miércoles, 17 de octubre de 2012
SEMANA 7
MOVIMIENTO EN MASA Y ESTABILIDAD DE TALUDES NATURALES
DEFINICIÓN:
El movimiento de masas es un proceso geológico importante, que puede
ocurrir en cualquier momento y en casi cualquier lugar, y llegan a causar
pérdidas de vida, daños materiales e interrupciones en las actividades humanas,
hoy este proceso geológico climático es preocupación vital de la Geología
Ambiental.
REMOCIÓN
EN MASAS:
El termino remoción en masas o movimientos de masas se refiere a
procesos de movilización descendente lenta o rápida de determinado volumen de
suelos, rocas, o ambos, en diversas proporciones, generados principalmente por
acción directa de la gravedad terrestre y por una serie de otros factores, en
la superficie terrestre.
Ciclo hidrológico:
El ciclo hidrológico se define como el “proceso que describe la ubicación y
el movimiento
del agua en el planeta". Es un proceso continuo en el que
una partícula de agua
evaporada del océano vuelve al océano después de pasar
por las etapas de
precipitación, escorrentía superficial y/o escorrentía
subterránea.
Acción geológica de las corrientes de agua:
Un río es una corriente de agua continua o perenne, intermitente o no, que
desemboca
en el mar, en otro río (afluente), o en un lago (emisor), o se pierde
en el terreno
(endorreísmo).
Como modelador de relieve es el agente geológico más importante.
La energía de una corriente es su capacidad para realizar un trabajo que
particularmente consiste en la remoción de fragmentos de rocas, de sedimentos
sueltos
y de material en solución.
Cuando una corriente tiene una gran cantidad de energía es un agente de la
erosión;
cuando tiene poca energía es agente de depositación y cuando tiene
energía moderada
que le permite arrastrar su carga es una corriente graduada.
Erosión:
La erosión hídrica o erosión fluvial es el proceso de sustracción de masa
sólida al suelo
o a la roca de la superficie por un flujo de agua.
Transporte:
Tiene la capacidad para arrastrar
materiales que tienen en ella. Además de
los
mecanismos de suspensión, saltación y reptación, puede transportar por disolución
aquellos
compuestos solubles como, por ejemplo, las sales.
Formación de valles:
Los torrentes forman su propio cauce realizando un trabajo de
profundización
inicialmente y posteriormente de ensanche. En este
ensanchamiento intervienen
muchos procesos: la erosión y socavamiento de las
orillas y los flancos con los
consecuentes derrumbes y deslizamientos,
descomposición química y transporte delos
materiales, entre otros tipos de
remoción.
La formación de este cauce origina lo que llamamos valle, y sus dimensiones
dependen
del caudal, del tipo de roca que atraviesa la corriente y del tiempo
que ha transcurrido
en su elaboración.
Ciclos y tipos de erosión:
Los rasgos morfológicos que se desarrollan en un paisaje dependen
fundamentalmente de tres factores:
- la estructura y composición de las rocas,
- los procesos geológicos que actúan sobre éstas,
- el desarrollo de los agentes de erosión
Erosión del sustrato rocoso
El río:
primero labra su cauce sobre la roca de sustrato, sucede la erosión
vertical y
encajamiento del canal, gana importancia la erosión areolar en los
interfluvios, con lo
que logra rebajar el relieve hasta formar un amplio valle,
y luego rellena el valle
formando la llanura aluvial.
Erosión de los depósitos aluviales
El río:
gana capacidad erosiva y se encaja en su propia llanura aluvial, puede
llegar o no a
atravesar todo el espesor de los depósitos aluviales.
Niveles de terraza aluvial
El río:
amplía el valle al ganar importancia la erosión en sus márgenes,
la superficie de la anterior llanura aluvial queda adosada a las márgenes
del
valle en forma de escalón o resalte topográfico que constituye la
denominada
terraza aluvial
Colmatación del valle
El río:
colmata o rellena el valle formando una nueva llanura aluvial,
el río se encaja para dar origen a otro nivel de terraza Perturbaciones en el ciclo de erosión:
El ciclo normal de erosión puede ser perturbado, en cualquier etapa de su
desarrollo, al intervenir diversos fenómenos naturales, como los
siguientes:
- diastrofismo
- vulcanismo
- glaciación
- acción eólica
- drenaje subterráneo
- cambios climáticos que pueden acelerar el ciclo o repetir parte de él.
Rejuvenecimiento:
Juventud fluvial:
Una corriente joven erosiona activamente; corta hacia abajo predominantemente
, dejando cañones con márgenes acantiladas El perfil típico es en forma de “V”.
El agua llena parcial o totalmente el angoste cauce.
Madurez fluvial:
aumenta la erosión lateral y el inicio de acumulaciones de Planicie de
Inundación en un valle bien definido y amplio. La pendiente es moderada,
eliminándose por consiguiente los rápidos y cascadas. Se produce un equilibrio
entre la erosión y la depositación de sedimentos y las irregularidades desvían
la corriente de lado a lado, originándose los meandros y la depositación de
sedimentos en la llanura de inundación.
Senectud fluvial:
A medida que se reduce la pendiente, la corriente pierde gran parte de su
poder erosivo en profundidad, mas no así el lateral, produciéndose en
consecuencia deposición.
Accidentes en el curso de un río:
El agua de los ríos discurre de las zonas elevadas a las más bajas,
impulsada por la fuerza de la gravedad. En su caída, el agua arranca y arrastra
materiales de los terrenos por los que pasa. Estos materiales se van
depositando en función de su tamaño y de la corriente del río.
Cañones:
Son las corrientes veloces producidas por la fuerte pendiente que corren
sobre terrenos áridos y de roca infra yacente dura, excavan su perfil en forma
de un valle estrecho y profundo con paredes casi verticales.
Cascadas:
Las cascadas son saltos de agua que se producen en el lecho de un río donde
existe un brusco desnivel, o pendiente muy abrupta por una fractura del terreno
o falla geológica
Rápidos:
Son saltos de agua constituidos por una serie de peldaños por los que el
agua corre con gran rapidez, formando en algunos casos remolinos
meandros:
Un meandro es una curva descrita por el curso de un río cuya sinuosidad es
pronunciada
Marmitas:
son huecos casi circulares que se
encuentran en el fondo y en los lados rocosos del cauce de algunos ríos.
SEMANA 6
TIEMPO GEOLÓGICO
El tiempo geológico es el marco en el que ponemos la información geológica. Es un contenedor. En él es importante saber cuándo, pero a veces es suficiente con saber qué fue antes que. En él hay muchas lagunas porque los procesos geológicos no sólo construyen; también destruyen. En él están sobre representados los acontecimientos recientes, las últimas rocas formadas. Sólo porque no les ha dado tiempo a destruirse.
Ese contenedor está dividido en eones. Los eones son como compartimentos separados unos de otros por algún tipo de gran evento, de suceso importante. Son cambios profundos que muestran las rocas. Y es que sólo de los eventos importantes puede quedar huella tras cientos, miles de millones de años.
El eón hadico fue el primero y de él tenemos poquísima información, la mayoría de ella indirecta (apenas unos granos minerales que pudieron proceder de esa época). Y dan pistas de que debió existir un intenso bombardeo meteorítico pero también que la Tierra se convirtió en un planeta con hidrosfera, con océanos, y también atmósfera (pero muy diferentes de lo que hay hoy); y probablemente con algún tipo de vida o proto-vida. Cuando se acabó el bombardeo (hace unos 3.800 m.a.) empezó el eón Arcaico, caracterizado por una tectónica de placas probablemente distinta a la que hay hoy (¡el flujo térmico del planeta, el calor que escapa por su superficie, era tres veces mayor que actualmente!). Pero el Arcaico es el eón que ve florecer la vida (abundan estromatolitos). Una vida que nace en el Arcaico pero que lo mata a base de oxígeno. Un oxígeno que cambia la forma en que funciona la superficie de la Tierra y provoca el advenimiento del Proterozoico hace 2.500 m.a.
Una vida capaz de oxidar el planeta y de drenar casi todo el CO2 atmosférico, conduciendo a potentes glaciaciones (al perder la Tierra gran parte de su efecto invernadero inicial). Una vida que hace unos 540 m.a. se hizo más compleja, que muy pronto, partiendo del agua, inició una invasión en toda regla de la superficie emergida. Una vida que cambió la geología, que se hizo protagonista de ella.
Si te fijas, todos esos eones suman unos 4.000 m.a. Es decir, casi el 90% de la historia de la Tierra. Y de todo ese tiempo tenemos muy poca información. Por eso se representa el tiempo geológico con gráficos como estos, en los que ese 90% de tiempo se comprime mucho.
Porque de los últimos 540 m.a. sabemos mucho, muchísimo más. La propia existencia de seres vivos ayuda a conocer la geología. Los fósiles que dejan cuentan cosas sobre el mundo en el que viven y mueren. Los fósiles son responsables de mucho de lo que sabemos del pasado. Es la vida la que nos cuenta la mayor parte de nuestros conocimientos sobre geología.
RADIACTIVIDAD
RADIACTIVIDAD ARTIFICIAL
Se produce la radiactividad inducida cuando se bombardean ciertos núcleos estables con partículas apropiadas. Si la energía de estas partículas tiene un valor adecuado penetran dentro del núcleo bombardeado y forman un nuevo núcleo que, en caso de ser inestable, se desintegra después radiactivamente. Fue descubierta por los esposos Jean Frédéric Joliot-Curie e Irène Joliot-Curie, bombardeando núcleos de boro y aluminio con partículas alfa. Observaron que las sustancias bombardeadas emitían radiaciones después de retirar el cuerpo radiactivo emisor de las partículas de bombardeo.
En 1934 Fermi se encontraba en un experimento bombardeando núcleos de uranio con los neutrones recién descubiertos. En 1938, en Alemania,Lise Meitner, Otto Hahn y Fritz Strassmann verificaron los experimentos de Fermi. Es más, en 1939 demostraron que parte de los productos que aparecían al llevar a cabo estos experimentos era bario. Muy pronto confirmaron que era resultado de la división de los núcleos de uranio: la primera observación experimental de la fisión. En Francia, Jean Frederick Joliot-Curie descubrió que además del bario, se emitían neutrones secundarios en esa reacción, haciendo factible la reacción en cadena.
También en 1932 Mark Oliphant teorizó sobre la fusión de núcleos ligeros (de hidrógeno), describiendo poco después Hans Bethe el funcionamiento de las estrellas en base a este mecanismo.
El estudio de la radiactividad permitió un mayor conocimiento de la estructura del núcleo atómico y de las partículas subatómicas. Se abre la posibilidad de convertir unos elementos en otros. Incluso el sueño de los alquimistas de transformar otros elementos en oro se hace realidad, aunque no resulte rentable.
RADIACTIVIDAD NATURAL
El estudio del nuevo fenómeno y su desarrollo posterior se debe casi exclusivamente al matrimonio Curie, quienes encontraron otras sustancias radiactivas como el torio, polonio y radio. La intensidad de la radiación emitida era proporcional a la cantidad de uranio presente, por lo que dedujo Marie Curie que la radiactividad era una propiedad atómica. El fenómeno de la radiactividad se origina exclusivamente en el núcleo de los átomos radiactivos. Se cree que la causa que lo origina es debida a la interacción neutrón-protón del mismo. Al estudiar la radiación emitida por el radio se comprobó que era compleja, pues al aplicarle un campo magnético parte de ella se desviaba de su trayectoria y otra parte no.
Pronto se vio que todas estas reacciones provenían del núcleo atómico que describió Rutherford en 1911, quien también demostró que las radiaciones emitidas por las sales de uranio eran capaces de ionizar el aire y de producir la descarga de cuerpos cargados eléctricamente.
Con el uso del neutrino, partícula descrita en 1930 por Pauli pero no medida hasta 1956 por Clyde Cowan y sus colaboradores, consiguió describirse la radiación beta.
En 1932 James Chadwick descubrió la existencia del neutrón queWolfgang había predicho en 1930, e inmediatamente después Enrico Fermi descubrió que ciertas radiaciones emitidas en fenómenos no muy comunes de desintegración eran en realidad neutrones.
Clases de radiación
Se comprobó que la radiación puede ser de tres clases diferentes:
Radiación alfa: son flujos de partículas cargadas positivamente compuestas por dos neutrones y dos protones (núcleos de Helio). Son desviadas por campos eléctricos y magnéticos. Son poco penetrantes aunque muy ionizantes. Y son muy energéticos.
Radiación beta: son flujos de electrones (beta negativas) o positrones(beta positivas) resultantes de la desintegración de los neutrones o protones del núcleo cuando este se encuentra en un estado excitado. Es desviada por campos magnéticos. Es más penetrante aunque su poder de ionización no es tan elevado como el de las partículas alfa. Por lo tanto cuando un átomo expulsa una partícula beta aumenta o disminuye su número atómico una unidad (debido al protón ganado o perdido).
Rayos gamma: son ondas electromagnéticas. Es el tipo más penetrante de radiación. Al ser ondas electromagnéticas de longitud de onda corta, tienen mayor penetración y se necesitan capas muy gruesas de plomo u hormigón para detenerlos.
Estratigrafía
La estratigrafía es una rama de la ciencia geológica que estudia los estratos o capas paralelas de roca y determina tanto su edad como su distribución espacial.
Para ello, los geólogos aplican una serie de criterios de análisis basados en las relaciones entre grupos o secuencias de rocas:
- Superposición: determina que en una capa de estratos horizontales la superior es siempre más moderna que la inmediata inferior.
- Horizontalidad original: trata de determinar la posición original de estratos que aparecen deformados o inclinados.
- Continuidad lateral: establece la sucesión de los estratos en extensiones grandes.
- Relaciones cruzadas: determina que las fallas o los diques de roca intrusivos en una línea de estratos son posteriores a la formación del estrato. Por analogía, se establece que cualquier proceso geológico (pliegues, etcétera) es siempre posterior al estrato.
- Inclusiones: a menudo existen rocas de diferente naturaleza incluidas en otras. En tales casos se considera que la roca incluida es más antigua que la que la rodea.
Sección esquemática de una serie de estratos, con zonas de pliegue y discontinuidades.
Paleontología
La paleontología, estudio de la vida prehistórica, investiga la relación entre los fósiles de animales (paleozoología) y de plantas (paleobotánica) con plantas y animales existentes. La investigación de fósiles microscópicos (micropaleontología) implica técnicas distintas que la de especimenes mayores. Los fósiles, restos de vida del pasado geológico preservados por medios naturales en la corteza terrestre, son los datos principales de esta ciencia. La paleontografía es la descripción formal y sistemática de los fósiles (de plantas y de animales), y las paleontologías de invertebrados y vertebrados se consideran con frecuencia subdisciplinas separadas.
ESTRATOS
Los estratos se forman típicamente como capas horizontales de potencia (espesor) uniforme, limitadas por superficies de estratificación, que son interfases más o menos nítidas respecto el estrato más joven (situado encima) y el más viejo (debajo). En la descripción de los estratos se usa el término base o muro para referirse a la parte más antigua (geométricamente la inferior, si no median alteraciones tectónicas de la posición) y techo para la más reciente. Los estratos son las unidades básicas de estudio de la Estratigrafía.
FOSILES
Los Fosiles se pueden definir como restos de seres vivos y de su actividad biológica. También podemos decir que son moldes de parte o de todo el ser vivo, conservados en rocas sedimentarias (y pizarras).
Los restos que se han conservado suelen ser de partes mineralizadas, tales como caparazones, conchas y huesos. No obstante, hay casos en que se mantiene el ser vivo completo, como sucede con los invertebrados conservados en ámbar, los mamuts congelados de Siberia, o animales y plantas hundidas en fondos de zonas pantanosas.
En el proceso de FOSILIZACIÓN lo normal es que se produzca una mineralización de los restos orgánicos en la que se intercambien, molécula a molécula, sus componentes orgánicos u inorgánicos por otros minerales, normalmente de sílice, carbonatos, hierro, etc.. En ocasiones se han mantenido detalles muy precisos del ser vivo, como es el caso de algunos huevos de dinosaurio mineralizados hallados en Argentina. En ellos se han podido estudiar embriones y fetos.
Los fósiles son el mejor medio para datar un estrato, ya que las diferentes especies han vivido en determinados momentos. No olvidemos que algunos seres vivos han vivido casi desde los primeros tiempos de aparición de los seres vivos, tales como las bacterias, algunos gusanos, moluscos, erizos marinos, etc.. Otros, sin embargo, sólo vivieron en momentos muy concretos y poco extensos, como los ammonites, los trilobites, los dinosaurios, etc...
Estos fósiles que perduraron en períodos muy concretos son los más interesantes para datar los estratos en que se encuentran. Se les denomina FÓSILES GUÍA.
Pero los fósiles no sólo permiten datar rocas. Los fósiles ilustran, mejor que nada, el ambiente en el que vivieron y murieron, esto es, si era un fondo marino, una zona costera, de aguas cálidas o frías, la profundidad, los climas, etc...
ESCALA DE TIEMPO LITOLOGICO
El ciclo litólogico o ciclo de las rocas es un concepto de geología que describe las transiciones de material en el tiempo geológico que permiten que toda roca pueda transformarse en uno de estos tres tipos: Rocas sedimentarias, Rocas metamórficas y rocas ígneas. Las rocas pueden pasar por cualquiera de los tres estados cuando son forzadas a romper el equilibrio. Una roca ígnea como el basalto puede partirse y disolverse cuando se expone a la atmósfera, o volverse a fundirse al subducir por debajo de un continente. Debido a las fuerzas generadoras del ciclo de las rocas, las placas tectónicas y el ciclo del agua, las rocas no pueden mantenerse en equilibrio y son forzadas a cambiar ante los nuevos ambientes. El ciclo de la rocas es una ilustración que explica como los tres tipos de rocas provienen de algún otro, y como el proceso cambia un tipo a otra a lo largo del tiempo. El tiempo para que una roca complete las fases es de millones de años, y en la vida de la Tierra no todas las rocas pueden completarlo.
El ciclo
Transición a ígnea
Cuando las rocas son levantadas del interior de la Tierra
hasta la superficie, éstas suelen estar fundidas en magma. Si las condiciones
para que el magma permanezca líquido no perduran, el magma se enfriará y
solidificará en una roca ígnea. Una roca que se enfría en el interior de la
Tierra se denomina intrusiva o plutónica y su enfriamiento será muy lento, produciendo
una estructura cristalina de granos gruesos. Como resultado de la actividad
volcánica el magma puede llegar a enfriarse en la superficie de forma muy
rápida, dando lugar a las rocas extrusivas o rocas volcánicas. Estas rocas
tienen unos granos muy finos y algunas veces se enfrían tan rápido que no
forman cristales, como el caso de la obsidiana o el basalto. Cualquiera de los
tres tipos de roca tiene su origen en magma fundida y enfriada.
Cambios post-volcánicos
Las masas de rocas de origen ígneo empiezan a cambiar tan pronto como empiezan a enfriarse. Los gases que se encuentran mezclados en el magma empiezan a disiparse lentamente y los flujos de lava pueden tardar muchos años en enfriarse. Estos gases atacan los componentes de las rocas y depositan minerales en las cavidades y fisuras. La zeolita es muy conocida por este origen. Incluso antes de los procesos post-volcánicos hayan cesado la descomposición atmosférica y la meteorología empieza a reaccionar con el mineral volcánico, especialmente aquellos que no sean estables con nuestra atmósfera. La lluvia, el frío, el ácido carbónico, el oxígeno y otros agentes operan continuamente sobre las rocas, arrastrando aquellos minerales solubles en agua o produciendo nuevos productos (como por ejemplo oxidando el hierro). En la clasificación de rocas estos cambios son considerados generalmente no esenciales: las rocas son clasificadas y descritas como si estuvieran frías, lo que es habitual en la naturaleza.
Cambios secundarios
El cambio epigenético (procesos secundarios) pueden ser tratados de diversas maneras, cada una dependerá del grupo de rocas o de los minerales constituyente, además usualmente hay más de un proceso involucrado en la alteración de la roca. La silificación, que es reemplazar minerales por cristales o silicatos, es muy común en materiales félsicos, como la riolita o la serpentinita. La kaolinización es la descomposición del feldespato en rocas mas comunes como el caolín (además de cuarzo con arcillas). También el granito y la sienita sufren procesos similares. La serpentinización es la alteración del olivino al grupo de la serpentina (con magnetita), es típica de las peridotitas, pero ocurre sobre todo en rocas máficas. En la uralitización secundaria la Hornblenda remplaza la augita. La cloritización es la alteración de la augita hasta el grupo de las cloritas y dioritas. La epidotización ocurre también en rocas de este grupo y consiste en el desarrollo de epidotita desde biotita, hornblenda, augita o plagioclasa de feldespato.
Transición a metamórfico
Las rocas expuestas a altas temperaturas y presiones pueden cambiar física o químicamente para formar un roca diferente, llamada metamórfica. Los metamorfismos regionales se refieren a efectos de grandes masas de rocas sobre una región amplia, generalmente asociada con una cordillera montañosa, especialmente en procesos orogénicos. Estas rocas exhiben distintos estratos de distinta mineralogía y colores, llamada foliación. Otro tipo de metamorfismo está causado cuando un cuerpo de roca entra en contacto con una intrusión ígnea que calienta la roca que lo rodea. Este contacto metamórfico da como resultado un roca recristalizada por el calor extremo, o incluso con minerales añadidos por los fluidos del magma que puede cambiar la química de la roca, lo que se denomina metasomatismo.
Transición a sedimentaria
Las rocas expuestas a la atmósfera terrestre están sujetas a procesos erosivos y meteorológicos. El agua, el viento, la nieve, la contaminación o la biología pueden cambiar su química o su forma. La erosión y la meteorología rompen la roca original en trozos más pequeños y lo acarrean hasta otros lugares, donde pueden ir disolviéndolos poco a poco, disgregándolos. Este material disgregado puede volver a asentarse en estratos y formar de nuevo una roca, es el caso de la arenisca que está formada por granos de arena compactados. Hay veces que la fusión puede ser tan fuerte que no parece claro que el material venga de un disgregado, son el caso de lutitas. Otra fuente importante de rocas sedimentarias son los restos biológicos que pueden formar rocas sedimentarias cementadas, como el travertino. Todas las rocas calizas provienen de procesos de sedimentación, generalmente biológica y las cuevas son lugares de nueva formación continua de rocas sedimentarias.
ESCALA TIEMPO GEOLOGICO
La escala temporal geológica o escala de tiempo geológico es el marco de referencia para representar los eventos de la Historia de la Tierra ordenados cronológicamente. Establece divisiones y subdivisiones de las rocas según su edad relativa y del tiempo absoluto transcurrido desde la formación de la Tierra hasta la actualidad, en una doble dimensión: estratigráfica y cronológica. Estas divisiones están basadas principalmente en los cambios faunísticos observables en el registro fósil y han podido ser datadas por métodos radiométricos. La escala resume y unifica los resultados del trabajo sobre geología histórica realizado durante varios siglos por naturalistas, geólogos, paleontólogos y otros muchos especialistas. Desde 1974 la elaboración formal de la escala se realiza por la Comisión Internacional de Estratigrafía de la Unión Internacional de Ciencias Geológicas y los cambios, tras algunos años de estudios y deliberaciones por subcomisiones específicas, han de ser ratificados en congresos mundiales
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