Es extremadamente largo. Durante el siglo XIX se desarrolló una escala de tiempo geológico utilizando los principios de la datación relativa, es decir los acontecimientos se colocan en su secuencia sin conocer su edad en años. Esto se hace aplicando principios como la ley de superposición.
En la geología es importante la apreciación de la magnitud de tiempo geológico porque muchos procesos son tan graduales que se necesitan enormes lapsos de tiempo antes de que se produzcan resultados significativos.
LA TIERRA
La visión cercana de la tierra desde el espacio nos ayuda a apreciar porque el medio físico se divide tradicionalmente en tres partes principales: la porción de agua de nuestro planeta, hidrosfera. El envoltorio gaseoso de la tierra; la atmósfera y, por su puesto la tierra sólida.
La tierra está formada por cuatro esferas principales: la hidrosfera, la atmósfera, la tierra sólida y la biosfera.
HIDROSFERA: A la Tierra se le llama a veces el planeta azul. El agua, más que cualquier otra cosa, hace que la Tierra sea única. La hidrosfera es una masa de agua dinámica que está en movimiento continuo, evaporándose de los océanos a la atmósfera, precipitándose sobre la Tierra y volviendo de nuevo al océano por medio de los ríos. El océano global es, por supuesto, el rasgo más destacado de la hidrosfera: cubre casi el 71 % de la superficie terrestre y representa alrededor del 97 % del agua de la Tierra. Sin embargo, la hidrosfera incluye también el agua dulce que se encuentra en los torrentes, lagos y glaciares.
ATMÓSFERA: La Tierra está rodeada de una capa gaseosa denominada atmósfera. Este manto de aire, muy delgado en comparación con el diámetro de la Tierra, es una parte integral del planeta. No sólo proporciona el aire que respiramos, sino que también nos protege del intenso calor solar y de las peligrosas radiaciones ultravioletas. Los intercambios de energía que se producen de manera continua entre la atmósfera y la superficie de la tierra y entre la atmósfera y el espacio producen los efectos que denominamos clima.Si, como la Luna, la Tierra no tuviera atmósfera, nuestro planeta no solo carecería de vida, sino que, además, no actuarían muchos de los procesos e interacciones que hacen de la superficie un lugar tan dinámico.
BIOSFERA: La biosfera incluye toda la vida en la Tierra. Está concentrada cerca de la superficie en una zona que se extiende desde el suelo oceánico hasta varios kilómetros de la atmósfera. Las plantas y los animales dependen del ambiente físico para los procesos básicos de la vida. Sin embargo, los organismos hacen algo más que responder a su ambiente físico. De hecho, a través de incontables interacciones, la biosfera influye mucho en las otras tres esferas. Sin la vida, la superficie y la naturaleza de la Tierra sólida, la hidrosfera y la atmósfera serian muy diferente.
TIERRA SÓLIDA: Debajo de la atmósfera y los océanos se encuentra la Tierra sólida. Gran parte de nuestro estudio de la Tierra sólida se concentra en los accidentes geográficos superficiales más accesibles. Por fortuna, estos accidentes representan las expresiones externas del comportamiento dinámico de los materiales que se encuentran debajo de la superficie. Examinando los rasgos superficiales más destacados y su extensión global, podemos obtener pistas para explicar los procesos dinámicos que han conformado nuestro planeta.
TIERRA COMO SISTEMA
Cualquiera que estudie la Tierra aprende pronto que nuestro planeta es un cuerpo dinámico con muchas partes o esferas separadas pero interactuantes. La hidrosfera, la atmosfera, la biosfera, la Tierra sólida y todos sus componentes pueden estudiarse por separado. Sin embargo, las partes no están aisladas. Cada una se relaciona de alguna manera con las otras para producir un todo complejo y continuamente interactuante que denominamos sistema Tierra.
La ciencia del sistema tierra.
Un ejemplo sencillo de las interacciones entre distintas partes del sistema tierra tiene lugar cada invierno, cuando la humedad se evapora del océano pacifico y cae después en forma de lluvia en las colina del sur de california provocando deslizamientos destructivos. Los procesos que mueven el agua desde la hidrosfera hacia la atmosfera y luego hacia la tierra sólida. Tienen un profundo impacto en las plantas y los animales (incluidos los seres humanos) que habitan las regiones afectadas.
¿QUÉ ES EL SISTEMA?
Muchos de nosotros oímos y utilizamos el termino sistema a manudo. Quizá atendamos al sistema a de enfriamiento de nuestro coche, hagamos uso del sistema de transporte de la ciudad y participemos en el sistema político. Una noticia quizá nos informe de la aproximación de un sistema meteorológico. ADEMAS, SABEMOS que la tierra es tan solo una pequeña parte de un gran sistema conocido como sistema solar, que, a su vez, es un subsistema de un sistema todavía mayor llamado Vía láctea.
La mayoría de los sistemas naturales pueden funcionar gracias a fuentes de energía que desplazan la materia o la energía de un lugar a otro
Sistema cerrado: sistema que no puede intercambiar materia con el exterior pero sí intercambiar energía
Sistema abierto: sería uno que puede intercambiar materia y energía con el exterior
MECANISMO DE REALIMENTACIÓN
La mayoría de los sistemas naturales tiene mecanismos que tienden a intensificar el cambio, así como otros mecanismos que tienden a resistirlo y, de este modo, estabilizar el sistema. Por ejemplo, cuando tenemos demasiado calor , transpiramos para enfriarnos. Este fenómeno de enfriamiento sirve para estabilizar nuestra temperatura corporal y se denomina mecanismo de realimentación negativa. Los mecanismos de realimentación negativa sirven para mantener el sistema tal como es o, en otras palabras, para mantener el status quo. Por el contrario, los mecanismos que intensifican o impulsan el cambio se denominan mecanismos de realimentación positiva.
ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA.
CORTEZA: capa rocosa externa de la Tierra. Es comparativamente fina, con un espesor que varía de 7 km, en el fondo oceánico, hasta 70 km en las zonas montañosas de los continentes. Los elementos más abundantes de esta capa son el silicio, el oxígeno, el aluminio y el magnesio. La corteza de la Tierra ha sido generada por procesos ígneos, y estas cortezas son más ricas en elementos incompatibles que sus mantos subyacentes.
La corteza oceánica cubre aproximadamente el 75% de la superficie planetaria. Es más delgada que la continental y se reconocen en ella tres niveles. El nivel más inferior, llamado nivel III, linda con el manto en la discontinuidad de Mohorovicic; está formado por gabros, rocas plutónicas básicas. Sobre los gabros se sitúa el nivel II de basaltos, rocas volcánicas de la misma composición que los gabros, básicos como ellos; se distingue una zona inferior de mayor espesor constituida por diques, mientras que la más superficial se basa en basaltos almohadillados, formados por una solidificación rápida de lava en contacto con el agua del océano. Sobre los basaltos se asienta el nivel I, formado por los sedimentos, pelágicos en el medio del océano y terrígenos en las proximidades de los continentes, que se van depositando paulatinamente sobre la corteza magmática una vez consolidadas. Las rocas más abundantes de esta capa son los piroxenos y los feldespatos y los elementos son el silicio, el oxígeno, el hierro y el magnesio.
La corteza continental es de naturaleza menos homogénea, ya que está formada por rocas con diversos orígenes. En ella predominan las rocas ígneas intermedias-ácidas (como el granito por ejemplo) acompañadas de grandes masas de rocas metamórficas formadas por metamorfismo regional en los erógenos y extensamente recubiertas, salvo en los escudos, por sedimentarias muy variadas. En general, contiene más silicio y cationes más ligeros y, por tanto, es menos densa que la corteza oceánica. Tiene también un grosor mayor y en la historia geológica se observa un aumento en su proporción respecto del total de corteza terrestre, ya que, por su menor densidad, es difícil que sus materiales sean sumergidos en el manto. Las rocas más abundantes de esta capa son los cuarzos, los feldespatos y las micas, y los elementos químicos más abundantes son el oxígeno (46,6%), el silicio (27,7%), el aluminio (8,1%), el hierro (5,0%), el calcio (3,6%), el sodio (2,8%), • MANTO: capa de la Tierra que se encuentra directamente debajo de la corteza, prolongándose en profundidad hasta el límite exterior del núcleo (ocupa aproximadamente el 87% de la tierra). El manto terrestre se extiende desde cerca de 33 km de profundidad (o alrededor de 8 km en las zonas oceánicas) hasta los 2.900 km (transición al núcleo). La diferenciación del manto se inició hace cerca de 3.800 millones de años, cuando la segregación gravimétrica de los componentes del protoplaneta Tierra produjo la actual estratificación. La presión en la parte inferior del manto ronda los 140 GPa (unas 1.400.000 atmósferas). Se divide en dos partes: manto interno, sólido, elástico; y manto externo, fluido, viscoso.
1. Corteza continental
4. Corteza oceánica
• MANTO: capa de la Tierra que se encuentra directamente debajo de la corteza, prolongándose en profundidad hasta el límite exterior del núcleo (ocupa aproximadamente el 87% de la tierra). El manto terrestre se extiende desde cerca de 33 km de profundidad (o alrededor de 8 km en las zonas oceánicas) hasta los 2.900 km (transición al núcleo). La diferenciación del manto se inició hace cerca de 3.800 millones de años, cuando la segregación gravimétrica de los componentes del protoplaneta Tierra produjo la actual estratificación. La presión en la parte inferior del manto ronda los 140 GPa (unas 1.400.000 atmósferas). Se divide en dos partes: manto interno, sólido, elástico; y manto externo, fluido, viscoso.
• NÚCLEO: esfera central, la más interna de las que constituyen la estructura de la Tierra. Está formado principalmente por hierro (Fe) y níquel (Ni). Tiene un radio de 3.486 km, mayor que el planeta Marte. La presión en su interior es millones de veces la presión en la superficie y la temperatura puede superar los 6.700 °C.1 Consta de núcleo externo líquido aunque no todos los geofísicos están de acuerdo con esto, y núcleo interno sólido. Anteriormente era conocido con el nombre de Nife debido a su riqueza en níquel y hierro.
Núcleo externo es líquido y está compuesto de hierro mezclado con níquel y pocos rastros de elementos más ligeros. La mayoría de los científicos cree que la convección del núcleo externo, combinada con la rotación de dicho núcleo causada por la rotación de la Tierra (efecto de Coriolis), causan el campo magnético terrestre a través de un proceso explicado por la hipótesis de la dínamo.
Núcleo interno sólido fue descubierto en 1936 por Inge Lehmann y se cree que está compuesto principalmente por hierro hasta un 70%, de níquel 20% entre otros metales pesados como iridio, plomo y titanio; algunos científicos piensan que podría estar en la forma de un solo cristal de hierro extremadamente duro y pesado que formó una increíble aleación. Especulaciones recientes sugieren que la parte más interna del núcleo está enriquecida por elementos muy pesados, con números atómicos por encima de 55, lo que incluiría oro, mercurio y uranio. El núcleo interno sólido es demasiado caliente como para sostener un campo magnético permanente (ver temperatura de Curie) pero probablemente actúa como un estabilizador del campo magnético generado por el núcleo externo líquido.Evidencias recientes sugieren que el núcleo interno de la Tierra podría rotar ligeramente más rápido que el resto del planeta.6 En agosto de 2005 un grupo de geofísicos anunció en la revista Science que, de acuerdo con sus cálculos, el núcleo interno de la Tierra rota en dirección oeste a este aproximadamente un grado por año más rápido que la rotación de la superficie; así, el núcleo hace una rotación extra aproximadamente cada 400 años.
• Litosfera: capa superficial de la Tierra sólida, caracterizada por su rigidez. Está formada por la corteza terrestre y por la zona contigua, la más externa, del manto residual, y «flota» sobre la astenósfera, una capa «blanda» que forma parte del manto superior.2 Es la zona donde se produce, en interacción con la astenósfera, la tectónica de placas.
La litosfera está fragmentada en una serie de placas tectónicas o litosféricas, en cuyos bordes se concentran los fenómenos geológicos endógenos, como el magmatismo (incluido el vulcanismo), la sismicidad o la orogénesis. Las placas pueden ser oceánicas o mixtas, cubiertas en parte por corteza de tipo continental.
• Astenosfera: zona del manto terrestre que está inmediatamente debajo de la litosfera, aproximadamente entre 100 y 240 kilómetros por debajo de la superficie de la Tierra.
LAS ROCAS
• TIPOS DE ROCAS BÁSICAS
A. Las rocas ígneas se forman por el enfriamiento y la solidificación de materia rocosa fundida, el magma. Según las condiciones bajo las que el magma se enfríe, las rocas que resultan pueden tener granulado grueso o fino.
Las rocas ígneas se subdividen en dos grandes grupos:
Las rocas plutónicas o intrusivas fueron formadas a partir de un enfriamiento lento y en profundidad del magma. Las rocas se enfriaron muy despacio, permitiendo así el crecimiento de grandes cristales de minerales puros. Ejemplos: granito y sienita.
Las rocas volcánicas o extrusivas, se forman por el enfriamiento rápido y en superficie, o cerca de ella, del magma. se formaron al ascender magma fundido desde las profundidades llenando grietas próximas a la superficie, o al emerger magma a través de los volcanes. El enfriamiento y la solidificación posteriores fueron muy rápidas, dando como resultado la formación de minerales con grano fino o de rocas parecidas al vidrio. Ejemplos: basalto y riolita.
Existe una correspondencia mineralógica entre las rocas plutónicas y volcánicas, de forma que la riolita y el granito tienen la misma composición, así como el gabro y el basalto. Sin embargo, la textura y el aspecto de las rocas plutónicas y volcánicas son diferentes.
Las rocas ígneas, compuestas casi en su totalidad por silicatos, pueden clasificarse según su contenido de sílice. Las principales categorías son ácidas o básicas. En el extremo de las rocas ácidas o silíceas están el granito y la riolita, mientras que entre las básicas se encuentran el gabro y el basalto. Son de tipo intermedio las dioritas y andesitas.
El vidrio volcánico se llama obsidiana. Tiene color oscuro y un brillo vítreo característico. Los magmas también pueden cristalizar en el interior de grietas o fracturas en las que las presiones y temperaturas no son tan elevadas como las que soportan las rocas plutónicas durante su formación, ni tan bajas como las de las rocas volcánicas. En este caso las rocas resultantes se denominan ROCAS FILONIANAS. Se llaman pórfidos a las rocas que presentan grandes cristales de un mineral envueltos en una "pasta" de pequeños cristales de otros minerales. Las pegmatitasse reconocen fácilmente por presentar grandes cristales de cuarzo, feldespatos y micas.
PEGMATITA
PÓRFIDO
BASALTO
B. Rocas sedimentarias: Las rocas originadas a partir de la consolidación de fragmentos de otras rocas, de restos de plantas y animales o de precipitados químicos, se denominan ROCAS SEDIMENTARIAS.
ROCAS SEDIMENTARIAS DETRÍTICAS son las formadas a partir de la sedimentación de trozos de otras rocas después de una fase de transporte. La clasificación de estas rocas se basa en los tamaños de los trozos que las componen. Las constituidas por trozos de tamaño grande son los conglomerados, las areniscas poseen granos de tamaño intermedio y los limos y arcillas poseen trozos muy pequeños.
ROCAS SEDIMENTARIAS QUÍMICAS Y ORGÁNICAS son las formadas a partir de la precipitación de determinados compuestos químicos en soluciones acuosas o bien por acumulación de substancias de origen orgánico. Un tipo muy común es la roca caliza, formada en su mayor parte por restos de organismos como corales, algas, etc. aunque también puede originarse por precipitación de cementos calcáreos. Las tobas calcáreas son rocas muy porosas y con abundantes restos vegetales que se originan en los ríos cuando el carbonato de calcio precipita sobre la vegetación
Los carbones y petróleos son rocas sedimentarias orgánicas originadas a partir de la acumulación de restos de materia orgánica. Poseen un enorme interés económico.
ARENISCA
CALIZA DE FÓSILES
C. Rocas metamórficas: Cualquier roca cuando se somete a intensas presiones y temperaturas sufre cambios en sus minerales y se transforma en un nuevo tipo que llamamos ROCA METAMÓRFICA.
El proceso metamórfico se realiza en estado sólido, es decir las transformaciones se producen sin que la roca llegue a fundirse. La mayoría de las rocas metamórficas se caracterizan por un aplastamiento general de sus minerales que hace que se presenten alineados. Esta estructura característica que denominamos foliación se ve muy bien en rocas como las pizarras, los esquistos y los gneises.
Las pizarras son arcillas metamorfizadas. Presentan foliación muy recta, paralela y próxima. Generalmente son oscuras y con frecuencia contienen fósiles.
Los esquistos son rocas que han sufrido un metamorfismo más intenso. Presentan foliación algo deformada y los fósiles que pudiera haber en la roca original desaparecen durante el proceso metamórfico.
El Gneis es una roca que ha sufrido un metamorfismo muy intenso. Sus principales minerales son el cuarzo, los feldespatos y las micas (como el granito) pero se presentan orientados en bandas claras y oscuras.
Otras rocas metamórficas muy comunes son:
El mármol: se trata de rocas carbonatadas (como las calizas) que han sufrido metamorfismo y presentan un aspecto cristalino característico.
La cuarcita: son areniscas ricas en cuarzo metamorfizadas.
El metamorfismo puede ocurrir en diferentes ambientes terrestres, por ejemplo a ciertas profundidades las rocas sufren cambios debidos al peso de los materiales que hay por encima y a las grandes temperaturas. También se produce metamorfismo en los bordes de las placas tectónicas debido fundamentalmente a las grandes presiones que actúan y también en los alrededores de los magmas gracias a las grandes temperaturas reinantes.
PIZARRA
ESQUISTO
GNEIS
