Formación y Exploración de la Tierra: Origen, Estructura y Métodos de Estudio

1. El Origen del Sistema Solar y de la Tierra

El universo se originó hace unos 12.000 millones de años, cuando todo el espacio, el tiempo, la materia y la energía se concentraban en un punto denominado singularidad, que explotó. Esto según las teorías del Big Bang y la Inflacionaria.

1.1 La Formación del Sistema Solar

Existen dos hipótesis principales para explicar este proceso:

• Hipótesis catastrofistas o de fragmentación: Son las más antiguas y consideran que el sistema solar se formó como resultado de acontecimientos excepcionales y violentos que afectaron a un astro ya formado.
• Hipótesis nebulares o de condensación: Consideran que tanto el sol como su sistema de planetas se formaron a partir de una nebulosa que comenzó a girar sobre sí misma y a reunir parte de su materia en el centro debido a las fuerzas gravitatorias.

La Hipótesis de los Planetesimales

La formación del sistema solar se produjo a través de las siguientes etapas:

• Agitación nebular: Hace unos 5.000 millones de años, el gas y el polvo cósmico de una nebulosa comenzaron a girar sobre sí mismos.
• Formación de un protosol: Debido a la atracción gravitatoria entre las moléculas y las partículas en movimiento, la materia comenzó a concentrarse en el centro. Esto generó una fuerza gravitatoria que atrajo más materia de los alrededores.
• Formación del Sol y de un disco protoplanetario: La temperatura y la presión en el interior del protosol aumentaron hasta que se iniciaron las reacciones termonucleares y comenzó la emisión de luz y calor; fue el nacimiento del Sol. Las partículas que orbitaban alrededor del Sol constituyeron un disco protoplanetario con los materiales más densos cerca del centro y los más ligeros lejos de él.
• Formación de los planetesimales: En el disco protoplanetario se generaron concentraciones de materia a diferentes distancias del Sol, que dieron lugar a cuerpos sólidos o planetesimales.
• Formación de los planetas: Los planetesimales de cada órbita colisionaban, destruyéndose y volviéndose a juntar en cuerpos cada vez más grandes. Con el tiempo, en cada órbita quedó un solo cuerpo grande: un planeta. Los planetas formados hacia el centro del disco fueron densos y rocosos (Mercurio, Venus, la Tierra y Marte), y los que se formaron hacia el exterior fueron ligeros y gaseosos (Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno).

1.2 La Formación de la Tierra

La Tierra es un planeta rocoso. Su proceso de formación se resume en tres etapas:

• Condensación de planetesimales y fusión: El planeta recibió los impactos de otros planetesimales menores que la hicieron crecer. Esas colisiones liberaron tanto calor que el planeta se fundió por completo.
• Separación por densidades: Con el planeta en estado líquido, los materiales se ordenaron en capas según sus densidades.
• Enfriamiento y evolución: Al irse enfriando el planeta, en su superficie se consolidó una corteza primitiva y el vapor de agua de la atmósfera se condensó y precipitó para formar la hidrosfera. Fue el comienzo de una evolución planetaria única que hoy continúa.

2. El Estudio de la Tierra

2.1.  los métodos directos son observaciones y pruebas que se aploican sobre zonas accesibles de la geosfera o sobre muestras de rocas de estas zonas. Métodos de estudio:- el estudio de las rocas superficiales. La observación directa permite deducir los procesos que las afectaron, como las deformaciones, el metamorfismo o el modelado. –el estudio de rocas profundas. Han podido acceder al interior de la geosfera a través de las excavaciones de las minas o realizando sondeos mediante taladros tubulares.  –el análisis de las muestras en el laboratorio. Las muestras pueden ser sometidas a pruebas físicas y químicas o pueden ser cortadas y observadas con el microscopio petrográfico. 2.2 los métodos indirectos I consisten en utilizar ingeniosas técnicas para obtener datos sobre zonas de la geosfera a las que no se puede acceder. –el método gravimétrico consiste en medir con un gravímetro el valor de la aceleración de la gravedad (g) en diferentes zonas del planeta.el valor medido en distintas zonas de la superficie terrestre varia con respecto a el valor teorico (g ess de 9,8m/s^2) estas variaciones se llaman anomalías gravimétricas. –el método magnético. Los geólogos suponen que la tierra tiene un nucleo externo de metal fundido , en continuo movimiento alrededor de u nucleo interno metalico y solido. Esto produciría la inducción del campo magnético. – el método eléctrico. Consiste en medir ciertas propiedades eléctricas de las rocas en distintas zonas. Un ejemplo es la conductividad, que es menos en las rocas muy macizas que en las rocas porosas que tienen mucha agua. – el método geotérmico. La tierra conserva en su interior parte del calor producido durante su formación y genera mucho mas por la desintegración de elementos radiactivos presentes en su interior. Este calor se irradia al exterior como un flujo geotérmico que puede detectarse : + en las regiones que el flujo es mas elevado (la corteza es mas delgada o hay rocas muy calientes) + las regiones con menos flujo ( zonas con una corteza muy gruesa)  - el estudio de los meteoritos .son fragmentos de las capas de un planeta similar a la tierra y su composición. Hay tres tipos : +los sideritos. Se componen de hierro y niquel, que es la composición supuesta para el nucleo terrestre. +los siderolitos. Se componen a partes iguales de ferroníquel y de minerales del tipo de los silicatos ferromagnesanos. Esta composición es parecida a la del manto terrestre. + los litometeoritos o aerolitos. Están formados por silicatos de hierro y aluminio como los que componen la corteza terrestre.

. Los métodos indirectos II   -el método sísmicoutiliza las vibraciones de los terremotos para explorar el interior terrestre. Estas vibraciones, llamadas ondas sísmicas son ondas elásticas que se generan por la liberación muy brusca de la energía almacenada en rocas sometidas a tensiones dinámicas. TIPOS DE ONDAS SISMICAS: -las ondas P, primarias o longitudinales. Vibran en la misma dirección que la dirección en la que se propagan. –las ondas S, secundarias o de cizalla. Vibran perpendicularmente a su dirección de propagación y hacen que los materiales que atraviesan oscilen de ese modo. –ondas superficiales. Se producen cuando las ondas P y S tocan la superficie terrestre. No se emplean en el método sísmico porque no atraviesan el interior terrestre. Son de dos clases: _ Ondas Rayleigh y ondas R. mueven la superficie y forman crestas y valles. _Ondas love u ondas L. se desplazan en el plano horizontal, perpendicularmente a la dirección de propagación. Mueven el terreno de lado a lado.  – la propagación de las ondas sísmicas. Propiedades básicas: *la velocidad aumenta en la rígidad y la densidad de los materiales que atraviesan * la velocidad de las ondas en una capa de composición uniforme aumenta con la profundidad(a mayor presión materiales más densos) *las ondas p se propagan a mas velocidad que las S *todas las ondas se propagan a través de materiales solidos. *las ondas P se propagan a través de materiales liquidos. *cuando pasan por un material a otro se reflejan(rebotan) o se refractan (cambiasn su trayectoria y su velocidad)   .   ¡¡ ondas sísmicas= sismógrafos que las registran y las representan en un gráfico llamado sismograma.  –LAS ONDAS SISMICAS Y EL INTERIOR TERRESTREal propagrse por el interior de la tierra las ondas varian en dirección y velocidad a ciertas profundidades. Estos cambios o discontinuidades sísmicas surgieron un interior terrestre con capas de diferente naturaleza. Las principales discontinuidades: -mohorovic (a 20km de profundidad) –Gutenberg ( a 2900) –Lehman (5100km) las tomografías sísmicas son los datos transformados mediante ordenadores en imágenes virtuales del interior de la geosfera. 2.4.LAS NUEVAS TECNOLOGIAS la teledetección es la técnica que permite obtener información a distancia de objetos sin que exista un contacto material . esto es posible mediante unos instrumentos denominados sensores que son capaces de recibir información a distancias. Los sistemas de posicionamiento gracias al sistema de GPS (global positioning system) se puede disponer de la pasión geográfica exacta de puntos concretos sobre la superficie terrestre. Los Sig. Son sistemas informáticos que permiten manejar los datos que tenemos en nuestro entorno, relacionándolos con entidades existentes en mapas reales. Sirven para conectar bases de datos con elementos gráficos a los que están asociadas y que se encuentra representados en los mapas .