueltas por reactivos químicos como por soluciones acuosas de cierto pH (= potencial de hidrógeno), de cierto potencial redox (Eh), de cierta temperatura y de cierta presión. Las componentes disueltas como iones, moléculas y complejos químicos son transportadas en solución y se depositan en un lugar de condiciones ambientales, que favorecen su precipitación y que por consiguiente difieren de las condiciones causantes de su solución. Las componentes disueltas pueden precipitarse formando minerales distintos con respecto a aquellos, de que se derivan. Por ejemplo la componente 'calcio' de una labradorita, que es una plagioclasa básica con un alto contenido en calcio, se disuelve y precipita en otro lugar formando calcita. Las componentes detríticas como los fragmentos de rocas y minerales pueden ser transportadas por agua, viento y hielo y depositados en otro lugar. Cuando se depositan las componentes detríticas y químicas primeramente forman sedimentos blandos como la arena, un lodo de minerales arcillosos o un lodo de caliza. Por hundimiento, compactación y cementación los sedimentos se convierten en rocas sedimentarias sólidas. Los procesos responsables para la transformación de una roca sedimentaria blanda a una roca sedimentaria compacta son los procesos diagenéticos. Por tales procesos o es decir por diagénesis una arena se convierte en una arenisca por ejemplo.
Cuando el hundimiento continúa, las rocas se calientan y su temperatura sobresale la temperatura T = 200ºC, que es el límite superior de temperatura para los procesos sedimentarios. A temperaturas más altas los procesos, que actúan en una roca (sedimentaria, magmática o ya metamórfica) y la transforman, pertenecen al metamorfismo. En el límite superior del metamorfismo las rocas metamórficas empiezan a fundirse. Este límite depende de las condiciones de temperatura y presión presentes y de la composición de la roca. Un granito se compone en parte de minerales con grupos de (OH-) como los anfíboles y las micas, que determinan una temperatura de fundición relativamente baja, a T = 650ºC con p = 4kbar las componentes empiezan a fundirse. Para un basalto compuesto de minerales como plagioclasa, olivino y piroxeno, que no llevan grupos de (OH-) la temperatura de fundición inicial es mucho más alta (T >= 1000ºC). La fundición de las rocas metamórficas las convierte en magma.
Meteorización-Erosión-Transporte: Todas las rocas que afloran superficial (puede ser una roca magmática o metamórfica o sedimentaria) sufren las fuerzas atmosféricas como temperatura, viento, flujo de agua, oxidación. La destrucción de una roca sólida, el transporte y la deposición (=sedimentación) de estas partículas forma un sedimento.
Sedimentos: Producto de la meteorización-erosión y transporte: rocas blandas como arena y grava.
Rocas sedimentarias: Por temperatura, presión y transformaciones químicos un sedimento blando puede cambiarse a una roca sedimentaria (dura). Este proceso se llama diagénesis.
Metamorfismo: Si, una roca sufre temperaturas más de 200°C y presión se cambiará a una roca metamórfica.
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La Historia de la Tierra:
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CUESTIONARIO
Desarrollar el siguiente cuestionario en su cuaderno.
1. Que estudia la Geología estructural ?
2. Cuales son las eras de la historia Geologica?
3. Como se dividen las rocas Igneas?
4. Que son las rocas efusivas?
5. En que periodo se desarrollaron los dinosaurios?
6. Como es el ciclo de las rocas
7. Cuales son las esferas de la tierra ?
8. Quien fue el primero en postular la teoría de la deriva continental ?
9. Que es diagénesis ?
10. A que se llama subducción ?
11. Que es la biosfera ?
12. A que se llama meteorización ?
13. Cuantos años comprende el Cenozoico ?
14. En que periodo de la tierra aparece el hombre?
15. Que es la Geocronología?
16. Que se entiende por magnetismo terrestre?
17. A que se llama sedimento ?
18. Que estudia la hidrología?
19. Que estudia la hidrogeología?
20. Como sellama el instrumento para medir la intensidad del viento ¿
21. A que se llaman sismógrafos convencionales?
Desarrollar en el cuaderno un resumen de cada tema .
