manual de geología

ndice

ndiceiiiIntroduccin1Encuadre del Sistema de Prcticas2Introduccin2Competencias a las que contribuye3Niveles de Desempeo3Ubicacin dentro del mapa curricular4Programa del Sistema de Prcticas5Contenido de Prcticas de Laboratorio de Geologa Marina61. UNIDAD 2 7Geografa de Mxico y de su Zona costera72. UNIDAD 3 14El Sistema Solar14La Morfologa de la Tiera173. UNIDAD 4 21La estructura interna de la Tierra21Deriva Continental y Expansin del Piso Ocenico24Tectnica de Placas264. UNIDAD 5 21Mineraloga: Cristalografa21Mineraloga Fsica245. UNIDAD 621Las Rocas gneas21Las Rocas Sedimentarias24Las Rocas Metamrficas266. UNIDAD 7 21Erosin Marina21Fechado Relativo24Anexos29Normas Generales de Seguridad e Higiene29Medidas Generales en Caso de Accidente30Plan general de emergencia30Fuego en el laboratorio31Fuego en el cuerpo31Quemaduras31Cortes31Derrame de productos qumicos sobre la piel32Corrosiones en la piel por cidos y lcalis32Corrosiones en los ojos32Ingestin de productos qumicos32

Introduccin

Este manual est diseado para estudiantes de Oceanografa Geolgica. Est destinado a servir de complemento a la materia de Geologa Marina de la carrera de Oceanlogo de la Facultad de Ciencias Marinas de la Universidad Autnoma de Baja California, pero podr, mediante adaptaciones y modificaciones leves, ser usado en cualquier carrera afn.

Encuadre del Sistema de Prcticas

Introduccin

En la parte prctica, se desarrollarn y comprendern el material de las 13 prcticas de laboratorio, donde se expondrn los objetivos y ejercicios prcticos.Competencias a las que contribuye

Niveles de Desempeo

Manejar los principios bsicos de la geologa marina, mediante el uso del mtodo cientfico y el anlisis de estudios de casos, para interpretar la informacin y los procesos geolgicos, con actitud de autocrtica, reflexin y creatividad.Ubicacin dentro del mapa curricular

Programa del Sistema de Prcticas

TemaPrctica o prcticas programadasmbito de desarrolloDuracin*

1. Unidad 2La GeologaGeografa de Mxico y de su zona costera1ra semana

3 horas

2. Unidad 3El Planeta Tierra en el EspacioEl Sistema Solar2da semana

3 horas

La Morfologa de la Tierra3ra semana3 horas

3. Unidad 4Estructura de la TierraLa estructura interna de la Tierra4ta y 5ta semana

4. 6 horas

5. Deriva Continental y Expansin del Piso Marino7ma semana3 horas

6. Tectnica de Placas8va semana3 horas

7. Unidad 5Los MineralesMinieraloga: Cristalografa9na a 10ma semana

8. 9 horas

9. Mineraloga Fsica11va semana3 horas

10. Unidad 6Las RocasLas Rocas gneas12va semana3 horas

11. Las Rocas Sedimentarias13va semana3 horas

12. Las Rocas Metamrficas14 va semana

13. 3 horas

14. Unidad 7Ambientes MarinosErosin Marina15va semana

15. 3 horas

16. Fechado Relativo16va semana

17. 3 horas

* Duracin en horas para cada prctica, y semana del semestre en la que se realizar.

Contenido de Prcticas de Laboratorio de Geologa Marina[UNIDAD 2]

Facultad de ciencias Marinas de la Universidad Autnoma de Baja California

Responsable(s): Dr. Francisco J. Aranda Manteca; M.C. Gabriel Rendn

Nmero de alumnos por prctica: 10Propsito General de las Prcticas de La GeologaDesarrollar el conocimiento sobre la Geografa de la zona costera de Mxico, mediante el uso de mapas y libros especializados, para describir sus caractersticas ms importantes.Geografa de Mxico y de su Zona Costera1.1.1. Introduccin

Por mucho tiempo la geografa fue usada solamente para describir y localizar un determinado lugar sobre la superficie de la Tierra, pero ahora es una de las ciencias ms dinmicas que no solamente seala el conocimiento geogrfico, sino que indica la manera de utilizarlo.

El rea que era propia de la geografa estaba limitada al estudio de la superficie terrestre, pero ahora con los actuales descubrimientos espaciales, el campo se ampla hacia confines inconmensurables y ms an, las constantes investigaciones submarinas y del interior de la Tierra, hacen de esta ciencia una de las ms interesantes y de gran valor para la humanidad.

La geografa es la ciencia que tiene por objeto el estudio de los hechos y fenmenos fsicos, biolgicos y sociales que existen o se producen en la Tierra, as como analizar y valorizar los recursos naturales con que cuenta el hombre, para as utilizarlos y conservarlos de modo racional para fines justos. En resumen, es el estudio de la Interrelacin del hombre con el medio que le rodea, donde se desarrolla la vida, es decir, el estudio de la biosfera.

Como futuros profesionistas dedicados al estudio, uso y manejo de los recursos marinos costeros de Mxico, es importante que el estudiante conozca cules son los estados de la Repblica Mexicana que poseen costas, cules son sus tipos y cules son los recursos que en ella se encuentran, para que le permitan conocer las posibilidades y tipo de trabajo que va a enfrentar durante el desarrollo de sus estudios.1.1.2. Objetivo

Mediante el uso de mapas y libros, describir las caractersticas de la geografa costera de Mxico.2.1 Reconocer los aspectos ms importantes de la geografa de la Repblica Mexicana.2.2 Distinguir las regiones fisiogrficas de la Repblica Mexicana.

2.3 Conocer cules son los estados de la Repblica Mexicana que poseen costas.2.4 Evaluar la importancia de las lagunas costeras para el medio ambiente marino.1.1.3. Material

Para la elaboracin de la prctica, cada alumno deber contar con el siguiente material:

Lpices de colores.

Hojas blancas.

1.1.4. Material de apoyo- Atlas geogrfico de Mxico,

- Libros de geografa econmica de Mxico.1.1.5. Desarrollo Ejercicio 1.

Elabora un dibujo de la Repblica Mexicana (no lo calques, usa tu memoria), e ilumina con colores diferentes los estados costeros.

Ejercicio 2.

Cules son los nombres de los ocanos que colindan con el territorio nacional?

Ejercicio 3.

Enlista los nombres de los estados de la repblica que colindan con cada uno de los ocanos antes mencionados.

Ejercicio 4.

Cules son los ros que limitan el territorio nacional al norte y cuales al sur?

Ejercicio5.

En el mapa que te proporcionar el profesor, estn enumerados todos los estados de la Repblica Mexicana (incluyendo el Distrito Federal) del 1 al 32. Haz una lista con el nombre del estado y su capital segn corresponda el nmero.

1. Cuestionario

5.1 Determina y define los siguientes datos del territorio nacional:

a. La superficie continental.

b. La superficie insular.

c. La superficie del Mar Territorial.

d. La superficie de la Zona Econmica Exclusiva.

e. La superficie del Mar Patrimonial.

5.2 Cul es la longitud aproximada de las costas mexicanas?

5.3 Qu porcentaje de la longitud total de la lnea de costa corresponde al ocano Atlntico y cunto al ocano Pacfico? Qu porcentaje corresponde a las lagunas costeras?

5.4 Cules son los estados con mayor lnea de costa?

5.5 Cuntos Puertos tiene Mxico, descrbelos por estado?

5.6 Cules son los tipos de puertos que hay en Mxico?

1.1.6. Mtodo de Evaluacin

Todas las prcticas de laboratorio deben de ser realizadas en presencia de un instructor y contestadas en el MANUAL editado para este objeto. Muy importante es que antes de iniciar La unidad de aprendizaje del semestre respectivo, los alumnos deben adquirir su manual en el almacn de Geologa. La prctica debe ser leda con anterioridad de tal manera que para el desarrollo de la misma se tengan los materiales solicitados para el alumno.

1.1.7. Bibliografa

2. Aguayo-Quezada, S., 2000. El Almanaque Mexicano, Ed. Grijalbo, 431 p.

El Sistema Solar2.1.1. Introduccin

1.1 El Sistema Solar

La naturaleza ordenada de nuestro sistema solar lleva a la mayora de los astrnomos a deducir que todos sus componentes se formaron esencialmente al mismo tiempo, y de la misma materia primordial, que el Sol. Este material form una gran nube de polvo y gas denominada nebulosa primordial.

La hiptesis de la nebulosa primordial sugiere que los cuerpos de nuestro sistema solar se formaron a partir de una nebulosa compuesta fundamentalmente de hidrgeno y helio, y solo un pequeo porcentaje de los elementos ms pesados.

Hace alrededor de 5,000 millones de aos, esta inmensa nube de diminutos fragmentos rocosos y de gases empez a contraerse bajo su propia influencia gravitacional. El material en contraccin empez a girar al igual que un patinador gira en el hielo al replegar sus brazos hacia s mismo, de tal forma que la nube rotaba cada vez ms rpido conforme se contraa. Esta rotacin hizo a su vez que la nebulosa se aplanara para formar un disco. Dentro del disco en rotacin, cmulos menores formaron ncleos a partir de los cuales finalmente se formaran los planetas. Sin embargo, la mayor concentracin de material fue empujada hacia el centro del disco en rotacin. Conforme se acumulaba hacia su interior, se calentaba gravitacionalmente arremolinndose hasta formar una esfera (Fig. 1).

A medida que la masa creca, el hidrgeno en el centro era comprimido por la gigantesca presin y finalmente se desat una reaccin de fusin en la que los ncleos de hidrgeno, en una reaccin de mltiples etapas, produjeron helio formando el protosol caliente.Despus de que se form el protosol, la temperatura en el exterior del disco disminuy de manera significativa.

Este enfriamiento hizo que las sustancias con puntos de fusin ms elevado se condensaran en partculas pequeas, quiz del tamao de granos de arena. Primero solidificaron el fierro y el nquel. Los siguientes en condensarse fueron los silicatos de que estn compuestas las sustancias rocosas.Conforme esos fragmentos fueron colisionando a lo largo de unos pocos decenios de millones de aos, aumentaron de tamao hasta dar lugar a los protoplanetas. De la misma manera, pero a menor escala, actuaron los procesos de condensacin y acrecin para formar las lunas y otros cuerpos del Sistema Solar (Fig. 2).

Conforme los protoplanetas acumulaban cada vez mas material, el espacio que haba entre ellos empez a aclararse. Esta eliminacin de restos permiti que la luz del Sol en forma de rayos gama, alcanzara las superficies planetarias sin estorbos y las calentara.Las elevadas temperaturas superficiales resultantes de los planetas interiores (Mercurio, Venus, Tierra y Marte) sumados a sus campos gravitacionales ms dbiles, hizo que la Tierra y sus vecinos fueran incapaces de conservar materiales ms ligeros de la nube primordial. Estos materiales ligeros, como el hidrgeno, el helio, el amoniaco, el metano y el agua, se evaporaron de sus superficies y fueron barridos de la parte interna del Sistema Solar por corrientes de partculas procedentes del Sol, denominadas viento solar. A distancias superiores a la rbita de Marte, las temperaturas eran mucho ms fras. Por consiguiente los grandes planetas exteriores (Jpiter, Saturno, Urano y Neptuno) acumularon enormes cantidades de hidrgeno y otros materiales ligeros procedentes de la nube primordial.

Se piensa que la acumulacin de esas sustancias gaseosas es responsable de los tamaos comparativamente grandes y de las bajas densidades de los planetas exteriores (Fig. 3).

1.2 El Sol

El Sol ha estado ardiendo desde hace 4,600 millones de aos, incluso antes de que existiera una Tierra que se calentara con incandescencia, sin embargo, para los estndares galcticos nuestra estrella es una ms del montn. Sin duda, es tan grande que un milln de Tierras cabran en su interior.Es tan densa que a los rayos solares que vemos hoy les ha tomado cientos de aos abrirse paso desde el centro hasta la brillante fotosfera antes de iniciar su recorrido hacia la Tierra. An as, el Sol cae en la categora general de estrellas pequeas llamadas tipo G, una especie tan comn, que existen miles de millones de ellas tan solo en la Va Lctea (Fig. 4).El Sol es la fuente de prcticamente toda la energa que sustenta la vida, la fuente del estado del tiempo, el arbitro de nuestro clima y, desde luego, nuestra conexin ms cercana con los procesos que dan energa al cosmos.

1.3 Datos astronmicos1 ao luz es igual a la distancia en kilmetros que recorre la luz a lo largo de 1 ao a razn de 300, 000 Km/s.

1 Unidad Astronmica (UA), es igual a la distancia en kilmetros que separa a la Tierra del Sol.

1 parsec es igual a 3.26 aos luz.2.1.2. Objetivo.Mediante el uso de un programa de computacin, adquirir el conocimiento sobre el sistema solar y el planeta Tierra.

2.1.3. Objetivos particulares.

Como resultado de las actividades de esta prctica, el alumno:

2.1. Conocer las teoras sobre le origen del sistema solar.

2.2. Conocer la estructura interna y las dimensiones del Sol.2.3. Determinar diferentes distancias astronmicas.Material


- Calculadora con funciones trigonomtricas.

- Software Solar system

En todos los casos en que se realicen clculos, debern entregarse en limpio, de manera ordenada y clara, acompaados de las respuestas a las preguntas de los ejercicios y del cuestionario.2.1.3. Desarrollo

Ejercicio 1

Viajando a una velocidad de 10 Km /s hacia la estrella ms cercana localizada a 4 aos luz de distancia, Cul ser la longitud de tiempo en aos, requerido para que una nave espacial alcance a la estrella?

Ejercicio 2.

Si la luz del Sol tarda 8 minutos 18 segundos en llegar a la Tierra, A qu distancia en kilmetros y en unidades astronmicas se encuentra la Tierra del Sol?

Ejercicio 3.

La distancia a la estrella ms cercana (Prxima Centauri) es de 270, 000 UA. Cuntos aos podra tomarle a un viajero espacial alcanzar la estrella si viaja en lnea recta a una velocidad uniforme de 20 Km/s?

Ejercicio 4.

Un mtodo clsico para determinar la distancia de la Tierra a Luna emplea un principio geomtrico simple llamado paralaje trigonomtrico. Este mtodo consiste en lo siguiente:

Imagina a dos observadores, A y B colocados en puntos diametralmente opuestos sobre la superficie terrestre separados por una distancia 2a, es decir el doble del radio de la Tierra (Fig. 5). Suponiendo que la lnea de observacin A penetra el centro de la Luna y contina hasta la posicin de la estrella 1; y simultneamente el observador B hace lo mismo hacia la estrella 2. El ngulo entre las dos estrellas se denota como alfa (). Entonces la distancia Tierra-Luna d se calcula de la frmula paralctica:

d = 2a / sen ,

donde: a = 6367.47 Km. y = 1.90

Ejercicio 5.Si la luz del Sol tarda 43.22 minutos en alcanzar la superficie de un planeta del Sistema Solar, resuelve lo siguiente:a. Calcula la distancia al Sol de este planeta en kilmetros y en unidades astronmicas.

b. Menciona de qu planeta se trata.

c. Cuntas lunas principales tiene? Menciona sus nombres.

2. Cuestionario

5.1 Cules son las principales teoras acerca del origen del sistema solar?

5.2 Enuncia las tres leyes de Kepler sobre el movimiento planetario.

5.3 Elabora una tabla a mano con las principales caractersticas de los planetas del sistema solar.



2.1.5. Bibliografa

- Tarbuck, E. J. y Lutgens, F. K., 2001. Ciencias de la Tierra: Una introduccin a la Geologa Fsica, Ed. Prentice may, 6. ed., 616 p.

- Suplee, C., 2004. El Sol: nuestra estrella tormentosa, National Geographic , julio de 2004, p. 3-33.

- Van Allen, J., 1993. Solar Sistem Astronomy, University Iowa Press, 251 p.

La Morfologa de la Tierra.2.1.6. Introduccin

La forma de la Tierra

Sin duda habrs visto fotografas de la Tierra desde el espacio. Una visin como esta proporcion a los astronautas, y a todos nosotros, una perspectiva nica de nuestro planeta. Por primera vez pudimos ver la Tierra desde las profundidades espaciales como una pequea esfera de aspecto frgil rodeada de la negrura de un vasto universo. Esas imgenes no solo fueron espectaculares y excitantes, sino que tambin despertaron nuestra humildad, al demostrarnos, como nunca antes, la parte tan diminuta del universo que ocupa nuestro planeta. A medida que nos acercamos a l desde el espacio, se pone de manifiesto que la Tierra no tiene una forma esfrica perfecta. A pesar de esto nuestro planeta parece una esfera azul que flota en el espacio.2.1.7. Objetivo

Desarrollar el conocimiento de la forma de la Tierra, mediante el uso de conocimientos previos sobre trigonometra y fsica, para generar modelos indirectos que explican la estructura externa de la Tierra.

2.1. Confirmar que la Tierra no es esfrica.2.2. Determinar los parmetros fsicos de la Tierra.2.3. Conocer los diferentes movimientos de la Tierra.2.1.8. Material

3. Para la elaboracin de la prctica, cada alumno deber contar con el siguiente material:

4. - Calculadora con funciones trigonomtricas.5. - Juego de geometra.

6. - Comps.7. - Tijeras y pegamento.7.1.1. Desarrollo

Ejercicio 1.

El hecho, de que la Tierra es casi esfrica, ha sido conocido y demostrado desde los antiguos Griegos, ellos realizaron observaciones de la sombra de nuestro planeta sobre la luna durante los eclipses, as como las observaciones de como un barco parece hundirse o elevarse en el horizonte, al alejarse o acercarse del observador en el muelle o la playa.Medidas muy precisas al estudiar la trayectoria de los satlites (tanto naturales como artificiales) nos indican que en la Tierra, el radio polar es menor que el radio ecuatorial. Los valores reales son:

Recuatorial = 6378.16 Kms

Rpolar = 6356.77 Kms.El esferoide terrestre tiene una forma elptica. En la figura 6 se representa de manera exagerada la diferencia entre los radios, ya que si la Tierra tuviera 45 cm. de dimetro, la diferencia sera de solo 1.6 mm.

Con los datos anteriores, calcula el radio promedio de la Tierra.

Rpromedio= _______________Km.

Ejercicio 2.Se atribuye a Eratstenes (230 AC), gegrafo y astrnomo, la invencin de un mtodo poco sofisticado, que se basa en el razonamiento cientfico, para medir el radio de la Tierra. l saba que el 21 de junio es el da ms largo del ao, (solsticio de verano), y que los rayos del sol que caen perpendicularmente en un pozo, iluminan el fondo nicamente al medioda. Adems saba que en otras localidades el mismo da en un pozo con las mismas caractersticas se produce una sombra.

Si conocemos la distancia entre los dos pozos, y el ngulo producido por la sombra, es posible medir el ngulo entre la lnea vertical y los rayos del sol que caen oblicuamente, exactamente al medioda del solsticio de verano. De esta manera Eratstenes calcul el valor de la circunferencia de la Tierra, basndose en las siguientes premisas:

1. El sol est a tal distancia que los rayos del sol que caen sobre los dos pozos son virtualmente paralelos.

2. El pozos se encuentran de tal manera que un plano que corta los dos puntos pasa exactamente por el centro de la Tierra.

3. La plomada utilizada para determinar la vertical del pozo, apunta directamente al centro de la Tierra.

4. La Tierra es una esfera.

Usando mtodos trigonomtricos sencillos, como los que uso Eratstenes, es posible calcular la circunferencia y el radio de la Tierra, con una muy buena aproximacin.En la figura 7, el punto A se ubica en la ciudad de Mazatln, muy cerca del trpico de cncer, y el punto B se ubica al norte en la ciudad de Taos, Nuevo Mxico; la lnea A-B representa la superficie del planeta y es paralela a los paralelos terrestres. La distancia del punto A al punto B es de 759 Km. En la figura 8, una vara colocada en el punto B mide 1.83 metros de altura (h) y produce una sombra (s) de 0.23 metros de longitud. El Punto C representa el centro de la Tierra. Las lneas punteadas paralelas representan los rayos del sol. El ngulo producido por la vara y la sombra se denomina ngulo alfa ().

Con los datos anteriores, contesta lo siguiente:

2.1 Cul es el valor del ngulo alfa? _______________________________________________

2.2 Por qu son equivalentes alfa y beta? __________________________________________

2.3 Cul es la longitud del radio de la Tierra?________________________________________2.4 Compara el valor del radio promedio obtenido en el ejercicio 1 con el valor del radio obtenido del inciso anterior. Con esa observacin calcula el error absoluto y el error relativo. Explica las posibles causas del error. 2.5 Cul es la longitud de la circunferencia de la Tierra?_______________________________Ejercicio 3.

La Masa y la Densidad de la Tierra.

Para calcular la masa y la densidad de la Tierra no fue tan sencillo, fue necesario el desarrollo del concepto de gravedad, expresado por Sir Isaac Newton, (Fig. 9) en su Ley de Gravitacin Universal, que dice que todos los cuerpos se atraen en razn directa de sus masas y en razn inversa del cuadrado de sus distancias, lo que se expresa en la siguiente frmula:

F=Gm1m2/r2 F = Gm1m2/r2Donde:

G = 6.668x10-11 N m2 Kg.-2

F = 980dinas

1 dina = 1gcm/s2.

1 N = 1 Kgm/s2Con el uso de esta frmula, y considerando la masa de la Tierra (m2) en gramos, y la masa (m1) de un cuerpo que pesa 1 gramo y que se encuentra sobre la superficie de la Tierra siendo atrado por la fuerza de gravedad, contesta lo siguiente: 3.1 Cul es la masa de la Tierra?_____________________________________________________3.2 A cuntas toneladas equivale?____________________________________________________

Conociendo el radio promedio de la Tierra determina lo siguiente:

3.3 Cul es el volumen de la Tierra?___________________________________________________3.4 Cul es la densidad promedio de la Tierra?__________________________________________3.5 Considerando que las rocas de la corteza terrestre tienen una densidad de 2.5 a 2.7, Cmo consideras que sea la densidad en el centro de la Tierra?___________________________________Ejercicio 4.

Los Movimientos de la Tierra.

La Tierra es un cuerpo que presenta varios movimientos, no solamente rota alrededor de su propio eje y rbita alrededor del sol.

Como consecuencia de las fuerzas de atraccin del sol y la luna, el eje de rotacin de la Tierra describe una figura cnica en el espacio, este movimiento se denomina precesin del eje (Fig. 10) y tiene lugar debido a que el eje de la Tierra forma un ngulo de 23.5 grados con el plano de la eclptica. Tambin las fuerzas de atraccin del sol y la luna tienden a jalar la zona ecuatorial hacia el plano de la eclptica. Si la Tierra no rotara, entonces el ecuador estara alineado con la eclptica, en la misma forma que un trompo que deja de rotar cae de lado.

La atraccin gravitacional del sol y de la luna sobre la zona ecuatorial vara de acuerdo a la posicin con respecto a la Tierra. Esto da lugar a un pequeo movimiento de cabeceo denominado nutacin (Fig. 11), que se adiciona al movimiento de precesin. Existen otros movimientos que no estan del todo comprendidos, como el movimiento de cabeceo de Chandler, que se supone es causado por la redistribucin de masas dentro de la Tierra.

El movimiento de excentricidad (Fig. 12) tambin es importante, sucede cuando la forma de la orbita terrestre cambia gradualmente de una forma elptica a una forma casi circular durante un ciclo que dura unos 100,000 aos.

Muchos cientficos creen actualmente que las oscilaciones climticas que caracterizaron al periodo Pleistoceno pueden estar vinculadas a estas variaciones de la orbita terrestre. Esta hiptesis fue desarrollada por primera vez por el cientfico yugoslavo Milutin Milankovitch se basa en la premisa de que la variacin de la radiacin solar que incide sobre la superficie terrestre es el factor principal en el control del clima de la tierra.4.1 Calcula la velocidad de rotacin de la Tierra, sabiendo que da un giro completo sobre su propio eje cada 23 horas, 56 minutos y 4 segundos. 4.2 Calcula la velocidad de traslacin de la Tierra asumiendo lo siguiente:

a) Que su rbita es circular, b) Que la distancia promedio al sol (radio de la rbita) es de 149,675,000 Km. y c) Que el tiempo de traslacin alrededor del sol es de 365.256 das.

5. Formulario

a. Longitud de arco, l = r 2/360

b. Error absoluto = valor real valor calculado

c. Error relativo = Error absoluto/valor real x 100

d. Circunferencia, C = 2r D

e. Volumen, V = 4/3 r

f. Densidad, = m/v

g. Velocidad tangencial, = 2r/t

6. Cuestionario.

6.1 Explica y presenta un dibujo que describa que es la eclptica.

6.2 Elabora un esquema con la posicin espacial de la Tierra durante los solsticios y los equinoccios. Explica que son estos eventos y en que fechas ocurren.

6.3 Qu son los eclipses y cuantos tipos existen? Elabora un esquema.



7.1.3. Bibliografa

- Tarbuck, E. J. y Lutgens, F. K., 2001. Ciencias de la Tierra: Una introduccin a la Geologa Fsica, Ed. Prentice may, 6. ed., 616 p.- Sagan, C., 1980. Cosmos, Ed. Random House, 365 p.- Hallida, D., Resnick, R. and Walker, J., 1997. Fundamentals of Physics, part 1, John Wile and Sons, Inc., 296 p.

La Estructura Interna de la Tierra.7.1.4. Introduccin

1.1 Las ondas ssmicas

Supongamos que la Tierra es una esfera (aunque ya sabemos cual es su forma), sabemos que la densidad promedio es 5500 kg./m3 y que la densidad observada en las rocas de la superficie terrestre es de 2500 a 3000 kg./m3, lo que sugiere que la densidad de las rocas que estn por debajo de la superficie tiene un material componente que debe ser mucho ms denso.

La densidad se espera aumente, ya sea debido a la compresin del material ocasionado por el peso de las rocas o debido a la composicin qumica del material del interior de la Tierra.

Para poder realizar estudios acerca del interior de la Tierra se han utilizado tcnicas indirectas que permiten planear un modelo sencillo. Uno de estos mtodos es el estudio de las ondas ssmicas, es decir, la sismologa.

La sismologa data de los primeros intentos realizados por los chinos, hace casi 2,000 aos, para determinar la direccin desde la que se originaban dichas ondas. El instrumento ssmico utilizado por los chinos era una gran jarra hueca que contena una masa suspendida desde la tapa (Fig. 13). Esta masa (similar a un pndulo de reloj) estaba conectada con las mandbulas de varias figuras de grandes dragones que rodeaban en circulo en envase. Las mandbulas de cada dragn sostenan una bola de metal. Cuando las ondas de los terremotos alcanzaban el instrumento, el movimiento relativo entre la masa suspendida y la jarra desalojara algunas de las bolas de metal que caeran en las bocas abiertas de las ranas situadas debajo.

Cuando las fuerzas que actan sobre las rocas de la litosfera, se incrementan pueden provocar la deformacin elstica (Fig. 14), s ests son muy grandes ocasiona que estas se rompan cuando se rebasa el lmite elstico, entonces se forma una falla. A esta teora se le conoce como Teora del Rebote Elstico, propuesta para explicar el terremoto de San Francisco en 1906.

Parte de la energa elstica que estaba almacenada deformando la roca, se utiliza para romperla, mientras que el resto de la energa se libera en forma de ondas ssmicas.

Al punto donde comienza la ruptura se le llama foco, y al punto de la superficie justo arriba del foco se le llama epicentro (Fig. 15).

Los sismgrafos modernos, instrumentos que registran las ondas smicas, no son muy diferentes a los dispositivos que usaban los antiguos chinos. Estos dispositivos tienen una masa suspendida libremente de un soporte que se fija al terreno (Fig. 16).

Cuando la vibracin de un terremoto distante alcanza al instrumento, la inercia de la masa suspendida a manera de pndulo la mantiene relativamente estacionaria; mientras que la tierra y el soporte se mueven, el pndulo lo hace con un cierto retraso, de tal manera que queda desequilibrado. El movimiento de la tierra con respecto a la masa estacionaria se registra en un papel colocado alrededor de un tambor giratorio o bien en una cinta magntica.

Cuando mayor sea el desplazamiento de la litosfera mayor ser la amplitud y el tiempo de amortiguamiento. Todos los sismgrafos se construyen con el mismo principio.

El registro de sismos (Fig. 17), presenta una grfica tpica donde podemos observar tres tiempos de arribo de tres distintas ondas, dos de dbil amplitud que viajan a travs del interior de la tierra y una tercera y tarda de mayor amplitud. A las primeras ondas que arriban a un sismgrafo se les llama ondas P (ondas primarias, compresionales), a las segundas se les llama: ondas S (ondas secundarias o de cizalle) y las terceras que viajan sobre la superficie de la tierra, se les conoce como ondas superficiales u ondas L o largas.

1.2 El comportamiento de las ondas ssmicas en la Tierra.

La Tierra no es una masa homognea, por lo que debemos de observar que ocurre con el comportamiento de las ondas cuando viajan a travs de distintos medios para poder comparar los resultados tericos con los observados en los registros ssmicos reales.

Las ondas de cuerpo se dividen en ondas P y S por su modo de viajar a travs de los materiales. Las ondas P son ondas que comprimen y expanden las rocas en direccin de propagacin de la onda (Fig. 18).

Los slidos, los lquidos los gases se oponen a un cambio de volumen cuando son comprimidos y recuperan elsticamente su forma cuando cesa la fuerza. Por consiguiente las ondas P, son ondas compresivas, es decir, pueden atravesar todos estos materiales.

Por otro lado, las ondas S sacuden las partculas en ngulos rectos con respecto a la direccin en la que viajan (Fig. 19). A diferencia de las ondas P, que cambian transitoriamente el volumen del material por el que viajan comprimindolo y expandindolo alternativamente, las ondas S cambian transitoriamente la forma del material que las transmite. Dado que los fluidos (gases lquidos), no responden elsticamente a cambios de forma, no transmitirn las ondas S.

El movimiento de las ondas superficiales es ms complejo. A medida que esas ondas viajan a lo largo del suelo, hacen que se mueva se todo lo que descansa sobre l, de manera muy parecida a como el oleaje empuja un barco. Adems de su movimiento ascendente descendente, las ondas de superficie tienen un movimiento lateral similar a una onda S orientada en un plano horizontal. Ese ltimo movimiento es particularmente peligroso para los cimientos de las estructuras.

1.3 Composicin del interior de la tierra.

La litosfera o Corteza terrestre est constituida por dos tipos principales de Corteza: 1) Continental que forma los continentes y es principalmente grantica y que tiene un grosor promedio de 30 a 40 Kms. y, 2) Ocenica que compone el basamento de los ocanos, formada principalmente de rocas baslticas y tiene un espesor de 5 a 8 Kms.Bajo la corteza se encuentra el Manto, que alcanza una profundidad de 2900 Kms. El Manto comienza en la zona de cambio con la corteza que se conoce como Discontinuidad Mohorovicic o Moho, en honor al cientfico yugoslavo que la descubri en 1909. El Manto se divide en manto superior que va de la base de la corteza hasta los 700 Kms de profundidad, y el manto inferior, que est compuesto de rocas parecidas al Olivino y la peridotita, que son silicatos y xidos de Magnesio y Hierro (Fig. 20).

La regin del manto que se encuentra entre 100 y 200Kms de profundidad se encuentra el material cercano al punto de fusin, y se comporta como un lquido, est zona es conocida como Astenosfera. El ncleo externo se encuentra entre los 2900 y 5150 Km. de profundidad (discontinuidad Gutenberg), los cientficos suponen que est compuesto por hierro y nquel, y se asume que es fluido por que no transmite las ondas de cizalla. Tambin se especula que son corrientes en el manto lquido las que conducen el campo magntico de la Tierra.

Desde la discontinuidad Lehman hasta el centro de la Tierra se encuentra el ncleo interno, de consistencia slida, formado por Hierro y con una temperatura cercana a los 4,000 C.A

7.1.5. Objetivo

Describir el comportamiento de las ondas ssmicas, mediante el uso de conocimientos previos sobre trigonometra y fsica, para generar modelos sobre la estructura interna de la Tierra.

7.2.5 Entender el mecanismo de generacin de los sismos.7.3.5 Comprender la teora del rebote elstico

7.4.5 Conocer los principios del funcionamiento de los sismgrafos

7.5.5 Aprender a localizar el epicentro de diferentes sismos.

7.1.6. Material


9. - Calculadora con funciones trigonomtricas

10. - Juego de geometra.

11. - Comps

12. - Tijeras y pegamento

13. En todos los casos en que se realicen clculos, debern entregarse en limpio, de manera ordenada y clara, acompaados de las respuestas a las preguntas de los ejercicios y del cuestionario.

13.1.1. Desarrollo

13.1 Cmo localizar el epicentro de un sismo?

Nosotros podemos localizar el epicentro de un sismo de una manera simple, utilizando las distancias obtenidas desde tres o ms estaciones sismolgicas (mtodo de triangulacin), (Fig. 21). Sabemos que los sismos producen diferentes ondas ssmicas, las ondas P, S y L. Estas ondas viajan a diferentes velocidades, por lo tanto arriban a un sismgrafo a diferentes tiempos. Las ondas P viajan ms rpido, por lo tanto arriban primero a este; las ondas S que viajan casi a la mitad de la velocidad de las ondas P, arriban mas tarde. Una estacin sismolgica cercana al sismo registra las ondas P y las ondas S en una sucesin muy rpida. Con el incremento de la distancia del sismo a la estacin, la diferencia de tiempo de arribo entre las ondas P y S se incrementa. Si es sismo ocurre en el ocano (Fig. 22), la tcnica es la misma.Si bien las tcnicas modernas para la ubicacin exacta de los sismos son ms complejas, aqu se ilustran los conceptos bsicos usando ejemplos de sismos reales en Mxico.

Ejercicio 1.

Los siguientes pasos nos indican cmo podemos determinar la distancia del sismo a cada una de las estaciones sismolgicas que lo registran (mnimo tres estaciones) y estimar su localizacin geogrfica con el uso de los sismogramas.

Paso 1

Los sismogramas de la figura 23 nos muestran un sismo real ocurrido en Baja California Sur, estos registros pertenecen a tres estaciones sismolgicas de diferentes localidades. Los sismogramas registran el arribo de las ondas P y S. Usando tu regla determina el tiempo S-P, es decir el tiempo de retraso de la onda S con respecto a la onda P. Anota el tiempo de retraso para cada estacin:

Chihuahua:___________________________

Mazatln:____________________________

Rosarito:_____________________________

Paso 2.

Con la grafica 1, se determina la distancia en kilmetros del sismo a cada estacin usando el tiempo de retraso S-P:

Chihuahua:___________________________

Mazatln:____________________________

Rosarito:_____________________________

Paso 3.

Una vez que conocemos la distancia del sismo a cada una de las estaciones, podemos determinar la localizacin geogrfica del sismo. En el mapa de la figura 25 dibuja un circulo alrededor de cada estacin con un radio igual a la distancia del sismo, recuerda escalar los datos con la escala del mapa. El sismo ocurre en el punto donde los tres crculos se interceptan.

Paso 4.

Calcular la magnitud del sismo. Para esto es necesario usar los datos de amplitud en milmetros y la distancia en kilmetros del sismo a la estacin sismolgica cuyo sismograma presente la mayor amplitud. Despus vaciar esos datos en la grafica 2.

Amplitud en mm_______________________

Distancia en kilmetros_________________

Magnitud del sismo____________________

Evento:

Baja California Sur.

Estacin sismolgica:

Chihuahua.

Clave de la Estacin:

CHIH

Evento:


Estacin sismolgica:

Mazatln, Sin.


MAZ

Figura 23. Sismogramas de tres estaciones sismolgicas.Evento:


Estacin sismolgica:

Rosario, B.C.S


ROS

Ejercicio 2.

En la figura 25 se muestra el mapa de la Repblica Mexicana donde se ubican los sitios donde operan sismgrafos y fueron recibidas seales de las ondas ssmicas del terremoto del 19 de septiembre de 1985. Las grficas de la figura 24 son los registros ssmicos y el tiempo en que fueron recibidas las seales. Para resolver este ejercicio debes de seguir los siguientes pasos.

Paso 1

Usando tu regla graduada determina el tiempo S-P, es decir el tiempo de retraso de la onda S con respecto a la onda P. Anota el tiempo de retraso para cada estacin:

Acapulco, Gro. ______________________

Mxico, D.F.________________________

Monterrey, N.L.______________________

Hermosillo, Son. _____________________

Paso 2.

Considerando que la velocidad promedio de las ondas P sea de 6.1 Km/seg., y la velocidad promedio de las ondas S sea de 4.1 Km/seg., Cuanto tiempo tarda cada tipo de onda en recorrer 160 Km?

Ondas P____________________________ Ondas S____________________________

Cul es el intervalo de retraso de las ondas S en 160 Km? ________.

Paso 3.

Utilizando la escala del mapa de la figura 10 y la proporcin antes obtenida para el retraso de las ondas S, determina la distancia en kilmetros al epifoco del sismo desde cada una de las estaciones sismolgicas.

Acapulco, Gro.________________

Mxico, D.F.__________________

Monterrey, N.L.________________

Hermosillo, Son._______________

Paso 4.

Con las distancias obtenidas en el paso 3, traza en el mapa los crculos alrededor de cada estacin y localiza el epicentro del sismo.

Epicentro______________________

Paso 5.

Por ltimo, utilizando el tiempo de llegada de las Ondas P a cada estacin, calcula el tiempo (to) en que ocurri el sismo.

Frmulas:

V = d/t, velocidad igual a distancia sobre tiempo

tr = d/Vp , donde tr = tp-to , sustituyendo, tenemos que tp-to = d/Vp , despejando to = tp- d/VpTiempo origen __________________

Evento: Michoacn, Mxico.

Estacin Sismolgica:

Acapulco, Gro.

Clave de la Estacin: ACA

Fecha: 19 de septiembre 1985.

Hora Local: 07:19:06 hrs.

Magnitud: 8.1 escala Richter

Evento: Michoacn, Mxico

Estacin Sismolgica:

Mxico, D.F.

Clave de la Estacin: DF





Estacin Sismolgica:

Monterrey, N.L

Clave de la Estacin: MTY




Figura 24. Sismogramas del sismo del 19 de septiembre de1985.


Estacin Sismolgica:

Hermosillo, Son

Clave de la Estacin: HRM




Escala: 2.7 cm. = 60 seg.

Figura 25. Mapa de la Repblica Mexicana donde se ubican las diferentes estaciones sismolgicas.

3. Cuestionario

5.1 Define los siguientes trminos:

a. Intensidad

b. Magnitud

5.3 Asumiendo que la velocidad de las ondas P es igual a 6.1 km/s, Con cuntos segundos cuenta la estacin sismolgica de la ciudad de Mxico para disparar la alarma ssmica si ocurre un sismo con magnitud 8 en las costas de Guerrero?


Todas las prcticas de laboratorio deben de ser realizadas en presencia de un instructor y contestadas en el MANUAL editado para este objeto. Muy importante es que antes de iniciar La unidad de aprendizaje del semestre respectivo, los alumnos deben adquirir su manual en el almacn de Geologa. La prctica debe ser leda con anterioridad de tal manera que para el desarrollo de la misma se tengan los materiales solicitados para el alumno.13.1.3. Bibliografa Tarbuck, E. J. y Lutgens, F. K., 2001. Ciencias de la Tierra: Una introduccin a la Geologa Fsica, Ed. Prentice may, 6. ed., 616 p.

Hallida, D., Resnick, R. and Walker, J., 1997. Fundamentals of Physics, part 1, John Wile and Sons, Inc., 296 p.

Deriva Continental y la expansin del piso Ocenico.13.1.4. Introduccin

13.2. Deriva Continental

La idea de que los continentes, en particular, Sudamrica y frica, encajan como si fueran piezas de un rompecabezas, se origin con el desarrollo de mapas mundiales razonablemente precisos. Sin embargo, se dio poca importancia a esta idea hasta 1915, cuando Alfred Lotary Wegener, meteorlogo y geofsico alemn, public El origen de los continentes y ocanos. En este libro, Wegener estableci el esbozo bsico de su radical hiptesis de la deriva continental.Wegener sugiri que en el pasado haba existido un supercontinente nico denominado Pangea, que significa toda la Tierra (Fig. 26). Adems plante la hiptesis de que hace unos 200 millones de aos este supercontinente empez a romperse en continentes ms pequeos que derivaron a sus posiciones actuales.Wegener y quienes defendan esta hiptesis recogieron pruebas sustanciales que apoyaban sus afirmaciones. Por ejemplo, el ajuste de Sudamrica y frica, las evidencias fsiles y los climas antiguos parecan apoyar la idea de que esas masas de tierra, ahora separadas, estuvieron juntas en alguna ocasin. Analicemos sus pruebas.

El acoplamiento de los continentes.

Weger sospecho por primera vez que los continentes podran haber estado unidos en alguna ocasin al observar las notables semejanzas existentes entre las lneas de costa situadas a ambos lados del Atlntico sur.

Sin embargo, este primer acoplamiento fue criticado por otros gelogos.

Una mejor aproximacin del verdadero lmite externo de los continentes es la plataforma continental, y no fue sino hasta principios de los aos sesentas cuando Edward Bullard y sus colaboradores produjeron un mapa donde se intentaba ajustar los bordes de las plataformas continentales sudamericana y africana a una profundidad de 900 m como se muestra en la figura 27. El ajuste global fue tan notable que incluso sorprendi a quienes apoyaban la teora de la deriva continental.Evidencias FsilesAunque Wegener estaba intrigado por las notables semejanzas de las lneas de costa a ambos lados del Atlntico, al principio pens que la idea de una Tierra mvil era improbable. No fue sino hasta la aparicin de un artculo en el que citaban pruebas fsiles sobre la existencia de un puente de tierra que habra conectado Sudamrica y frica cuando empez a tomar en serio su propia idea. Wegener descubri que la mayora de los paleontlogos estaban de acuerdo en que era necesario algn tipo de conexin de tierra para explicar la existencia de fsiles idnticos sobre masas de tierra tan separadas. Por ejemplo, los organismos modernos cuyos antepasados eran similares tuvieron que evolucionar claramente en aislamiento durante las ltimas decenas de millones de aos. El caso ms obvio son los marsupiales australianos, que tienen un vnculo fsil directo con la zarigeya, marsupial encontrado en el continente americano.

Evidencias Paleoclimticas

Dado que Wegener era meteorlogo de profesin, estaba muy interesado en obtener datos paleoclimticos en apoyo a la deriva continental, y los encontr. Dedujo de depsitos glaciares antiguos, que grandes masas de hielo cubran extensas reas del hemisferio sur a finales de Paleozoico entre 220 y 300 millones de aos (Fig. 28). En Sudamrica y frica, as como en la India y en Australia se encontraron capas de till glaciar de la misma edad.

Evidencias del tipo de rocas y estructuras

Si los continentes estuvieron juntos en el pasado las rocas situadas en una regin concreta de un continente deben parecerse estrechamente en cuanto a edad y tipo con las encontradas en posiciones adyacentes del continente con el que encajan.Estas pruebas existen en forma de cinturones montaosos que terminan en la lnea de costa, solo para reaparecer en las masas continentales situadas al otro lado del ocano.A Wegener le agrad mucho esta semejanzas en la estructuras de las rocas.13.3. La Expansin del Piso Ocenico

A principios de los aos sesenta, Harry Hess, de la Universidad de Princeton, reuni algunos hechos recin descubiertos en una hiptesis que mas tarde se denominara, expansin del piso ocenico. Hess propona que las dorsales ocenicas estaban localizadas sobre zonas de ascenso en el manto A medida que el material que asciende desde al manto se expande lateralmente, el piso ocenico es transportado alejndose de la cresta de dorsal. En estos puntos, las fuerzas tensionales fracturan la corteza y proporcionan vas de intrusin magmtica para generar nuevos fragmentos de corteza ocenica. Por lo tanto, a medida que el piso ocenico se aleja de la cresta de la dorsal, va siendo sustituido por corteza recin formada.

Hess propuso adems, que las fosas ocenicas profundas, como la fosa Per-Chile, son lugares donde la corteza ocenica vuelve hacia el interior del planeta. En esos lugares las porciones antguas del piso ocenico se van consumiendo de manera gradual a medida que descienden hacia el manto.

Inversiones Magnticas

En la misma poca en que Hess formul la idea de la expansin del piso ocenico, los geofsicos habian comenzado a aceptar el hecho de que al campo magntico de la Tierra, cambia peridicamente de polaridad, es decir, el polo magntico norte se convierte en el polo magntico sur, y viceversa. Cuando la lava se enfra y solidifica, el dominio magntico dentro de los minerales de fierro contenidos en la lava, se alinean en la direccin del campo magntico de la Tierra. La lava solidifica preservando as un registro del campo magntico terrestre que prevaleca cuando la roca se form. Cuando la roca solidifica durante periodos de magnetismo normal, se obtienen valores de intensidad magntica altos porque el magnetismo inducido por los instrumentos se adiciona a la intensidad del campo presente. Los valores bajos de intensidad magntica se obtienen en rocas que solidificaron durante un magnetismo inverso porque la polaridad de estas rocas reduce el efecto local del campo magntico terrestre presente. Una vez confirmado el concepto de las inversiones magnticas, se estableci una escala de tiempo para las inversiones de polaridad.

Se descubri una relacin muy significativa entre las inversiones magnticas y la hiptesis de la expansin del piso ocenico. Los investigadores descubrieron franjas alternas de magnetismo de alta y baja intensidad que discurran aproximadamente paralelas a las crestas de las dorsales.

Esto se consigui utilizando un instrumento muy sensible denominado magnetmetro que fue remolcado por un barco oceanogrfico a travs de diferentes zonas del piso ocenico (Fig. 29).

13.3.1. Objetivo

Describir los conceptos de la teora de Deriva Continental y la teora de Expansin del Piso Ocenico, mediante el anlisis de diagramas y otro material especializado, para interpretar la informacin y los procesos geolgicos.13.3.2 Entender la teora de la deriva continental

13.3.3 Entender la teora de la expansin del piso ocenico

13.3.4 Conocer el principio de las inversiones magnticas

13.3.5 Realizar clculos para determinar diferentes velocidades de expansin del piso ocenico13.3.2. Material


15. - Calculadora con funciones trigonomtricas

16. - Juego de geometra.

17. - Tijeras y pegamento17.1.1. Desarrollo

Ejercicio 1.

La figura 30 muestra un mapa de una porcin del Ocano Atlntico y las medidas de intensidad magntica medidas por un buque oceanogrfico que cruz la cordillera mesoatlntica en cuatro transectos. Cuando la curva medida est por encima del cero la intensidad es ms grande que la normal, cuando la curva est por debajo del cero la intensidad ser menor a la normal.

El objetivo de este ejercicio es determinar las zonas de polaridad normal e inversa a lo largo de cada trransecto y correlacionarlas a las zonas de la cordillera.

Procedimiento

1.1 Marca sobre cada transecto donde la curva de intensidad magntica intercepta la lnea del cero. Comienza con el eje de la cordillera y despus a ambos lados de la misma. Estos puntos son las divisiones entre zonas que tienen polaridad normal e inversa.

1.2 Conecta los puntos equivalentes sobre cada transecto y sombrea de negro las reas de cada anomala negativa.Ahora contesta las siguientes preguntas:1.3 Los patrones de anomalas magnticas se entrecruzan o son paralelos al eje de la cordillera?

1.4 Son estos patrones a ambos lados de la cordillera, similares o diferentes?

1.5 Escribe un prrafo breve explicando cmo estos patrones de anomalas magnticas sobre las rocas del piso ocenico soportan la teora de la expansin del piso ocenico?

1.6 Determina la edad de cada banda de intensidad magntica usando la escala de tiempo geomagntica de la figura 31.

1.7 Calcula la velocidad promedio de expansin del piso del ocano Atlntico durante los ltimos 3 millones de aos. Usa la escala del mapa (la cual est en millas) y el tiempo de duracin de las unidades de roca determinadas en el inciso anterior.

Ejercicio 2.

En el mapa de la figura 32, se muestran las anomalas magnticas de la boca del Golfo de California y de la Placa Rivera. Ilumina con tu lpiz las anomalas magnticas positivas, comenzando con el eje de la cordillera. Usando la escala del mapa y la escala de tiempo geomagntica, calcula lo siguiente:

2.1 La velocidad de expansin del piso ocenico en la boca de golfo.

2.2 El tiempo que tard la boca del golfo en abrirse a su ancho actual.

Figura 30. Mapa de la porcin del Ocano Atlntico y la intensidad de las anomalas magnticas medidas por el buque oceanogrfico a travs del eje de la cordillera en cuatro transectos.

5. Tarea. En cada uno de los siguientes ejercicios, elabora un prrafo donde expliques, con tus propias palabras, la evidencia que apoya la teora de La Deriva Continental

5.1 Recorta y compara los mrgenes continentales de Sudamrica y frica.

Bloque continental

Plataforma continental

5.2 Recorta y compara las reas de depsitos glaciares de Sudamrica y frica

reas de depsitos glaciares de 250 a 300 Ma, durante la glaciacin Prmico-Carbonfero.

5.3 Recorta y compara los cratones y los cinturones orognicos de Sudamrica y frica.

Cratones de ms de 2000 Ma.Cinturones orognicos de menos de 2000 Ma.Cinturones orognicos de 450 a 1000 Ma.17.1.2. Mtodo de Evaluacin

Todas las prcticas de laboratorio deben de ser realizadas en presencia de un instructor y contestadas en el MANUAL editado para este objeto. Muy importante es que antes de iniciar La unidad de aprendizaje del semestre respectivo, los alumnos deben adquirir su manual en el almacn de Geologa. La prctica debe ser leda con anterioridad de tal manera que para el desarrollo de la misma se tengan los materiales solicitados para el alumno.17.1.3. Bibliografa

Tarbuck, E. J. y Lutgens, F. K., 2001. Ciencias de la Tierra: Una introduccin a la Geologa Fsica, Ed. Prentice may, 6 edition, 616 p.

Kenneth, H. W. and Howard, J. D., 1992. Exercises in Physical Geology, Macmillan Publishing Company, 8th edition, 224 p.

Tectnica de Placas17.1.4. Introduccin

En 1968, se unieron los conceptos de la deriva continental y la expansin del piso ocenico en una teora mucho ms completa conocida como tectnica de placas. La tectnica de placas puede definirse como una teora compuesta por una variedad de ideas que explican el movimiento observado de la litosfera terrestre por medio de los mecanismos de subduccin y de expansin del piso ocenico que a su vez, generan los rasgos geolgicos de la Tierra, entre ellos los continentes y las cuencas ocenicas.

Segn el modelo de la tectnica de placas, el manto superior, junto con la corteza, se comportan como una capa fuerte y rgida, conocida como litosfera. Esta capa externa se encuentra por encima de una regin ms dbil del manto, conocida como astenosfera (Fig. 33). Adems la litosfera est fragmentada en diferentes bloques o placas que estn en movimiento y cambian continuamente de tamao y forma a travs de millones de aos.Los lmites o fronteras entre estas placas son de tres tipos (Fig. 34):

Limite divergente, donde las placas se separan produciendo el ascenso de material desde el manto para crear nuevo piso ocenico.

Lmite convergente, donde las placas colisionan provocando la subduccin (consumo) de la litosfera ocenica en el manto.

Limite de falla transforme, donde las placas se desplazan lateralmente una respecto a la otra sin produccin ni destruccin de la litosfera.

Se reconocen siete placas principales conocidas como: placa Norteamericana, placa Sudamericana, placa Pacfico, placa Euroasitica, placa Australiana, placa Africana y placa Antrtica.

La ms grande de ellas es la placa Pacfico que es fundamentalmente ocenica. Ninguna de estas placas est completamente definida por los mrgenes de un continente (Fig. 35).Las placas de tamao mediano son: la placa del Caribe, placa de Nazca, placa Filipina, placa Arbiga, placa de Cocos y la placa de Escocia, adems se han identificado ms de una docena de pequeas placas a lo largo de todo el Planeta.

Sabemos que las placas litosfricas o tambin denominadas placas tectnicas, se mueven a velocidades muy lentas, pero continuas, de unos pocos centmetros por ao. Este movimiento es impulsado por la distribucin desigual del calor en el interior de la Tierra. Los titnicos roces entre estas placas tectnicas generan terremotos, crean volcanes y deforman grandes masas de roca en las montaas.

La Corteza Terrestre

La corteza terrestre est compuesta por la corteza continental y por la corteza ocenica. Los procesos de conveccin que ocurren en el interior de la Tierra generan el movimiento de las placas litosfricas, por lo que la corteza continental y la corteza ocenica se ven afectadas por estos procesos. La corteza continental tiene un grosor que vara entre los 20 y 70 Km y es menos densa que la corteza ocenica. La densa corteza ocenica se encuentra debajo de los ocanos y tiene un mximo grosor de 10 Km. Estos dos tipos de corteza tienen diferente composicin y por lo tanto, diferente densidad, debido a que se formaron por diferentes procesos.Ambas cortezas forman la litosfera, que est integrada por las placas tectnicas que constituyen la superficie slida del planeta.

17.1.5. Objetivo

Graficar la velocidad de la placa del Pacfico, mediante el uso de tcnicas especializadas, para compararla con informacin obtenida previamente. 2.1 Entender la teora de la tectnica de placas.

2.2 Reconocer la diferencia entre la corteza continental y la corteza ocenica

2.3 Conocer el concepto de puntos calientes

2.4 Realizar clculos para determinar la velocidad de expansin del piso ocenico usando como referencia un punto caliente.17.1.6. Material

171.6.1. Para la elaboracin de la prctica, cada alumno deber contar con el siguiente material:

17.1.6.2. Calculadora con funciones trigonomtricas

17.1.6.3. Juego de geometra.

17.1.7. Desarrollo

Ejercicio 1.

Un modelo sencillo de la tectnica de placas.

Las hojas anexas de las pginas 38 a la 40, representan un modelo simplificado del movimiento de placas del Pacfico Este. El modelo es muy sencillo, primero porque ciertas caractersticas del rea no se tomaron en cuenta, por ejemplo, la frontera entre la placa de Cocos y la placa de Nazca, las dorsales de Galpagos y Chile, y la pennsula de Baja California; segundo porque el modelo es planar y los movimientos son solo aproximados a una esfera. Sin embargo, en general el movimiento de las placas en el modelo es real. Para realizar este ejercicio, debers hacer lo siguiente:

a. Recorta la figura de las pginas 38 y 39 segn se indica. La figura de la pagina 39 no la recortes.

b. Con un broche que te proporcionar el profesor une los puntos indicados como PAC/AME, COC/PAC Y COC/AME.

c. El modelo trabaja moviendo lentamente hacia la izquierda la X marcada en la figura de la pagina 39. Este movimiento de la placa Pacfico y la placa de Norteamrica es relativo a la placa fija de Cocos.

Con base en el movimiento del punto X hacia la izquierda, el cual representa el movimiento actual de las placas, contesta las siguientes preguntas:

a. Cuntos lmites de placa observas en el modelo y a qu localidad se asocian?

b. Qu sucede con la placa Pacfico?

c. Cmo es la tasa de expansin a lo largo de la dorsal del Pacfico en el sur y en el norte?

d. A qu tipo de frontera de placa est asociada la actividad volcnica?

e. Cul es la causa de la actividad volcnica?

f. Porqu no hay actividad volcnica en las costas de California y Baja California?

Ejercicio 2. La figura 36 representa la cadena volcnica de las Islas Hawaii. Con base en la escala de la figura determina lo siguiente:2.1. La velocidad del movimiento de la placa Pacfico a partir de la distancia en kilmetros desde la Isla Hawaii a los siguientes puntos, cuyas edades en millones de aos son:PuntoEdad en MaPuntoEdad en Ma.

Kauai 5.0Kimmei43.4

Necker 10.3Ojin 55.2

Laysan 20.0Nintoku 56.2

Midway 27.7Suiko 64.7

Yuryacu 39.9Meiji 70.0

2.2 Con los datos obtenidos elabora una grfica de Tiempo vs. Distancia. 2.3

Obtn el promedio de velocidad de la placa Pacfico en centmetros por ao.

2. Tarea

En el mapa anexo de Amrica (Fig. 37), indica lo siguiente:a. Las placas presentes en la regin as como sus lmites (subduccin, dispersin, cizalle). Ilumina cada placa de diferente color.b. Los nombres de las zonas de fractura ms importantes en el Pacfico.c. Los puntos calientes en la regin.

Figura 37. Mapa del Continente Americano.17.1.8. Mtodo de Evaluacin


Tarbuck, E. J. y Lutgens, F. K., 2001. Ciencias de la Tierra: Una introduccin a la Geologa Fsica, Ed. Prentice may, 6. ed., 616 p.Atkin, B. C. and Johnson, J. A., 1988. The Earth: Problems and Perspectives, Blackwell Scientific Publications, John Wile and Sons, Inc., 448 p.Mineraloga Parte 1. Cristalografa

17.1.10. Introduccin

La prctica de las artes mineralgicas es tan antigua como la civilizacin humana. En las pinturas rupestres realizadas por hombres primitivos (Fig. 38), se utilizaron pigmentos naturales hechos de una sustancia roja llamada hematita y de xido de manganeso de color negro; las herramientas de pedernal eran posesiones preciosas en la Edad de Piedra. Las pinturas funerarias del valle del Nilo realizadas hace casi 5,000 aos nos muestran a unos laboriosos artesanos pesando malaquita y metales preciosos, fundiendo menas de mineral y elaborando delicadas gemas de lapislzuli y esmeralda. Cuando la Edad de Piedra dio paso a la Edad de Bronce, se buscaron otros minerales de donde extraer metales.

Desde el principio de los tiempos, los minerales han jugado un papel importantsimo en la historia de la humanidad. Y conforme avanzan los siglos este papel se hace cada vez mas importante. Hoy en da dependemos de ellos de incontables maneras, desde los materiales para construir rascacielos hasta la manufactura de computadoras personales. La civilizacin moderna depende y necesita de la prodigiosa utilidad de los minerales es por eso que las menas metlicas y los minerales industriales, son explotados en todos los continentes.

Todo el mundo est familiarizado con los minerales, ya que stos se encuentran presentes en las rocas de las montaas, en la arena de la playa y en el suelo de nuestro jardn. Menos familiares pero tambin constituidos por minerales son los meteoritos y la superficie lunar. Las gemas son excepcionalmente hermosas y es por eso que a los minerales se les ha reconocido como las flores de la geologa.

Aunque es difcil trazar sistemticamente la historia de la mineraloga en sta prctica, s podemos resumir los hechos ms importantes de su desarrollo. El surgimiento de la mineraloga como una ciencia es relativamente reciente. Al filsofo griego Teofrastus (327-287 a.C.) le debemos el primer trabajo escrito sobre minerales, y tambin debemos nombrar a Plinio, que 400 aos despus recopil el saber mineralgico de su tiempo. Durante los 1300 aos siguientes, se escribieron muy pocos trabajos sobre mineraloga, hasta que en 1556 se public el primer libro sistemtico de mineraloga escrito por el mdico alemn Georgius Agrcola; redactado en latn se llam De Natura Fossilium. Entonces la palabra fsil significaba objetos desenterrados e inclua sobre todo minerales y rocas. Agrcola relata con todo detalle la prctica de la minera de su poca e incluye la primera recopilacin de minerales basando sus escritos en sus observaciones, en vez de usar el razonamiento especulativo que caracteriz a los antiguos griegos y alquimistas. El libro fue traducido al ingls en 1912.

En 1660 Nicolas Steno (Fig. 39), contribuy notablemente al desarrollo de la cristalografa con sus estudios de los cristales de cuarzo. Observo que a pesar de las diferencias de procedencia, o constitucin, los ngulos entre las caras correspondientes eran constantes. En 1780 Carangeot invent un mecanismo denominado gonimetro de contacto para medir los ngulos interfaciales de un cristal

Gracias a la invencin de un dispositivo de polarizacin hecha en 1828 por el escocs William Nicol que permiti el estudio sistemtico del comportamiento de la luz en las sustancias cristalinas, se logr el estudio de las propiedades pticas de los fragmentos minerales.

El descubrimiento con ms repercusin del siglo XX se le atribuye a Max von Laue, de la Universidad de Munich. En 1912 en un experimento demostr que los cristales podan difractar los rayos X. De esta forma se comprob por primera vez la distribucin ordenada y regular de los tomos en un material cristalino.

Actualmente el campo de estudio de la mineraloga abarca reas muy amplias que incluyen los rayos X, difraccin de neutrones y de electrones, sntesis de minerales, fsica de cristales, evaluacin de la estabilidad termodinmica de minerales, petrografa (estudio de rocas y minerales en seccin delgada), petrologa (el estudio de las rocas). Petrologa experimental y aspectos de metalurgia y cermica.Mineraloga

La mineraloga es el estudio de los minerales. Los minerales son sustancias slidas que se forman por procesos inorgnicos. Lo que regula su estructura son las partculas (tomos, iones o molculas) y la disposicin espacial de las mismas. Una definicin mas precisa de mineral es la siguiente: Un mineral es un slido homogneo que se forma mediante un proceso inorgnico con una composicin qumica definida y que posee un ordenamiento tridimensional y sistemtico entre los iones, tomos o molculas que lo componen.Las propiedades ms importantes en el estudio de los minerales son las propiedades fsicas y las propiedades pticas.

CristalografaComo se mencion anteriormente , los minerales poseen una distribucin interna ordenada caracterstica del estado slido cristalino. Cuando las condiciones son favorables, pueden estar limitados por caras planas y pulidas y adquirir formas geomtricas regulares conocidas como cristales (Fig. 40). As, un cristal se define como un slido homogneo que posee un orden interno tridimensional limitado por caras planas.

El estudio de los slidos cristalinos y las leyes que gobiernan su crecimiento, su forma externa y estructura interna se denomina cristalografa.

Los cristales presentan una simetra definida por la disposicin de sus caras, lo que permite agruparlos en diferentes clasesEn 1848 el francs Auguste Bravais (1811-1863), lleg a la conclusin de que las partculas que conforman un cristal se pueden distribuir espacialmente de catorce formas distintas denominadas mallas o redes (Fig. 41). Siete de estas redes son primitivas y en ellas las partculas se sitan solo en los vrtices del cristal; las siete mallas restantes son mltiplos y derivan de las siete primeras por traslaciones y compenetracin de dos o ms retculos primitivos. A estos retculos primitivos se les conoce como las redes de Bravais. Las redes de Bravais podran considerarse como los ladrillos de los que se compone la materia cristalina. Estos ladrillos tienen la caracterstica de ser irrompibles.

La distribucin regular de las partculas en las celdas de Bavais obedece a las posibles operaciones espaciales de la geometra del cristal conocidas como operaciones de simetra o elementos de simetra. Estas operaciones son:

Rotacin alrededor de un eje de simetra. Se denomina eje de simetra (Fig. 42): Es una lnea imaginaria que atraviesa a un cristal, alrededor de la cual se rota el cristal y la cara original se repite dos o ms veces en una revolucin completa. De esta manera se tienen ejes de orden dos o binarios A2, ejes de orden tres o ternarios A3, ejes de orden cuatro o cuaternarios A4 y ejes de orden seis o senarios A6.

Reflexin sobre un plano. Se denomina plano de simetra(Fig. 43): Es un plano imaginario que atraviesa al cristal y lo divide en dos mitades, siendo cada mitad la imagen especular de la otra. Se denota como P.

Rotacin alrededor de un eje combinado con inversin. Se denomina eje de inversin rotatoria o rotoinversin (Fig. 44): Existe si al pasar una lnea imaginaria por el cristal y lo rotamos e invertimos, este presenta la cara original. Se denota como AP o bien como .

Centro de simetra (Fig. 45): El cristal posee un centro de simetra si cada cara tiene otra idntica en el lado opuesto de este centro. Se denota como C.

Las combinaciones posibles de los elementos de simetra que se acaban de describir, dan origen a treinta y dos clases cristalinas distintas (grupos puntuales). Se ha demostrado por consideraciones tericas, que stas son todas las clases cristalinas posibles de simetra de un cristal. Estas treinta y dos clases se agrupan en siete sistemas de cristalizacin (Tabal 1). La gran mayora de los minerales cristalizan en 10 o 12 de las 32 clases cristalinas posibles, y de este modo stas son de mayor importancia para el mineralogista.Tabla 1. Las treinta y dos clases cristalinas y sus elementos de simetra.1. Sistema Isomtrico

Clase Hexoctahedral. Simetra: 3A4, 4A3, 6A2, 9P.

Hexadrn,

Octahedrn

Dodecahedrn

Tetrahexahedrn

Trapezohedrn

Trisoctahedrn

Hexoctahedrn

Clase Hextetrahedral. Simetra: 3A4, 4A3, 6P.

Tetrahedrn

Tristetrahedrn

Dodecahedrn deltide

Hextetrahedrn

Clase Giroidal. Simetra: 3A4, 4A3, 6A2.

Giroide

Clase Diploidal. Simetra: 3A2, 4A3, 3P.

Piritohedrn

Diploide

Clase Tetartoidal. Simetra: 3A2, 4A3.

2. Sistema Tetragonal.

Clase ditetragonal-dipiramidal. Simetra: C, 1A4, 4A2, 5P.

Pinacoide basal

Prisma de primer orden

Prisma de segundo orden

Prisma ditetragonal

Dipiramide de primer orden

Dipiramide de segundo orden

Ditetragonal dipiramidal

Clase Tetragonal Escalenohedral. Simetra: 1A4, 2A2, 2P

Disfeniode

Tetragonal Escalenohedrn

Clase Ditetragonal Piramidal. Simetra: 1A4, 4P.

Clase Tetragonal-Trapezohedral. Simetra: 1A4, 4A2.

Clase Tetragonal Dipiramidal. Simetra: 1A4, 1P

Clase Tetragonal Disfenoidal. Simetra: 1A4Clase Tetragonal Piramidal. Simetra: 1A4

Clase Rmbico-Disfenoidal. Simetra: 3A23. Sistema Orto-rmbico

Clase Rmbico-Dipiramidal. Simetra: C, 3A2, 3P

Pinacide

Prisma

Dipirmide

Clase Rmbico-Piramidal. Simetra: 1A2, 2P

4. Sistema Monoclnico

Clase Prismtica. Simetra: C, 1A2, 1P

Pinacide

Prisma

Clase Domtica. Simetra: 1P

Clase Esfenoidal. Simetra: 1A25. Sistema Triclnico

Clase Pedial. Simetra: C.

Clase Pinacoidal. Simetra: C.

6. Sistema Hexagonal

Clase Dihexagonal-Dipiramidal. Simetra: C, 1A6, 6A2, 7P

Pinacoide basal

Prisma de primer orden

Prisma de segundo orden

Prisma dihexagonal

Dipirmide de primer orden

Dipirmide de segundo orden

Dihexagonal dipiramidal

Clase Ditrigonal Dipiramidal. Simetra: 1A6, 3A2, 4P

Clase Dihexagonal Piramidal 1A6, 6P

Clase Hexagonal Trapezohedral 1A6, 6A2Clase Hexagonal Dipiramidal C, 1A6, 1P

Clase Trigonal Dipiramidal 1A6, (1A3 + 1P)

Clase Hexagonal Piramidal 1A6

7. Sistema Trigonal

Clase Hexagonal-Escalenohedral. Simetra: 13, 3A2, 3 P.

Rombohedrn

Escalenohedron

Clase Ditrigonal-Piramidal. Simetra: 1A3, 3 p.

Clase Trigonal-Trapezohedral. Simetra: 1A3, 3A2.

Clase Rombohedral. Simetra: 13.

Clase Trigonal-Piramidal. Simetra: 1A3.

Morfologa de los cristales

En cristalografa, el trmino forma se usa para indicar el aspecto externo general de un cristal. As, una forma consiste en un grupo de caras cristalinas, las cuales tienen la misma relacin con los elementos de simetra y exhiben las mismas propiedades fsicas y qumicas, pues todas tienen debajo los mismos tomos en el mismo orden geomtrico.

Los nombres de las 48 formas distintas recomendadas por los cristalgrafos del Instituto Fedorov de Leningrado, se muestran en la figura 46 a, b y c.

17.1.11. Objetivo

Identificar las caractersticas de los principales minerales, mediante el uso de guas especializadas, para lograr una identificacin de los minerales.

17.1.11.1. Reconocer los diferentes sistemas de cristalizacin.17.1.11.2 Determinar los elementos de simetra de los cristales en modelos de madera.17.1.11.3 Identificar a que sistema de cristalizacin pertenecen dichos modelos.17.1.12. Material

Para la elaboracin de la prctica a cada alumno se le proporcionarn diferentes modelos de cristales en madera.

Adems necesitar tijeras y pegamento.17.1.13. Desarrollo

18. Ejercicio 1.

Utilizando los modelos de madera proporcionados por el profesor, obtn sus elementos de simetra. Puedes utilizar un gis para rayarlos, pero no utilices lpiz ni pluma. Ejercicio 2.

Compara tus resultados con la tabla del manual de los elementos de simetra de las treinta y dos clases cristalinas y escribe tus comentarios.Ejercicio 3.Recorta y pega los tres modelos de cristales de papel anexos, determina sus elementos de simetra y clasifcalos.Cuestionario.

5.1 Define el trmino mineral.5.2 Define el trmino cristal.5.5 Porqu es til clasificar los minerales en clases cristalinas?18.1.1. Mtodo de Evaluacin


Hurbut, D., 1972. Manual de Mineraloga, 2da. Ed., Revert, S.A., Barcelona, 600 p.Armento, B. J., Nash, G. B, Salter, C. L y Wilson, K. K.,1992. Ecos del Pasado, Houghton Mifflin Inc., 542.

Mineraloga

Parte 2. Mineraloga Fsica

18.1.3. Introduccin

1.1 Cristaloqumica

En la materia cristalina las partculas, iones, tomos o molculas, ocupan posiciones fijas y, a su vez, condicionan las propiedades tanto fsicas como qumicas de los diferentes minerales. Estas posiciones se manifiestan mediante fuerzas internas denominadas enlaces. Segn la intensidad de dichas fuerzas y la posicin de las partculas, cada mineral tiene propiedades determinadas que son las que proporcionan los datos bsicos para su estudio como dureza, exfoliacin, temperatura de fusin, etc., que caracterizan a cada slido cristalino.

La interaccin elctrica de los iones, tomos o molculas es lo que condiciona las propiedades del cristal en cuestin. Se distinguen cuatro tipos diferentes de enlaces: heteropolar o inico, homopolar o covalente, metlico y residual de Van der Waals.

A. Enlace heteropolar o inico.

Se carateriza por la cesin de un electrn de un tomo a otro. Los elementos ms propensos a intervenir en este tipo de enlace son, por un lado, uno cuya ltima capa tiene siete electrones de valencia, es decir, que necesita un electrn para completar su estructura estable; y por otro lado , uno que tiene un electrn en la ltima capa y lo cede con la misma finalidad.

Este tipo de enlace se da entre los elementos halgenos y alcalinos y se caracteriza por una atraccin electrosttica (cargas elctricas de signo opuesto), debida a la gran diferencia de electronegatividad de sus tomos. Las fuerza no estn orientadas, y los iones se comportan como si fueran diminutas esferas cargadas. Al cristalizar, los compuestos inicos forman slidos que tienden a crear redes cbicas, esto hace que le periodo de cristalizacin sea rpido.

Las caractersticas que presentan los compuestos inicos son:

Son duros pero muy frgiles.

Son solubles en agua, pero muy poco en disolventes orgnicos.

Son transparentes u opalescentes, de tonalidades blanquecinas.

Presentan temperaturas de ebullicin y fusin generalmente altas.

Son malos conductores de la electricidad y del calor.

B. Enlace homopolar o covalente

Se denomina as al enlace entre dos componentes que tienen valores de electronegatividad grandes. Mediante este enlace, por ejemplo, un tomo con siete electrones de valencia debe unirse slo a otro igual a l, ya que de este modo quedan completas sus cargas exteriores y ambos comparten el electrn que les faltaba. En este caso la cesin no es electrnica, sino que los componentes pasan a compartir los electrones del ltimo nivel energtico. Como consecuencia se forma el tipo ms fuerte de los enlaces qumicos; los compuestos con enlaces covalentes presentan las siguientes propiedades:

Presentan una gran dureza.

Son totalmente insolubles en agua.

Son altamente estables.

Tienen temperaturas de ebullicin y fusin muy altas.

No son conductores de la electricidad ni en estado slido ni en disolucin.

El diamante constituye un buen ejemplo de estructura con este tipo de enlace, lo que queda demostrado por su gran dureza que es la ms alta entre todas las sustancias naturales.

C. Enlace metlico

Este tipo de enlace se basa en el comportamiento de electrones en grupo. Los electrones del ltimo nivel energtico no pertenecen a un tomo especfico, sino que hay una especie de nube de electrones comunes alrededor de los tomos. En este sentido los electrones del ltimo nivel configuran una nube negativa mvil, en cuyo seno yacen los iones positivos. Muchos electrones suficiente libertad como para circular por la estructura o fuera de ella sin alterar siquiera el mecanismo de enlace. Debido a esta peculiar caracterstica, los metales presentan las siguientes caractersticas:

Son muy buenos conductores de la electricidad.

Tiene elevada plasticidad, tenacidad y ductibilidad.

Presentan baja dureza.

Poseen bajas temperaturas de fusin y ebullicin.

En la naturaleza, son raros los compuestos que nicamente presentan enlaces metlicos, por lo que generalmente se admite que los nicos minerales formados por este tipo de enlace son los metales nativos.

D. Enlace residual de Van der Waals

Las fuerzas de Van der Waals constituyen un tipo de enlace caracterizado por la atraccin entre dipolos. Las partculas se encuentran en estado neutro, pero existe polarizacin. A nivel atmico, constituye el enlace ms dbil de todos los enlaces. El enlace residual se suele dar en el caso de molculas neutras en las que se producen pequeas descompensaciones en la distribucin de las cargas que originan dipolos ligeramente cargados con cargas distintas situadas en los extremos de las molculas. Es poco comn en minerales, pero es frecuente en compuestos orgnicos y en gases solidificados.

Los compuestos que se forman por este enlace tienen las siguientes caractersticas:

Son cristales blandos y algo plsticos.

Su temperatura de fusin es alta y el coeficiente de dilatacin trmica es bajo.

Son solubles en disolventes orgnicos.

Son aislantes, tanto en estado slido como lquido.

1.2 Las propiedades fsicas de los minerales.

Las propiedades fsicas de los minerales tienen como virtud que, con un mnimo de conocimiento y un poco de prctica se pueden estudiar los minerales a partir de una muestra de mano que puede aportar valiosos datos para su clasificacin.

Las propiedades fsicas ms importantes son:A. Hbito: Es la manera en la cual los cristales tienden a crecer, ya sea en agregados o en forma aislada. El hbito pueden ser:

Acicular: En cristales elongados como agujas.

Capilar y filiforme: En cristales como cabellos o hebras.

Hojoso: Cristales alargados, aplastados como hojas de cuchillo.

Dendrtico: Arborescencia en ramas divergentes y alargadas como plantas

Reticulado: Agrupacin de cristales delgados en redes.

Divergente o radial: Grupos de cristales radiales.

Drusa: Cristales cubiertos por un capa de pequeos cristales.

Columnar: Individuos como columnas robustas.

Fibroso: En agregados fibrosos delgados, paralelos o radiales.

Estrellado: Individuos radiales que forman grupos concntricos o en forma de estrella.

Globular: Individuos radiales que forman grupos esfricos o semiesfricos.

Botroidal: Formas globulares como racimos de uvas.

Reniforme: Masas radiales terminadas en masas redondas como riones.

Mamilar: Grandes masas redondas en forma de mamas.

Exfoliable: Cuando el mineral se separa fcilmente en placas u hojas.

Micaceo: Cuando el mineral se desintegra en hojas pequeas como micas.

Laminar o tabular: Individuos planos como placas superpuestas.

Plumoso: Formado por escamas finas divergentes o plumosas.

Estalactitico: En forma de conos o cilindros colgantes.

Concntricos: Una o ms capas superpuestas alrededor de un centro comn.

Oolticos: Agregado mineral como esferas semejante a la hueva de pescado.

Masivo: Agregado mineral formado por mineral compacto de forma irregular.

B. Dureza: La dureza (H) es la resistencia que opone un mineral a la abrasin o al rayado. Los valores de dureza estn ntimamente relacionados con la naturaleza del enlace predominante en el cristal. La escala de dureza mas utilizada en mineraloga es la escala de Mohs. Friedrich Mohs (1773-1839) eligi diez minerales y los dispuso por orden creciente de dureza segn la tabla 2. Los siguientes materiales de uso comn pueden tambin servir como una escala prctica junto con la escala de Mohs para determinar la dureza de un mineral: La dureza de las uas es de algo ms de 2; la de una moneda de cobre, es de alrededor de 3; la del acero de una navaja de poco mas de 5; la del vidrio de ventana, de 5.5 y la del acero de una lima, de 6.5. C. Exfoliacin, Particin y Fractura: Si al aplicar una fuerza determinada a un mineral que sobrepase el umbral de la plasticidad, ste puede romperse de tal manera que las secciones resultantes presenten dos superficies planas. Entonces se dice que el cristal posee exfoliacin. La superficie de rotura suele responder a superficies paralelas a las caras reales del cristal.Cuando un mineral se rompe a lo largo de los planos de debilidad estructural, se dice que posee particin. Si el cristal se rompe en cualquier parte de su superficie debido al intensidad de la fuerza a la cual fue sometido, se dice que presenta fractura. Los tipos de fractura que pueden ocurrir en los cristales son: concoidal, fibrosa, ganchuda e irregular.

D. Tenacidad: Es la resistencia que opone un mineral a ser roto, molido, doblado o desgarrado. La tenacidad que presenta un mineral puede ser:

Fragilidad: Es la facilidad con que un mineral puede romperse.

Maleable: Cuando puede ser conformado en hojas delgadas por percusin.

Sctil: Cuando se puede cortar en virutas delgadas con un cuchillo.

Dctil: Cuando se puede estirar en forma de hilo.

Flexible: Cuando puede ser doblado, pero no recupera su forma original una vez que termina la presin que lo deformaba.

Elstico: Cuando recobra su forma primitiva al cesar la fuerza que lo deformaba.

E. Raya: Es el color del polvo fino que se obtiene al frotar el mineral en una superficie de porcelana. El color de la raya puede ser igual, parecido o muy diferente al color del mineral. Los minerales con dureza mayor a siete no tienen rayadura.

F. Propiedades que dependen de la luz:

Color: El color de un mineral, por lo general, no es una propiedad importante para su identificacin, ya que su color puede variar debido a impurezas. Sin embargo, en algunos minerales el color es caracterstico, como el amarillo del azufre, el verde del oxido de cobre, el amarillo latn de la pirita, entre otros.

Brillo: Es el aspecto general de la superficie de un mineral al reflejar la luz. El brillo puede ser de dos tipos:

Metlico: Cuando el aspecto de mineral es tan brillante como el de un metal. Son opacos a la luz y dan una raya negra o muy oscura.

No metlico: Cuando su brillo no es de aspecto metlico. Son en general de colores claros y transmiten la luz a travs de lminas delgadas. Algunos tipos de brillo no metlico son: Vtreo, resinoso, adamantino, nacarado, sedoso y terroso.

Luminiscencia: Es la emisin de luz de algunos minerales cuando no es por incandescencia. SE distinguen principalmente dos tipos:

Fluorescencia: Son aquellos minerales que se hacen luminiscentes al ser expuestos a los rayos ultravioleta, rayos-X o rayos catdicos.

Fosforescencia: Si la luminiscencia contina despus de haber sido cortada la excitacin por los rayos anteriores, entonces se dice que el mineral es fosforescente.

G. Magnetismo: Existen slo unos pocos minerales que se comportan como imanes. Estas propiedades magnticas son el resultado de propiedades atmicas que son especficas de cierto nmero de elementos. El imn natural con la composicin de la magnetita, es una sustancia ferromagntica, en la cual todos los momentos magnticos netos estn fuertemente alineados.

H. Peso especfico: El peso especfico (G) o densidad relativa de un mineral es el nmero que expresa la relacin entre su peso y el peso de un volumen igual de agua a 4C. El peso especfico de un mineral de composicin determinada es constante y su determinacin es un valor importante en la identificacin de un mineral, especialmente en los trabajos con cristales finos o piedras preciosas.

1.3 Clasificacin de los minerales.

En 1837, James Dana (1813-1895), gelogo estadounidense, argument que muchas veces los criterios de clasificacin que obedecan exclusivamente a su composicin fallaban en alguno minerales y que, en todo caso, se debera considerar su estructura interna. Dana propuso una clasificacin atendiendo a la estructura y a la composicin qumica de los minerales (Tabla 3.), de tal forma que todos los minerales fueron divididos en clases, en funcin de sus aniones o grupos de aniones predominantes. As, los casi 4,000 minerales reconocidos en la actualidad se dividen en clases qumicas, y stas, a su vez, en tipos, grupos, series, familias y especies.

18.1.4. ObjetivoIdentificar los minerales que forman a las rocas gneas, mediante el uso de guas y material especializado, para describir su origen. 18.1.4.1. Conocer las propiedades fsicas de los minerales.

18.1.4.2. Determinar las propiedades fsicas de diferentes minerales.

18.1.4.3. Aplicar las propiedades fsicas de los minerales para identificarlos.

18.1.5. Material


Navaja de un solo filo.Moneda de cobre.HCl al 5%.Placa de porcelana.Tablas de identificacin de DANA.Imn.Muestras de minerales.18.1.6. Desarrollo

Ejercicio 1.

Con el material proporcionado por el profesor, determina las propiedades fsicas de los minerales problema.

Ejercicio 2.

Con los datos obtenidos construye una tabla indicando el nombre, las propiedades fsicas y la frmula de los minerales identificados.

Ejercicio 3.

Con los datos obtenidos en el inciso anterior, identifica los minerales problema empleando la tabla de identificacin de minerales de DANA. Una vez clasificados contesta lo siguiente:

Cuales minerales son amorfos y cuales son cristalinos?

Cuales presentan exfoliacin y cules no?

Cul es el intervalo de dureza de los minerales identificados?

Cuales tienen brillo metlico?

Qu significa la efervescencia de un mineral cuando se aplica cido clorhdrico?

Cuales minerales son atrados por el imn y porqu?

Cuestionario

1.4 Investiga sobre las propiedades elctricas de los minerales.

1.5 Cul es la diferencia entre hbito y forma?

1.6 De acuerdo a la definicin de mineral, Es el agua un mineral?

1.7 Escribe el nombre y la frmula de los minerales que conforman la escala de dureza de Mohs.

1.8 El oro tiene un peso especfico de 19.30. Si un cubo de 25 litros de agua pesa 25 Kg, Cunto pesara un cubo de 25 litros de oro?

Si encontraras un mineral de aspecto vtreo mientras estas en el campo y tuvieras la esperanza de que fuera un diamante, qu prueba sencilla te ayudara a decidirte?18.1.7. Mtodo de Evaluacin


- Guas visuales ocano: Minerales y Rocas, Ocano Grupo Editorial, S.A., 288 p. - Klein, C. y Hurbult, C.S., 2002. Manual de Mineraloga, 4. ed., Ed. Revert, 378 p.

- Tarbuck, E. J. y Lutgens, F. K., 2001. Ciencias de la Tierra: Una introduccin a la Geologa Fsica, Ed. Prentice may, 6. ed., 616 p.Las Rocas gneas18.1.9. Introduccin

Con excepcin de la delgada capa de agua (ocanos) y la atmsfera que cubren la superficie de la corteza terrestre, nuestro planeta es bsicamente una enorme roca gnea parcialmente cubierta por una delgada capa de rocas sedimentarias.

La geologa es una ciencia que se basa en gran parte en el estudio de las rocas, particularmente en lo que se refiere a su origen e historia, las fuerzas que las afectan y los recursos que ellas proveen. De aqu se desprende otra importante rama de la geologa llamada petrologa que es el estudio de las rocas, de los factores que determinan su formacin, de su comportamiento ante agentes externos y de su clasificacin.

Una roca gnea es cualquier roca cristalina o vtrea que se forma por el enfriamiento de un magma. Un magma consiste de material dominantemente fundido que contiene cantidades variables de slidos suspendidos (cristales) y puede contener una fase gaseosa disuelta en el liquido o separada del mismo.El magma puede enfriarse para formar una roca gnea en la superficie de la tierra, en este caso produce una roca volcnica o roca gnea extrusiva, o puede enfriarse bajo la superficie de la tierra y producir una roca plutnica o roca gnea intrusiva.Las erupciones volcnicas se encuentran entre los acontecimientos ms violentos y espectaculares de la naturaleza, por consi

manual de geología

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