TEMA 7. EL DIASTROFISMO

1. CONCEPTO DE DIASTROFISMO

• Deformaciones que la acción de las fuerzas terrestres produce en las rocas de la corteza.

2. DEFORMACIONES Y ESTRUCTURAS TECTÓNICAS:

A) CONCEPTO DE DEFORMACIÓN:

Respuesta dada por los materiales ante la actuación de fuerzas.

B) TIPOS DE FUERZAS:

a) Compresión:

Par de fuerzas alineadas y convergentes.

b) Distensión:

Par de fuerzas alineadas y divergentes.

c) Fuerzas de cizalla:

Par de fuerzas no alineadas y convergentes.

C) DIAGRAMA ESFUERZO-DEFORMACIÓN. TIPOS DE DEFORMACIÓN :

• Este diagrama muestra el comportamiento de una roca frente a la deformación.

a) Deformación elástica

• Es proporcional a la fuerza, por tanto, al cesar la fuerza, el material recupera la forma original (se rompe si es muy rígido).

• Ejm. Vibración que se produce en la superficie de la Tierra al paso de una onda sísmica.

b) Deformación plástica o continua

• Por encima del límite de elasticidad el material no recupera la forma primitiva y queda deformado permanentemente.

• Ejm. Pliegues.

c) Deformación por rotura o discontinua

• Por encima del límite de rotura, la roca cede y se fractura.

• Ejm. Fallas.

D) FACTORES QUE CONTROLAN LA DEFORMACIÓN

• Composición general de la roca: por ejemplo no se deforman igual el granito que el yeso.

• Las condiciones térmicas y de presión: a mayor profundidad mayor plasticidad.

• Presencia de fluidos en la roca: las rocas húmedas se pliegan, mientras que las rocas secas se fracturan.

• El tiempo de actuación: esfuerzos cortos e intensos rompen la roca.

E) PLIEGUES:

a) Elementos de un pliegue:

1. Charnela: línea imaginaria que define la máxima curvatura.

2. Plano axial: superficie que contiene todas las líneas de charnela. Divide al pliegue lo más simétricamente posible.

3. Flancos: cada una de las superficies situadas a los lados de la charnela.

4. Núcleo: parte más interna del pliegue.

5. Eje: línea de intersección del plano axial con la superficie topográfica.

6. Inmersión: ángulo que forma el eje con la horizontal.

7. Vergencia: ángulo que forma el plano axial con el plano vertical.

b) Clasificación de los pliegues:

1. Geométrica:

- Anticlinal:

* Convexo.

* Flancos divergentes desde la charnela.

* El núcleo contiene los materiales más antiguos.

- Sinclinal:

* Cóncavo.

* Los flancos convergen hacia la charnela.

* El núcleo contiene los materiales más modernos.

2. Según la vergencia:

- Rectos: vergencia 0º.

- Inclinados: vergencia de 0 a 45º.

- Tumbados: vergencia de 45 a 90º.

- Acostados: vergencia de 90º.

Rectos

Inclinados

Tumbados

Acostados

3. Por la disposición de flancos y charnela:

- Normales: flancos abiertos desde la charnela.

* Simétricos: plano axial divide al pliegue en dos partes iguales.

*Asimétricos: el plano axial divide al pliegue en dos partes diferentes.

- En abanico o herradura:

- En acordeón se denominan así porque las crestas fuertemente agudas recuerdan a este instrumento.

- Isoclinales: Pliegues con planos axiales casi paralelos (véase ángulo ínterflanco): Pliegues isoclinales se puede encontrar en rocas metamórficas con dimensiones de centímetros.

- Encofrados o en caja: charnelas rectas, que forman ángulos aproximadamente rectos en los flancos.

- Monoclinales o en rodilla: Los estratos, de trazado horizontal, se flexionan y vuelven a adquirir la posición horizontal.

4. Según el espesor de los estratos:

- Concéntricos, paralelos o isópacos: los estratos mantienen su espesor casi constante, formando capas paralelas.

- Pliegues anisópacos:

* Similares o semejantes: flancos adelgazados y charnelas engrosadas.

* Hipertensos: charnelas adelgazadas y pliegues engrosados.

c) Asociaciones de pliegues:

1. Anticlinorio: serie de pliegues que forman en conjunto un gran anticlinal.

2. Sinclinorio: gran sinclinal compuesto, en el que los planos axiales divergen hacia abajo.

F) FRACTURAS:

a) Diaclasas:

• Fracturas de las rocas sin desplazamiento relativo de los bloques.

• Constituyen las grietas y fisuras presentes en la mayoría de los materiales de la corteza.

• Se producen por fuerzas de distensión.

• Se clasifican según los mecanismos que producen la fracturación:

– Desecación: una roca hidratada al someterse a una fuerte insolación disminuye su volumen. Ejm: grietas de retracción de las arcillas al secarse.

– Enfriamiento: el enfriamiento reduce el volumen de la roca y ésta se rompe. Ejm: disyunción columnar del basalto.

– Descompresión: por pérdida de presión de carga.

– Tectónica: producidas por esfuerzos tectónicos.

b) Fallas:

• Fracturas en las que existe un desplazamiento relativo de los bloques a ambos lados del plano de rotura.

• Se producen por compresión o distensión

1. Elementos de una falla:

• Plano de falla: superficie de fractura respecto a la cual se han desplazado los bloques.

• Labios: cada uno de los bloques desplazados:

– Labio o bloque levantado.

– Labio o bloque hundido.

• Línea de falla: intersección del plano de falla con la superficie topográfica.

• Salto de falla: desplazamiento relativo entre dos puntos situados juntos antes de la fractura.

• Espejo de falla: zona del plano de falla pulida por la fricción de los bloques.

• Estrías: arañazos producidos en el plano de falla por el desplazamiento de los bloques. Siempre aparecen en la misma dirección del desplazamiento.

• Buzamiento: ángulo de inclinación del plano de falla respecto a la horizontal.

2. Tipos de fallas:

Cabalgamientos: una falla inversa con el plano de falla muy inclinado de manera que los materiales más antiguos cabalgan sobre otros más nuevos.

Pliegue-falla: uno de los flancos se rompe y se desplaza sobre el otro.

3. Asociaciones de fallas:

G) DIAPIROS • Estructura tectónica intrusiva formada por un núcleo

de materiales salinos que perfora una cobertera de rocas más modernas y de comportamiento mecánico más rígido. Este tipo de accidente geológico se caracteriza por un importante desarrollo vertical frente a sus dimensiones-horizontales. Aunque frecuentemente se inician como respuesta a compresiones orogénicas, su desarrollo completo se realiza a favor del comportamiento plástico de los materiales salinos, que migran verticalmente (movimiento halocinético) a causa de poseer una densidad menor que las rocas suprayacentes.

• El diapiro está formado por arcillas plásticas de color rojizo, y que ha sido interrumpido en su ascenso por un estrato de rocas blancas.

• Su génesis es bastante compleja y esta producida por varios factores: elevada plasticidad de las sales aumentada por los yesos; se desarrollan en fallas profundas por las que los materiales ascienden y donde ocurren procesos volcánicos que convierten el diapiro en una pasta con todavía mucha más plasticidad y mucho más poder perforante.

• Adquieren forma de cilindro, seta o gota y suelen ser de gran tamaño (de cientos de metros a 3 km de diámetro en sección horizontal).

H) TERREMOTOS

• Se define como terremoto a la liberación súbita de la energía producida por la Tierra en forma de ondas elásticas, las mismas que agitan la superficie produciendo daños en ella o en las construcciones realizadas por el hombre.

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Sanfranciscoearthquake1906.jpg

a) Causas de los terremotos

1. Esfuerzos tectónicos: la rotura de las rocas de la litosfera libera la energía acumulada en ellas.

2. Procesos volcánicos: el ascenso del magma desde las cámaras magmáticas hasta la superficie produce en las rocas encajantes tensiones que pueden ocasionar su rotura, con la consiguiente liberación de energía en forma de ondas sísmicas.

3. Transformaciones mineralógicas: generan cambios de volumen en las rocas que derivan en movimientos sísmicos.

4. Colapso o hundimiento de estructuras karstificadas.

5. Movimientos de ladera.

6. Perturbaciones antrópicas: explosiones nucleares subterráneas, prospecciones petrolíferas, voladuras en canteras, …

• El lugar del interior de la Tierra donde se origina el terremoto, se denomina hipocentro y el punto en la superficie donde se manifiesta más intensamente, es el epicentro.

b) Tsunamis

• Los terremotos submarinos provocan movimientos del agua del mar (maremotos o tsunamis). Los tsunamis son olas enormes con longitudes de onda de hasta 100 kilómetros y que viajan a velocidades de 700 a 1000 km/h. En alta mar la altura de la ola es pequeña, sin superar el metro; pero cuando llegan a la costa, al rodar sobre el fondo marino alcanzan alturas mucho mayores, de hasta 30 y más metros.

• El tsunami está formado por varias olas que llegan separadas entre sí por unos 15 ó 20 minutos. La primera que llega no suele ser la más alta, sino que es muy parecida a las normales. Después se produce un impresionante descenso del nivel del mar seguido por la primera ola gigantesca y a continuación por varias más.

• La falsa seguridad que suele dar el descenso del nivel del mar ha ocasionado muchas víctimas entre las personas que, imprudentemente, se acercan por curiosidad u otros motivos, a la línea de costa.

• España puede sufrir tsunamis catastróficos, como quedó comprobado en el terremoto de Lisboa en 1755. Como consecuencia de este seísmo varias grandes olas arrasaron el golfo de Cádiz causando más de 2000 muertos y muchos heridos y daños materiales. El 7 de julio de 1941 el último de los tsunamis detectados en las costas españolas afectó a las Canarias.

• En 1946 se creó la red de alerta de tsunamis después del maremoto que arrasó la ciudad de Hilo (Hawaii) y varios puertos más del Pacífico. Hawaii es afectado por un tsunami catastrófico cada 25 años, aproximadamente, y EEUU, junto con otros países, han puesto estaciones de vigilancia y detectores que avisan de la aparición de olas producidas por seísmos.

• Hasta la fecha, la serie más devastadora de maremotos ocurrió el 26 de diciembre de 2004 en el Océano Índico, con un número de víctimas directamente atribuidas a la marejada superior a las 250 mil personas. Las zonas más afectadas fueron Indonesia y Tailandia, aunque los efectos devastadores alcanzaron zonas situadas a miles de kilómetros: Bangladesh, India, Sri Lanka, las Maldivas e incluso Somalia, en el este de África. Esto dio lugar a la mayor catástrofe natural ocurrida desde el Krakatoa, en parte debido a la falta de sistemas de alerta temprana en la zona, quizás como consecuencia de la poca frecuencia de este tipo de sucesos en esta región.

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c) Distribución geográfica

• No todas las regiones de la Tierra son igualmente propensas a las sacudidas sísmicas. Estudiando la distribución de los hipocentros de los distintos terremotos que han tenido lugar a lo largo de la historia, se ha dividido la superficie terrestre en tres zonas distintas:

1. Regiones sísmicas: zonas débiles de la corteza terrestre muy propensas a sufrir grandes movimientos sísmicos. Suelen coincidir con regiones donde se levantan cadenas montañosas de reciente formación.

2. Regiones penisísmicas: ondas en las que sólo se registran terremotos débiles y no con mucha frecuencia.

3. Regiones asísmicas: zonas muy estables de la corteza terrestre en las que raramente se registran terremotos.

d) Medición de los terremotos

• Los terremotos se miden de acuerdo a las consecuencias materiales con la escala de Mercalli y según la intensidad del seísmo en sí mismo, con la escala de Richter.

• Los sismógrafos son los instrumentos que registran las ondas sísmicas. Básicamente están formados por una gran masa suspendida de un alambre o un muelle, cuya inercia la hace permanecer débilmente inmóvil cuando llegan las ondas, mientras que el sustrato se mueve. Las vibraciones son registradas por una aguja en un rodillo conectado a un reloj de precisión, que determina el momento en el que tiene lugar el terremoto.

• El registro de las ondas queda en un gráfico que se denomina sismograma.

1. Magnitud de Escala Richter

• Se expresa en números árabes

• Representa la energía sísmica liberada en cada terremoto y se basa en el registro sismográfico. Es una escala que crece en forma potencial o semilogarítmica, de manera que cada punto de aumento puede significar un aumento de energía diez o más veces mayor. Una magnitud 4 no es el doble de 2, sino que 100 veces mayor.

Ritcher

Magnitud en Escala Richter Efectos del terremoto

Menos de 3.5 Generalmente no se siente, pero es registrado

3.5 - 5.4 A menudo se siente, pero sólo causa daños menores

5.5 - 6.0 Ocasiona daños ligeros a edificios

6.1 - 6.9 Puede ocasionar daños severos en áreas muy pobladas

7.0 - 7.9 Terremoto mayor. Causa graves daños

8 o mayor Gran terremoto. Destrucción total a comunidades cercanas.

• El terremoto de mayor magnitud que ha habido en la historia desde que se tienen registros con instrumentos de medición, ocurrió en el sur de Chile en el 1960. La gran sismicidad chilena se debe a que su territorio se encuentra en el Cinturón de Fuego del Pacífico.

2. Intensidad en Escala de Mercalli

• Se expresa en números romanos.

• Creada en 1902 por el sismólogo italiano Giusseppe Mercalli, no se basa en los registros sismográficos sino en el efecto o daño producido en las estructuras y en la sensación percibida por la gente. Para establecer la Intensidad se recurre a la revisión de registros históricos, entrevistas a la gente, noticias de los diarios públicos y personales, etc.

Mercalli

• La Intensidad depende de: a)La energía del terremoto b)La distancia de la falla donde se produjo el terremoto c)La forma como las ondas llegan al sitio en que se registra (oblicua, perpendicular, etc) d)Las características geológicas del material subyacente del sitio donde se registra la Intensidad e)Cómo la población sintió o dejó registros del terremoto.

• Los grados no son equivalentes con la escala de Richter. Se expresa en números romanos y es proporcional, de modo que una Intensidad IV es el doble de II, por ejemplo.

• Grado I : Sacudida sentida por muy pocas personas en condiciones especialmente favorables.

• Grado II: Sacudida sentida sólo por pocas personas en reposo, especialmente en los pisos altos de los edificios. Los objetos suspendidos pueden oscilar.

• Grado III: Sacudida sentida claramente en los interiores, especialmente en los pisos altos de los edificios, muchas personas no lo asocian con un temblor. Los vehículos de motor estacionados pueden moverse ligeramente. Vibración como la originada por el paso de un coche pesado. Duración estimable.

• Grado IV: Sacudida sentida durante el día por muchas personas en los interiores, por pocas en el exterior. Por la noche algunas despiertan. Vibración de vajillas, vidrios de ventanas y puertas; los muros crujen. Sensación como de un coche pesado chocando contra un edificio, los vehículos de motor estacionados se balancean claramente.

• Grado V: Sacudida sentida casi por todo el mundo; muchos despiertan. Algunas piezas de vajilla, vidrios de ventanas, etcétera, se rompen; caen objetos inestables. Se observan perturbaciones en los árboles, postes y otros objetos altos. Se detienen de relojes de péndulo.

• Grado VI: Sacudida sentida por todo mundo; muchas personas atemorizadas huyen hacia afuera. Algunos muebles pesados cambian de sitio. Daños ligeros.

• Grado VII: Advertido por todos. La gente huye al exterior. Daños sin importancia en edificios de buen diseño y construcción. Daños ligeros en estructuras ordinarias bien construidas; daños considerables en las débiles o mal planeadas; rotura de algunas chimeneas. Estimado por las personas conduciendo vehículos en movimiento.

• Grado VIII: Daños ligeros en estructuras de diseño especialmente bueno; considerable en edificios ordinarios con derrumbe parcial; grande en estructuras débilmente construidas. Los muros salen de sus armaduras. Caída de chimeneas, pilas de productos en los almacenes de las fábricas, columnas, monumentos y muros. Los muebles pesados se vuelcan. Arena y lodo proyectados en pequeñas cantidades. Cambio en el nivel del agua de los pozos. Pérdida de control en la personas que guían vehículos motorizados.

• Grado IX: Daño considerable en las estructuras de diseño bueno; las armaduras de las estructuras bien planeadas se desploman; grandes daños en los edificios sólidos, con derrumbe parcial. Los edificios salen de sus cimientos. El terreno se agrieta notablemente. Las tuberías subterráneas se rompen.

• Grado X: Destrucción de algunas estructuras de madera bien construidas; la mayor parte de las estructuras de mampostería y armaduras se destruyen con todo y cimientos; agrietamiento considerable del terreno. Las vías del ferrocarril se tuercen. Considerables deslizamientos en las márgenes de los ríos y pendientes fuertes. Invasión del agua de los ríos sobre sus márgenes.

• Grado XI: Casi ninguna estructura de mampostería queda en pie. Puentes destruidos. Anchas grietas en el terreno. Las tuberías subterráneas quedan fuera de servicio. Hundimientos y derrumbes en terreno suave. Gran torsión de vías férreas.

• Grado XII: Destrucción total. Ondas visibles sobre el terreno. Perturbaciones de las cotas de nivel (ríos, lagos y mares). Objetos lanzados en el aire hacia arriba.

e) Predicción y prevención sísmica

• Los sismólogos intentan predecir en el espacio y el tiempo la producción de terremotos.

• La predicción se basa en el conocimiento del ciclo tectónico de una zona (bordes de placas, funcionamiento dinámico histórico, etc).

• Se ha determinado que se suelen producir grandes terremotos en intervalos de entre 20 y 27 años.

• Se llaman precursores sísmicos a los fenómenos que preceden a los seísmos.

• Destacan:

– Anomalías físicas o químicas en las rocas del entorno.

– Pequeños terremotos.

– Modificaciones de la superficie del terreno.

– Precursores biológicos.