Evolución y Estructura de la Tierra: Fundamentos de la Geología Moderna

Historia de la Geología

Antigüedad y Edad Media

• Plinio: Observaciones sobre petrificaciones.
• Heródoto: Estudios sobre canteras.
• Vitruvio: Análisis de suelos, aguas subterráneas y rocas.
• Edad Media: No abundan los testimonios escritos en este periodo.

Renacimiento y Siglo XVIII

• Leonardo da Vinci: Realizó las primeras observaciones científicas sobre fósiles.
• Steno: Autor del Tratado de Geología.
• El seísmo de Lisboa (1755): Estimuló el interés por conocer el interior del planeta.

Las polémicas sobre el origen de las rocas centrarán, en el siglo XVIII, los estudios de geología, creándose dos grandes escuelas:

• Los Neptunistas: Escuela creada por Werner, quien sostenía que el origen de todas las rocas se produce en los mares.
• Los Vulcanistas: Escuela fundada por Hutton, defendiendo que todas las rocas se forman a partir del magma.

Siglos XIX y XX

En el siglo XIX se da un gran impulso a la Geología:

• Darwin (1808-1882): Teoría de la evolución.
• Suess (1831-1914): Aportes en Geología y Paleontología.

En el siglo XX, figuras como Llopis, Clemente Sáenz, Mingarro y Hernández Pacheco impulsan la geología en España.

Principios y Conceptos Básicos de la Geología

• Uniformismo: Las leyes físicas son inmutables y universales. Los procesos naturales que actuaron en el pasado son los mismos que actúan en el presente.
• Actualismo: Las mismas causas producen los mismos efectos, por lo que explican los fenómenos pasados a partir de las mismas causas que operan en la actualidad. Las leyes no varían con el tiempo, salvo su intensidad y periodicidad (Hutton, 1759 y Lyell, 1830).
• Catastrofismo: Los cambios geológicos y biológicos producidos en nuestro planeta se debían no a cambios graduales, sino a cambios repentinos y violentos (Cuvier y Buckland).

El Ciclo Geológico

A lo largo de la historia de la Tierra, la corteza ha estado sometida a transformaciones continuas, consecuencia de la acción de los agentes geológicos, tanto internos como externos, que son los elementos que con su actividad producen cambios en el relieve terrestre.

Los procesos geológicos internos tienen su principal origen en el calor interno del planeta, considerándose constructivos al ser los responsables de la formación del relieve. La manifestación de los agentes internos se realiza en forma de movimientos lentos (orogénicos) o bruscos (seísmos y volcanes).

Los procesos geológicos externos se deben a la actuación de los agentes externos (atmósfera, agua, viento), teniendo su origen en el calentamiento provocado por la radiación solar y en la fuerza de la gravedad.

El Ciclo Geológico integra ambos procesos, que se realizan de forma ininterrumpida y simultánea, en tres fases:

• Orogénesis: Formación de nuevas cadenas montañosas.
• Gliptogénesis: Destrucción del relieve debida a los agentes externos.
• Litogénesis: Formación de nuevos materiales a partir de los ya existentes (rocas sedimentarias) y de otros que se incorporan desde el interior (rocas magmáticas y metamórficas).

Constitución del Globo Terrestre: Estructura Zonal de la Tierra

• Atmósfera: 800 km (N = 78%, O = 21%, CO₂ y gases nobles = 1%).
• Corteza:
  • Hidrosfera: Mares 98%, Hielo 1,87%, Agua dulce 0,13%.
  • Litosfera: SIAL y SIMA. Espesor: desde la superficie hasta 40 km de profundidad. Densidad: 2,80 a 3 t/m³.
• Manto Superior: Separado por la Discontinuidad de Mohorovicic. Espesor: de 40 a 900 km de profundidad. Densidad: 3 a 4 t/m³.
• Manto Inferior: Separado por la Discontinuidad de Bullen. Espesor: de 900 a 2.900 km de profundidad. Densidad: 4 a 6 t/m³.
• Núcleo Externo: Separado por la Discontinuidad de Gutenberg. Espesor: de 2.900 a 5.120 km de profundidad. Densidad: 6 a 11 t/m³.
• Núcleo Interno: Separado por la Discontinuidad de Wiechert. Espesor: de 5.120 a 6.370 km de profundidad. Composición NIFE. Densidad: 12 a 13,6 t/m³.

Métodos de Estudio de la Estructura Zonal

Presenta una gran dificultad para su estudio. Se ha obtenido mediante:

Métodos Directos

• Sondeos (ej. 16 km en la península de Kola).

Métodos Indirectos

• Estudio de ondas sísmicas.
• Variación de la temperatura con la profundidad: Gradiente geotérmico (1 °C por cada 33 m de profundidad).
• Variaciones de presión y densidad.
• Anomalías de la gravedad.

Tipos de Ondas Sísmicas

• Longitudinales ("Primae" o "P"):
  • Primeras en llegar.
  • En la dirección del rayo sísmico.
  • Mayor velocidad.
• Transversales ("Secundae" o "S"):
  • Segundas en llegar.
  • Plano normal al rayo sísmico.
  • Más lentas que las longitudinales.
• Superficiales:
  • Rayleigh.
  • Love.
  • Longae o "L": Son las ondas destructivas.