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GEOLOGÍA
Es la Ciencia de la Tierra que estudia el origen, composición, estructura y los
fenómenos que se han producido en ella desde su génesis hasta la actualidad. Una
definición científica diría que es la combinación matemática, física, química y biológica
del estudio de la Tierra tal como hoy existe, y los procesos y estados a través de los
cuales ha evolucionado.
IMPORTANCIA DE LA GEOLOGÍA EN LA INGENIERÍA
Todas las obras de ingeniería afectan la superficie de la Tierra, puesto que se
asientan o se abren en cualquier parte de la corteza terrestre. La ingeniería proyecta
esas obras, dirige e inspecciona su ejecución.
Es tan evidente e íntima la relación que existe entre la Ingeniería y la Geología,
que parecería innecesario mencionarla. Pero por desgracia durante mucho tiempo se
han realizado obras de ingeniería en todos los países prescindiendo de la Geología y de
los geólogos.
Sin embargo, hoy la Geología forma parte de la práctica moderna de la
ingeniería.
Es materia de estudio para todos los ingenieros, cuyos informes contienen
frecuentes referencias a los rasgos geológicos de los lugares donde trabajan. Y cada día
se hace mayor uso de los conocimientos geológicos en las siguientes ramas de la
ingeniería:
Ingeniería minera y metalúrgica: principalmente en la ubicación de recursos
minerales y en la obtención de metales con el máximo grado de pureza.
Ingeniería del petróleo: en la ubicación de yacimientos de hidrocarburos.
Ingeniería civil-geotecnia: en la construcción de diversas obras como presas,
túneles, carreteras, puentes o edificaciones.
Ingeniería química-industrial: en el estudio de la composición de minerales y
usos como materia prima en la industria.
Ingeniería agraria: en el estudio de la composición de los suelos y las
irrigaciones.
Ingeniería ambiental: en el estudio del ambiente y de las aguas subterráneas.
Ingeniería militar: en el estudio de las condiciones óptimas del terreno.
Ingeniería marina: en el estudio y características del litoral y del mar.
Ingeniería espacial: en el estudio del origen del universo.
Arquitectura: en el estudio de las rocas ornamentales.
Planificaciones: en la ubicación de ciudades y pueblos en formación.
EL SISTEMA SOLAR
El Sol es una estrella luminosa compuesta de gas. Es fuente de luz, calor y vida.
Está situado a 150 x 106 km de la Tierra, aproximadamente y tiene un diámetro de 1
392 x 106 km. Posee una masa 332 mil veces mayor a la de la Tierra y una densidad de
1,4 g/cm3. El astro rey tiene energía para 30 000 x 106 años.
El Sistema Solar está constituido por el Sol, ocho planetas, varios planetas
enanos, 42 satélites, millones de asteroides y una veintena de cometas (entre ellos el
Halley, que apareció en 1910 y en 1986 y se le espera para el 2062) y numerosos
meteoritos. Los planetas se clasifican en:
1. Planetas menores o terrestres: son densos y de poco volumen, casi no poseen
satélites y sus elementos constitutivos predominantes son el silicio, el oxígeno,
el hierro y el magnesio, además de silicatos y metales. Pertenecen a este grupo:
Mercurio, Venus, Tierra y Marte.
2. Planetas mayores o jovianos: son ligeros y de gran volumen. Están constituidos
por hidrógeno, helio, metano, amoníaco, entre otros elementos. Tienen varios
satélites. En este grupo se encuentran: Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.
3. Planetas enanos: Ceres, Plutón y Charonte, así como UB313.
TEORÍA DEL BIG BANG
Postulada por G. Gamow, sostiene que una explosión de intensidad
inimaginable esparció toda la energía y materia en el Universo, a partir de un volumen
muy pequeño en la inmensidad del espacio (14 mil millones de años). Unos mil
millones de años después del “big bang” el polvo y el gas empezaron a juntarse en
nubes aisladas, y al aumentar la gravedad alrededor de estas nubes, con su incremento
de masa, pudieron atraer más materia todavía y alcanzar de este modo mayor
crecimiento. Así nacieron las galaxias primitivas y los sistemas solares. Si otra estrella
pasaba a través del polvo de este sistema solar lo bastante cerca como para que se
desprendieran fragmentos de ambas estrellas, es posible que estos restos se
condensaran para formar planetas.
ORIGEN DE LA TIERRA
Como el resto de los planetas del Sistema Solar, la Tierra se formó hace más de
4 mil 500 millones de años. Probablemente se condensó a partir de rezagos del gas y
polvo interestelar que acompañaban al Sol en su continuo viaje por el Universo.
Actualmente, se puede calcular la edad de la Tierra midiendo la pérdida de los isótopos
radiactivos en las rocas corrientes y determinar así las eras geológicas.
La Tierra se formó hace 4 mil 650 millones años. Las rocas más antiguas que se
conocen marcan una edad de 3 mil 750 millones de años.
La Tierra no es un globo. A causa del movimiento de rotación adopta la forma
de un esferoide, que es un elipsoide de revolución cuyo eje pasa por los polos norte y
sur, y es puramente geométrico. Es decir, ésta sería la superficie que tendría la Tierra
en el caso de que el radio polar fuese 21 kilómetros menor que el ecuatorial, y no
existirían formas superficiales como las montañas y los valles.
Actualmente se dice que la forma de la Tierra es la de un geoide, que es una
superficie perpendicular a la plomada en cualquier punto de la Tierra.
La orientación sobre la superficie terrestre está basada en un sistema reticular
de longitud y latitud. La latitud (paralelo) se refiere a los grados de arco al norte y al
sur del ecuador. Las longitudes se miden al este y al oeste de una línea arbitraria
norte-sur o meridianos.
MOVIMIENTOS DE LA TIERRA
Los cuatro movimientos más importantes son:
Movimiento de traslación: Se realiza alrededor del Sol en 365,26 días (365 días 5 horas
48 minutos 45 segundos) en una órbita elíptica ligeramente alargada. Este movimiento
origina la inclinación del eje terrestre y las cuatro estaciones del año.
Cuando los rayos solares caen perpendicularmente sobre el ecuador se
producen los equinoccios de primavera y verano; cuando caen de manera
perpendicular a los trópicos dan origen a los solsticios de otoño e invierno.
Movimiento de rotación: Es el que realiza nuestro planeta alrededor de su eje, de
oeste a este, en 23 horas, 56 minutos y 4 segundos, a una velocidad de 28 km/min. Los
efectos más importantes de este movimiento son:
El ensanchamiento de la Tierra en el ecuador y el achatamiento en los polos,
que le da la forma de un geoide.
La sucesión del día y la noche.
La orientación espacial a través de los puntos cardinales: norte, sur, este y
oeste.
La fuerza de Corioles, por la cual en el hemisferio norte los vientos se desvían
en sentido de las agujas del reloj y en el hemisferio sur en el sentido opuesto.
Efecto similar se produce en las corrientes marinas.
Movimiento de precesión: Es el movimiento de los equinoccios en la eclíptica y tiene
una duración de 25 mil 868 años. Recibe también el nombre de Movimiento de
Precesión de los Equinoccios e influye en la cantidad de radiación.
Movimiento de nutación: Este movimiento es en realidad una variación periódica en la
inclinación del eje de la Tierra provocada por la atracción gravitacional del Sol y de la
Luna. El eje experimenta cambios de pequeña amplitud en el ángulo de inclinación con
periodos de 19 años.
ESTRUCTURA EXTERNA DE LA TIERRA
En la Tierra se presentan cuatro “esferas”: atmósfera, hidrosfera, biosfera y
litosfera.
CORTEZA TERRESTRE
La corteza terrestre se divide en corteza oceánica y corteza continental. La
primera incluye los continentes y los sectores del mar de baja profundidad; en la
segunda se encuentran los sectores oceánicos de alta profundidad. La corteza
continental tiene una composición química diferente de la corteza oceánica, ésta
posee mayor cantidad de aluminio, hierro, magnesio, calcio y potasio.
CORTEZA CONTINENTAL
Capa superior conocida también con el nombre de SIAL por su composición de
sílice y alúmina; forma los continentes y es granítica y rígida.
CORTEZA OCEÁNICA
Capa media conocida también con el nombre de SIMA por la alta presencia de
sílice y magnesio. Es de característica basáltica y de mayor densidad que el SIAL.
CONTINENTES
Grandes masas rocosas (magmáticas, sedimentarias o metamórficas) que se
que se encuentran en cota positiva o altura con respecto al nivel del mar. Ocupan sólo
el 30% de la superficie terrestre.
OCÉANOS
Parte ocupada por agua marina que representa el 70% de la superficie
terrestre. Al hemisferio sur se le conoce como el Hemisferio Oceánico pues está
básicamente cubierto por el océano.
SUELO
Se denomina suelo a la parte no consolidada y superficial de la corteza
terrestre, biológicamente activa, que tiende a desarrollarse en la superficie de las rocas
emergidas por la influencia de la intemperie y de los seres vivos (meteorización).
Significa desintegración de una roca en partículas menores sin alteración química.
ROCA
En geología se llama roca al material compuesto de uno o varios minerales
como resultado final de los diferentes procesos geológicos.
FORMACIÓN DE LAS ROCAS
Las rocas se forman:
Por enfriamiento del magma.
Por desintegración transporte y deposición.
Por precipitación de sales inorgánicas contenidas en las aguas.
Por la condensación de gases que contienen partículas minerales
Por deposición de restos animales y vegetales.
Por recristalización parcial o total de los minerales de una roca debida a
elevadas temperaturas y fuertes presiones.
TIPOS DE ROCAS
Los tipos de rocas son:
a) Rocas Ígneas:
Las rocas ígneas se forman cuando el magma (roca fundida) se enfría y se
solidifica. Si el enfriamiento se produce lentamente bajo la superficie se forman rocas
con cristales grandes denominadas rocas plutónicas o intrusivas, mientras que si el
enfriamiento se produce rápidamente sobre la superficie, por ejemplo, tras una
erupción volcánica, se forman rocas con cristales invisibles conocidas como rocas
volcánicas o extrusivas.
b) Rocas Metamórficas:
Las rocas metamórficas son las que se forman a partir de otras rocas mediante
un proceso llamado metamorfismo. El metamorfismo se da indistintamente en rocas
ígneas, rocas sedimentarias u otras rocas metamórficas, cuando éstas quedan
sometidas a altas presiones (de alrededor de 1.500 bar, altas temperaturas (entre 150
y 200 °C) o a un fluido activo que provoca cambios en la composición de la roca,
aportando nuevas sustancias a ésta. Al precursor de una roca metamórfica se le llama
protolito.
c) Rocas Sedimentarias:
Las rocas sedimentarias son rocas que se forman por acumulación de
sedimentos que, sometidos a procesos físicos y químicos (diagénesis), dan lugar a
materiales más o menos consolidados de cierta consistencia.
FORMACIÓN DE LOS SUELOS
La materia de origen, de la cual se ha originado el suelo, puede ser una roca
ígnea, sedimentaria o metamórfica que se ha transformado lentamente.
El agua, al atravesar las distintas capas produciendo en su contacto con los
elementos químicos y materia orgánica una serie de reacciones fisico-químicas,
que hacen que este vaya transformando lentamente.
La topografía del lugar, el agua también actúa en el relieve o topografía del
terreno ya si el terreno es llano, o hay colinas esta se distribuirá según su
relieve.
El clima de la región, determina el color de un suelo.
La temperatura, está asociada íntimamente al clima, pues a mayor temperatura
existe mayor cantidad de arcilla en un suelo. Además, el espesor de los estratos
o capas depende de la temperatura. Así en zonas frías el espesor de las capas
de un suelo es pequeño. En climas cálidos, el lecho rocoso se encuentra a
mayor profundidad que en climas fríos.
Los organismos existentes, particularmente los microorganismos, plantas y
animales intervienen en la formación del suelo.
El ser humano y sus obras, la construcción de represas, autopistas, carreteras,
etc. alteran las condiciones naturales existentes.
Movimientos sísmicos, ciclones y maremotos, estos producen grandes
deformaciones en la corteza terrestre.
Explosiones nucleares, ocasionan violentos cambios en la corteza terrestre y
alteran las condiciones climáticas atmosféricas y ambientales existentes.
PLIEGUES
Son deformaciones de las rocas, generalmente sedimentarias, en la que
elementos de carácter horizontal, como los estratos o los planos de esquistosidad (en
el caso de rocas metamórficas), quedan curvados formando ondulaciones alargadas y
más o menos paralelas entre sí.
TIPOS DE PLIEGUES
Los pliegues se pueden clasificar atendiendo a varias características:
Por la disposición de sus capas según antigüedad:
Anticlinales : los estratos son más antiguos cuanto más hacia el núcleo. El
pliegue es convexo hacia arriba siempre que no se haya invertido su posición
por causas tectónicas.
Sinclinales : los estratos son más jóvenes cuanto más hacia el núcleo. El pliegue
es cóncavo hacia arriba siempre que no se haya invertido su posición por
causas tectónicas.
Por su forma:
Antiforme: El pliegue es convexo hacia arriba, todo pliegue antiforme de
primera generación es un anticlinal.
Sinforme: El pliegue es cóncavo hacia arriba o convexo hacia abajo, todo
pliegue sinforme de primera generación es un sinclinal.
Por su génesis:
Pliegues de primera generación: Son los pliegues originales de un orógeno.
Pliegues de sucesivas generaciones: Son plegamientos de los propios pliegues,
se los puede estudiar gracias al fenómeno de la foliación, son los causantes de
cambios en la relación forma-antigüedad de las capas en los pliegues.
Por su simetría
Simétricos respecto del plano axial
Asimétricos respecto del plano axial.
Por la inclinación del plano axial
Rectos: el plano axial se encuentra en posición vertical.
Inclinados o tumbados: el plano axial se encuentra inclinado.
Recumbentes: el plano axial se encuentra muy inclinado u horizontal. En estos
casos se puede producir una inversión del registro estratigráfico.
Por el espesor de sus capas
Isópacos: sus capas tienen un espesor uniforme.
Anisópacos: Sus capas no tienen un espesor uniforme.
Por el ángulo que forman sus flancos
Isoclinales: sus flancos son paralelos.
Apretados: los flancos forman un ángulo agudo.
Suaves: los flancos forman un ángulo obtuso.
FALLAS
En geología, una falla es una discontinuidad que se forma por fractura en las
rocas superficiales de la Tierra (hasta unos 200 km de profundidad) cuando las fuerzas
tectónicas superan la resistencia de las rocas. La zona de ruptura tiene una superficie
generalmente bien definida denominada plano de falla y su formación va acompañada
de un deslizamiento de las rocas tangencial a este plano.
TIPOS DE FALLAS
Pueden ser básicamente de tres tipos, según el tipo de movimiento que tiene lugar en
ellas: Divergente, Convergente o Transformante.
Falla Divergente:
Se presenta a lo largo de una dorsal mesooceánica, donde una placa se fractura, dando
origen a dos placas nuevas que empiezan a separarse "empujándose" o alejándose una de la
otra; cuando tiene lugar dentro de una placa continental da lugar a la formación de nuevos
océanos. Un ejemplo de esta falla es la que se encuentra entre la placa Arábiga y la placa
Africana o la que se observa en la dorsal del Océano Atlántico.
Falla Convergente:
Se produce cuando se encuentran dos placas que se aproximan una hacia la otra.
Según el tipo de corteza presente en cada lado de la falla se observan tres tipos de
convergencia: Corteza Continental-Corteza Oceánica, Corteza Oceánica-Corteza Oceánica y
Corteza Continental-Corteza Continental.
Falla Transformante:
Estas fallas se producen cuando dos placas se desplazan una contra la otra en el plano
horizontal, bien sea en el mismo sentido o en contrasentido una de la otra; se presenta donde
el movimiento relativo de las placas es paralelo al borde. Pueden ser originadas bien por que
en un posible sitio de convergencia la dirección del movimiento de las placas no sea una hacia
la otra, o bien, por el desplazamiento de una sección de una dorsal, que al agregar nuevo
material desplace en sentido contrario a las placas. La Falla de San Andrés es un ejemplo de
este tipo de falla.
