Fundamentos de Óptica Ocular y Estructura Dinámica de la Tierra: Geología y Fenómenos Sísmicos

Óptica Ocular y Formación de Imágenes

El proceso de formación de imágenes en el ojo involucra la refracción y el enfoque de la luz.

• **Foco y Reflejo:** La luz incide y se refleja.
• **Visión Binocular:** El ojo capta la imagen reflejada, y la superposición de imágenes (ojo x ojo) permite la percepción de profundidad.
• **Reflexión Interna:** El sistema corrige la imagen (devuelve x sí mismo).
• **Armonización Angular:** Ajuste del ángulo de visión.
• **Punto Focal:** Sobre el foco, no se forma imagen nítida.

El Ojo Humano: Óptica y Fisiología

El ojo funciona como una cámara oscura. La **lente convergente** es crucial para enfocar correctamente y obtener una visión clara de las imágenes.

Funcionamiento del Enfoque

El cristalino enfoca la luz de manera similar a cómo lo hacen los conos y bastones en la retina.

Células Fotorreceptoras y Procesamiento Visual

En la retina, los rayos de luz chocan e invierten la imagen; el cerebro se encarga de corregirla.

1. Iris: Determina el color del ojo y adapta la pupila a las condiciones de luz.
2. Córnea: Actúa como la principal lente convergente, difractando la luz entrante.
3. Pupila: Regula la cantidad de luz que ingresa al ojo, aumentando o disminuyendo su diámetro.
4. Cristalino: Lente biconvexa que cambia de forma (acomodación) para enfocar la imagen directamente sobre la retina.
5. Retina: Capa posterior del ojo donde la imagen invertida es proyectada. Contiene los receptores de color (conos) y luz (bastones).
6. Nervio Óptico: Transmite la señal eléctrica al cerebro.

Enfermedades Comunes de la Visión

• Miopía: Defecto visual donde la imagen se enfoca delante de la retina, generalmente debido a un cristalino con poder excesivo (actuando como divergente o por longitud axial).
• Hipermetropía: El punto focal se forma detrás de la retina, requiriendo una lente convergente adicional para corregir.
• Astigmatismo: Causado por una curvatura irregular de la córnea, lo que distorsiona la imagen en la retina (visión borrosa o cilíndrica).
• Presbicia: Disminución de la capacidad de acomodación del cristalino debido al envejecimiento (agotamiento de la flexibilidad).
• Daltonismo: Problema en la retina, generalmente por fallas en las células de los conos.

Tipos de Lentes en Óptica

Clasificación según su forma:

• Lentes Convergentes (Convexas): Virtuales, biconvexa, plano-convexa, menisco convexo.
• Lentes Divergentes (Cóncavas): Biconcava, plano-cóncava, menisco cóncavo.

Geodinámica Terrestre: Formación, Estructura y Movimiento

Dinamismo y Origen de la Tierra

El dinamismo terrestre es un proceso continuo.

Nacimiento: Hace aproximadamente 4650 millones de años, a partir de una nebulosa. La Tierra se formó antes que el Sol.

Fases de la Formación Planetaria

1. Condensación: Agregación inicial de partículas.
2. Fusión y Protosfera: La fusión de elementos fue reemplazada por la formación de la protosfera.
3. Enfriamiento Inicial: La Tierra se enfría, dando lugar al primer continente y actividad volcánica intensa.
4. Configuración Actual: Estructura y distribución de masas actuales.

Estructura Interna de la Tierra

La estructura se define por sus capas, influenciada por factores como la gravedad (el polo atrae más) y la cumbre más alta (Asia).

Composición por Capas

• Corteza: Espesor promedio de 6-49 km. Compuesta principalmente por roca de silicio y magnesio (Sial/Sima).
• Manto: Aproximadamente 2500 km de espesor. Predominantemente sólido.
• Núcleo Externo: 2300 km de espesor. Compuesto por hierro y níquel en estado fundido (líquido debido a la alta temperatura).
• Núcleo Interno: 1200 km de espesor. Sólido debido a la inmensa presión, a pesar de la alta temperatura.

Modelos Estructurales

Modelo Estático (Químico)

Basado en la composición química: Corteza (delgada y menos densa), Manto y Núcleo.

Modelo Dinámico (Mecánico)

Describe cómo responden las capas a las fuerzas (comportamiento mecánico):

• Litosfera: Capa delgada y rígida que incluye la corteza y la parte superior fría del manto.
• Astenosfera: Parte del manto superior, plástica y dúctil.
• Mesosfera: Manto inferior, más grueso y rígido.
• Endosfera: Incluye el núcleo externo e interno.

Sismología: Estudio de los Terremotos

Un sismo es el resultado del reajuste de la litosfera para alcanzar el equilibrio isostático.

Conceptos Sísmicos Fundamentales

• Hipocentro (Foco): Punto de origen del movimiento sísmico y liberación de energía.
• Epicentro: Punto en la superficie terrestre directamente encima del hipocentro.
• Magnitud: Mide la energía liberada (Escala de Richter).
• Intensidad: Mide los daños causados (Escala de Mercalli).

Los sismos liberan energía en forma de ondas.

Tipos de Ondas Sísmicas

Ondas de Cuerpo (Viajan a través del interior):

1. Onda P (Primaria): Viaja más rápido, oscilación en la dirección de propagación (longitudinal).
2. Onda S (Secundaria): Viaja más lento, oscilación perpendicular a la dirección de propagación (transversal).

Ondas Superficiales (Viajan por la superficie):

• Onda de Rayleigh: Movimiento transversal y de rodadura en el plano vertical.
• Onda de Love: Deformación horizontal y transversal.

Los movimientos sísmicos en la costa pueden generar un tsunami (maremoto), que es una agitación violenta del agua.

Fallas Geológicas

Las fallas son fracturas en la corteza donde ha habido desplazamiento relativo de los bloques rocosos.

• Falla Normal: El bloque superior se hunde con respecto al inferior, resultando en un aumento de la superficie terrestre (extensión).
• Falla Inversa: El bloque superior es levantado con respecto al inferior (compresión).

Tectónica de Placas y Deriva Continental

La Deriva Continental explica el movimiento de los continentes y por qué ocurren los sismos en los perímetros de las placas (detectados por sismógrafos) y las manifestaciones volcánicas (liberación de energía).

Teoría de la Deriva Continental

Alfred Wegener (1915) propuso que los continentes estuvieron unidos en un supercontinente llamado Pangea y que luego se dividieron.

Evidencias Científicas

Las teorías de Wegener fueron comprobadas mediante:

• Paleomagnetismo: Estudio del campo magnético terrestre registrado en las rocas.
• Distribución de Flora y Fauna Fósil.
• Geofísica: Estudios de la distribución de sismos y volcanes.

Concepto de Placas Tectónicas

La Tierra está compuesta por placas rígidas de roca (litosfera) que flotan sobre el manto superior.

Tipos de Límites de Placa

1. Divergente: Separación de placas, donde el magma asciende para crear nueva corteza (ej. dorsales oceánicas).
2. Convergente: Colisión de placas, resultando en la destrucción de corteza.
3. Subducción: Un tipo de límite convergente donde una placa se desliza debajo de otra.

Fenómenos Asociados

• Dorsales: Zonas de abombamiento y expansión del fondo oceánico, asociadas a la creación de corteza y evidencia de flora fósil y datos geofísicos.

Erosión y Geosfera

La erosión es un agente natural que modela la superficie.

La Geosfera exhibe un dinamismo constante (movimiento natural). Los métodos para estudiarla incluyen:

• Métodos Directos: Observación química.
• Métodos Indirectos: Observación mecánica (teorías basadas en la sismología y el magnetismo).