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Compendio de geologa general 1

Universidad Nacional del Altiplano-Puno

Escuela Profesional de Ingeniera Civil

Informe:

Introduccion ala

Geotecnia

ESTUDIANTES:

Ali Qispe Huaquisto

Luigui DaniloJo Flores Copa

IINGENIERO:

2

2 David Rojas Caballero y Jorge Paredes ngeles

Compendio de geologa general 3

Introduccin ala Geotecnia

3

4 David Rojas Caballero y Jorge Paredes ngeles Compendio de geologa general 5 6 David Rojas Caballero y Jorge Paredes ngeles

Es grato presentar a la comunidad acadmica de la EPIC-

UNA este pequeo informe, para poder ampliar nuestros

conocimientos en el mbito acadmico respecto al tema

expuesto en la clase anterior.

7

ndice

Introduccin 10

Captulo 1.Geologia y Geotecnia

11

Relacin de la geologa con otras ciencias 12

Divisin de las ciencias geolgicas

12

Importancia de la geologa en la ingeniera 15

Breve Historia del Pensamiento Geolgico 16

El ciclo geolgico 18

Escala del tiempo geolgico

20

Captulo 2.Origen y evolucin del universo-tierra

21

El universo 21

La paradoja de Olbeg 22

Un universo finito pero limitado 22

Expansin composicin del universo 23

Sistema solar 24

Teorias sobre el origen del sistema solar 26

Formacin de la Tierra 29

Captulo 3. Geologa Historica

33

Historia geolgica de la Tierra

33 Eones, Eras, Periodos y pocas geolgicas

33 Datacin, las fechas del pasado

35 Historia geolgica: el Precmbrico

36 Historia geolgica: el Paleozoico

38

8

Historia geolgica: el Mesozoico 43 Historia geolgica: el Cenozoico

47 Historia geolgica: el Cuaternario 52 Captulo 4. La Tierra

55

La tierra como planeta 55 Movimientos de la Tierra

60 Estructura externa de la Tierra 61

intern

a de

la

Tierra

Estructura interna de la Tierra

61

Continentes y ocanos 67

Deriva continental

70 Expansin del fondo ocenico

74 Contextos orognicos

76 Teora de Tectnica de Placas 76

9

10

Introduccin

Como toda ciencia, la Geologa evoluciona constantemente, se replantea con-

ceptos y adopta nuevos paradigmas. Por ejemplo, el desarrollo y consolidacin

de la Teora de la Tectnica de Placas ha significado un enorme progreso de

las Ciencias de la Tierra porque ha permitido responder muchas interrogantes

planteadas por los investigadores a lo largo de varios siglos, aunque tambin ha

abierto nuevas interrogantes.

La Geologa es, adems, una ciencia que va adquiriendo mayor importancia en la

aplicacin de soluciones a problemas relativos al uso de los suelos, preservacin

del medio ambiente y ecologa, utilizacin racional y conservacin de recursos

naturales, prevencin y defensa de desastres por fenmenos naturales, como

deslizamientos, inundaciones, erupciones volcnicas, sesmos y terremotos. Asi-

mismo, ha desarrollado con xito herramientas de bsqueda y prospeccin de

depsitos de minerales, petrleo y gas,mediante la aplicacin de conocimientos

de otras disciplinas y metodologas de investigacin.

La Geologa es, por lo tanto, una disciplina con dinmica propia. Ahora

presentamos sta recopilacin de informacion con el objetivo de ayudar a los

compaeros a consolidar una base slida de conocimientos que los haga

capaces de analizar y comprender la naturaleza de los sucesos geolgicos ms

importantes.

En ese sentido, es necesario agregar que el curso de Geologa general es funda-

mental en la formacin acadmica de los futuros profesionales de Ciencias de la

Tierra, pues les permitir conocer la estructura y composicin de nuestro planeta,

la corteza terrestre, los procesos exgenos y endgenos que ocurren; adems de

ensearles sobre los recursos minerales que necesita la industria actualmente.

11

Captulo 1

Geologa y geotecnia La palabra geologa proviene de los vocablos griegos geo, que significa tierra, y

logos, tratado. Quiere decir que por etimologa la Geologa es el tratado de la

Tierra. Melndez y Fuster definen la Geologa como la ciencia que estudia la

Tierra, su composicin, su estructura y los fenmenos de toda ndole que en ella

tienen lugar incluyendo su pasado, mediante los documentos que de ellos han

quedado en las rocas. Para Dercourt-Paquet la Geologa analiza el ambiente

fsico del hombre con la finalidad de extraer leyes. Se enfrenta con objetos de

talla infinitamente variables. No se limita al anlisis de la Tierra en su forma actual

sino que intenta reconstruir su pasado, investigando los fenmenos antiguos que

quedaron plasmados y fosilizados.

12

En conclusin, la Geologa es la Ciencia de la Tierra que estudia el origen, compo-

sicin, estructura y los fenmenos que se han producido en ella desde su gnesis

hasta la actualidad. Una definicin cientfica dira que es la combinacin matem-

tica, fsica, qumica y biolgica del estudio de la Tierra tal como hoy existe, y los

procesos y estados a travs de los cuales ha evolucionado.

Relacin de la geologa con otras ciencias

La Geologa es una ciencia independiente y relativamente joven que necesita los

mtodos de investigacin, principios y leyes de otras ciencias como la qumica,

fsica, biologa y astronoma. Para el cientfico moderno, la mayora de fenmenos

geolgicos pueden ser tratados con el apoyo de la fsica, qumica y biologa.

Divisin de las ciencias geolgicas

Como toda ciencia, la Geologa es compleja, y para fines de estudio se le ha sub-

dividido en varios campos de especializacin:

- Geoqumica: Estudia la Tierra como un sistema qumico; analiza las rocas

desde el punto de vista de su composicin qumica; trata de la distribucin y

migracin de los elementos qumicos en la corteza terrestre y en el interior

del globo terrqueo en funcin de sus afinidades mutuas y de su misma es-

tructura atmica.

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Fig. 3. La geologa y las ciencias bsicas.

- Geofsica: Estudia la Tierra investigando sus propiedades fsicas en general,

las variaciones de gravedad en la superficie terrestre y la propagacin de las

ondas sonoras a travs de las rocas. - Paleontologa: Estudia los animales y las plantas que vivieron en la Tierra

durante la prehistoria y que han dado lugar, por evolucin gradual, a las

formas de vida que encontramos actualmente. No solamente describe los

fsiles sino que tambin trata de interpretar las condiciones en que se de-

sarrollaron. - Mineraloga: Es la ciencia de los minerales, que estudia su composicin,

estructura, propiedades fsicas, y el origen y las condiciones de un yaci-

miento. - Cristalografa: Es el tratado de los cristales, que estudia principalmente la

forma exterior y estructura interna de los minerales cristalizados. - Petrologa: Estudia la composicin qumica y mineralgica de las rocas, su

distribucin, propiedades y origen. - Estratigrafa: Es el estudio de las rocas sedimentarias que se depositaron en

forma de capas o estratos y su correlacin con otras. - Geomorfologa: Estudia el relieve de la superficie terrestre y los fenmenos

que han dado lugar a la actual configuracin de la misma.

14

- Geologa estructural: Estudia los mecanismos y los resultados de la ro-

tura y deformacin de la corteza terrestre. Su objetivo es determinar los

fenmenos que originaron esa deformacin, por ejemplo: fallas, pliegues y

diaclasas. - Geologa histrica: Estudia la historia de la tierra, es decir su evolucin en

el transcurso del tiempo, la distribucin de los mares y tierras en periodos

geolgicos pasados. - Hidrogeologa: Se ocupa principalmente del estudio de las aguas continen-

tales, en especial de las aguas subterrneas. - Limnologa: Se dedica al estudio geolgico de pantanos y lagos.

- Geologa marina: Estudia la accin de los ocanos, sus cuencas, yacimientos

y corrientes. - Geotecnia: Es la aplicacin de la Geologa en la construccin de obras de

ingeniera. - Sedimentologa: Estudia los sedimentos (gravas, arenas, arcillas, etc.) con la

finalidad de determinar su origen, propiedades y efectos. - Geologa econmica: Su objetivo es la evaluacin de la economa de un

yacimiento o producto mineralizado, as como la exploracin de yacimientos

metlicos o no-metlicos. - Exploracin y prospeccin: Es la bsqueda de yacimientos geolgicos con

valor econmico, por medio de la geofsica, la geoqumica, el mapeo, las fotos

areas y las imgenes satelitales. - Geologa ambiental: Se ocupa de hallar sectores contaminados, formas y

procesos de contaminacin, especialmente de agua, agua subterrnea y suelos.

Investiga la calidad de agua y suelo. Existen otras geociencias, muchas de las cuales tienen nombres que no necesi-

tan mayor explicacin para comprender su objeto de estudio, como ejemplos

podemos mencionar: la glaciologa, la sismologa, la fotogeologa (imgenes de

sensores remotos) o la geologa del petrleo.

Por otro lado, en la actualidad los estudios geolgicos contribuyen a resolver

problemas en geoestadstica, mecnica de rocas y mecnica de suelos.

15

Importancia de la Geologa en la ingeniera

Todas las obras de ingeniera afectan la superficie de la Tierra, puesto que se

asientan o se abren en cualquier parte de la corteza terrestre. La ingeniera pro-

yecta esas obras, dirige e inspecciona su ejecucin.

Es tan evidente e ntima la relacin que existe entre la Ingeniera y la Geologa,

que parecera innecesario mencionarla. Pero por desgracia durante mucho tiem-

po se han realizado obras de ingeniera en todos los pases prescindiendo de la

Geologa y de los gelogos.

Sin embargo, hoy la Geologa forma parte de la prctica moderna de la ingeniera.

Es materia de estudio para todos los ingenieros, cuyos informes contienen fre-

cuentes referencias a los rasgos geolgicos de los lugares donde trabajan.Y cada

da se hace mayor uso de los conocimientos geolgicos en las siguientes ramas

de la ingeniera:

- Ingeniera minera y metalrgica: principalmente en la ubicacin de re-

cursos minerales y en la obtencin de metales con el mximo grado de

pureza. - Ingeniera del petrleo: en la ubicacin de yacimientos de hidrocarbu-

ros. - Ingeniera civil-geotecnia: en la construccin de diversas obras como pre-

sas, tneles, carreteras, puentes o edificaciones. - Ingeniera qumica-industrial: en el estudio de la composicin de minera-

les y usos como materia prima en la industria. - Ingeniera agraria: en el estudio de la composicin de los suelos y las irri-

gaciones. - Ingeniera ambiental: en el estudio del ambiente y de las aguas subterrneas.

- Ingeniera militar: en el estudio de las condiciones ptimas del terreno.

- Ingeniera marina: en el estudio y caractersticas del litoral y del mar.

- Ingeniera espacial: en el estudio del origen del universo.

- Arquitectura: en el estudio de las rocas ornamentales.

- Planificaciones: en la ubicacin de ciudades y pueblos en formacin.

16

Breve Historia del Pensamiento Geolgico

En la poca que floreci el pensamiento clsico, base de la civilizacin

occidental, se tenan ideas, algunas de ellas muy claras, con respecto a las

ciencias naturales y, por ende, a las ciencias de la tierra. Entre esas ideas se

tienen las de:

Aristteles (384 - 322 AC), el gran filsofo griego, sostena que la materia

puede ser dividida en cuatro elementos: aire, fuego, tierra y agua.

Strabon (63 AC - ?), otro filsofo griego, reconoci que el mar haba una vez cubierto la tierra.

Plinio el mayor (23 - 79 DC), gran naturalista romano, escribi

voluminosamente en todos los aspectos de las ciencias naturales. Irnicamente muri de forma prematura, durante la erupcin del Vesubio que sepult a Pompeya y Herculano. Public 37 volmenes de historia natural.

La Edad Media retard la adquisicin del conocimiento cientfico, aunque

existieron excepciones en el caso de temas relacionados a las ciencias de la

tierra, como con el poeta Boccaccio, el sabio rabe Avicena y algunos otros.

El siglo XV marca el inicio de una nueva corriente de pensamiento en el

conocimiento de la cultura occidental, denominada Renacimiento, que

signific un cambio drstico en las artes y ciencias y en la manera de enfrentar

la vida, lo que se continu en los siguientes siglos. Estos avances constituyen la

base de la cultura occidental moderna y, en cuanto a las ciencias de la tierra, se

pueden destacar:

Leonardo da Vinci (1.452 - 1.519), quien reconoci el verdadero

origen de los fsiles como restos de organismos marinos que se haban acumulado en el fondo de mares antiguos, al norte de Italia.

George Bauer (1.494 - 1.555), un alemn que escribi en latn bajo el

nombre de Georgius Agricola, public seis libros sobre aspectos geolgicos. Los dos ms conocidos, De Natura Fossilium (1.546) y De Re Metalica (pstumo, 1.556), dieron los fundamentos para los campos de la Mineraloga y la Geologa Minera.

Nicols Steno (1.638 - 1.687), un dans que estudi Medicina, fue uno de

los ms destacados gelogos de su tiempo, patentando el principio de superposicin de capas.

17

Muchos de los sabios que llevaron a cabo estudios de la tierra en los siglos

XVII y XVIII eran telogos que esperaban encontrar pruebas del Diluvio

Universal en los estratos de la corteza terrestre. Pero los ms liberales fueron

juzgados por la iglesia:

George Buffon (1.707 - 1.788), el primer gran naturalista que present

un trabajo coherente sobre la teora de la tierra, fue obligado a retractarse de sus puntos de vista ante la Facultad de Teologa de la Sorbona.

James Hutton (1.726 - 1.797), educado en Medicina en Edimburgo, Pars y

Leiden, fue el primero en dar un conocimiento moderno de la Geologa en su libro Teora de la Tierra. Fund la Escuela Plutonista, que se opuso en sus ideas a la Escuela Neptunista comandada por Abraham Gottlob Werner (1.749 - 1.817) en Freiberg

(Alemania), que propona que las rocas haban sido formadas en agua, an el

granito y el basalto. Hutton, como lder del otro grupo, prob que estas

rocas se haban formado a partir de un estado incandescente. Pero,

sobretodo, Hutton estableci el Principio de Uniformismo, que dice: el presente es la clave del pasado

La lgica de la Geologa de Hutton era tan lcida que gan muchos

seguidores y colaboradores. Uno de los ms entusiastas fue John Playfair (1.748 - 1.819), quien realiz el libro Ilustraciones de la Teora Huttoniana de la Tierra, publicado en 1.802.

Georges Cuvier (1.769 - 1.832) hizo estudios en fsiles de vertebrados y,

al ver la gran diferencia que se presentaba entre fsiles de estratos sucesivos, pens que de tiempo en tiempo ocurran grandes catstrofes que prcticamente acababan con toda la vida del planeta. A esta corriente de pensamiento geolgico se la denomin Catastrofismo. Es considerado tambin como el padre de la Paleontologa Moderna.

Charles Lyell (1.797 - 1.875) hizo ms que ningn otro para desaparecer el

Catastrofismo y, a travs de sus viajes por toda Europa y Norteamrica, escribi dos libros, hoy clsicos de las ciencias de la tierra: Principios de Geologa y Elementos de la Geologa.

Charles Darwin (1.809 - 1.882), cuyo libro El Origen de las Especies es

reconocido como una de las mayores contribuciones a la ciencia actual, junto con Lyell se encargaron, el uno en el mundo biolgico y el otro en el mundo fsico, de terminar con el fantasma del Catastrofismo.

18

El pensamiento geolgico moderno y su prctica empez con Hutton, lo

promocion Playfair y lo finaliz Lyell. Pero no hay que dejar del todo a un

lado el pensamiento catastrofista.

William Smith (1.769 - 1.839), ingeniero de caminos ingls, le dio

aplicacin prctica a la Geologa por medio de la Estratigrafa Aplicada. En el ao de 1.815 publica un Mapa geolgico de Inglaterra, Gales y parte de Escocia que se convierte en el primer mapa geolgico. Tambin es el primero que realiza una columna litolgica y un corte geolgico.

Alfred Wegener (1.880 - 1.930), meteorlogo alemn, para el ao de 1.915 publica su libro El Origen de los Continentes y Ocanos, donde da a conocer mediante evidencias lo que corresponde a las ideas actuales de Deriva Continental y Despliegue del Fondo Ocenico.

El ciclo geolgico

Como resultado de la accin combinada de dos fuerzas antagnicas que actan

sobre la corteza terrestre, una de origen externo y otra de origen interno, la Tie-

rra se encuentra en un proceso de transformacin continua que se inici hace

varios miles de millones de aos y que no tiene final predecible. Estas fuerzas

tienden a destruir el relieve continental y a crear nuevos materiales que luego

formarn las montaas.

Ciclo geodinmico externo

Comprende la destruccin o erosin de las rocas superficiales, el transporte y la

sedimentacin de los materiales resultantes en el fondo del mar. Son fuerzas que

actan desde el exterior sobre la superficie terrestre, esencialmente por cambios

de temperatura debido a la radiacin solar, y se manifiestan en los procesos de

erosin, transporte y deposicin de materiales mediante la lluvia, los torrentes, los

ros, los glaciares y el mar. Estos procesos tienden a destruir las irregularidades de

la superficie de los continentes, originadas por las acciones de la dinmica interna,

y a restablecer el equilibrio en la litosfera.

19

Ciclo geodinmico interno

Comprende los procesos de diastrofismo (del griego diastrophe: distorsin), que

es el resultado de los movimientos epirognicos y orognicos que causan las

transformaciones de la corteza terrestre. Se originan nuevas rocas magmticas,

los fenmenos volcnicos y los procesos orognicos que forman nuevas mon-

taas.

Las fuerzas internas tienen su origen en cierta fuente de energa propia de la

Tierra que, al menos parcialmente, es un residuo de la energa acumulada duran-

te su fase estelar, antes de constituirse en un planeta individual, y de la energa

desprendida en los procesos de radiactividad, que tiene lugar en la litosfera.

La geodinmica interna del globo terrqueo tiende a transformar la corteza

terrestre levantndola o hundindola, provocando reajustes fsico-qumicos y

mecnicos entre sus componentes. Su efecto ms sensible es la formacin

de montaas y sus manifestaciones ms espectaculares son los volcanes y los

sismos.

Cuando las rocas formadas por sedimentacin alcanzan zonas profundas de la

corteza terrestre sufren ciertas transformaciones y son desplazadas de nuevo

hacia la superficie mediante presiones radiales o tangenciales que originan la

formacin de montaas y la emisin de rocas fundidas a elevadas temperaturas

por los volcanes.

De esta manera se establece un ciclo de fenmenos geolgicos en el que alter-

nan los procesos de destruccin y reconstruccin de los materiales de la corteza

terrestre. Sin embargo, como ninguna de las dos fuerzas antagnicas en accin

tienden a disminuir, nunca se llega a un equilibrio estable definitivo.

Actualismo geolgico

La interpretacin de los fenmenos geolgicos est basada en un postulado atri-

buido al gelogo escocs James Hutton en 1795, que fue enunciado formalmente

mucho tiempo despus por Charles Lyell, quien desarrolla en el siglo XIX la

Teora de la Uniformidad, segn la cual todos los procesos naturales que cambian

la Tierra en el presente lo han hecho de forma idntica en el pasado.

Escala del Tiempo Geologico

20

EN ERA PERODO POCA EDAD GEOLGICA

(COMIENZOS EN M.A.)

FANEROZOICO

CENOZOICO

CUATERNARIO

HOLOCENO 0,01

PLEISTOCENO 1,65

TERCIARIO

NEGENO

PLIOCENO 5,3

MIOCENO 23,5

OLIGOCENO 34

PALEGENO

EOCENO 53

PALEOCENO 65

MESOZOICO

CRETCICO 135

JURS

ICO

205

TRI

SICO

245

PALEOZOICO

PRM

ICO

295

CARBONFERO 360

DEV

NICO

410

SIL

RICO

435

ORDOVCICO 500

CMBRICO 540

PROTEROZOICO

NEO-

PROTEROZOICO

1000

MESO-

PROTEROZOIC

O

1600

PLEO-

PROTEROZOIC

O

2500

ARQUEOZOICO 4600

21

Captulo 2

Origen y evolucin del universo

El universo

Se sabe que el espacio es ilimitado en todos sus sentidos. Cuando por las no-

ches se observa el espacio se percibe incontables puntos de luz. La mayora de

estos resplandores son estrellas que permanecen en la misma posicin relativa y

aparente unas respecto de las otras. Entre ellas tenemos unas que son errantes

constantemente y son llamadas planetas.

Con la ayuda de un telescopio se puede observar manchones de luz que vienen

a ser las nebulosas. Nuestra nebulosa o galaxia ha sido denominada Va Lctea y

tiene estrellas que se agrupan para formar constelaciones, las cuales por su ubi-

cacin con respecto a nuestro planeta se denominan australes (hemisferio sur),

boreales (hemisferio norte) y zodiacales (zona ecuatorial).

En resumen, el Universo est constituido por sistemas de galaxias, las cuales

agrupan a un conjunto de nebulosas y galaxias, y stas a su vez estn confor-

madas por un conglomerado de estrellas, polvo y gas. Nuestra galaxia, a la que

conocemos como Va Lctea o Camino de Santiago est constituida por millones

de estrellas, el Sistema Solar, polvo, gas interestelar y agujeros negros.

La Paradoja de Olbers

La Paradoja de Olbers, planteada en la dcada de 1820 por el fsico y astrnomo

alemn Wilhelm Olbers, prueba que el Universo tiene que ser finito. Sus princi-

pales razonamientos son los siguientes:

1. Universo infinito = cantidad de estrellas infinitas

22

2. Cantidad estrellas infinitas = cantidad de luz infinita 3. Cantidad de luz infinita = espacio (universo) luminoso

4. Pero el universo no es luminoso, la noche es oscura, por eso el universo no

puede ser infinito, tiene que ser finito.

Por otro lado, un universo curvado de tres dimensiones es finito, pero para el

ser humano ilimitado. Imagnese un ser vivo que solo conoce una dimensin, es

decir conoce solo hacia atrs y adelante. Un hilo sera su mundo, un mundo finito

y limitado. Finito significa que su mundo tiene un espacio calculable; limitado que

su mundo tiene lmites. Para mejorar su vida solo tenemos que juntar los extre-

mos del hilo y entonces el ser vivo tiene un mundo ilimitado, aunque todava su

mundo es finito, es decir, tiene un espacio calculable.

Lo mismo se puede hacer con dos dimensiones. Un animal que solo conoce

dos dimensiones (adelante-atrs y derecha-izquierda), es decir, un plano

horizontal (papel), tendra un mundo finito y limitado. Una esfera

corresponde al mundo finito pero ilimitado. Este animal no conoce arriba y

abajo, por eso no entiende la forma esfrica. En tres dimensiones nosotros

somos el animal. Para nosotros existen tres dimensiones. Entendemos nuestro

mundo con tres dimensiones en la forma finita y limitada. La forma correcta

(verdadera) de ser finito e ilimitado es para nosotros inexplicable.

Expansin y composicin del universo

La Teora del Big Bang (Gran Explosin) explica la expansin del universo,

producida hace aproximadamente 14 mil millones de aos.

23

Desplazamiento de luz hacia el rojo (Efecto Doppler): las lneas espectrales

de algunas estrellas llegan a la tierra con una frecuencia ms hacia el rojo que

lo normal.

Al comparar la composicin qumica del universo, la Tierra y el ser vivo, se

comprueba que el Universo y los seres vivos tienen elementos constitutivos

similares, solo que en rangos diferentes. Los cuatro elementos ms importan-

tes en ambos son: hidrgeno (H), oxgeno (O), carbono (C) y nitrgeno

(N). En cambio, la Tierra tiene una composicin totalmente diferente, en

donde el hierro (Fe), el oxgeno (O), el silicio (Si) y el magnesio (Mg)

presentan mayor abundancia.

Composicin qumica del Universo, la Tierra y los seres vivos

Elemento

s Universo Hidrgeno Oxgeno Carbono Nitrgeno

Tierra Hierro Oxgeno Silicio Magnesio

Organismos Carbono Oxgeno Hidrgen

o

Nitrgeno

24

El Sistema Solar

El Sol es una estrella luminosa compuesta de gas. Es fuente de luz, calor y vida.

Est situado a 150 x 106 km de la Tierra, aproximadamente y tiene un

dimetro 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 energa para 30 000 x

106 aos.

El Sistema Solar est constituido por el Sol, ocho planetas, varios planetas ena-

nos, 42 satlites, millones de asteroides y una veintena de cometas (entre ellos el

Halley, que apareci en 1910 y en 1986 y se le espera para el 2062) y numerosos

meteoritos. Los planetas se clasifican en:

25

Planetas menores o terrestres: son densos y de poco volumen, casi no

poseen satlites y sus elementos constitutivos predominantes son el silicio, el

oxgeno, el hierro y el magnesio, adems de silicatos y metales. Pertenecen a

este grupo: Mercurio,Venus, Tierra y Marte.

Planetas mayores o jovianos: son ligeros y de gran volumen. Estn consti-

tuidos por hidrgeno, helio, metano, amonaco, entre otros elementos. Tienen

varios satlites. En este grupo se encuentran: Jpiter, Saturno, Urano y Neptuno.

Planetas enanos: Ceres, Plutn y Charonte, as como UB313.

El Sol es el centro de nuestro sistema y todos los planetas giran alrededor de l

en direccin de occidente a oriente. Las rbitas de los planetas se encuentran

dentro de tres o cuatro grados con respecto a la eclptica, excepto la de Mercu-

rio que se halla en siete grados. Todos los planetas giran sobre sus respectivos

ejes en sentido contrario a las manecillas del reloj, con excepcin de Urano.

Principales caractersticas de los planetas

Nomb

re

Distancia media del Sol (mill. de km)

Di- metro (km)

Incli. de eje de

rotacin

Nm. de

satlites

Densid

ad (g/cm3)

Atmsfera

El Sol 0 1392000 - 1,41 ?

Mercuri

o

58 4 835 28 - 5,69 No tiene

Venus 107 12 194 3 - 5,16 Dixido de carbono (CO ) 2

Tierra 149 12 756 2327

1 5,52 Nitrgeno (N ), 2 oxgeno (O ) 2

Luna - 3 476 - 3,34 No tiene

Marte 226 6 760 2359

2 3,89 Dixido de carbono (CO ), nitrgeno (N ), 2 2 argn (Ar) Jpiter 775 141600 305

13 1,25 Hidrgeno (H ), helio 2 (He)

Saturno 1421 120800 2644

11 0,62 Hidrgeno (H ), helio 2 (He)

Urano 2861 47 100 8205

5 1,60 Hidrgeno (H ), helio 2 (He), metano (CH

) 4 Neptun

o

4485 44 600 2848

2 2,21 Hidrgeno (H ), helio 2 (He), metano (CH

) 4

26

Teoras sobre el origen del Sistema Solar

La mayora de las teoras acerca del origen de los planetas sostienen que stos

se formaron con materiales procedentes del Sol. Tambin afirman que por con-

densacin de una nube primitiva de polvo y gas existente en nuestra galaxia se

formaron el Sol y los planetas, aunque la composicin del Sol es muy distinta a la

de los planetas. Bsicamente, se puede distinguir dos tipos de teoras:

a) Teoras naturales o evolutivas. Segn las cuales los sistemas planetarios

se consideran parte de la historia evolutiva de algunas estrellas. Si estas teo-

ras son ciertas, existen numerosas estrellas con sistema planetario. b) Teoras catastrficas. Sostienen que los sistemas planetarios se han forma-

do por accidente, ya sea por el acercamiento o la colisin de dos estrellas.

Tambin es preciso describir otras teoras o hiptesis que se plantearon desde el

siglo XVIII (vase al respecto la Introduccin a la Geofsica de Howell). Asimismo,

es necesario conocer los principales criterios considerados en una teora sobre

el origen del Sistema Solar:

- El Sol representa el 99,8% de la masa total del Sistema Solar y los planetas

poseen apenas el 0,1% de esa masa. - Los planetas giran en el mismo sentido excepto Venus y Urano y prctica-

mente en un mismo plano. - La rotacin de los planetas sobre su eje se produce en la misma direccin que

su movimiento de traslacin (salvo Urano). - Los planetas estn situados a distancias determinadas y forman dos grupos

bsicos: los terrestres y los jovianos. - Ms del 90% de la materia del Universo est formada por hidrgeno y helio.

- En la Tierra existe un gran dficit de hidrgeno y de los gases inertes, con

respecto al Sol y a las estrellas visibles. Teora de la fragmentacin. Propuesta por el naturalista francs George Lo-

uis Leclerc conde de Buffon en 1748. Plantea que los planetas se formaron como

consecuencia de la colisin de una gran masa con el Sol,que dio como resultado

la formacin de burbujas de materia que fueron arrojadas al espacio y que llega-

ron a constituir posteriormente los planetas.

27

Teora de las partculas. Formulada por Kant en 1755, sostiene que las partes

del Sistema Solar son el resultado de la condensacin de una nube giratoria, difusa

de polvo y gas.

Teora de las nebulosas. Laplace, en 1796, parti de la hiptesis de que en un

periodo remoto una nebulosa de polvo y gas en contraccin, de dimetro de 150

millones aos luz (que actualmente equivale a la distancia del Sol a Plutn), giraba

lentamente en el espacio, a medida que se enfriaba y se comprima aument su

velocidad rotacional, de tal manera que la fuerza centrifuga super a la fuerza

gravitacional y provoc la separacin de un anillo de la regin ecuatorial del

cuerpo original. Esta nebulosa fue encogindose hasta que diez anillos se sepa-

raron, nueve de ellos se condensaron para formar los planetas y uno se rompi

en masas pequeas y form los planetoides. Posteriormente, la masa central de

la nebulosa se condens para dar origen al Sol. Esta teora es, matemticamente,

insostenible, pues no explica la distribucin del momento angular en el Sistema

Solar. Los planetas poseen alrededor del 98% del total del momento angular y el

Sol solamente el dos por ciento.

Teora de Darwin. En 1850 Charles Darwin sostuvo que una nube original de

meteoritos de distintos tamaos chocaban continuamente y que al hacerlo su

atraccin gravitatoria tenda a mantenerlos unidos. Como las partculas mayores

posean una atraccin gravitatoria mayor que las pequeas, pronto unos pocos

centros de condensacin dejaron atrs a los otros, as se formaron el Sol y los

planetas.

Hiptesis planetisimal. Hecha por T. C. Chamberlain y F. R. Moulton en 1900,

sugiere que los planetas del Sistema Solar se formaron por agregacin de frag-

mentos minsculos de polvo al que denominaron planetesimales, derivados a

su vez de la disrupcin de dos estrellas al aproximarse entre s. Una de las dos

estrellas fue el Sol primitivo, sobre el cual se levantaron mareas por la proximi-

dad de la otra estrella. La materia fue arrancada del flujo de las mareas para que

posteriormente se formaran los planetas y otros cuerpos celestes.

Teora de la disrupcin de mareas. Propuesta por J. S. Jeans y H. Jeffreys

en 1914, quienes modificaron la teora anterior al sustituir la aproximacin por

una colisin de rozamiento entre las dos estrellas. Como resultado de este leve

contacto se desprendera del Sol un filamento de materia gaseosa y elevada

temperatura. El efecto gravitatorio de la otra estrella le comunicara un movi-

miento de rotacin alrededor de su progenitor. El filamento gaseoso se enfriara

rpidamente y se reunira en una especie de nudos que eventualmente formara

los planetas.

28

Teora del polvo csmico. Planteada por Von Weizacker en 1944, quien afir-

maba que el primitivo Sol era como una masa en rpida rotacin, rodeada por

una extensa envoltura lenticular compuesta de partculas slidas y de gas en

movimiento turbillonar. Dentro de esta envoltura lenticular se produjeron acu-

mulaciones de materia que posteriormente constituyeron los planetas.

Hiptesis de la colisin. R.A. Lytleton sugiri que la colisin que dio origen al

Sistema Solar se produjo entre una estrella doble (el Sol primitivo y una compa-

era que giraba a su alrededor) y una tercera estrella.

Teora de la Supernova. Hoyle realiz en 1944 una modificacin adicional

al suponer que la estrella compaera hizo explosin y se transform en una

nova; los fragmentos que resultaron de la explosin se perdieron para el sistema,

excepto un filamento gaseoso incandescente que se condens para formar los

planetas. Hoyle consider tambin que por las elevadas temperaturas implicadas

en este proceso, los elementos de bajo peso atmico pasaran por transmutacin

a otros de peso atmico ms elevado, tales como el magnesio, aluminio, silicio,

hierro y plomo. De este modo suministraran una materia necesaria para la for-

macin de la tierra y los otros planetas.

Teora del acrecimiento y la turbulencia. Propuesta por H. C. Urey en

1952. Enfoca el problema de un modo diferente: el desarrollo de las estrellas

parte de una nube en contraccin de gas y polvo interestelar. Una de estas estre-

llas fue el Sol. Los gases y el polvo residual formaron un disco alrededor del Sol

primitivo en el plano de la eclptica actual. El disco, que era inestable, se rompi

en masas enormes que aumentaban de tamao al incrementar su distancia con

respecto al Sol. El crecimiento ulterior de estos cuerpos planetarios se produjo

por acumulacin a baja temperatura de planetesimales de tamaos grandes y

pequeos. Segn Urey, la tierra y los dems planetas se formaron a temperaturas

mucho ms bajas de lo que generalmente se ha pensado. Los meteoritos pueden

ser los residuos de planetesimales que no consiguieron acumularse hasta cons-

tituir planetas.

Teora del Big Bang. Postulada por G. Gamow, sostiene que una explosin

de intensidad inimaginable esparci toda la energa y materia en el Universo, a

partir de un volumen muy pequeo en la inmensidad del espacio (14 mil millo-

nes de aos). Unos mil millones de aos despus 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 ms materia todava

y alcanzar de este modo mayor crecimiento. As nacieron las galaxias primitivas

29

y los sistemas solares. Si otra estrella pasaba a travs 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.

Formacin de la Tierra:

No podemos decir gran cosa de lo que ocurri durante los dos primeros tercios

de la historia del Universo, slo que, en algn momento, se form una galaxia

espiral que llamamos Va Lctea. En uno de sus brazos se condens una estrella,

nuestro Sol, hace unos 4.500 millones de aos. A su alrededor quedaron, girando, diversos cuerpos, entre ellos, la Tierra.

Al principio era una masa incandescente que, lentamente, se fue enfriando y

adquiriendo una forma similar a la que hoy conocemos. Aunque los cambios en

esas primeras pocas debieron ser ms bruscos y abundantes, la Tierra no ha dejado de evolucionar, y lo sigue haciendo.

La vida apareci cuando se dieron las condiciones apropiadas. Primero, simples

compuestos orgnicos, despus, organismos unicelulares; ms tarde lo hicieron

los pluricelulares, vegetales y animales. Los humanos evolucionamos de otros mamferos hace apenas unos segundos.

Tanto las religiones como las ciencias han dividido la "creacin" en diversas fases.

Algunas ms poticas (como los siete das de la Biblia), otras ms rigurosas, como las eras geolgicas que acepta la ciencia. Vamos a centrarnos en estas ltimas.

La tierra que hoy conocemos tiene un aspecto muy distinto del que tena poco

despus de su nacimiento, hece unos 4.500 millones de aos. Entonces era un

amasijo de rocas conglomeradas cuyo interior se calent y fundi todo el planeta.

Con el tiempo la corteza se sec y se volvi slida. En las partes ms bajas se

acumul el agua mientras que, por encima de la corteza terrestre, se formaba una capa de gases, la atmsfera.

Agua, tierra y aire empezaron a inteactuar de forma bastante violenta ya que,

mientras tanto, la lava manaba en abundancia por mltiples grietas de la corteza,

que se enriqueca y transformaba gracias a toda esta actividad.

Formacin del Sol y los planetas

Segn los cientficos, hace unos 15.000 millones de aos se produjo una gran

explosin, el Big Bang. La fuerza desencadenada impuls la materia,

extraordinariamente densa, en todas direcciones, a una velocidad prxima a la de

la luz. Con el tiempo, y a medida que se alejaban del centro y reducan su

30

velocidad, masas de esta materia se quedaron ms prximas para formar, ms tarde, las galaxias.

No sabemos qu ocurri en el lugar que ahora ocupamos durante los primeros

10.000 millones de aos, si hubo otros soles, otros planetas, espacio vacio o,

simplemente, nada. Hacia la mitad de este periodo, o quizs antes, debi formarse una galaxia.

Cerca del lmite de esta galaxia, que hoy llamamos Va Lctea, una porcin de

materia se condens en una nube ms densa hace unos 5.000 millones de aos.

Esto ocurra en muchas partes, pero esta nos interesa especialmente. Las fuerzas

gravitatorias hicieron que la mayor parte de esta masa formase una esfera central y, a su alrededor, quedasen girando masas mucho ms pequeas.

La masa central se convirti eu una esfera incandescente, una estrella, nuestro

Sol. Las pequeas tambin se condensaron mientras describan rbitas alrededor

del Sol, formando los planetas y algunos satlites. Entre ellos, uno qued a la

distancia justa y con el tamao adecuado para tener agua en estado lquido y

retener una importante envoltura gaseosa. Naturalmente, este planeta es la Tierra.

Slido, lquido y gaseoso

Despus de un periodo inicial en que la Tierra era una masa incandescente, las

capas exteriores empezaron a solidificarse, pero el calor procedente del interior

las funda de nuevo. Finalmente, la temperatura baj lo suficiente como para

permitir la formacin de una corteza terrestre estable. Al principio no tena

atmsfera, y recibia muchos impactos de meteoritos. La actividad volcnica era

intensa, lo que motivaba que grandes masas de lava saliesen al exterior y

aumentasen el espesor de la corteza, al enfriarse y solidificarse.

31

Esta actividad de los volcanes gener una gran cantidad de gases que acabaron

formando una capa sobre la corteza. Su composicin era muy distinta de la actual,

pero fue la primera capa protectora y permiti la aparicin del agua lquida. Algunos autores la llaman "Atmsfera I".

En las erupciones, a partir del oxgeno y del hidrgeno se generaba vapor de

agua, que al ascender por la atmsfera se condensaba, dando origen a las

primeras lluvias. Al cabo del tiempo, con la corteza ms fra, el agua de las

precipitaciones se pudo mantener lquida en las zonas ms profundas de la corteza, formando mares y ocanos, es decir, la hidrosfera.

32

Captulo 3

Geologa histrica

Historia geolgica de la Tierra

Desde su formacin hasta la actualidad, la Tierra ha experimentado muchos

cambios. Las primeras etapas, desde que empez la solidificacin de la masa

incandescente hasta la aparicin de una corteza permanente, no dejaron

evidencias de su paso, ya que las rocas que se iban generando, se volvan a fundir

o, simplemente, eran "tragadas" por una nueva erupcin.

Estas etapas primitivas son todava un misterio para la ciencia. Adems, el paso

del tiempo, la erosin, los distintos cambios han ido borrando las seales, por lo

que, cuanto ms antiguo es el periodo que se pretenda analizar, mayores

dificultades vamos a encontrar. La Tierra, no lo olvidemos, sigue evolucionando y

cambiando.

Eones, Eras, Periodos y pocas geolgicas

33

El en es la unidad ms grande de tiempo geolgico. Se divide en diversas eras

geolgicas. Cada era comprende algunos periodos, divididos en pocas.

Cuanto ms reciente es un periodo geolgico, ms datos podemos tener y, en

consecuencia, se hace necesario dividirlo en grupos ms pequeos.

Se obtienen registros de la geologa de la Tierra de cuatro clases principales de

roca, cada una producida en un tipo distinto de actividad cortical:

Erosin y transporte que posibilitan la posterior sedimentacin que, por

compactacin y litificacin, produce capas sucesivas de rocas sedimentarias.

Expulsin, desde cmaras profundas de magma, de roca fundida que se enfra en

la superficie de la corteza terrestre, dando lugar a las rocas volcnicas.

Estructuras geolgicas formadas en rocas preexistentes que sufrieron

deformaciones.

Actividad plutnica o magmtica en el interior de la Tierra.

Edad (aos) Eon Era Periodo poca

4.500.000.000 Precmbrico Azoica

3.800.000.000

Arcaica

2.500.000.000

Proterozoica

560.000.000 Fanerozoico Paleozoica Cmbrico

510.000.000

Ordovcico

438.000.000

Silrico

408.000.000

Devnico

360.000.000

Carbonfero

286.000.000

Prmico

34

248.000.000

Mesozoica Trisico

213.000.000

Jursico

144.000.000

Cretceo

65.000.000

Cenozoica Terciaria Paleoceno

56.500.000

Eoceno

35.400.000

Oligoceno

24.000.000

Mioceno

5.200.000

Plioceno

1.600.000

Cuaternaria Pleistoceno

10.000

Holoceno

Datacin, las fechas del pasado

Las divisiones de la escala de tiempos geolgicos resultante se basan, en primer

lugar, en las variaciones de las formas fsiles encontradas en los estratos

sucesivos. Sin embargo, los primeros 4.000 a 600 millones de aos de la corteza

terrestre estn registrados en rocas que no contienen casi ningn fsil, es decir,

slo existen fsiles adecuados de los ltimos 600 millones de aos.

35

Por esta razn, los cientficos dividen la extensa existencia de la Tierra en dos

grandes divisiones de tiempo: el precmbrico (que incluye los eones arcaico y

proterozoico) y el fanerozoico, que comienza en el cmbrico y llega hasta la

poca actual.

El descubrimiento de la radiactividad permiti a los gelogos del siglo XX idear

mtodos de datacin nuevos, pudiendo as asignar edades absolutas, en millones

de aos, a las divisiones de la escala de tiempos.

Historia geolgica: el Precmbrico

El Precmbrico es un largusimo periodo de la historia de la Tierra que abarca

desde su formacin, hace unos 4.500 millones de aos, hasta hace unos 580

millones de aos, es decir, casi 4.000 millones de aos de historia del planeta.

Ocupa el 88% de la historia de la Tierra. Mucho tiempo parece.

Bueno, no todo el mundo est de acuerdo. Algunos autores llaman "Azoico" al

periodo en que la Tierra estaba todava en formacin y sitan el inicio del

Precmbrico alrededor de hace 3.800 millones de aos, cuando la corteza estaba

ya (ms o menos) consolidada y se empezaron a formar las primeras sustancias

orgnicas. Del mismo modo, otros sitan el final del periodo entre 590-540

millones de aos atrs, cuando aparecen las primeras algas.

36

Sea como fuere, dos cosas estn claras: que es el periodo geolgico ms largo y

que, en l, la Tierra se estabiliz y aparecieron los primeros organismos vivos,

muy simples, por cierto.

De bola incandescente a casa de la vida

El periodo en el que la tierra se estaba transformando desde una bola

incandescente hasta un planeta con corteza, se conoce como "Azoico" o

"Catarqueano". Este proceso se suele dar por terminado hace unos 3.800

millones de aos, cuando la Tierra qued "un poco ms" estabilizada. La corteza

terrestre, al final de este periodo, era muy frgil, ms delgada que ahora y con

una enorme cantidad de movimientos provocados por terremotos y erupciones

volcnicas.

En lo que s estn de acuerdo casi todos es en que, aproximadamente por estas

fechas, la superficie terrestre qued establecida. Se inicia la era (o en, sgn

algunos) Arcaica. La corteza se fue enfriando y se formaron las primeras rocas

gneas y metamrficas. Las abundantes lluvias generaron los ocanos y mares,

mientras la temperatura a nivel de superfcie segua descendiendo.

Hace unos 2.500 millones de aos se inici el Proteozoico, palabra que significa

"tiempo de vida inicial". En efecto, algunas molculas complejas consiguieron

unirse, en ese ambiente clido y hmedo, para formar los primeros organismos

orgnicos, principio de la vida.

37

Estos primeros organismos unicelulares necesitaron casi 2.000 millones de aos

para conseguir organizarse en formas ms complejas. Mientras tanto, la corteza

sigui enfrindose, la atmsfera inici una transformacin (todava lo hace) y los

ocanos se estabilizaron, relativamente. Hace unos 560 millones de aos

aparecieron los primeros organismos pluricelulares. A partir de aqu se da por

terminado el Proteozoico y, con l, el Precmbrico.

A lo largo del oscuro Precmbrico se form una buena parte de la base material

que constituye la corteza de la Tierra, en la cual se producen los fenmenos

geolgicos que ms nos afectan. Con la aparicin de los organismos pluricelulares

se inicia el Fanerozoico, poca que se caracteriza por un gran nmero de fsiles

que demuestran la presencia de vida pluricelular en un planeta habitable.

Historia geolgica: el Paleozoico

Esta era antigua, el Paleozoico, dur unos 315 millones de aos. El planeta era

muy distinto del actual. Las tierras emergidas tenan el aspecto de islas ms o

menos disperas alrededor del ecuador terrestre. Algunas de estas islas eran

Amrica del Sur, Laurentia y Gondwana.

Durante esta poca se produjeron numerosos plegamientos que originaron

montaas. El clima era todava clido y hmedo. Esto favoreci la proliferacin de

los organismos pluricelulares y su posterior evolucin.

La vida en el agua y en la tierra

En un principio, la vida en el mar se hizo muy rica. Los fsiles de la primera

mitad del Paleozoico son algunos invertebrados como trilobites, graptolitos, y

38

crinoideos. Los correspondientes a la segunda mitad de esta era, comprenden

algunos fsiles de plantas y de vertebrados, como peces y reptiles.

En el periodo Cmbrico, iniciado hace 560 millones de aos, la vida, vegetal y

animal, estaba confinada a los mares. Aparecen los primeros caracoles, as como

los moluscos cefalpodos. En el reino vegetal las plantas predominantes eran las

algas en los ocanos y los lquenes en la tierra. Su enorme proliferacin

contribuyo al aumento de oxgeno en la atmsfera terrestre.

En el siguiente periodo, Ordovcico, iniciado hace 510 millones de aos,

aparecieron animales que posean una estructura anatmica precursora de la

espina dorsal. Aparecen los primeros vertebrados, unos peces primitivos, y los

corales. Los animales ms grandes fueron unos cefalpodos (moluscos), que

tenan un caparazn de unos 3 m de largo. Las plantas de este periodo eran

similares a las del periodo anterior.

Hace 438 millones de aos se inicia el Silrico. El avance evolutivo ms

importante fue la aparicin del primer animal de respiracin area, un escorpin.

Tambin pertenece a este periodo el primer fsil clasificado de una planta

vascular (plantas terrestres con tejidos que transportan el alimento), aunque los

39

tallos y las hojas todava no estaban diferenciados. La aparicin de estos

organismos hace creer que la composicin de la atmsfera empezaba a parecerse

a la actual.

El Paleozoico: Devnico, Carbonfero y Prmico

El periodo Devnico, que comenz hace 408 millones de aos, se caracteriza por

la aparicin de varios tipos de peces, que abarcaban tiburones, dipnoos, peces

acorazados y una forma primitiva de peces con escamas duras, de los cuales

evolucionaron probablemente los antepasados de los anfibios.

Tambin haba corales, estrellas de mar, esponjas y trilobites, as como el primer

insecto conocido. Se desarrollaron las plantas leosas y, a finales del Devnico, lo

hicieron otras plantas terrestres tales como los helechos y helechos con semillas,

colas de caballo y unos rboles escamosos relacionados con los actuales selagos.

Aparecen los primeros bosques.

La diversidad de la vida

40

El periodo Carbonfero comenz hace unos 360 millones de aos. Un grupo de

tiburones, los cestraciontes, predominaron entre todos los grandes organismos

marinos. Los animales terrestres ms notables fueron una especie de lagartijas

anfibias que provenan de los dipnoos. Diversas plantas terrestres comenzaron a

diversificarse y a aumentar de tamao, sobre todo en zonas pantanosas.

En la segunda parte del carbonfero surgieron los reptiles, que evolucionaron a

partir de los anfibios y que eran ya terrestres en su totalidad. Otros animales de

este periodo fueron los arcnidos, las serpientes, los escorpiones, ms de 800

especies de ranas y unos insectos enormes, los ms grandes que han existido. Los

vegetales mayores eran unos rboles escamosos, cuyos troncos medan ms de

1,8 m en la base y tenan una altura de 30 metros.

Tambin abundaron en este periodo unas gimnospermas primitivas y la primera

confera verdadera, una forma avanzada de gimnosperma, que consiste en una

planta vascular con semillas, pero sin flores.

De las antiguas masas terrestres, slo el protocontinente de Siberia se

encontraba al norte de los trpicos, llegando casi hasta el polo norte. El

supercontinente de Gondwana, que comprenda lo que llegara a ser Sudamrica,

41

frica, India, Australia y Antrtida, se encontraba en su totalidad en el hemisferio

sur; abarcaba una vasta superficie centrada en las inmediaciones del polo sur.

Reptiles y Pangea

El ltimo periodo del Paleozoico, el Prmico, comenz hace 286 millones de

aos. Ocurrieron sucesos tan relevantes como la desaparicin de gran parte de

los organismos marinos y la rpida evolucin y expansin de los reptiles, que eran

de dos tipos: reptiles semejantes a los lagartos, completamente terrestres, y

reptiles semiacuticos lentos. De entre todos los reptiles, fueron un pequeo

grupo, los Theriodontia, los que dieron lugar a los mamferos. La vegetacin de

este periodo, muy abundante, estaba constituida sobre todo por helechos y

conferas.

La parte final del paleozoico fue un periodo de agitacin generalizada de la

corteza terrestre. Emergieron continentes de debajo de los mares poco

profundos del carbonfero precedente. Los depsitos acumulados en fosas

geosinclinales fueron sometidos a presin y elevados en forma de sistemas

montaosos: los Apalaches del centro y del sur en Norteamrica, y los Urales en

Rusia. Europa y Asia se unieron mientras que al oeste una colisin entre placas

continentales una Norteamrica con el continente de Gondwana. De este modo,

todas las masas continentales de la tierra se reunieron en una

Historia geolgica: el MesozoicoEsta era intermedia dur unos 160 millones

de aos. En sus inicios todos los continentes, o islas, del periodo anterior se

haban reunido en un nico continente gigantesco al que llamamos Pangea, es

decir, toda la Tierra.

42

Los principales plegamientos se produjeron en la vertiente oeste de Amrica, las

Montaas Rocosas en el norte y los Andes en el Sur.

El clima sigui siendo clido, pero algo ms seco. La Tierra estaba dominada por

enormes conferas por lo que su aspecto, desde el espacio, debera ser mucho

ms verde que el actual. :-(( Entre los animales aparecieron y, al final, se

extinguieron los famosos dinosaurios.

Aparicin de los dinosaurios

Durante estos 160 millones de aos no se produjeron grandes movimientos

orognicos. En esta era desaparecieron grandes grupos de animales como los

trilobites, graptolites y peces acorazados. Se desarrollaron ampliamente los

vertebrados, sobre todo los reptiles, por lo que a la Era Secundaria se le llama

tambin la Era de los Reptiles o era de los dinosaurios. Tambin se desarrollan

plantas angiospermas, de flores vistosas.

El mesozoico se divide en tres periodos: Trisico, Jursico y Cretceo. En esta

pgina nos centramos en el primero y dejamos los otros dos para la siguiente.

El Trisico fue un periodo geolgico que se extendi desde alrededor de 248 a

213 millones de aos atrs. Se caracteriza fundamentalmente por la aparicin de

los grandes dinosaurios. Los continentes Africa y Amrica del Sur estaban juntos,

con una actividad magmtica al lmite de los dos continentes.

43

Durante el trisico, el supercontinente Pangea empez a desmembrarse. Al ir

estirndose la corteza terrestre, se hundieron grandes bloques, creando cuencas.

El clima era clido en general. En tierra dominaban los rboles perennifolios, en

su mayor parte conferas, y ginkgos.

El trisico marca la aparicin de los primeros mamferos verdaderos, pero poco

se sabe acerca de su fisiologa. Entre los invertebrados, los insectos estaban

representados por la primera especie en experimentar una metamorfosis

completa, atravesando las fases de larva, pupa y adulto. En los mares haba

belemnites similares a calamares, ammonites y crustceos.

El 75% de las especies de invertebrados desaparecieron en una extincin en masa

a finales del cretcico, que veremos en la prxima pgina.

El Mesozoico: Jursico y Cretceo

El Jursico se ha hecho famoso en nuestros dias gracias al cine. Fue la poca del

esplendor de los dinosaurios, cuando estos dominaban la Tierra.

Aunque menos famoso, el Cretceo es un periodo crucial en la historia geolgica

de la Tierra. Veremos por qu.

44

Esplendor y fin de los dinosaurios

El Jursico abarca desde alrededor de 213 a 144 millones de aos atrs y toma su

nombre de los estratos de roca de la cordillera del Jura. Se caracteriza por la

hegemona de los grandes dinosaurios y por la escisin de Pangea en los

continentes Norteamrica, Eurasia y Gondwana. De este ltimo se escindi

Australia (en el jursico superior y principios de cretceo), dando origen a nuevas

especies de mamferos.

Mientras que los mares crecan y se unan, zonas de agua marina poco profundas

y clidas se extendieron por gran parte de Europa y de otras masas continentales

que bordeaban el mar de Tetis.

Hacia el final del jursico, estos mares bajos empezaron a secarse, dejando

depsitos gruesos de caliza en donde se formaron algunas de las ms ricas

acumulaciones de petrleo y de gas.

El Cretceo o Cretcico empezo hace unos 145 y dur hasta 65 millones de

aos atrs. La datacin del final de la era es muy precisa, pues sta se hace

coincidir con la de una capa geolgica con fuerte presencia de Iridio, en la

pennsula del Yucatn y el golfo de Mxico, y que se supone coincide con la cada

de un enorme meteorito que pudo provocar la extincin de los dinosaurios. Este

acontecimiento marca el fin de la Era Mesozoica. Al final de esta era aparecen los

mamferos y las aves primitivas.

45

Durante el cretcico tardo, el nivel del mar subi mucho en todo el mundo,

inundando casi un tercio de la superficie terrestre actual. De esta manera, el calor

del sol pudo distribuirse ms hacia el norte gracias a las corrientes marinas,

dando lugar a un clima global clido y suave, sin casquetes de hielo en los polos y

con una temperatura en las aguas del rtico de 14 C o ms.

A finales del cretcico, la flora haba adoptado ya una apariencia moderna e inclua

muchos de los gneros actuales de rboles, como aquellos a los que pertenecen

el roble, la haya y el arce.

Historia geolgica: el Cenozoico

46

La ltima y ms reciente era geolgica abarca los ltimos 65 millones de aos y,

generalmente, se divide en dos partes conocidas como Era Terciaria y

Cuaternaria. Los continentes adquieren, paulatinamente, el aspecto y situacin

actuales aunque, al principio, el ocano Atlntico era bastante ms estrecho y lo

que ahora es la pennsula india se encontraba "viajando" desde el sureste de

frica hasta su ubicacin actual.

En esta poca se produce el plegamiento Alpino, creador de grandes cadenas

montaosas como los Alpes, el Atlas y el Himalaya. El clima se enfra y aparecen

las glaciaciones. Entre los animales destaca la evolucin de los mamferos, siendo

el ms conocido el imponente mamut, una especie de elefante especialmente

preparado para los climas helados.

La Era Terciaria se divide en varios periodos que son:

El Paleoceno abarca el intervalo transcurrido entre 65 y 56,5 millones de aos

atrs. Marca el paso final en la desmembracin del supercontinente Pangea que

empez a separarse en los comienzos del mesozoico temprano. Los movimientos

de la tectnica de placas separaron finalmente la Antrtida de Australia; en el

hemisferio norte, el fondo marino en expansin del Atlntico norte ensanchado

alej Norteamrica de Groenlandia.

Al haber desaparecido los dinosaurios al final del cretcico, el periodo

precedente, la vida mamfera empez a dominar en la Tierra. Los principales

47

mamferos que aparecieron fueron los marsupiales, los insectvoros, los lemures,

los creodontos (ancestro carnvoro comn de todos los flidos y los cnidos) y

animales ungulados primitivos a partir de los cuales fueron evolucionando

diversos grupos como los caballos, los rinocerontes, los cerdos y los camellos.

El Eoceno comenz hace unos 56,5 millones de aos y finaliz hace unos 35,4

millones de aos. En el hemisferio occidental, el eoceno supuso el alzamiento de

las grandes cadenas montaosas que se extienden hacia el norte y el sur en el

oeste de Amrica. El supercontinente de Laurasia sigui desgajndose. Las fuerzas

generadas por las colisiones continentales que haban comenzado al principio de

la era precedente, el mesozoico, condujeron al alzamiento de los sistemas

montaosos alpino e himalayo.

Mientras tanto, sobre las llanuras del noreste de la India corrieron ingentes

cantidades de basalto fundido al unirse este subcontinente recin formado,

desgajado de frica durante el cretcico, a Asia. En el hemisferio sur, la Antrtida

y Australia, que haban estado unidas despus de separarse de Gondwana en el

mesozoico, se separaron a su vez y se alejaron la una de la otra.

La rpida evolucin de nuevos rdenes de mamferos, iniciada en el paleoceno,

sigui adelante. En Europa y Norteamrica aparecieron al mismo tiempo formas

48

ancestrales del caballo, el rinoceronte, el camello y otros grupos modernos,

como los murcilagos, los primates y roedores similares a las ardillas. Muchos de

ellos eran muy pequeos en comparacin con las formas actuales. Los carnvoros

de aquel entonces, llamados creodontos, fueron el tronco del que evolucionaran

los perros y los gatos modernos. El final de esta poca fue testigo de la primera

adaptacin de los mamferos a la vida marina.

El Cenozoico: Oligoceno, Mioceno y Plioceno

El Oligoceno se inici hace unos 35,4 millones de aos y finaliz hace unos 23,3

millones de aos. Las colisiones entre las placas de la corteza terrestre

continuaron sin pausa desde el eoceno. En el hemisferio oriental, los restos

afrorabes e indios del anterior supercontinente de Gondwana chocaron con

Eurasia al norte, cerrando el extremo oriental del mar de Tetis y dejando en su

lugar un residuo muy mermado, el Mediterrneo.

Las fuerzas de compresin generadas por la colisin contribuyeron a elevar un

extenso sistema de cadenas de montaas, desde los Alpes en el Oeste hasta el

Himalaya en el Este.

Mientras tanto, la placa australiana chocaba contra la indonesia, y la

norteamericana haba empezado a solaparse sobre la del Pacfico.

El clima sigui siendo subtropical y hmedo en toda Norteamrica y Europa, pero

haba comenzado una tendencia al enfriamiento global a largo plazo, que sigui en

el Mioceno y culminara en los periodos glaciales del pleistoceno. Los mamferos

estaban ya establecidos como forma de vida terrestre dominante. Entre ellos,

quidos antecesores de los actuales caballos y rinocerontes (un subgrupo, el

49

Baluchitherium de Asia central, es el mamfero terrestre ms grande de todos los

tiempos),

Los camellos del tamao de ovejas, y los primeros elefantes, carentes tanto de

colmillos como de trompa. Los creodontos se haban diferenciado ya para dar

lugar a los antecesores de los actuales perros y gatos. Los roedores estaban muy

extendidos, y entre los primates se encontraban el tarsero y el lmur. De los

estratos del oligoceno se han extrado huesos de los primeros monos del Viejo

Mundo, as como los de una nica especie de gran simio.

El Mioceno comenz hace 23,3 millones de aos y finaliz hace 5,2 millones de

aos. La elevacin de las grandes cordilleras montaosas que haba comenzado

durante el oligoceno, sigui adelante, acabando de forma los Alpes en Europa, el

Himalaya en Asia y las cadenas montaosas del continente americano. Los

sedimentos producidos por la erosin de estos sistemas se depositaron en

cuencas marinas poco profundas, para terminar convirtindose en la localizacin

de ricos depsitos petrolferos en California, Rumania y la costa oeste del mar

Caspio.

El clima del mioceno era ms fresco que el de la poca precedente. En el

hemisferio sur se haba establecido ya un sistema circumplanetario de corrientes

ocenicas, que aislaba a la Antrtida de las corrientes ms clidas del resto del

mundo. Esto favoreci la aparicin de un gran casquete de hielo antrtico. En el

hemisferio norte, grandes reas antes cubiertas por espesos bosques se

convirtieron en grandes praderas.

50

La fauna del mioceno contempla la aparicin del mastodonte, al igual que el

mapache y la comadreja. Durante esta poca, los grandes simios, relacionados

con el orangutn, vivan en Asia y en la parte sur de Europa.

El Plioceno se extiende desde hace 5,2 millones de aos hasta 1,6 millones de

aos atrs. En el oeste de Norteamrica, la subduccin de la placa tectnica del

Pacfico contribuy a la elevacin de sierra Nevada y de la cordillera volcnica de

las Cascadas. En Europa, los Alpes continuaron su ascensin apoyados por el

movimiento de la tectnica de placas que empujaba y combaba la corteza en una

regin amplia de este continente. Al final del mioceno, la colisin de las placas

africana e ibrica haba formado el sistema btico-rifeo y cortado la

comunicacin entre el Mediterrneo y el Atlntico, con lo que se produjo la

desecacin del primero, en cuya cuenca se instal un clima rido depositndose

grandes cantidades de sales. Al iniciarse el plioceno se volvi a abrir el paso y el

Mediterrneo se llen de nuevo.

El clima se hizo ms fro y seco. Los mamferos se haban establecido desde haca

tiempo como la forma de vida vertebrada dominante y es durante el plioceno

cuando se produce la evolucin de un grupo de primates, los homnidos, con

diversas especies, desde los Australopitecinos al Homo habilis y al Homo erectus,

consideradas antepasados directos del Homo sapiens.

Historia geolgica: el Cuaternario

El Cuaternario es el periodo del Cenozoico que empez hace 1,64 millones de

aos y comprende hasta nuestros das. El cuaternario se divide en Pleistoceno, la

51

primera y ms larga parte del periodo, que incluye los periodos glaciales, y la

poca reciente o postglacial, tambin llamada Holoceno, que llega hasta nuestros

das.

Al Pleistoceno se le llama a veces "la era del Hombre", porque los humanos

evolucionaron en este periodo. En el siguiente periodo, el Holoceno, los seres

humanos fueron capaces de desarrollar una vida organizada en grupos sociales a

la que llamamos civilizacin.

El Pleistoceno, la edad de hielo

En la primera parte del Cuaternario, llamada Pleistoceno, el hielo se extendi en

forma de glaciares sobre ms de una cuarta parte de la superficie terrestre. En las

regiones libres de hielo, la flora y la fauna dominantes eran esencialmente las

mismas que las del perodo anterior, el Plioceno.

Un sistema glaciar estaba centrado sobre Escandinavia, y se extenda hacia el sur y

hacia el este a travs del norte de Alemania y el oeste de Rusia, y hacia el

suroeste sobre las islas Britnicas. El segundo gran sistema glaciar del hemisferio

norte cubra la mayor parte de Siberia. Otro sistema glaciar cubri Canad y se

extendi hasta Estados Unidos.

Las regiones rtica y antrtica estaban tambin cubiertas de hielo, al igual que la

mayora de los picos de las montaas altas de todo el mundo. Los efectos

52

topogrficos de la accin de los glaciares durante el Pleistoceno son perceptibles

todava en buena parte del mundo.

A finales del pleistoceno, no obstante, en Norteamrica se haban extinguido

muchas especies de mamferos, incluidos la llama, el camello, el tapir, el caballo y

el yak. Otros grandes mamferos, como el mastodonte, el tigre dientes de sable y

el perezoso terrestre, se extinguieron en todo el mundo.

Mientras se acumulaba hielo y nieve en las latitudes altas, en las ms bajas

aumentaban las lluvias, lo que permiti que la vida vegetal y animal floreciera en

reas del norte y el este de frica que hoy son yermas y ridas. Se han

descubierto pruebas de que el Sahara estuvo ocupado por cazadores nmadas,

as como por jirafas y otros rumiantes durante el pleistoceno tardo.

El Holoceno: nace la civilizacin

Durante la poca reciente, el Holoceno, que comenz hace unos 10.000 aos, el

deshielo hizo subir treinta o ms metros el nivel del mar, inundando grandes

superficies de tierra y ensanchando la plataforma continental del oeste de Europa

y el este de Norteamrica. En general, es una poca de clima clido, en el que se

asientan las actuales distribuciones geogrficas de la fauna y la flora.

Los seres humanos empezaron a organizarse en grupos sociales que se

concentraban en "ciudades" (de ah proviene la palabra "civilizacin").

Paulatinamente empezaron a compaginar la caza y la pesca con la agricultura y la

53

ganadera, lo que provoc el asentamiento en lugares estables y el abandono de la

vida nmada.

A pesar de que, como periodo geolgico, se extiende hasta nuestros das, el

estudio del Holoceno se extiende hasta la invencin de la escritura. El primer

escrito que se conoce se atribuye a los sumerios de Mesopotamia, hace unos

5.000 aos. A partir de este momento empieza lo que llamamos "historia".

54

Captulo 4

La Tierra La Tierra como planeta

Una vez iniciados en el contenido de la geologa y algunos de sus conceptos fun-

damentales, podemos empezar con un examen detallado de la Tierra.

Como el resto de los planetas del Sistema Solar, la Tierra se form hace ms

de 4 mil 500 millones de aos. Probablemente se condens a partir de rezagos

del gas y polvo interestelar que acompaaban al Sol en su continuo viaje por el

Universo.

La Tierra en cifras

Parmetro Valo

r

Otr

o Dimetro ecuatorial 12 756,8 km Radio Ecuatorial: 6 378 km

Dimetro polar 12 713,8 km Radio polar: 6 357 km

Diferencia de

dimetros

43,0 km

Circunferencia media 40 009 km

Inclinacin del eje 23,50

Superficie terrestre 29,22 %

Superficie de Mar 70,78 %

Superficie total 510 millones

km2

Densidad media 5,527 g/cm3

Masa 5,97*1024 kg

Altura mxima 8 884 m (29 146 pies) Everest

Profundidad mxima 11 034 m

(36 200 pies)

Fosa de las Marianas (Islas

Marianas del Norte) Velocidad 200 km / seg

Velocidad orbital 30 km / seg

55

Movimientos de la Tierra

Los cuatro movimientos ms importantes son:

Movimiento de traslacin. Se realiza alrededor del Sol en 365,26 das (365 das

5 horas 48 minutos 45 segundos) en una rbita elptica ligeramente alargada. Este

movimiento origina la inclinacin del eje terrestre y las cuatro estaciones del ao.

Cuando los rayos solares caen perpendicularmente sobre el ecuador se produ-

cen los equinoccios de primavera y verano; cuando caen de manera perpendicu-

lar a los trpicos dan origen a los solsticios de otoo e invierno.

Movimiento de rotacin. 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 ms 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 sucesin del da y la noche.

- La orientacin espacial a travs de los puntos cardinales: norte, sur, este y

oeste. - La fuerza de Corioles, por la cual en el hemisferio norte los vientos se desvan

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 precesin. Es el movimiento de los equinoccios en la eclptica

56

y tiene una duracin de 25 mil 868 aos. Recibe tambin el nombre de Movi-

miento de Precesin de los Equinoccios e influye en la cantidad de radiacin.

Movimiento de nutacin. Este movimiento es en realidad una variacin peri-

dica en la inclinacin del eje de la Tierra provocada por la atraccin gravitacional

del Sol y de la Luna. El eje experimenta cambios de pequea amplitud en el n-

gulo de inclinacin con periodos de 19 aos.

Estructura externa de la Tierra

En la Tierra se presentan cuatro esferas: atmsfera, hidrosfera, biosfera y

litosfera.

Fig. 9. Interrelaciones de las geoesferas.

Estructura interna de la Tierra

La estructura interna del planeta se ha logrado determinar principalmente a

travs de una serie de estudios geofsicos, en especial los ssmicos, los cules

brindan una idea de conjunto, tal como se puede observar en la figura siguiente:

57

Fig. 10. Estructura interna de la Tierra (Adaptado de Beatty, 1990).

La Geologa es la ciencia de la litosfera y sus relaciones con las otras esferas. En ese sentido, de la interrelacin entre litosfera y atmsfera surge, por ejemplo,

el estudio de los procesos de erosin y meteorizacin; la interrelacin entre hi-

drosfera y litosfera da como objetos de estudio el agua subterrnea, el transpor-

te en el agua, el ambiente de ro, entre otros. Mientras que de la relacin entre

biosfera y litosfera se pueden tomar como puntos de anlisis la vida en las pocas

pasadas, la evolucin, los fsiles y, en general, la paleontologa.

Atmsfera

Capa gaseosa que rodea la tierra donde los gases se distribuyen por su densidad.

Est constituida principalmente por nitrgeno (78%), oxgeno (21%), anhdrido

carbnico (0,03%), argn y nen (vapor de agua y polvo atmosfrico). Partes:

a. Troposfera. Zona inferior de la atmsfera donde se producen todos

los fenmenos meteorolgicos.Tiene un espesor de 12 km a 16 km.

58

b. Estratosfera. Zona superior en donde se halla la Capa de Ozono que impi-

de el paso de los rayos ultravioleta. Se trata de una zona tranquila (carece casi de nubes) muy apreciada por sus cualidades aerodinmicas.

c. Ionosfera. Zona donde los gases estn provistos de carga elctrica. All se

reflejan las ondas de radio y se originan las auroras boreales.

Hidrosfera

Es la masa lquida de la Tierra, comprende los ocanos, ros y lagos. La mayor

parte de su composicin es de cloruros de sodio y magnesio.

Litosfera

Es la envoltura slida de la Tierra y tiene un espesor promedio de 50 km. Com-

prende dos capas: la corteza y el manto.

Corteza terrestre

La corteza terrestre se divide en corteza ocenica y corteza continental. La

primera incluye los continentes y los sectores del mar de baja profundidad; en

la segunda se encuentran los sectores ocenicos de alta profundidad. La corteza

continental tiene una composicin qumica diferente de la corteza ocenica, sta

posee mayor cantidad de aluminio, hierro, magnesio, calcio y potasio.

Abundancia promedio de elementos en las rocas de la corteza

terrestre

(Segn Clarke y Washington, 1924)

Elemento Porcentaj

e Oxgeno 46,60

Silicio 27,72

Aluminio 8,13

Fierro 5,00

Calcio 3,63

Sodio 2,83

Potasio 2,59

Magnesio 2,09

Titanio 0,44

Hidrgeno 0,14

Fsforo 0,12

59

Composicin qumica de la corteza continental y corteza ocanica

Elemento qumico Corteza

continental

(en

%)

Corteza

ocenica

(en

%)

Cuarzo dorado (SiO ) 2

60,

2

48,

7 xido de aluminio (Al O ) 2 3

15,

2

16,

5 xido frrico (Fe O ) 2 3 2,5 2,3

xido frroso (FeO) 3,8 6,2

xido de magnesio

(MgO)

3,1 6,8

xido de calcio (CaO) 5,5 12,

3 xido de sodio (Na2O)

3,0 2,6

xido de dipotasio (K O) 2

2,9 0,4 El anlisis qumico de los minerales de las rocas se expresa segn el porcentaje

de los xidos, siendo la composicin qumica de stos del 99,50%: Cuarzo do-

rado = 59,07%, xido de aluminio =15,22%, xido ferroso y xido frrico =

6,81%.

Otras diferencias entre las cortezas

Parmetro Corteza continental Corteza

ocenica Peso especfico Menor (ms liviano) Mayor (ms

pesado) Espesor Grueso (30-70 km) Delgado (6-8 Km.)

Altura respecto al nivel

del mar

Va de -200 m hasta 8

884 m

Fondo del mar

Edad Antigua Ms joven

(jursico) Rocas Ricas en slice Pobres en slice

La corteza continental es ms liviana que la corteza ocenica, por ello sta se

encuentra principalmente en regiones ms profundas.

Corteza continental

Capa superior conocida tambin con el nombre de SIAL por su composicin

de slice y almina; forma los continentes y es grantica y rgida. Adems, es un

conglomerado de rocas magmticas, sedimentarias y metamrficas que poseen

uranio, potasio, torio y silicio. Su espesor vara de 10 km a 70 km. La disconti-

nuidad* de Moho se encuentra a 65 kilmetros y est separada del SIMA por la

discontinuidad de Conrad.

* Las discontinuidades son variaciones de velocidad de las ondas ssmicas.

60

Corteza ocenica

Capa media conocida tambin con el nombre de SIMA por la alta presencia de

slice y magnesio. Es de caracterstica basltica y de mayor densidad que el SIAL.

Su espesor vara de cinco a ocho kilmetros. La discontinuidad de Moho se

encuentra a cinco kilmetros.

Cobertura sedimentaria

Es discontinua, de espesor y composicin variables. Esta pelcula sedimentaria se

compone de material derivado de las rocas primarias debido a la actividad ince-

sante de los agentes externos de erosin, transporte y deposicin.

La corteza terrestre limita con el manto en la discontinuidad ssmica de Moho-

rovicic.

Manto

Cascarn que limita en su parte inferior con la discontinuidad de Gutenberg y en

la parte superior con la discontinuidad de Mohorovicic. Est constituida principal-

mente por peridotitas y pirolitas con una densidad que vara entre 3,3 y 5,7.

61

El manto superior est dividido del manto inferior por una zona llamada astenos-

fera, de donde procede la energa y las fuerzas responsables de la expansin del

fondo ocenico, de la deriva continental, de la orognesis (conjunto de procesos

que originan las cadenas montaosas) y los terremotos mayores. Alcanza una

profundidad promedio de 2 mil 900 kilmetros.

Se cree que la astenosfera es la zona donde se genera el magma, nombre gene-

ral con el que se denomina a las rocas gneas formadas por el enfriamiento y la

solidificacin de materia rocosa fundida.Tiempo atrs, el proyecto Upper Mantle

ProjectMohole se traz el objetivo de explorar el manto, pero slo pudo llegar a los 180 metros de profundidad y fue abandonado en 1966 por serias dificulta-

des tcnicas y econmicas.

Ncleo

Se le conoce tambin como NIFE por su composicin predominante de hierro

y nquel. En su parte ms externa tiene una conformacin lquida respecto a las

ondas transversales S; en su parte interna es slido. Entre ambas zonas se halla la

discontinuidad de Lehmann. El ncleo est separado del manto por la disconti-

nuidad de Gutenberg. Su densidad es de 12. Esta zona es una consecuencia de la

atraccin gravitatoria sobre materiales de diferente densidad.

Biosfera

Es la esfera de la vida, constituida principalmente por carbono, oxgeno, hidrge-

no, nitrgeno y fsforo.

Continentes y ocanos

Las principales caractersticas de la superficie terrestre se observan inspeccio-

nando cuidadosamente un globo terrqueo, en donde se aprecia la distribucin

de los continentes y ocanos. La tierra firme slo representa el 29% de la Tierra,

el resto lo cubren los ocanos.

Superficie de

los

continentes

Superficie de los ocanos

Mares someros Mares profundos

9 * 107 km2 27 * 107 km2 18 % 53 %

29 % 15 * 107 km2 71 % 36 * 107 km2

62

Continentes

Grandes masas rocosas (magmticas, sedimentarias o metamrficas) que se que

se encuentran en cota positiva o altura con respecto al nivel del mar. Ocupan

slo el 30% de la superficie terrestre. Al hemisferio norte se le conoce como

Hemisferio Continental, pues contiene la mayor superficie continental. Son cinco

y estn surcados por cordilleras: Amrica, Eurasia, frica, Antrtida y Oceana.

Las montaas ms elevadas del mundo conforman la cordillera del Himalaya,

donde tenemos al monte Everest, con 8 884 metros de altura.

Ocanos

Parte ocupada por agua marina que representa el 70% de la superficie terrestre.

Al hemisferio sur se le conoce como el Hemisferio Ocenico pues est bsi-

camente cubierto por el ocano. Los ocanos son cinco, el ms extenso es el

Pacfico, luego tenemos al Atlntico, ndico, Glacial rtico y Antrtico. Presenta

las zonas ms profundas, conocidas como fosas, la mayor es la Fosa de las

Marianas, con 11 mil 34 metros de profundidad. Adems estn las de Guyots,

Montes Marinos, Dorsales, entre otras.

En nuestros das, los rasgos topogrficos estn ligados a dos sistemas que rodean

al globo terrqueo, estos son el Cinturn Circunpacfico y el Cinturn Alpino-

Himalayense. Ambos se caracterizan por anomalas geofsicas de diverso tipo y

son zonas de gran actividad ssmica y volcnica.

El resto de la corteza corresponde a los escudos que son regiones relativamente

estables.

Curva ipsogrfica

63

La Tierra muestra una distribucin bimodal de las alturas, es decir tiene dos cotas

ms frecuentes: cuatro mil 700 metros bajo el nivel del mar y 100 metros sobre

el nivel del mar. Si existiera un tipo de corteza, se esperara matemticamente

slo una cota ms frecuente con una distribucin gaussiana. Pero la bimodalidad

de la distribucin de cotas dice claramente que hay dos tipos de corteza: uno

que se encuentra generalmente en los 4 mil 700 metros bajo del nivel del mar

(corteza ocenica) y otro mayormente en los 100 metros sobre el nivel del mar

(corteza continental).

Isostasia

El concepto de equilibrio isostsico de materiales superficiales ha sido perfeccio-

nado desde la publicacin de las hiptesis de Airy y Pratt, que han sido llamadas

isostasia. En esencia, estas hiptesis sostienen que el peso total de roca entre

el centro de la Tierra y la superficie terrestre en cualquier punto es constante,

cualquiera sea su posicin en ella. De esta manera la superficie terrestre puede

64

ser considerada como isostsicamente equilibrada.

Las consecuencias que se deducen del concepto de equilibrio isostsico son:

Las rocas de la superficie deben ser considerablemente menos densas que las

que se encuentran en la parte inferior. El substrato de los materiales superficiales debe comportarse como un fluido.

La corteza no debe ser muy resistente. Se ha reportado anomalas negativas en los macizos montaosos, lo cual indi-

ca que los materiales que los constituyen son de baja densidad. La fuerza de la gravedad no es constante en toda la superficie terrestre. Una

partcula situada sobre ella es atrada con diferente densidad hacia la Tierra

segn su elevacin.

Puede decirse entonces que los continentes se comportan como una masa de

SIAL (2,7) en equilibrio isostsico sobre un SIMA (3,2) profundo de densidad

mayor y dotado de cierta viscosidad. Esta estructura sera algo parecida a los

tmpanos de hielo que flotan en el mar.

65

Deriva continental

Hoy, la gran mayora de gelogos acepta como un hecho que la distribucin ac-

tual de los continentes es el resultado de la separacin y unin de formaciones

previas. La historia de la Teora de la Deriva Continental, formulada por Alfred

Wegener en 1912, es un episodio particularmente apasionante de la historia de

las Ciencias de la Tierra.

Esta teora est cambiando la visin cientfica de varias especialidades de la Geo-

loga porque las corrientes del mar y el clima global dependen de la configura-

cin de los continentes; la evolucin y el desarrollo de la vida dependen de la

separacin de los continentes; y los modelos geolgicos clsicos de la geologa

estructural, de la formacin de montaas, de la formacin de depsitos minerales

y de la sismologa no funcionan con la deriva continental.

Fig. 15. La deriva continental y su influencia en algunas Ciencias de la

Tierra. La hiptesis de la deriva de los continentes fue propuesta por Alfred Wegener

en su libro El origen de los continentes y de los ocanos y se bas en los siguientes

argumentos:

1. Ajuste de los continentes. Una simple mirada a un atlas o a un globo te-

rrqueo permite ver que las costas atlnticas de Sudamrica y frica tienen

contornos bastante parecidos. La semejanza del contorno dibujado en el ta-

lud continental en la parte oriental de Sudamrica y el mismo contorno en el

talud continental de frica occidental es extraordinaria. El mejor ajuste visual

66

del contorno submarino fue hecho en 1958, a 200 metros de profundidad, y

refuerza la idea de que Sudamrica y frica estaban unidas. 2. Comparacin de la geologa. En sentido general los tipos de argumentos

que se buscan son semejanzas en la sucesin estratigrfica, en la fauna y la

flora conservadas en ella y en los cinturones orognicos que cruzan la sepa-

racin.

3. Glaciacin permocarbonfera. Los depsitos glaciales aportan general-

mente una prueba mucho mejor (Tillita), que en muchos lugares alcanzan un

espesor de 600 metros. Asimismo, hay cantos rodados errticos en Sudam-

rica que provienen de frica. 4. Argumentos paleomagnticos. La datacin de la ruptura es de 200 mi-

llones a 50 millones de aos (comienzos del mesozoico). Se produjeron los

siguientes montajes:

a. Gondwana.Tena una antigedad de 500 millones de aos y comprenda

frica, Amrica del Sur, Australia y la India.

b. Laurasia. Con 370 millones de aos, agrupaba a los actuales territorios

del hemisferio norte: Amrica del Norte, Groenlandia y Eurasia.

c. Pangea. Es el gran supercontinente que result de la unin de Gondwana

y Laurasia. Su antigedad era de 280 millones a 190 millones de aos. Interpretacin de la teora Wegener parte de la hiptesis de que hace unos 250 millones de aos los con-

tinentes estaban unidos en un solo bloque que l denomina Pangea (Toda la

Tierra). Desde esa perspectiva, Sudamrica encajaba con frica y Norteamrica

estaba unida a Europa; la Antrtida y Australia tambin estaban unidas y la India y

Madagascar formaban un solo bloque, que a su vez estaba unido a Sudamrica.

Con el tiempo apareci una g