Geología Fundamental: Origen de la Tierra, Dinámica Interna y Tectónica de Placas

El Sistema Solar comenzó a formarse hace aproximadamente 5.000 millones de años a partir de una gran nube fría de polvo y gas (principalmente hidrógeno y helio) en nuestra galaxia, la Vía Láctea.

La Tierra y sus Componentes Iniciales

Geosfera: Formación y Diferenciación

Hace unos 4.500 millones de años, la Tierra era una gran bola de roca fundida. Este estado inicial y su posterior diferenciación se debieron a varios procesos clave:

• Los impactos de planetesimales durante la fase de acreción.
• La desintegración de isótopos radiactivos en el interior terrestre.
• La diferenciación de los materiales en capas de densidad, lo que llevó a la formación del núcleo, manto y corteza.

Atmósfera e Hidrosfera: Evolución Temprana

La diferenciación gravitatoria jugó un papel crucial en la formación de la atmósfera e hidrosfera. Los gases más ligeros, como el hidrógeno y el helio, escaparon hacia el espacio exterior. Sin embargo, otros gases y vapores, como el dióxido de carbono y el vapor de agua, quedaron atrapados y dieron origen a la atmósfera primitiva y, posteriormente, a los océanos.

Biosfera: El Surgimiento de la Vida

La evolución de la biosfera estuvo intrínsecamente ligada a la oxigenación de la atmósfera, la formación de los suelos y la creación de grandes espesores de rocas sedimentarias, que proporcionaron los entornos necesarios para el desarrollo de la vida.

Fenómenos Sísmicos y Ondas

Los sismos son vibraciones que se propagan a través de la Tierra. A partir del punto de rotura subterráneo, llamado hipocentro (o foco sísmico), se propagan vibraciones en forma de ondas sísmicas. El epicentro es el punto en la superficie terrestre directamente encima del hipocentro, y a partir de él se generan las ondas superficiales.

Tipos de Ondas Sísmicas

Ondas Primarias (Ondas P)

Son las ondas sísmicas más rápidas, por lo que son las primeras en ser registradas por los sismógrafos. Se propagan a través de sólidos y líquidos.

Ondas Secundarias (Ondas S)

Su velocidad es menor que la de las ondas P, por lo que son registradas en segundo lugar por los sismógrafos. Solo se propagan a través de sólidos.

Estructura Interna de la Tierra

Desde una perspectiva geoquímica y geodinámica, la Tierra se divide en capas concéntricas: corteza, manto y núcleo. A continuación, se detallan algunas de sus principales subdivisiones y características:

Litosfera

Es la capa más externa y rígida de la Tierra, que incluye la corteza y la parte superior del manto superior. Se fragmenta en grandes bloques, conocidos como placas litosféricas.

Astenosfera

Situada debajo de la litosfera, es una capa del manto superior que, aunque sólida, es plástica y deformable, permitiendo el movimiento de las placas litosféricas.

Mesosfera

Comprende la región del manto inferior. Aunque es sólida, es capaz de fluir muy lentamente a lo largo de escalas de tiempo geológicas.

Capa D'' (D doble prima)

Es una de las zonas más dinámicas del planeta, ubicada en la base del manto. Acumula calor y de ella escapan los llamados penachos térmicos, que pueden alcanzar y perforar la litosfera, originando los puntos calientes volcánicos.

Endosfera (Núcleo)

Se refiere al núcleo terrestre, la capa más interna del planeta, compuesta principalmente por hierro y níquel, dividida en un núcleo externo líquido y un núcleo interno sólido.

Teoría de la Deriva Continental

La teoría de la Deriva Continental, propuesta por Alfred Wegener a principios del siglo XX, postulaba que los continentes se habían movido a lo largo del tiempo geológico, formando en el pasado un supercontinente llamado Pangea hace más de 300 millones de años. Wegener fundamentó su teoría en diversas pruebas:

Pruebas Geográficas

El notable encaje de los perfiles de los continentes, especialmente entre África y Sudamérica, había sido observado y mencionado por otros autores, pero Wegener lo utilizó como una evidencia clave para su hipótesis.

Pruebas Paleoclimáticas

Un ejemplo son las huellas dejadas por una antigua glaciación que tuvo lugar hace 300 millones de años, encontradas en continentes actualmente muy separados (como Sudamérica, África, India y Australia), lo que sugiere que estuvieron unidos cerca del polo sur.

Pruebas Paleontológicas

Se encontraron fósiles de animales y plantas muy similares en continentes diferentes que hoy están separados por vastos océanos, lo que indicaba que estas especies vivieron en un mismo bloque de tierra antes de la separación continental.

Tectónica de Placas: El Modelo Actual

La expansión del fondo oceánico, propuesta por Harry Hess, fue el detonante para el desarrollo de la teoría de la Tectónica de Placas, que unificó la deriva continental y la expansión oceánica. El concepto de placa litosférica fue elaborado por el geólogo canadiense J. Tuzo Wilson. Los principios fundamentales de esta teoría incluyen:

• La litosfera se encuentra dividida en grandes bloques rígidos, denominados placas, delimitadas por franjas inestables de gran actividad sísmica y volcánica.
• La litosfera oceánica es generalmente más delgada y más densa que la litosfera continental.
• El calor interno de la Tierra, junto con la fuerza de la gravedad, generan corrientes de convección en el manto que mueven unas placas con respecto a otras, causando fenómenos geológicos como terremotos, volcanes y la formación de montañas.

Deformaciones de las Rocas

Las rocas de la corteza terrestre están sometidas a continuos esfuerzos, tanto de compresión como de distensión y cizalla. Como resultado de estas fuerzas, las rocas pueden experimentar diferentes tipos de deformaciones:

Tipos de Deformaciones

Deformaciones Elásticas

Son deformaciones temporales en las que, cuando cesa la fuerza aplicada, el material recupera su forma inicial. Un ejemplo es la flexión de una regla que vuelve a su estado original.

Deformaciones Plásticas

Son deformaciones permanentes e irreversibles que ocurren cuando las rocas son sometidas a intensas fuerzas de compresión o cizalla, superando su límite elástico sin fracturarse. Un ejemplo son los pliegues.

Deformaciones Frágiles

Son deformaciones irreversibles en las que las rocas se fracturan o rompen cuando el esfuerzo aplicado excede su resistencia. Un ejemplo son las fallas y diaclasas.

Estructuras Geológicas por Deformación

Los Pliegues

Son deformaciones plásticas de las rocas, generalmente causadas por esfuerzos compresivos. Los elementos principales de un pliegue son:

• Plano axial: Superficie imaginaria que divide el pliegue en dos mitades simétricas.
• Flancos: Los lados del pliegue que se inclinan alejándose o acercándose al plano axial.
• Núcleo: La parte más interna del pliegue.
• Charnela: La zona de máxima curvatura del pliegue.
• Línea de charnela: La línea que une los puntos de máxima curvatura a lo largo del pliegue.

Las Diaclasas

Son fracturas de las rocas en las que los fragmentos no experimentan un desplazamiento significativo entre sí. Son comunes en macizos rocosos y pueden influir en la estabilidad de las laderas.

Las Fallas

Son fracturas de las rocas con un desplazamiento o dislocación observable de un bloque respecto a otro. Este movimiento puede ser horizontal, vertical o una combinación de ambos.

Tipos de Fallas

Falla Directa

Se forman por la acción de esfuerzos distensivos (de estiramiento). En ellas, el bloque de techo se desliza hacia abajo con respecto al bloque de muro, resultando en un alejamiento de los bloques.

Falla Inversa

Se forman por la acción de esfuerzos compresivos. En estas fallas, el bloque de techo se levanta sobre el bloque de muro, lo que indica un acortamiento de la corteza.

Fallas de Desgarre (o Transformantes)

Se forman por esfuerzos de cizalla, donde el desplazamiento de los labios de falla es predominantemente horizontal, sin un movimiento significativo hacia arriba o hacia abajo.

Información Adicional

Para calcular un valor basado en un porcentaje dado, se puede emplear un método iterativo: dividir 100 entre 2 repetidamente hasta que el resultado coincida con el porcentaje. El número de veces que se realiza esta división se multiplica luego por el número inicial proporcionado.