RESUMEN DE CONTENIDOS

Objetivo: Reconocer conceptos de Geología, según su aplicación en ingeniería.

GEOLOGIA GENERAL

¿Qué es Geología?

Geología, del griego geo, «Tierra», y logos, «discurso». Geología es la ciencia que busca la

comprensión de la Tierra, ya sea la composición, su estructura, fenómenos que han ocurrido

históricamente como también la evolución de la vida. Esta es una ciencia descriptiva, genética y

evolutiva.

Tarbuck menciona en su libro Ciencias de la Tierra que Geología es: “ciencia que persigue la

comprensión del planeta tierra, su forma, composición y cambios que está experimentando”

Otro autor de importancia dentro de la rama geológica, es Arthur Sthraler, él define como

Geología como la “Ciencia de la parte sólida de la tierra incluidos, origen e historia de la tierra,

materiales que incluyen y procesos que actúan en la tierra y su superficie”

Esta ciencia es de importancia ya que aporta para el aprovechamiento de recursos naturales

implicando en la economía de algunos países. Además es relevante como estudio previo para la

prevención de riesgos geológicos, aplicando a los campos de agricultura, obras, minerías, etc.

La ciencia geológica se ha dividido en dos amplias áreas, conocidas también como ramas: la

geología física y la geología histórica.

Geología Física: Estudia los materiales que componen la tierra y procesos que se llevan a

cabo de manera interna, como externa de la superficie terrestre.

Geología Histórica: Estudia el origen de la tierra y su evolución en el tiempo. Se contempla

el estudio de acontecimientos y procesos históricos con el fin de reconstruir el pasado de

lo que han hoy se conoce como tierra. Busca ordenar de forma cronológica los sucesos

físicos y biológicos ocurridos con anterioridad.

El estudio de la Geología cuenta con numerosas especialidades, las cuales se dedican al estudio

específico de propiedades que se encuentran presentes dentro de la ciencia. Las más conocidas

son:

Estratigrafía: Área de la geología histórica dedicada al estudio de la historia de la tierra por

medio de su disposición original, contando como referencia las capas de rocas (edad y

formación), y el ambiente en donde se encuentran el sitio de interés.

Hidrogeología: Área de la geología que se dedica al estudio de las propiedades, y

características que presentan las aguas subterráneas, considerando la interacción

existente entre roca, suelo y agua.

Mineralogía: Área que se dedica al estudio de las propiedades tanto químicas como físicas

de los minerales como también sus procesos de formación. La clasificación de minerales se

encuentran enmarcadas dentro de esta especialidad geológica.

Cristalografía: Ciencia dedicada al estudio de la forma interna de los minerales, cristales,

la forma de cristalización y estructuras.

Sismología: Ciencia que estudia la formación de terremotos y sismos que ocurren en la

tierra, como también las señales sísmicas.

Paleontología: Área de la geología histórica que se dedica al estudio de seres que vivieron

en épocas pasadas, trabajan con fósiles tanto vegetales como animales.

Sedimentología: Estudio del proceso de formación y transporte de sedimentos. Se estudia

el ambiente en donde se encuentra la deposición y las propiedades que pueda tener el

agua que se encuentra en el proceso de sedimentación.

Geofísica: Área de la geología en donde se aplican tanto principios como métodos de física

en el estudio de la tierra. Estudian forma, dimensiones y estructuras.

Petrología: Ciencia que estudia la formación y las características de los diferentes tipos de

rocas existentes.

Volcanología: Estudio de la formación de volcanes, características, erupciones y

resultados de esta.

METODO CIENTIFICO

Dentro del estudio científico existen dos tipos, los métodos de investigación que busca hallar o

descubrir alguna solución sobre un tema en específico, y existe los métodos de validación que

buscan controlar posteriormente si alguna solución es legítima y aceptable.

El método científico forma parte de los métodos de investigación y se define como “un conjunto

de procedimientos que se llevan a cabo en una investigación que busca descubrir, demostrar y

obtener una extensión de conocimientos sobre algún tema”. Este, debe ser racional, analítico,

claro y aplicable.

La estructura del método científico cuenta con cinco pasos:

- Planteamiento del problema: Es el primer paso que cuenta con la característica de

observar ya que por medio de este procedimiento se logra detectar, plantear y describir

un problema.

Dentro de este paso se encuentra el reconocimiento de los hechos, en donde se examinan

y seleccionan situaciones, le sigue el descubrimiento del problema que es cuando se

descubre alguna incoherencia en el estudio para terminar con la formulación del problema

que es donde se plantea uno como investigador preguntas que pueden ser solucionables

por medio del conocimiento científico.

- Hipótesis: Corresponde al paso en donde se plantean posibles explicaciones, predicciones

y deducciones sobre un problema ya detectado. Esta presentación de supuestos puede ser

declarativa, enunciativa o interrogativa. Estas deben de contar con poder explicativo, ser

comparable, hacer concordar con datos existentes y relacionarlos entre estos.

La hipótesis debe estructurarse con una parte objetiva y otra subjetiva. La parte objetiva

corresponde a que debe sustentarse en los hechos ocurridos, que exista alguna

comprobación en cuanto al tema. En el caso de la parte subjetiva viene a ser aquella que

se estructura en base a intuiciones, sensibilidades e imaginación del investigador.

- Experimentación: Durante esta etapa se pueden ejercer diferentes disciplinas científicas.

Como actividades se llevan a cabo el registro y análisis de datos que permiten determinar

relaciones entre estos.

- Comprobación de resultados: Esta es la etapa de comprobación de los enunciados

propuestos en la etapa de hipótesis por medio de la experimentación controlada, la cual

ha sido un paso previo. Después de haber aplicado diferentes técnicas de investigación, se

logra la verificación, comprobación y demostración de las especulaciones que fueron

planteadas en la etapa de hipótesis.

El procesamiento de datos busca encontrar, ordenar y clasificar información el cual

ayudará a comprobar o disprobar aquellas suposiciones que han sido planteadas en el

momento de plantear la hipótesis.

- Difusión de resultados: Las investigaciones tienen como fin el conocimiento científico, es

por esto que en esta etapa es cuando se difunde el nuevo saber que se ha adquirido, por

medio de publicaciones científicas, portales, informes, etc.

Estos resultados se pueden aplicar a campos de estudios en donde el conocimiento

permita utilizar tanto la metodología como los datos obtenidos.

Para la presentación de estos datos Eli de Gortari, menciona que se debe de realizar un

informe que contenga:

1. Introducción (Razones y propósitos del trabajo, hitos de conocimiento, pasos de

avance y explicación de lo que se trata de formular; Datos que se tomaron y

desecharon para la realización de la investigación; posibilidades y limitaciones que se

hayan podido insinuar con anterioridad a la investigación; exposición de método

utilizado)

2. La tesis (propósito de la investigación; plantear hipótesis y la forma que se pondrá a

prueba; hechos o relaciones descubiertas; resumen de hechos al problema

presentado; descripción de técnicas utilizadas; relación de experimentos propios o

demostraciones que formen parte de lo esencial de la investigación; presentación de

tablas explicativas y gráficas)

3. Enumeración de resultados (Se formulan los resultados, se expone la metodología

empleada mencionando los procedimientos tanto teóricos como prácticos)

4. Discusión de los resultados (Presentación abreviada y explicita del proceso lógico que

llevó a la conclusión, incluye interpretación y demostración de las relaciones

comprobadas con la experiencia)

5. Conclusiones: (Culminación lógica del trabajo, se deben incluir las implicancias

legítimas de la investigación)

TIEMPO GEOLOGICO

Dentro del estudio de la geología, se ha reconocido que el tiempo geológico es demasiado largo,

ante esta situación durante el siglo XIX, antes del descubrimiento de la radioactividad solo se

conocía que la tierra tenía muchos años, que habían ocurrido episodios de formación y erosión

pero no se podía calcular la edad de la tierra. John Weslesy Powell, quien dirigió por primera vez

una expedición al gran cañón, descubrió que la historia de la tierra se encontraba presente en las

rocas, que estas guardaban los acontecimientos y las formas de vida pasada.

Durante el estudio de la historia de la tierra, los investigadores de siglos atrás lograron deducir que

la tierra cuenta con mucha más edad de la que puedan imaginar, por lo mismo se dedicaron a

buscar fechas, sin embargo hasta el siglo XIX solo se logró trabajar por medio de la datación

relativa.

La datación relativa es aquella que menciona que los acontecimientos son ordenados en secuencia

u orden apropiado, no da una fecha numérica sobre la edad de una roca, sino que menciona el

orden en el que ocurren las cosas, que pasó antes y que pasó después.

Uno de los principales exponentes fue Nicolas Steno, quien presenta dos principios:

- Ley de superposición: “cada estrato es más antiguo que el que tiene por encima y más

joven que el que tiene por debajo.” La ley de superposición establece el orden de las capas

de roca sedimentarias y lava.

- Principio de horizontalidad original: “las capas de sedimento se depositan en general en

una posición horizontal” Se reconoce que la horizontalidad original se mantiene cuando

los estratos rocosos se encuentran planos, en el caso de existir plegamientos e inclinación

se menciona que ha habido perturbación de corteza.

Otros principios que se están enmarcados dentro de la datación relativa son:

- Principio de intersección: Es cuando una falla atraviesa otras rocas o cuando hace

intrusión y cristaliza.

“La falla A se produjo después de que se depositara el estrato de arenisca, porque «corta» la capa. De igual

manera, la falla A se produjo antes de que el conglomerado se sedimentara porque la capa no está afectada.

También podemos afirmar que el dique B y el sill asociado con él son más antiguos que el dique A, porque este

último corta al sill. De la misma manera, sabemos que bs batolitos fueron emplazados después de que se

produjera el movimiento a lo largo de la falla B, pero antes de que se formara el dique B. Esto es así porque el

batolito atraviesa la falla B mientras que el dique B corta el batolito.”

Fuente: Tarbuck E (2007), Ciencias de la tierra. P259

- Inclusiones: Corresponde a fragmentos de unidades de rocas, que quedaron encerrada

dentro de otra roca. La masa de rosa que está cercana a la roca que contiene inclusiones,

debió de estar primero para así proporcional fragmentos de roca, por lo tanto la masa que

contiene las inclusiones es la roca más joven.

“Las inclusiones de la roca ígnea intrusiva en el estrato sedimentario adyacente indican que la capa

sedimentaria se depositó encima de una masa ígnea meteorizada, y no que hubiera intrusión magmática

desde debajo que después cristalizó.”

Fuente: Tarbuck E. (2007), Ciencias de la tierra. P260

- Discontinuidades estratigráficas: Demuestra en un largo periodo en donde fue

interrumpida la sedimentación, la erosión eliminó rocas que se encontraban formadas

para después continuar con el depósito.

En el caso de las deposiciones sin interrupción se dice que son concordantes.

Dentro de las discontinuidades se encuentran tres tipos:

- Discordancia angular: Consiste en rocas sedimentarias inclinadas o plegadas sobre las

que reposan estratos con consistencia más plana y joven, esta indica una pausa en la

sedimentación mientras se produce una etapa de deformación y erosión.

- Paraconformidad: Las paraconformidades son más comunes pero menos claras ya que

los estratos que se encuentran situados a los costados son en esencia paralelos, son

difíciles de identificar porque las rocas que se encuentran tanto por encima como por

debajo son similares

- Inconformidad: Corresponde a la ruptura que separa rocas ígneas, metamórficas con más

edad con aquellas que se encuentran depositadas en estratos más jóvenes.

Para la elaboración de la escala de tiempo geológico se requiere de:

- Correlación de capas rocosas: Estudios en donde se busca emparejar rocas de edades similares en diferentes regiones, esto sirve para conocer la historia geológica de los

lugares en donde se toman las muestras.

- Estudio de fósiles: Busca conocer la naturaleza de las formas vivas que existieron en un

momento en concreto, con el fin de comprender las condiciones ambientales que

existieron en el pasado. Perteneciente al área de la Paleontología, busca por medio del

estudio de vidas vegetales y animales acontecimientos, hechos para reconstituir la historia

geológica del área de estudio.

La datación con radioactividad busca por medio de la aplicación de la física obtener fechas

numéricas fiables para datar algunos acontecimientos del pasado geológico. Esta corresponde a la

descomposición de ciertos núcleos inestables, la velocidad de esta desintegración darán la fecha

correspondiente al acontecimiento geológico.

La geología se ha dividido en variables de diferentes unidades de tiempo, los 4500 millones de

años que tiene la tierra se disponen en eón, era, periodo y épocas. Se representa por medio de un

gráfico en donde se plasma el tiempo en años que han transcurridos, en donde los episodios más

antiguos se encuentran abajo y los jóvenes se disponen en la parte superior.

Los eones Hádico, Arcaico y Proterozoico, forman el Precambrico y se diferencia del Faneozoico

(último eón) que es donde comienza a haber “vida visible”. Este eón cuenta una apropiada

descripción ya que los fósiles encontrados de ese tiempo cuentan con tendencias evolutivas. El

faneozoico se divide en tres eras; Paleozoica (vida antigua), mesozoica (vida media) y cenozoica

(vida reciente). En el mismo eón, esto quiere decir, en las últimas tres eras existen diez periodos

de tiempo que ayudan a entender mejor la distribución de acontecimientos según millones de

años. Existe mayor especificación de los últimos periodos y épocas por los fósiles que han sido

analizados hasta la fecha.

Fuente: Tarbuck E. (2007), Ciencias de la tierra.

UNIFORMITANIARISMO O UNIFORMISMO

La geología moderna se inició cuando Jame Hutton en su libro “Theory of the Earth” (1785)

establece que las leyes físicas, químicas y biológicas que se encuentran actuando en la actualidad,

en algún momento del pasado igual lo hicieron, por lo tanto los procesos y las fuerzas que hoy se

encuentran formando lo que conocemos como planeta tierra, años atrás igual ocurrieron.

Actualmente podemos reconocer que los postulados de Hutton, siguen siendo viables ya que el

postulado “el presente nos permite una percepción del pasado” cobra vida al momento que

ocurren procesos geológicos.

Una de las características de los postulados de Hutton, es que la tierra no ha sido moldeada por

hechos repentinos, sino que han sido procesos lentos y graduales, así como actúan el viento, el

agua y el clima haces años atrás lo hicieron de la misma forma.

Charles Lyell fue otro exponente de uniformismo, al igual que Hutton, menciona en su obra

“Principios de geología” la teoría de que la tierra se formó por las mismas fuerzas que rigen

actualmente, que los fenómenos geológicos ocurridos en el pasado ocurren actualmente a esto

hay que sumar que Lyell distingue dos procesos: fenómenos acuosos (erosión y sedimentación) e

ígneos (volcanes y sismos) Además de apoyar la tesis de uniformismo, aporta al gradualismo, el

cual menciona que todo lo ocurrido pasa de forma gradual oponiéndose al catastrofismo expuesto

en el estudio de la geología antigua.

ESTRUCTURA DE LA TIERRA

La tierra cuenta con una formación según su composición química y física, la que es conocida por

la mayoría de las personas, es la formación química y consta de 3 capas:

- Corteza: Corresponde a la capa externa, de formación rocosa la cual se divide en corteza

oceánica (7 kilómetros aprox. de grosor compuesta de roca ígnea) y corteza terrestre (35 a

40 kilómetros, en lugares puede superar los 70 kilómetros, compuestas por muchos tipos

de roca) En cuanto a la datación en el caso de las rocas continentales se han encontrado

algunas con edades superiores a los 4.000 millones de años a diferencia de las rocas de la

corteza oceánica que son más jóvenes, se han encontrado por 180 millones de años e

incluso menos.

- Manto: Corresponde al más 82% del volumen de la tierra, cuenta con una profundidad

aproximada de 2.900 kilómetros. El tipo de roca que interactúa en el manto va sufriendo

cambios según donde se encuentre ubicada, a mayor profundidad la roca se va

cristalizando y volviendo más compacta, esto quiere decir que comienza a tomar mayor

densidad.

- Núcleo: En cuanto a la composición del núcleo, se encuentra el hierro, y níquel como

aleación, en cantidades menores se menciona la presencia de oxígeno, silicio y azufre.

Existe también la clasificación de capas según sus propiedades físicas, en este caso se divide en 5:

- Litosfera: Corresponde a la capa externa de la tierra, comprende la corteza y manto

superior, tiene un grosor de unos 100 kilómetros y puede alcanzar 250 kilómetros de

grosor, en el caso de las cuencas oceánicas mide menos de 100 kilómetros.

- Astenosfera: Subdivisión del manto que se encuentra localizado por debajo de la litosfera,

de consistencia blanda, en donde la parte superior de esta capa cuenta con las

característica de contar con roca fundida, ya que se aproxima a su punto de fusión, esta

permite a la listosfera moverse de manera independiente a la astenosfera

- Mesosfera: Parte del manto conocido también como manto inferior, cuenta con rocas muy

calientes y son capaces de fluir de forma gradual.

- Núcleo externo: Compuesta con aleación de hierro y níquel, cuenta con una capa liquida

de 2.270 kilómetros de grosor. El hierro metálico y las corrientes convectivas que

provocan en esta zona general el campo magnético de la tierra.

- Núcleo interno: Cuenta con una temperatura más elevada, tiene mayor resistencia que el

núcleo externo y se comporta como un sólido

Fuente: Tarbuck E. (2007), Ciencias de la tierra.

CICLO GEOLOGICO

El ciclo geológico corresponde a la sucesión de procesos dinámicos que se llevan a cabo dentro de

la corteza terrestre, estos procesos pueden ser endógenos y exógenos.

En el ciclo geológico se encuentran tres etapas:

- Gliptogénesis: Es cuando procesos externos dan como resultado materiales de la corteza

son desintegradas o alteradas, las cuales son posteriormente transportadas en cuencas de

sedimentación.

- Petrogénesis: Conocido también como Litogénesis, y es el suceso en donde los materiales

que conforman las rocas sedimentarias pasan por un proceso de transformación en donde

se origina nueva corteza terrestre.

- Orogénesis: Proceso en donde se genera un nuevo relieve, conocido también como la

formación de montañas.

Como se menciona con anterioridad, los procesos geológicos pueden ser endógenos o exógenos,

en los procesos endógenos que son aquellos que se producen en el interior de la tierra se

encuentran son el metamorfismo, el magmatismo y las deformaciones de las rocas.

- Metamorfismo: Es cuando rocas sedimentarias ya han sufrido compactación y diagénesis

(cuando se han formado las rocas sedimentarias) obteniendo una nueva disposición de

componentes y cambios de disposición. Esto ocurre cuando las rocas entran en acción con

altas temperaturas y presiones ya sea por separado o simultáneamente.

- Magmatismo: Proceso en donde se forma el magma y las rocas llamadas ígneas, esto

ocurre cuando se solidifica el magma.

- Deformaciones de rocas: Corresponde a transformaciones que han sido producidas en las

rocas por acción de los agentes geológicos internos, asociado a las fuerzas que actúan en

el movimiento de las placas litosféricas.

En cuanto a los procesos exógenos que corresponden a aquellos acontecimientos ocurridos en la

superficie los cuales son: erosión, transporte y sedimentación.

- Erosión: Corresponde al desgaste que ocurre en rocas, esto es producido por la acción del

agua, atmosfera, hielo, etc.

- Transporte: Pertenece a la acción de desplazar aquellas partículas que han sido

desprendidos por la medio del proceso de erosión hacia las zonas que se encuentran más

abajo del relieve, las partículas que tienen menos cuerpo son más fáciles de transportar

por lo tanto llegan mas lejos

- Sedimentación: Son los materiales que quedan sueltos en las cuencas de sedimentación

cuando los agentes de transporte dejan de actuar. Este proceso puede ser mecánica,

química o por decantación, en donde los sedimentos restantes pueden llegar a formar

rocas sedimentarias.

GEOLOGIA DE CHILE

La formación de Chile no es muy distinta a formaciones de otros lugares del mundo, es la

consecuencia de grandes fuerzas que tanto de manera interna como externa moldearon lo que es

hoy nuestro país.

En literatura no se encuentran estudios que mencionen la existencias de rocas precámbricas

dentro del país, sin embargo dentro del levantamiento presentado por SERNAGEOMIN en el año

2003 en la zona norte del país se han encontrado depósitos del precámbrico ordovícico y

precámbrico pérmico.

Ya en la era mesozoica Chile aún era parte de una depresión submarina, posteriormente emerge

por medio de dos geosinclinales (Movimientos horizontales de la corteza terrestre) los cuales

forman la cordillera de los Andes y la zona austral correspondiente al sector de Magallanes. Al

finalizar esta era, se produce una orogénesis andina lo que constituye lo que hoy es conocido y

llamado como formación porfiritica, mientras se producía este proceso hubo grandes erupciones

que expulsaron no solo magma sino también grandes rocas plutónicas que en la actualidad se

encuentran en todo nuestro país.

En el periodo terciaria (era cenozoica) ocurren dos grandes procesos que fueron significativos en la

formación de nuestro país, el Terciario marino y el Terciario Continental. En el Terciario marino

una serie de perturbaciones de bloques de corteza provocaron avances y retrocesos del mar, lo

que terminaron por formar los mantos de carbón de la Región de Arauco y del sur de nuestro país

llegando hasta Magallanes. En el Terciario continental se fusionaron materiales magnaticos que

fueron expulsados a través de grietas de la corteza donde los mantos tienen espesores de 1.500

metros, esto conformo lo que hoy se conoce como Liparitica en la Puna de Atacama. Estos

procesos junto con fuertes movimientos de fallas delimitaron los tres grandes rasgos que se

encuentran en nuestro país: La Cordillera de los Andes, La Cordillera de la Costa y la Depresión

Central.

En el periodo cuaternario (era cenozoica) se produce volcanismo y movimientos tectónicos junto

con una fuerte glaciación. Los movimientos tectónicos se agudizaron y de esta manera se llegó a lo

que es la conformación más definitiva en cuanto a los rasgos de Chile. En cuanto al volcanismo, en

este periodo tiene menos relevancia ya que en la era terciaria tubo más relevancia, esto no quiere

decir que no va acompañada de las depresiones tectónicas. La glaciación es la que tiene mayor

relevancia en esta época, ya que se comenzó la formación de lagos y cursos de agua que más tarde

esculpieron la formación del relieve y a la vez dándoles características particulares a cada región.

Durante las glaciaciones hubo al menos cuatro avances de los hielos desde la alta cordillera hacia

las partes bajas del país, de esta manera contribuyendo al rebajamiento de los relieves andinos y a

la renovación de la erosión en algunas formas antiguas de la cordillera. Los mismos hielos

desgastaban la cordillera, lo que hizo que la altura de estas fueran disminuyendo formando valles

y dándole inicios a lo que son hoy en día ríos.

BIBLIOGRAFÍA:

Rivera, Hugo. Geología General. Universidad Nacional Mayor de San Marcos

Sthraler, Arthur. Geología Física, Barcelona, Ediciones Omega

Tarbuck, Edward. Ciencias de la tierra 8ª edición, Pearson Prentice Hall