Procesos internos del planeta

Capitulo 4

Prof. Juan L. Deliz

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”.

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.

• 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.

• Núcleo

– Principalmente se compone de Hierro con alguna cantidad de Níquel

Diagrama de las capas de la Tierra

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.

Capas de la Tierra

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.

Fuerza de compresión

Fuerza de tracción

Fuerzas cizallamiento

¿Cómo las rocas se deforman?

• Longitudinalmente

– La roca se hace mas corta

• Volumétricamente

– La roca ocupa menos espacio

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.

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.

Tipos de pliegues

• Anticlinal: con forma de arco inclinado hacia arriba

• Sinclinal: tiene forma de “U”, contrario al pliegue anticlinal.

• Monoclinal: se asemeja a un escalón.

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

• Diaclasa: rota, pero sin movimiento.

¿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.

Placas tectónicas

• Son bloques de litosfera que se mueven sobre la astenosfera.

– Es como si la Tierra fuera un gran rompecabezas.

Placa del Caribe

¿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”

¿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.

Deformación plástica

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.

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.

• 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.

Ondas sísmicas

¿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.

Epicentro e hipocentro (foco)

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.

Escala Richter

• Escala de Intensidad Mercalli modificada

– Mide la intensidad del terremoto: percepción y daño causado.

– Utiliza números romanos que van del I al XII.

Escala Mercalli modificada

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.

¿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.

Fumarolas

• Emisiones de una mezcla de gases y vapor de agua a través de una grieta de un volcán.

Géiser

• Manantiales que se expulsan de una grieta, intermitentemente, agua caliente y vapor.

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.

Volcán Explosivo

¿Qué expulsa el volcán?

• Lava

• Material piroclástico

– Magma que se endurece en el aire después de ser violentamente lanzado por el volcán.

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.

Bomba volcánica

Lapilli

Cenizas

Bloques volcánicos

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.

Volcán de escudo (Manua Kea)

Volcán cono de escorias (Paricutin)

Volcán Compuesto (Estratovolcanes)- Santa Elena

Volcán cono de escorias (Paricutin)