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LA TIERRA. ORIGEN Y ESTRUCTURA

TIEMPO GEOLÓGICO

TEMA 1

ORIGEN DE LA TIERRA

Págs. 24-26

ORIGEN DE LA TIERRA

• ¿Cómo se formó la Tierra?......

• ¿Cómo se formó la Atmósfera?

ORIGEN DE LA TIERRA

• Inicialmente se supone la existencia de una nebulosa

protosolar, mezcla de nubes de gas, rocas y polvo en

rotación (hipótesis de la nebulosa primitiva)

• Su composición química mayoritaria era de H y He, así

como elementos pesados

• La explosión de una extrella hace 5.000 m.a. provocó

una onda de choque que colisiona con la nebulosa e

incrementa su rotación y gravedad.

ORIGEN DE LA TIERRA

• Se forma un disco protoplanetario, acumulando la

mayor parte de su masa en el centro y posteriormente

calentándose (protosol)

• El porcentaje de materia restante dispersado comenzó a

condensarse y agregarse en materia incandescente

• Los mayores fragmentos –planetesimales-, atrajeron a

fragmentos de menor tamaño por la fuerza de gravedad.

• Así fueron incrementando su tamaño hasta dar lugar a

los planetas, entre ellos la Tierra (hace 4.600 m.a.)

ORIGEN DE LA TIERRA

• Internamente, la actividad magmática del planeta

Tierra era considerable. Los gases emitidos por esta

dinámica interna, básicamente CO2, SO2,

compuestos de nitrógeno y vapor de agua, se

liberaron al exterior

• De esta manera se forma la atmósfera primigenia,

compuesta básicamente por H2O (vapor de agua),

CO2, SO2, CH4, HCl, N2 con ausencia de oxígeno

(atmósfera reductora)

ORIGEN DE LA TIERRA

• La atmósfera primitiva, con vapor de agua, se fue

enfriando y este vapor de agua condensándose

• Este hecho debió provocar grandes lluvias, una parte de

las cuales, en contacto con el suelo, se evaporó de

nuevo para volver a generar nuevas lluvias.

• La repetición de este ciclo aceleró en mayor medida el

enfriamiento de la Tierra, hasta que se consiguió una

temperatura similar a la actual y el agua pudo

permanecer en estado líquido

• Así se forman los océanos y mares que conforman la

hidrosfera

ORIGEN DE LA TIERRA

• Las partículas y moléculas de la atmósfera reductora

fueron arrastradas por la lluvia, acumulándose en los

nuevos océanos

• Estas moléculas y gases de la atmósfera primitiva

reaccionaron entre sí originando las primeras moléculas

orgánicas, como la glicina (aminoácido)

ORIGEN DE LA TIERRA

• Las moléculas orgánicas formadas en los océanos,

quedarían en suspensión formando la denominada sopa

primigenia (sopa nutritiva)

• Otra teoría (panspermia) dicen que las moléculas

orgánicas vinieron a la Tierra a través del impacto de

cuerpos cósmicos

• Recientemente, se ha confirmado la presencia de

compuestos orgánicos en meteoritos o impregnados en

satélites

• Stardust

¿Puede haber vida en otros cuerpos celestes?

http://www.publico.es/245050/hallado-en-un-cometa-un-compuesto-fundamental-para-la-vida

ORIGEN DE LA TIERRA

• En cualquier caso, independientemente de su origen, a partir

de estas primeras moléculas orgánicas, por un proceso de

evolución química van reaccionando y dando lugar a

moléculas orgánicas más complejas como las biomoléculas

orgánicas

• Los primeros lípidos permitieron desarrollar una capa o

envoltura aislante que dio lugar a los primeros

protoorganismos, similares algunas bacterias en la

actualidad (surge la vida)

• Los primeros organismos irían consumiendo la materia

orgánica inicial, hasta su agotamiento.

ORIGEN DE LA TIERRA

• En ese momento clave de agotamiento de materia orgánica, se

presupone que un grupo de seres vivos fue capaz de

desarrollar nuevas estrategias para crear su propia materia

orgánica a partir de compuestos inorgánicos; bacterias

anaeróbicas (que emplean H y SH2) y fotosintéticas (bacterias

de S, cianobacterias) autótrofas

ORIGEN DE LA TIERRA

• Resultado de la nueva actividad biológica autótrofa,

comienza a liberarse oxígeno. Las consecuencias fueron

drásticas:

– Desciende la concentración atmosférica de CO2, disminuyendo

el efecto invernadero y bajando la temperatura del planeta

– Aparecen reacciones de oxidación y con ello, organismos

aerobios

– Aumento del O2 en la atmósfera hasta la concentración actual

(21%).

– Formación de la capa de O3 (protección de la radiación u.v. del

Sol), permitiendo la colonización de las tierras emergidas

ORIGEN DE LA TIERRA

EJERCICIOS

• Act. 28, pág. 26

– ¿Puede existir vida en un planeta sin oxígeno? Justifica tu

respuesta

• Act. 27, pág. 26 (para casa)

– ¿Cómo se originó la materia orgánica en el planeta

Tierra?

Tabla pág. 25

ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA

Pág. 65


• En los primeros momentos de formación de la Tierra, se

produjo una estratificación en capas por densidad

• Capas composicionales

• Ordenadas de menor a mayor densidad

• Corteza. Rocas ricas en oxígeno, silíceo, hierro y aluminio.

Corteza continental presenta mayor espesor (30 – 70 km.) que

la oceánica (3 – 10 km. Espesor)

• Manto. Rocas más densas, ricas en hierro y magnesio. Alcanza

los 2.900 km. de profundidad

• Núcleo. Metálico y denso. Compuesto fundamentalmente por

hierro.


• Las capas de la Tierra también se pueden clasificar según el

grado de plasticidad o rigidez de la capa

• Capas dinámicas

• Litosfera. Capa rígida superficial. Engloba toda la corteza más

una porción (100 km.) de manto superior rígido

• Astenosfera. Porción intermedia del manto superior. Sólida,

pero con parte de materiales fundidos que le dan un carácter

plástico. No representa un nivel continuo, sino corresponde a

determinas zonas con materiales semifundidos

• Mesosfera. Capa sólida y rígida, pero más plástica que la

litosfera

• Endosfera (núcleo). Fundido en su parte más externa (núcleo

externo), núcleo interno rígido y sólido

ACTIVIDADES

• ¿Es lo mismo corteza que litosfera? ¿En qué se diferencian?

Litosfera continental = Corteza continental (30-70 km. de espesor) + manto superior rígido

Litosfera oceánica = Corteza oceánica (5 -10 km. de

espesor) + manto superior rígido

1. Composición y estructura del interior terrestre

• ¿Es lo mismo corteza que litosfera? ¿En qué se diferencian?


¿POR QUÉ EL NUCLEO EXTERNO ESTÁ FUNDIDO Y EL INTERNO NO?

Según se incrementa la profundidad de las capas de la Tierra, aumenta el punto de fusión de los materiales


¿CÓMO PODEMOS CONOCER LA ESTRUCTURA INTERNA DE LA

TIERRA?

MÉTODOS DE ESTUDIO DEL INTERIOR DE LA TIERRA

Pág. 58-64


• La composición y actividad interna se estudia por diversos

métodos de geofísica:

• Métodos directos. Estudio directo de los materiales

- Estudio de rocas de superficie. Observación directa de rocas

formadas en interior terrestre

- Estudio de meteoritos. Con el mismo origen de la Tierra, caen a

la superficie y nos informa de la posible composición interna de

la tierra

- Sondeos. Perforaciones de profundidad limitada (hasta 15 km.),

que permiten conocer composición interna.

MÉTODOS DE ESTUDIO DEL INTERIOR TERRESTRE


• Métodos indirectos

- Gravimetría. Isostasia

- Geomagnetismo

- Geotermia

- Sismología


• Métodos indirectos. Gravimetría. Isostasia

- Gravimetría; ciencia que estudia el campo gravitatorio de la

Tierra

- Ley Gravitación Universal de Newton; fuerza de atracción de

un objeto proporcional a masa del objeto (mayor masa, mayor

atracción ejerce sobre un segundo objeto)

- Despejando la expresión matemática, se obtiene que la

gravedad (aceleración de la fuerza de atracción) depende de la

densidad del material Estudio de estructura interna de la

Tierra

g = 4/3 (G·d·π·R)



- Zonas montañosas; Se esperaba mayor g debido a que la corteza

(continental) en estas zonas es más gruesa que la c. oceánica

- Sin embargo se obtienen valores de g menores a los que

correspondería por su masa, en comparación con la c. oceánica

- Deben existir materiales ligeros más densos debajo de la

montaña en los que se hunde la litosfera ASTENOSFERA

- La isostasia es ese equilibrio hidrostático, de compensación,

entre el material superior ligero y rígido (litosfera), y el inferior

denso y plástico (astenosfera)


Imagen Pág. 59



- Isostasia; condición de equilibrio que regula la posición de los

materiales de la litosfera debido a la diferencia de densidad de

sus partes.

- Se resuelve en movimientos verticales (epirogénicos):

- Erosión de litosfera Levantamiento

- Sedimentación (se depositan materiales) Hundimiento



- La isostasia regula la posición de los materiales de la litosfera.

- Erosión de litosfera Levantamiento

- Sedimentación (se depositan materiales) Hundimiento


• Actividad 2, pág. 65

Basándote en la isostasia, ¿podrías justificar por qué la corteza

terrestre tienen un grosor de tan sólo 3 km. en los fondos

oceánicos, mientras que bajo el Himalaya alcanza los 70 km.?


• Métodos indirectos. Geomagnetismo

- Estudio de los efectos producidos por el campo magnético

terrestre

- La Tierra actúa como un dipolo magnético, con norte y sur

magnético

- Mediante magnetómetro se detectan valores de campo

magnético que difieren de valores calculados teóricamente

Depende de presencia de minerales y rocas con propiedades

magnéticas en interior terrestre

- Minerales magnéticos; Magnetita

- Rocas; Gabros, basaltos, etc.



- Campo magnético varía con el tiempo

- Inversiones térmicas; cambios de polaridad del campo

magnético terrestre

- Rocas se magnetizan en sentido contrario a como lo hacían

anteriormente

- Polaridad normal; polos magnéticos coinciden aprox. con

polos geográficos (pequeña desviación de º)

- Polaridad opuesta; polos magnéticos invertidos con respecto a

los geográficos



- Campo magnético varía con el tiempo

- Inversiones magnéticas; cambios de polaridad del campo

magnético terrestre

- Rocas se magnetizan en sentido contrario a como lo hacían

anteriormente

- Polaridad normal; polos magnéticos coinciden aprox. con

polos geográficos (pequeña desviación; ángulo de declinación)

- Polaridad opuesta; polos magnéticos invertidos con respecto a

los geográficos


• Métodos indirectos. Geotermia

- Estudia el calor y temperaturas internas de la Tierra

- Gradiente térmico; incremento de Tª de 1ºC por cada 33

metros de profundidad Sólo válido para los primeros 10 km.

- Áreas geotérmicas, con mayor flujo de calor; dorsales

oceánicas, áreas orogénicamente activas, puntos calientes por

ascenso de plumas térmicas, etc.

- Origen del calor interno de la Tierra; desintegración de

isótopos radiactivos

- Consecuencias en superficie del calor interno; desintegración

de isótopos radiactivos.



- Actividad volcánicas; manifestación de energía intern de la

Tierra, consecuencia de emisión brusca de magma (erupción

volcánica) procedente de capas inferiores

- Materiales emitidos en erupción volcánica

- Gases

- Lava

- Piroclastos



- Actividad volcánica; manifestación de energía interna de la

Tierra, consecuencia de emisión brusca de magma (erupción

volcánica) procedente de capas inferiores

- Materiales emitidos en erupción volcánica

- Gases. Vapor de agua, CO2, SO2, etc.

- Lava. Magma en estado fluido

- Piroclastos. Fragmentos de roca



- Tipos de erupciones

- Explosivas

- Efusivas

- Extrusivas

- Mixtas



- Erupción explosiva



- Erupción efusiva



- Erupción extrusiva


• Métodos indirectos. Sismología

- Seísmo; vibración del terreno por fricción de materiales de

litosfera o consecuencia de actividad magmática

- Hipocentro; zona del interior terrestre donde se produce fricción

o rotura

- Epicentro; pinto de superficie terrestre en la vertical con

hipocentro, donde se registra máxima intensidad

- La fricción o rotura provoca la liberación de gran cantidad de

energía, que se transmite en forma de ondas sísmicas

- La velocidad de las ondas depende de las propiedades físicas

del medio

- Sismógrafos detectan las ondas



- Tipos de ondas sísmicas:

- Ondas P (longitudinales). Partículas vibran en paralelo a

dirección de la onda. Atraviesan cualquier material, a mayor

velocidad cuanto más rígido sea

- Ondas S (transversales). Partículas vibran perpendicularmente

a dirección de propagación . No se transmiten en materiales

fluidos. Velocidad aumenta con rigidez del material



- Tipos de ondas sísmicas:

- Ondas superficiales. Se propagan por superficie, a diferencia

de ondas P y S. Son responsables de desperfectos. Dos

subtipos:

- Ondas L o Love. Movimientos laterales de partículas

- Ondas R o Rayleigh. Movimientos en bucle en partículas

(en forma de olas)

Ejercicio

• A partir de un terremoto sucedido en Nueva Zelanda, ¿Qué tipos de ondas sísmicas se registrarán en Australia? ¿Y en España? Razona tu respuesta

1. Composición y estructura del interior terrestre

Actividad 4, pág. 26.

• A partir de un terremoto sucedido en Nueva Zelanda, ¿Qué tipos de ondas sísmicas se registrarán en Australia? ¿Y en España? Razona tus respuestas

En el caso de un terremoto con epicentro en Nueva Zelanda, en Australia se registrarían ondas P y ondas S, mientras que en España únicamente se registrarían ondas P

El motivo es que en la trayectoria de las ondas P y S hasta España, atravesarían el núcleo externo lo que haría que desaparecieran las ondas S al estar fundido.

Esta situación sucede en cualquier punto que se encuentre situado a más de 105º del epicentro del terremoto

Pág. 64. Comportamiento Densidad, velocidad y Temperatura en capas del interior terrestre


• Ejercicios

- Actv. 1, pág. 65.

- Actv. 3, pág. 65

- Actv. 4, pág. 65

- Actv. 6, pág. 65

- Actv. 7, pág. 65

- Actv. 8, pág. 65


• Ejercicios

- Actv. 1, pág. 65. ¿Cómo podemos conocer la estructura y

composición del interior de la Tierra? Enuncia cinco métodos de

estudio del interior terrestre y clasifícalos en directos e indirectos

- Estudio de rocas en superficie

- Estudio de meteoritos

- Realización de sondeos

- Gravimetría

- Geomagnetismo

- Geotermia

- Sismología. Ondas P y S

Métodos directos

Métodos indirectos


• Ejercicios

- Actv. 3, pág. 65

- ¿A qué nos referimos cuando hablamos de un periodo de

polaridad normal? ¿Y cuando nos referimos a uno de polaridad

invertida?

- Polaridad normal; polos magnéticos coinciden (aproximadamente)

con geográficos. Polaridad coincide con la actual

- Polaridad invertida; polos magnéticos invertidos con respecto a

geográficos. Polaridad es opuesta a la actual


• Ejercicios

- Actv. 6, pág. 65

- ¿Qué es el epicentro de un terremoto? ¿y el hipocentro=

- Hipocentro de un terremoto es la región del interior terrestre en la

que se desencadena la vibración

- Epicentro es el punto de la superficie en la vertical del hipocentro

donde primero llegan las ondas


• Ejercicios

- Actv. 7, pág. 65

- Las tipologías de las ondas son:

- Ondas P o longitudinales. Particulas vibran paralelamente a

direccion de la onda……..

- Ondas S o transversales…….

- Ondas superficiales

- Ondas L o love

- Ondas R o Rayleigh

- Las ondas P y S son ondas que se transmiten exclusivamente en

profundidad. De ellas, sólo las ondas P se propagan en materiales

fundidos (líquidos)


• Ejercicios

- Actv. 8, pág. 65

- Porque su velocidad y capacidad para transmitirse varían

dependiendo de las características del material que atraviesan

como rigidez, densidad y composición de las capas internas

TIEMPO GEOLÓGICO MÉTODOS DE DATACIÓN

Págs. 25-26

TIEMPO GEOLÓGICO

HISTORIA DE LA TIERRA

• Ejercicio

Sitúa en la era y el período geológico correspondiente los siguientes

acontecimientos:

-Aparición de los primeros seres vivos

-Extinción de los dinosaurios

-Aparición de los primeros seres humanos

-Aparición de los primeros mamíferos

-Primeras plantas con semillas

-Aparición de los primeros insectos

-Origen de los Alpes y el Himalaya

HISTORIA DE LA TIERRA

• Ejercicio

Sitúa en la era y el período geológico correspondiente los siguientes

acontecimientos:

-Aparición de los primeros seres vivos. Era Precámbrico, Periodo Arcaico

-Extinción de los dinosaurios. Era Mesozoico, Periodo Cretácico (finales)

-Aparición de los primeros seres humanos. Era Cenozoico, Periodo Neogeno

(Plioceno-Pleistoceno)

-Aparición de los primeros mamíferos. Era Mesozoico, Periodo Triásico

-Primeras plantas con semillas. Era Paleozoico, Periodo Devónico

-Aparición de los primeros insectos. Era Paleozoico, Periodo Devónico (aparición).

Expansión en Carbonífero y Pérmico

-Origen de los Alpes y el Himalaya. Era Cenozoico, Periodo Paleogeno

HISTORIA DE LA TIERRA. MÉTODOS DE DATACIÓN

¿Cómo se han datado los acontecimientos geológicos?

Podemos distinguir entre datación relativa y absoluta

Datación relativa. Nos indican si un objeto es más antiguo que

otro, pero no indica su edad concreta. Se basa en un principio

básico de estratigrafía que considera, en situaciones normales,

que los niveles que están por debajo son más antiguos (se forman

antes) que los que están por encima


Datación absoluta. En este caso se fecha en años o miles de años

restos fósiles, rocas, etc. Se basan en la desintegración de

isótopos radiactivos (radiocronología), en otros elementos “hijos”

estables. Sabiendo la tasa de desintegración (velocidad de

desintegración), y los % que quedan de elementos radiactivos y

estables, se puede datar la edad de la roca, material, etc.


Ejemplo; Carbono 14 con restos de materia orgánica

Al morir un organismo, el isótopo C-14 se comienza a

descomponerse (es inestable) y se desintegra convirtiéndose en C-

12. Conociendo la velocidad de descomposición de C-14, y el

remanente que queda de C-14 y C-12 en el organismo o materia

orgánica, se puede conocer la edad de forma muy precisa.

la tierra. origen y estructura tiempo … · dinámica interna, básicamente co 2, so 2, ... •las...

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