Geologia i Cosmologia: Des del Big Bang a la Tectònica de Plaques

Cosmologia i Fenòmens Astronòmics

1. Models de l'Univers: Big Bang, Big Bounce i Big Crunch

Big Bang (Teoria Cosmològica)

Teoria cosmològica que explica l'inici de l'univers. S'estima que fa uns 13.700 milions d'anys, un punt de densitat infinita va provocar l'expansió de tota la matèria fins a l'actualitat.

Big Crunch

Teoria que postula que l'univers, després d'expandir-se, es contraurà fins a col·lapsar-se en un punt molt dens. Les possibles etapes són:

• Màxima expansió
• Estat de col·lapse
• Big Crunch

Big Bounce

Idea que suggereix que després del col·lapse del Big Crunch, l'univers torna a expandir-se, iniciant un nou cicle cosmològic.

2. Eclipsis

Fenomen astronòmic que es produeix quan un astre s'interposa entre un altre i el Sol, o bé entra en l'ombra d'un altre cos.

• Solar: La Lluna tapa el Sol i projecta la seva ombra.
• Lunar: La Terra se situa entre el Sol i la Lluna, fent que la Lluna entri en l'ombra terrestre.

3. Les Marees

Es menciona la Macareu: Ona de xoc en una marea viva que remunta els rius.

4. Mapes de Peters

És un tipus de mapa del món que mostra les superfícies dels països amb la seva grandària real, mantenint les proporcions d'àrees concretes. El mapa Mercator és un dels més antics (Exemples: Mercator, Peters, Físic, Relleu...).

5. Pol Nord i Pol Sud

• Pol Nord: Grans extensions cobertes per una capa de gel que el fa menys mòbil que el gel flotant. L'extensió oscil·la entre 7 i 15 milions de km². Presenta una fauna i flora variada.
• Pol Sud: Territori amb serralades i llacs envoltat de glaceres, amb una gran capacitat per cobrir el 90% del gel amb un gruix de fins a 4 km. L'extensió oscil·la entre 3 i 11 milions de km². Té poca quantitat de fauna i flora.

6. El Zodíac

El signe zodiacal ve marcat per la posició aparent del Sol vista des de la Terra. La precessió ha modificat el nombre de constel·lacions zodiacals i els períodes de temps en què cada constel·lació és visible.

Estructura i Dinàmica Terrestre

1. Origen del Sistema Solar (Teoria Planetària)

Fases principals:

1. Nebulosa inicial: Fa 4.600 milions d'anys, una nebulosa giratòria de pols i gas va començar a contraure's.
2. Col·lapse gravitatori: La concentració forma una gran massa central i un disc giratori.
3. Formació del protosol: La col·lisió de les partícules en la massa central allibera energia.

5. Components de la Terra

• Atmosfera: Capa gasosa que envolta el planeta.
• Hidrosfera: Formada per tota l'aigua de la superfície terrestre (líquida, sòlida, evaporada...).
• Geosfera: Part rocosa del planeta, sobre la qual es recolzen els altres components.
• Biosfera: Conjunt dels éssers vius que poblen la Terra.

6. Hipocentre, Epicentre i Pla de Benioff

• Hipocentre (o Focus Sísmic): Punt d'on neixen les ones sísmiques.
• Epicentre: Punt de la superfície situat sobre la vertical del focus sísmic, on el terratrèmol té major intensitat.
• Pla de Benioff: Zona (quadrant) on es produeixen la majoria dels terratrèmols.

7. Ones Sísmiques i Discontinuïtats

Discontinuïtats

Línia imaginària que separa capes de l'interior de la Terra amb diferent composició química, on les ones sísmiques canvien de direcció i velocitat de propagació ($ ext{V}$).

Ones Sísmiques

Vibracions que es propaguen per l'interior de la Terra com a resultat d'un terratrèmol. Es classifiquen en:

• Ones Internes (de volum): Es propaguen per l'interior de la Terra.
  • Ones Primàries (P): Són les més ràpides i es propaguen en tots els estats. Les partícules vibren en la mateixa direcció que l'ona.
  • Ones Secundàries (S): Són més lentes, només es propaguen en sòlids. Les partícules vibren perpendicularment a la direcció de l'ona.
• Ones Superficials (o Lentes): Es propaguen per la superfície terrestre.
  • Ones Love (Suma de P+S) o Ones Rayleigh.

9. Alfred Wegener i la Deriva Continental

Va néixer el 1880 a Berlín i va morir el 1930 a Groenlàndia. Era meteoròleg i geofísic. Des del 1906 va realitzar expedicions a Groenlàndia i Amèrica del Sud.

El 1912 va proposar la teoria revolucionària: "L'origen dels continents i oceans", afirmant que els continents es desplaçaven i que feia uns 300 milions d'anys havien estat units (Pangea).

Principals Errors de Wegener

1. Mecanisme de desplaçament: No va poder explicar com es movien els continents (va proposar la deriva continental, però sense mecanisme impulsor).
2. Idees sobre la força: Pensava que els continents “trenquen” la litosfera i es movien com un vaixell, la qual cosa és incorrecta.
3. Paper de l'oceà: No va explicar bé la creació de nova escorça oceànica ni el procés de subducció.

10. La Teoria de la Tectònica de Plaques

Afirma que la capa sòlida més externa de la Terra es troba fragmentada en una dotzena de plaques tectòniques que estan en moviment.

Processos Geodinàmics Externs i Interns

1. La Geologia

La Geologia és la ciència que estudia la Terra i els processos que s'hi esdevenen. Per tant, s'ocupa de:

• L'origen de la Terra i la seva història.
• L'estudi de la seva composició (elements, minerals, roques...).
• Els processos que tenen lloc a la superfície i a l'interior.

2. Tipus de Marges de Plaques

• Constructiu (Divergent): Les plaques se separen i es forma nova escorça (com al fons dels oceans).
• Destructiu (Convergent): Les plaques xoquen i una s'enfonsa sota l'altra, destruint escorça.
• Passiu (Transformant): Les plaques llisquen lateralment sense crear ni destruir escorça, però poden causar terratrèmols.

3. Conseqüències dels Límits Divergents o Constructius

• Formació de nova escorça oceànica.
• Sortida de magma i activitat volcànica.
• Petits terratrèmols.
• Formació de dorsals oceàniques (com la de l'Atlàntic).

4. Marges Divergents o Constructius

Són zones on les plaques tectòniques se separen. El magma puja des del mantell, es refreda i forma nova escorça, típicament a les dorsals oceàniques.

5. Marges Passius o Falles Transformants

Zones on les plaques tectòniques llisquen lateralment una respecte a l'altra. No es crea ni es destrueix escorça, però es produeixen forts terratrèmols, com a la falla de Sant Andreu (Califòrnia).

6. Magma i Lava

• Magma: Roca fosa que es troba dins de la Terra.
• Lava: Magma que surt a l'exterior durant una erupció volcànica.

7. Meteorització (Meteorització)

Destrucció de roques a causa de fenòmens atmosfèrics. Tipus:

• Meteorització física: Les roques es trenquen per canvis de temperatura, gel o vent, sense canviar la seva composició química.
• Meteorització química: Les roques es desfan o canvien per reaccions amb aigua, oxigen o àcids.
• Meteorització biològica: Les roques es trenquen o desgasten per l'acció de plantes, arrels o animals.

8. Anticlinal o Sinclinal

• Anticlinal: Plec de roca que es corba cap amunt, amb les capes més antigues al centre.
• Sinclinal: Plec de roca que es corba cap avall, amb les capes més joves al centre.

9. Yellowstone

Parc nacional als Estats Units, famós pels seus volcans, gèisers i fonts termals. És un exemple de supervolcà, és a dir, un volcà molt gran amb activitat geotèrmica intensa.

10. Cicle de les Roques

Procés en què les roques es formen, es trenquen i es transformen en diferents tipus: ígnees, sedimentàries i metamòrfiques.

11. Diferència entre Falla i Plec

• Falla: La roca es trenca i les parts es desplacen.
• Plec: La roca s’ondula sense trencar-se.

12. Elements d’un Plec

Nucli, faldó, eix i flancs.

13. Diàclasi

Fractura a la roca sense desplaçament de les parts.

14. Tipus de Falla

• Normal: Un bloc baixa respecte a l'altre.
• Inversa: Un bloc puja respecte a l'altre.
• Transformant: Els blocs llisquen lateralment.

15. Abrasió

Desgast de roques per fricció amb sorra, aigua o vent.

16. Escorça Oceànica i Continental

• Oceànica: Fina i densa, formada sobretot per basalt.
• Continental: Més gruixuda i lleugera, formada sobretot per granit.

17. Isostàsia

Equilibri entre l’escorça terrestre i el mantell, que provoca que les terres s’aixequin o enfonsin segons el pes que suporten.

18. Gradient Geotèrmic

Augment de la temperatura a mesura que s'incrementa la profunditat dins la Terra.

19. Subsidències

Enfonsament lent i gradual d’una zona de la Terra per pèrdua de materials o pes excessiu.

20. Tectònica de Plaques / Harry Hess

Teoria que explica el moviment de les plaques terrestres. Harry Hess va proposar que l'escorça oceànica es crea a les dorsals i es destrueix a les zones de subducció.

21. Zona d’Ombra

Àrea a la Terra on no arriben determinats raigs sísmics a causa de la composició i estructura de l'interior terrestre.

22. Diferència entre Esfondrament i Subsidència

• Esfondrament: Caiguda brusca del terreny.
• Subsidència: Enfonsament lent i gradual.

23. Alfred Wegener i Proves de Wegener

Científic que va proposar la deriva continental. Les seves proves incloïen: encaix dels continents, fòssils similars en continents separats, i similituds en roques i relleu.

24. Sistema de Referència, Trajectòria i Desplaçament

• Sistema de referència: Punt o conjunt de punts des d’on es mesura un moviment.
• Trajectòria: Camí que segueix un objecte.
• Desplaçament: Distància en línia recta entre el punt inicial i final.