2 CURSO DEL GRADO DE GEOGRAFA. 2011-2012 Dra. Elena Gonzlez
Crdenas, UCLM 2 CURSO DEL GRADO DE GEOGRAFA. 2011-2012 Dra. Elena
Gonzlez Crdenas, UCLM
Diapositiva 2
GEOMORFOLOGA ESTRUCTURAL 2 CURSO DEL GRADO DE GEOGRAFA.
2012-2013 Dra. Elena Gonzlez Crdenas, UCLM Tema II
Diapositiva 3
El campo gravitatorio terrestre da lugar a un campo de
esfuerzos en el interior del planeta. A grandes profundidades el
estado de esfuerzos es considerado presin hidrosttica ISOSTASIA
Relacin que existe entre los diferentes materiales que forman la
corteza y el manto terrestre. Existe una distribucin heterognea de
densidades y temperaturas que influye y determina la distribucin de
esfuerzos. Del equilibrio hidrosttico entre corteza y manto
superior nace el contexto de ISOSTASIA Los esfuerzos que dan lugar
a la dinmica de la corteza y el manto dependen del peso de las
rocas. El peso de una columna de roca, de base y altura dada,
recibe el nombre de presin hidrosttica o geosttica A esta presin se
le aade la lateral denominndose la resultante presin de
confinamiento La presin se mide en mega pascales (Mpa). Aumenta del
orden de 25 a 27 Mpa por kilmetro de profundidad. A poca
profundidad las rocas se comportan como slidos elsticos. Al
aumentar la profundidad por encima del kilmetro, y para esfuerzos
continuados, las rocas se comportan como un fluido incompresible
sometido a la presin hidrosttica A 20 Mpa hay deformacin normal de
las rocas en zonas orognicas A 150 Mpa se producen deformaciones
extremas asociadas a fallas PRESIN Y ESFUERZO
Diapositiva 4
Un fluido se considera incomprensible cuando su densidad
permanece constante en el tiempo y en el espacio. Su volumen
permanece constante en todas las porciones del fluido
Diapositiva 5
Un esfuerzo continuado sobre una roca provoca su deformacin. La
deformacin de las rocas nos indica que existen fuerzas internas que
actan a lo largo del tiempo plegando, fracturando y originando
grandes roturas generadoras de terremotos. El desarrollo de
estructuras tectnicas es el reflejo de la deformacin de las rocas.
Los fsiles son muy tiles para medir la deformacin PRESIN Y
ESFUERZO
Diapositiva 6
Las caractersticas de la deformacin estn condicionadas por la
presin confinante, la temperatura, la presencia de agua u otros
fudos y la duracin del esfuerzo. PRESIN Y ESFUERZO PLEGAMIENTO
ROTURA
Diapositiva 7
Los materiales terrestres se comportan de diferente forma
frente a los esfuerzos. La deformacin depender de la naturaleza del
material y de las condiciones fsicas en que se encuentre cuando se
deforma. Hay tres tipos de situaciones. MATERIALES ELSTICOS.- Al
aplicarles un esfuerzo (carga) se produce una deformacin. Si el
esfuerzo cesa, cesa tambin la deformacin y el material vuelve a su
estado original. En esfuerzos complejos la vuelta al estado
original es ms lenta, y no siempre se produce de forma completa.
MATERIALES VISCOSOS.- Fluyen constantemente al aplicarles cualquier
esfuerzo durante un tiempo suficientemente largo. Los fluidos
viscosos son newtonianos y no newtonianos En los fluidos
newtonianos la relacin entre esfuerzo y velocidad de deformacin es
lineal. El coeficiente de viscosidad muestra la resistencia a fluir
del cuerpo bajo la accin del esfuerzo como consecuencia de la
friccin entre partculas. Los fluidos viscosos sufrirn una
deformacin permanente para cualquier esfuerzo aplicado. MATERIALES
PLSTICOS.- Sufren una deformacin permanente cuando se supera un
determinado valor mnimo (esfuerzo de fluencia) PRESIN Y
ESFUERZO
Diapositiva 8
El aumento de la temperatura y la presencia de agua favorecen
la deformacin. Cuando se alcanzan valores elevados de presin
confinante y de temperatura el material se deforma mediante
fluencia viscosa y se comporta como un fluido. Los materiales
terrestres tienen comportamientos diferentes segn la profundidad.
Pueden ser rgidos en superficie y plsticos e incluso fluidos en
zonas profundas de la corteza PRESIN Y ESFUERZO
Diapositiva 9
Todas las rocas no se deforman siguiendo los mismos patrones.
As tendremos: ROCAS COMPETENTES.- Rgidas y capaces de transmitir
esfuerzos permitiendo su propagacin unidireccional. De esta manera
se deforman y se rompen. Se ajustan a las leyes de la mecnica y
forman figuras geomtricas definidas y regulares. (Pliegues y
fallas) PRESIN Y ESFUERZO ROCAS INCOMPETENTES.- No son rgidas y
fluyen dispersando los esfuerzos en todas direcciones.
Ocasionalmente pueden deformarse de manera elstica o plstica. Estas
rocas dan lugar a formas complejas que no pueden estudiarse con las
leyes de la mecnica. (Diapiros)
Diapositiva 10
PRESIN Y ESFUERZO Deformacin terica de las rocas cuando se
aplican esfuerzos distensivos (1) o compresivos (2) A= Estiramiento
B= Acortamiento C= Rotura abierta D= Rotura cerrada A A B C D 1
2
Diapositiva 11
PRESIN Y ESFUERZO En rocas no deformadas una esfera
representara el estado indeformado, teniendo las tres direcciones
cartesianas (X, Y, Z) la misma dimensin. En un proceso de
deformacin la esfera se transformara en un elipsoide donde X,Y,Z
pueden tener valores diferentes ESFERA ELIPSOIDE
Diapositiva 12
PRESIN Y ESFUERZO Modelo de deformacin en rocas fosilferas
DEFORMADO NO DEFORMADO
Diapositiva 13
CLASIFICACIN DE LOS FENMENOS TECTNICOS SEGN EL TIPO DE
DEFORMACIN DEFORMACIN ELSTICADEFORMACIN ELSTICA DEFORMACIN
FRGILDEFORMACIN FRGIL DEFORMACIN PLSTICA O DCTILDEFORMACIN PLSTICA
O DCTIL DEFORMACIN VISCOSA O FLUIDADEFORMACIN VISCOSA O FLUIDA
PRESIN Y ESFUERZO Rebote elstico ondas ssmicas Fallas y diaclasas
Pliegues y esquistosidad Domos gnsicos y diapiros Cliquear sobre
los tipos de deformacin para ver los ejemplos
Diapositiva 14
Diapositiva 15
Diapositiva 16
Diapositiva 17
Diapositiva 18
En la litosfera se detectan anomalas gravimtricas llamadas
anomalas de Bouguer que consisten en aumento o disminucin de masa.
En las zonas elevadas de las cordilleras se observan defectos de
masa que se constatan por anomalas negativas. En reas ocenicas las
anomalas son positivas lo que indica un exceso de masa. Esta
situacin permiti definir el concepto de isostasia que supone que en
el interior de la tierra se cumplen condiciones para que se de un
equilibrio hidrosttico. Se han establecido dos hiptesis para
definir este equilibrio: Hiptesis de AIRY Hiptesis de PRATT
ISOSTASIA
Diapositiva 19
Hiptesis de AIRY Parte de una corteza de densidad constante
situada sobre un manto tambin de densidad constante. La corteza y
sus irregularidades flotan en un material de elevada densidad La
compensacin isosttica entre ambos medios se logra mediante
variaciones en el espesor de la corteza. Las elevaciones
topogrficas tienen races que se hunde en un medio denso Zonas
montaosas = Corteza ms gruesa Zonas llanas = Corteza ms fina En
este modelo se considera que las cordilleras tienen una raz que se
hunde en el manto de forma que a mayor elevacin mayor penetracin de
la raz. El manto sera un fluido ms denso que la corteza sobre el
que sta flotara como un iceberg. En profundidad estas
irregularidades desaparecen. ISOSTASIA 6 km emergidos de cordillera
equivaldran a ms de 30 km de raz Si se supone un espesor medio para
la corteza de 35 km, una cordillera podra suponer un espesor del
orden de 75 km
Diapositiva 20
Hiptesis de PRATT Plantea la existencia de variaciones
laterales de la densidad. Las irregularidades topogrficas son el
resultado de una dilatacin de la corteza. Desarrolla un modelo de
columnas prismticas con diferente densidad que alcanzan un nivel de
compensacin cuando las bases se sitan a una profundidad uniforme.
ISOSTASIA Ambas hiptesis idealizan la realidad. a)Plantean bloques
de corteza que navegan sobre un manto fluido, lo que no es real b)
No tienen en cuenta los esfuerzos tangenciales de las zonas
orognicas
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La Tierra se calienta mediante fuentes externas e internas. El
Sol es la principal fuente externa de calor. Su energa trmica
proviene de la desintegracin de tomos de hidrgeno y su
transformacin en helio. La mayor parte de esta energa se emplea en
calentar la Atmsfera, la Biosfera y la superficie del planeta. Su
repercusin climtica la hace responsable de la mayora de los
procesos geolgicos externos. El calor del Sol penetra en la corteza
un mximo de 30 m. por lo que su papel en el calentamiento interno
es irrelevante (mala conduccin de las rocas) TEMPERATURA El calor
interno se genera mediante la desintegracin de ncleos de elementos
radiactivos. Como los istopos de uranio 235 y 228, el torio 232 o
el potasio 40. la mayor parte de los istopos radioactivos se
concentran en la corteza. En el manto tambin hay una importante
concentracin en funcin de su importante volumen.
Diapositiva 22
El calor se transmite por: CONDUCCIN.- Producido por el choque
de molculas. Es el mecanismo ms importante en la litosfera.
CONVECCIN.- Asociado al movimiento de un medio fluido en el que hay
diferencias en la temperatura (Astenosfera) RADIACIN.- Asociado al
desplazamiento de las ondas electromagnticas (calor solar)
TEMPERATURA El calor aumenta con la profundidad. A este incremento
se le denomina Gradiente geotrmico gT = dt/dz (d = temperatura / z
= profundidad. El GGt se mide en sondeos y en minas mediante un
termmetro denominado TERMISTOR y mediante sondas digitales. El GGt
aumenta entre 20 y 30C por kilmetro descendido Las zonas ms
calientes se encuentran en las dorsales ocenicas En reas
continentales se relacionan con engrosamiento de la corteza, con
reas volcnicas y con espacios de mxima concentracin de istopos
radiactivos
Diapositiva 23
El calor se transmite por: CONDUCCIN.- Producido por el choque
de molculas. Es el mecanismo ms importante en la litosfera.
CONVECCIN.- Asociado al movimiento de un medio fluido en el que hay
diferencias en la temperatura (Astenosfera) RADIACIN.- Asociado al
desplazamiento de las ondas electromagnticas (calor solar)
TEMPERATURA En el manto la transmisin de calor se hace por
conveccin. El conocimiento de la distribucin de la temperatura se
lleva a cabo por mtodos indirectos. La diferente velocidad de las
ondas ssmicas permite distinguir zonas de mayor fluidez (ms
calientes) de otras ms rgidas (ms fras) A 400 km = 1.500 C En el
lmite del manto y el ncleo 3.000 C (fusin del hierro)
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La Tierra ha perdido ms calor del que ha generado se enfra
lentamente Se estima que la temperatura inicial del planeta era de
1.500 C ya que existan ms elementos radiactivos que en la
actualidad. Esta elevada temperatura provoc la fusin del hierro y
la formacin del ncleo, la fusin de los silicatos en las capas ms
superficiales y la individualizacin del manto y la corteza, as como
la concentracin en ella de los elementos de menor densidad. La
evolucin trmica tuvo grandes implicaciones en la evolucin tectnica.
En el Arcaico la litosfera era ms delgada que ahora. La disminucin
de la temperatura permiti el aumento de la viscosidad en el manto y
unas condiciones tectnicas como las actuales (dorsales y zonas de
subduccin) TEMPERATURA
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Distribucin de las temperaturas con la profundidad
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Diapositiva 27
GEOMORFOLOGA ESTRUCTURAL 2 CURSO DEL GRADO DE GEOGRAFA.
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Los fenmenos geolgicos que sucedieron en el pasado se datan
cronolgicamente. Datar significa determinar el periodo transcurrido
desde que tuvo lugar el suceso geolgico hasta la actualidad. A este
periodo se le denomina edad absoluta la forma de medirla constituir
un mtodo de datacin absoluta. La unidad de tiempo usada es el milln
de aos (Ma) En determinadas circunstancias se compara un hecho
geolgico con otro para ver si es anterior, posterior o simultaneo.
A este mtodo se le llama datacin relativa DATACIN DATACIN
RADIOMTRICA Muchos elementos qumicos presentan varios istopos. Los
inestables se transforman en otros con el paso del tiempo mediante
la desintegracin radiactiva. A estos istopos se les llama istopos
radiactivos
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La espectometra de masas es la tcnica ms utilizada en datacin
radiomtrica. MTODOS DE DATACIN Potasio-Argn Argn-Argn
Uranio-Torio-Plomo 14 C TCNICAS DE LABORATORIO: ESPECTOMETRA DE
MASAS
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ANGUITA, F. MORENO, F, (1987): Geologa. Procesos internos.
Edelvives, Zaragoza BASTIBA, F. (2005): Geologa. Una visin moderna
de las ciencias de la Tierra. Vol. I y II. Ediciones TREA, Gijn
GARCA FERNNDEZ. J. (2006): Geomorfologa estructural. Barcelona:
Ariel Geografa y Universidad de Alicante WICANDER, R. Y MONROE,
J.S. (2000): Fundamentos de Geologa. Internacional Thomson
Editores. Madrid. CUESTIONES A RESOLVER 1.Sealar en el contexto
provincial reas en las que sean patentes los esfuerzos tectnicos
2.Sealar en el contexto provincial reas en las que el gradiente
geotrmico pueda ser ms elevado 3.Buscar 10 referencias
bibliogrficas en revistas especializadas sobre los contenidos del
tema BIBLIOGRAFA
