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GUIA 2 Dinamismo del Planeta

¿Porqué estudiamos la tierra como un sistema?

Figura 1: Biosfera como sistema ¿Cómo se origina el planeta Tierra y su atmósfera? La tierra, cuando se formó hace 4500 millones de años,

Las hipótesis del origen del Sistema Solar y de La Tierra, se pueden clasificar en dos grupos de teorías: Catastróficas o de Fragmentación y Nebulares, Condensación o Evolutivas. .

Se describirá la Hipótesis de la Nebulosa Primitiva (evolutiva) la cual señala que los cuerpos del sistema solar se formaron a partir de una enorme nebulosa de hidrogeno y helio (fundamentalmente). En la formación de estos cuerpos se pueden distinguir cuatro etapas (ver figura 2):

Figura 2: Hipótesis de la Nebulosa Primitiva (Tarbuck, 1999)

Para comprender mejor las componentes e interacciones que ocurren en nuestro planeta, de esta forma analizar las características e interacciones de los subsistemas del planeta tierra y de esta forma poder estudiar en su conjunto su estructura y la dinámica. La biosfera o biósfera es el sistema formado por el conjunto de los seres vivos, junto con el medio físico que les rodea y está se distribuye cerca de la superficie terrestre, formando subsistemas constituidos por la litosfera, hidrosfera y atmósfera. (Ver figura 1) En ecología, la biosfera o

a) Una nube de polvo y gases comienza a contraerse b) La mayor parte del material gravitatorio es

impulsado hacia el centro formándose el Sol. Algo de gases y polvo permanecen en orbita formando un disco aplanado.

c) Los planetas comienzan a formarse a partir del material que está en orbita dentro del disco plano.

d) Los materiales ligeros, fueron expulsados de la parte interna del Sistema Solar, por el denominado Viento Solar.

Después de Marte, los planetas más fríos acumularon Hidrogeno, se piensa que la acumulación de estas sustancias gaseosas es responsable del tamaño grande y de las bajas densidades de los planetas exteriores.

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Cuando la Tierra se formo, se produjo una diferenciación de elementos. Los elementos más pesados como el hierro y el Níquel se hunden y los más ligeros (silicatos) flotan. Fue en la Atmósfera primitiva donde aparece la vida. Sin embargo, a nivel general, es posible distinguir tres características en el interior de la Tierra realizando un viaje hacia el núcleo de ella: aumento gradual de la Temperatura, presión y densidad. ¿Cómo se estructuró la atmósfera actual? Los científicos suponen que la composición de la atmósfera actual es muy diferente de la de aquella atmósfera primitiva. Imaginen la superficie de la Tierra primitiva con intensa actividad volcánica y con permanentes derrames de rocas fundidas. Dichos fenómenos originaron gran cantidad de vapor de agua que, mientras se liberaba, quedaba atrapado por la gravedad del planeta. Quizás hayan tenido el mismo origen varios gases, como el dióxido de carbono, el dióxido de azufre, el nitrógeno y, en menor cantidad, el metano y el amoníaco. En ciencias se cree que el principal y el mayor cambio en la composición de la atmósfera se produjo a partir del origen y la diversificación de la vida. Los organismos fotoautótrofos (ver figura 3) fueron los protagonistas de este proceso. Se supone que los primeros organismos fotosintéticos fueron las algas azules o cianofíceas. Durante su proceso de nutrición, estos organismos incorporaron gran proporción del dióxido de carbono presente en el aire, y liberaron gran cantidad de oxígeno, hasta entonces ausente en el medio. Este fenómeno redujo la proporción de dióxido de carbono en el aire y, en consecuencia, también su temperatura. Se estima que, en sus orígenes, la temperatura de la Tierra era de unos 90 oC; algunos estudios señalan que quizás haya superado los 200 oC. En el aire, parte del oxígeno liberado por los organismos fotosintéticos se transformó en ozono, y conformó una capa que comenzó a filtrar las radiaciones ultravioletas. A medida que la vida continuaba y se diversificaba, en la atmósfera se redujo el porcentaje de CO2

y aumentó el de O2. La acción gravitatoria de la Tierra y las características de los gases, produjeron la diferenciación de capas en la atmósfera actual.

La atmósfera actual está estratificada.(ver figura 4). Se denomina troposfera la capa que limita

con la superficie. Su espesor es de aproximadamente 12 km, pero varía debido a la forma geoide

de la Tierra. En esta capa se desarrolla la vida y posee casi la totalidad del vapor de agua que

contiene la atmósfera. En la troposfera también se producen los fenómenos meteorológicos.

Fig3: Organismos Fotoautótrofos

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En los últimos 2 km de la troposfera se forma una

zona denominada tropopausa, caracterizada por su

calma. La capa que cubre desde los 12 km hasta los 50

km se denomina la estratosfera. En esta parte se

encuentra la capa de ozono.

La estratopausa es la zona de transición que limita con

la próxima capa: la mesosfera, que llega a los 90 km

y no posee vapor de agua ni ozono. A partir de esta

última capa se encuentra la ionosfera, llamada así por

la carga eléctrica de los gases que la forman. Esta

propiedad se usa en las comunicaciones.

A mayor altura, poco a poco los gases se hacen

menos densos. Esta capa se denomina exosfera y

puede extenderse hasta los 1000 km.

Figura 4: Principales capasde la atmósfera

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¡Viaje al centro de la Tierra !

Si alguna vez pensaron a pensar qué encontrarían en un viaje imaginario hacia el centro de la tierra, seguramente muchas fantasías se cruzaron por sus mentes.

La estructura interna de la Tierra es muy compleja .desde la superficie al centro hay aproximadamente 6400 km. y sus características varían según su profundidad. No solo cambia su composición sino también su actividad. La estructura interna de la tierra puede se analizada desde una perspectiva estática su (composición química) o desde su por su dinamismos (funcionamiento) Ver figura 5

Figura 4: Geosfera a estudiada desde una perspectiva estatica y dinámica El siguiente cuadro resume la principales características de la estructura interna de la tierra desde Su composición y su funcionamiento

Cuadro resumen estructura Interna de la tierra

Método Geoquímico Método Geodinámica.

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Hacia la Teoría de la Tectónica de Placas

La revolución comienza en el siglo XX, con la propuesta de la Deriva Continental1, la cual señalaba que los continentes se movían sobre la superficie del planeta, desde el supercontinente llamado Pangea1 hasta “derivar” a su posición actual. (ver figura 5)

Sin embargo la hipótesis de Wegener, no explica el mecanismo por el cual los continentes lograron ese desplazamiento. Con la muerte del científico el interés por el tema siguió.

La teoría que finalmente apareció, es la denominada Tectónica de Placas, que señala: La litósfera esta dividida en veinte segmentos pequeños denominados Placas (ver figura 7), se desplazan sobre la astenosfera plástica. Estas placas flotan sobre la astenosfera y se encuentran en equilibrio (isostasia) según el cual: cuando unas placas se hunden al acumularse sedimentos sobre ellas, otras se elevan al liberarse de sedimentos (compensación isostática). Esta teoría explica la mayoría de procesos geológicos (global) de nuestro planeta: origen de los terremotos, volcanes, formación de cordilleras (orogénesis), formación y expansión de los océanos, ciclo petrológico, yacimientos minerales; estos procesos tendrían como causa común: el calor interno de la Tierra que sería el motor que proporciona la energía para el movimiento de las placas al originar movimientos de materiales incandescentes que dan lugar a las corriente de convección del manto

Figura 7: Placas tectónicas de la Tierra

1 A.Wegenerfueelprimeroenproponerestahipótesisen1915,publicándoloensuobra“Elorigendeloscontinentesylosocéanos”(The origin of the Continents and Oceans)

Figura 6: Teoria de la Pangea (200 M.A.) atrás)

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Límites de Placas Cada placa se mueve como una unidad coherente con respecto a las otras placas. Todas las interacciones entre ellas se producen a lo largo de sus límites, esto significa que el movimiento de una de ellas implicara un ajuste en las otras. Están unidas por tres tipos distintos de límites, que se definen por el tipo de movimiento: límite divergente, límite convergente y límite transformante

límite divergente (ver fig a)Las placas se separan, lo que produce ascensión del material de manto para crear nuevo suelo oceánico Este límite expansivo, se produce fundamentalmente en las dorsales oceánicas, en donde las placas se separan y se rellenan con roca fundida que sube desde la Astenósfera inferior, este material se enfría hasta formar una roca dura. Esté mecánismo es de expansión del fondo oceánico, cuya velocidad típica es de 5 cm. Al año. Debido a la constante renovación del piso oceánico, ninguna parte de su suelo data más allá de los 180 millones de años.

a)

Límite convergente (ver fig b): Las placas se aproximan, consecuencia de la subducción de la litosfera oceánica en el manto. La expresión superficial, producida por una placa descendente es una fosa submarina, Este lugar recibe el nombre de Zona de Subducción. Cuando se genera subducción, hay un ambiente de presión y temperatura elevada, algunos materiales subducidos se funden y migran hacia arriba dando lugar a erupciones volcánicas, formación de cadenas montañosas.

b)

Límite transformante(ver fig c)

Placas se deslizan una con respecto de la otra, sin producción ni destrucción de litosfera. Estas fallas son paralelas a la dirección del movimiento de las placas. La mayoría se ubica en dorsales centro-oceánicas, la falla de San Andrés es un ejemplo. A veces las rocas se rompen y se libera energía, como lo que ocurrió en el Terremoto de San Francisco en 1906.

b)

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APLICANDO LO APRENDIDO

Discuta y responda con su grupo la alternativa correcta de las siguientes preguntas

1.¿Cómo se denomina al continente único propuesto por la teoría de la deriva continental? a) Laurasia b) Pantalasa c) Pangea d) Gondwana e) Tectónicas

2.La deriva continental fue postulada por:

a) Harry Hess b) Tuzo Wilson c) Dana d) Alfred Wegener e) Maurice Edwing

3. ¿Cuál es la relación entre Corteza y Litosfera?

a) La Litosfera es una parte de la Corteza b) La Litosfera se encuentra bajo la Corteza c) Son sinónimos d) La Corteza es parte de la Litosfera e) La Litosfera corresponde al Manto

4. El estado físico del Núcleo externo es:

a) Sólido, pues se propagan las ondas sísmicas

b) Líquido, pues no se transmiten las ondas Sísmicas

c) Sólido pero con cierta plasticidad d) Es Plasma e) Gelatinoso

5. ¿Cómo podemos conocer el interior de la Tierra? a) Mediante la lava que sale por los volcanes b) Gracias a los actuales satélites artificiales c) Mediante ondas sísmicas d) Penetrando por las cavidades más

profundas e) Solo mediante el análisis de fósiles.

6.En el funcionamiento de las placas por convección:

a) Materiales calientes del manto ascienden en las dorsales b) Materiales calientes del manto descienden en las dorsales c) Litosfera fría desciende en el manto por subducción d) Combinación de la a) y la b) e) Combinación de la a) y la c) 7.Los límites convergentes se caracterizan por: a) Vulcanismo y sismicidad b) Sólo sismicidad c) Sólo vulcanismo d) Carecen de sismicidad y vulcanismo e) Suelo oceánico.

8.El punto en profundidad origen de un terremoto es el: a) Pericentro b) Epicentro c) Hipocentro d) Baricentro e) Nucleo 9.Las responsables de la destrucción durante un terremoto son: a) Ondas primarias (P) b) Ondas secundarias (S) c) Ondas de Choque (C) d) Ondas superficiales (R y L) e) todas

10. El punto en profundidad origen de un terremoto es el:

a) Pericentro b) Epicentro c) Hipocentro d) Baricentro e) punto sísmico