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Procesos internos del planeta
Capitulo 4
Prof. Juan L. Deliz
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La energía y las fuerzas tectónicas
• Energía geotermal – Existe en el interior de la Tierra.
– Procede del calor de la radiactividad que se emite desde el núcleo terrestre.
• ¿Qué produce este calor? – Corrientes de convección.
• Movimientos del magma de ascenso y descenso.
• El magma caliente mas liviano sube, mientras el magma menos caliente baja.
• A esta diferencia de temperaturas se le conoce como “gradiente térmico”.
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Composición de la Tierra (punto de vista químico)
• La corteza – 5 a 100 Km de espesor
– Capa mas externa
– Dos tipos de corteza: • Oceánica
• Continental
– Componentes químicos presentes: • Oxigeno, Aluminio, Silicio
• O-Al-Si
• La capa oceánica es mas densa por tener dos veces mas hierro, magnesio y calcio que la continental.
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• Manto
– Mas grueso que la corteza, contiene la mayor parte de la masa de la Tierra.
– Sus componentes químicos son similares a la corteza solo que son mas densos por la presencia de grandes cantidades de magnesio y menos aluminio y silicio.
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• Núcleo
– Principalmente se compone de Hierro con alguna cantidad de Níquel
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Diagrama de las capas de la Tierra
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Capas de la Tierra (punto de vista físico)
• Son 5 capas físicas – Litosfera: capa externa y rígida dividido en bloques
llamados placas tectónicas (corteza y la parte superior del manto)
– Astenosfera: capa blanda del manto por donde se mueven las placas tectónicas.
– Mesosfera: capa media de la Tierra
– Endoesfera: capa interna • Núcleo externo: capa liquida del núcleo.
• Núcleo interno: capa solida del núcleo.
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Capas de la Tierra
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Fuerzas tectónicas
• La energía geotermal produce movimiento (energía mecánica) que es la responsable de fenómenos naturales como terremotos y deformación de corteza terrestre entre otros.
• Fuerzas de tensión – Compresión: dos masas se empujan desde direcciones
opuestas.
– Tracción: impulsa el cuerpo hacia afuera, estira.
– Cizallamiento: se mueven paralelas una a las otras, pero en dirección opuestas.
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Fuerza de compresión
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Fuerza de tracción
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Fuerzas cizallamiento
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¿Cómo las rocas se deforman?
• Longitudinalmente
– La roca se hace mas corta
• Volumétricamente
– La roca ocupa menos espacio
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Tipos de deformación
• Elástica
– Se sufren fuerzas de tensión, la roca recupera su forma original, pero si las fuerzas son muy grandes, se fracturan.
• Plástica
– La roca se dobla por la tensión y aunque se deje de ejerce la fuerza, nunca recuperara su forma original.
• Quebradiza
– Rotura en la roca que no se recupera.
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Estructuras geológicas
• Se caracterizan por la posición y forma de las capas de las rocas.
• Ejemplos:
– Pliegue: capa de roca doblada
– Falla: fractura en una masa rocosa
– Diaclasa: fractura en una roca que no muestra movimiento.
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Tipos de pliegues
• Anticlinal: con forma de arco inclinado hacia arriba
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• Sinclinal: tiene forma de “U”, contrario al pliegue anticlinal.
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• Monoclinal: se asemeja a un escalón.
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Plegamiento y Fallas
• Plegamiento:
– Fenómeno en donde las capas de roca se doblan.
• Falla: producen movimiento
– La superficie a lo largo de la cual las rocas se rompen.
Altyn Tagh, Norte del Monte Everest, China
San Andrés, California
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• Diaclasa: rota, pero sin movimiento.
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¿Qué dice la teoría conocida como la Tectónica?
• Que la litosfera o corteza esta dividida en bloques llamadas “placas” que se mueven sobre la astenosfera.
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Placas tectónicas
• Son bloques de litosfera que se mueven sobre la astenosfera.
– Es como si la Tierra fuera un gran rompecabezas.
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Placa del Caribe
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¿Cuál ciencia estudia los terremotos?
• Sismología
• En PR el centro de trabajo de los sismólogos se halla localizado en Mayagüez y es conocido como “La Red Sísmica de Puerto Rico”
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¿Dónde ocurren los terremotos?
• La mayoría, cerca de los bordes de las placas tectónicas.
• ¿Por qué ocurren los terremotos? – Cuando una placa choca, se aleja o se desliza sobre
otra placa produce que las rocas se deformen como respuesta al estrés.
• Tipos de deformación: – Plástica: como un trozo de plastilina, esto no produce
terremotos – Elástica: la roca se estira hasta que se quiebra
liberando energía, esto sí produce terremotos.
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Deformación plástica
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Rebote elástico
• Cuando una roca es deformada elásticamente, vuelve a su forma original.
– En este rebote, se libera energía que se transmite a través de ondas causando el terremoto.
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Las ondas sísmicas
• Las ondas liberadas durante un rebote elástico en las fallas.
• Ondas internas: – Ondas P: ondas de presión y longitudinales, son las
primeras en sentirse ya que son muy rápidas y pueden atravesar sólidos, líquidos y gases. • Le llaman también primarias porque son las primeras en
sentirse. • Mueven las rocas de atrás hacia adelante
– Ondas S: conocidas con secundarias y transversales, solo atraviesan lo liquido. • Mueven la roca hacia arriba y hacia abajo.
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• Ondas superficiales (Ondas L): son las que viajan a lo largo de la superficie de la corteza.
• Dos tipos:
– Ondas Rayleigh: produce movimientos de lado a lado.
– Ondas Love: vibraciones hacia arriba y hacia abajo.
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Ondas sísmicas
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¿Como se ubica un terremoto?
• Se utiliza unos instrumentos llamados sismógrafos, estos registran en un papel las ondas sísmicas detectadas.
• ¿Qué información ofrece el sismograma? – La hora en que ocurrió el terremoto.
– Foco, punto en el interior de la Tierra donde se inicio el terremoto.
– Epicentro, punto de la superficie de la Tierra que queda encima del foco.
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Epicentro e hipocentro (foco)
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Escalas de medición para terremotos
• Escala de magnitud de Richter
– Mide la fuerza y energia del movimiento del terremoto.
– Utiliza números que van del 1 en adelante.
– Cada vez que la magnitud aumenta una unidad, el movimiento sentido es 10 veces mas fuerte.
• Ejemplo:
– Un terremoto escala 3 es 10 veces mas fuerte que uno escala 2.
– Un terremoto escala 5 es 1 000 veces mas fuerte que uno escala 2.
» 5-2=3 unidades, entonces, 10 x 10 x 10 = 1 000.
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Escala Richter
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• Escala de Intensidad Mercalli modificada
– Mide la intensidad del terremoto: percepción y daño causado.
– Utiliza números romanos que van del I al XII.
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Escala Mercalli modificada
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Tsunamis o maremotos
• Palabra japonesa que significa “ola de puerto”
• Si el terremoto ocurre en la corteza oceánica las ondas sísmicas energéticas levantan las olas del mar que se desplazan hacia la costa invadiéndola.
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¿Qué son los volcanes?
• Áreas de la superficie terrestre por donde pasan el magma(roca derretida en el interior de la Tierra) y gases volcánicos.
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Fumarolas
• Emisiones de una mezcla de gases y vapor de agua a través de una grieta de un volcán.
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Géiser
• Manantiales que se expulsan de una grieta, intermitentemente, agua caliente y vapor.
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Tipos de erupciones volcánicas
• No explosivas:
– Aquellas donde se libera la lava (roca derretida en la superficie) con relativa calma.
• Explosivas:
– Se levantan nubes de escombros, cenizas y gases.
– Produce que rocas fundidas sean expulsadas con violencia hacia el exterior del volcán.
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Volcán Explosivo
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¿Qué expulsa el volcán?
• Lava
• Material piroclástico
– Magma que se endurece en el aire después de ser violentamente lanzado por el volcán.
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Tipos de material piroclástico
• Bomba volcánica: grandes masas de lava que se endurecen en el aire.
• Lapilli: piedras pequeñas que se endurecieron antes de llegar al suelo.
• Ceniza: se forma a partir de los gases liberados • Bloques volcánicos: fragmentos mas grandes que
salen de la boca del volcán. • Flujo piroclastico: cantidades enormes de cenizas,
polvo y gases que pueden viajar a 125 mi/h y de temperatura de hasta 700˚ C.
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Bomba volcánica
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Lapilli
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Cenizas
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Bloques volcánicos
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Tipos de volcanes
• De escudo: – Formada por capas de lava de erupciones no
explosivas.
– Son mas anchas que altas.
• De cono de escorias – Formado por material piroclastico de erupciones
explosivas.
– De laderas empinadas y pequeños.
• Compuestos – Se forman por materiales piroclasticos de erupciones
explosivas seguidos de la caída suave de magma.
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Volcán de escudo (Manua Kea)
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Volcán cono de escorias (Paricutin)
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Volcán Compuesto (Estratovolcanes)- Santa Elena
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Volcán cono de escorias (Paricutin)