Download Geología para estudiantes de Ambiental

Geología
Tema I
Ing. Hugo Salas Montaño
__________________________________________________________________________________________________________________________
Universidad Autónoma “Gabriel René Moreno”
Facultad de Ciencias Exactas y Tecnología
TEXTO GUÍA DE GEOLOGÍA
GLG - 100
Preparado por:
Ing. Hugo Salas M.
Agosto de 2011
_________________________________________________________________________________________________
La Geología y el Planeta Tierra
1
Geología
Tema I
Ing. Hugo Salas Montaño
__________________________________________________________________________________________________________________________
CONTENIDO
TEMA I.-
LA GEOLOGÍA Y EL PLANETA TIERRA
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
TEMA II.-
Alcance y ramas de la geología..
El Universo y el Sistema Solar.
Generalidades de la Tierra
Características Físicas de la Tierra.
Zonas Externas de la Tierra.
Zonas Internas de la Tierra y la Corteza Terrestre
Continentes y Fondos Oceánicos.
Isostasia
Deriva Continental – Tectónica de Placas
LOS PROCESOS GEOLÓGICOS Y LA INFLUENCIA DE LOS RÍOS EN LAS
TRANSFORMACIONES DE LA SUPERFICIE TERRESTRE
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
Procesos Geológicos
Ciclo del agua
Erosión y Transporte de los Ríos
Ciclo de los Fenómenos Geológicos
Alargamiento y Ahondamiento de los Valles
Nivel de Base y Perfil de “Equilibrio” de los Ríos
Saltos de agua
TEMA III.- COMPONENTES DE LA CORTEZA TERRESTRE
3.1
3.2
3.3
3.4
TEMA IV.-
ROCAS ÍGNEAS
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
TEMA V.-
Elementos, Minerales y Cristales
Grupos de minerales Formadores de Rocas.
Origen de las rocas de la Corteza Terrestre (Ciclo de las Rocas)
Petrología de las Rocas de la Corteza Terrestre.
Generalidades de las Rocas Ígneas.
El Magma
Solidificación de los Magmas
Textura y de las Rocas Ígneas.
Tipos de Rocas Ígneas según su localización Geológica
Minerales más frecuentes de la Rocas Ígneas.
Clasificación de las Rocas Ígneas según su textura, localización geológica y
composición mineralógica.
ROCAS SEDIMENTARIAS
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
Sedimentos y Rocas Sedimentarias
Facies Sedimentarias.
Ambientes y Depósitos Sedimentarios.
Características Texturales de las Rocas Sedimentarias.
Clasificación de las Rocas Sedimentarias.
_________________________________________________________________________________________________
La Geología y el Planeta Tierra
2
Geología
Tema I
Ing. Hugo Salas Montaño
__________________________________________________________________________________________________________________________
TEMA VI.6.1
6.2
6.3
6.4
LAS ROCAS METAMÓRFICAS
Metamorfismo.
Factores que controlan el Metamorfismo.
Tipos de Metamorfismo.
Algunas Características Texturales de las Rocas Metamórficas.
TEMA VII- AGUAS SUBTERRANEAS
7.1
7.2
7.3
7.4
7.5
7.6
7.7
7.8
Origen de Aguas Subterráneas.
Tipos y distribución de las Aguas Subterráneas.
Cuencas y corrientes de Aguas Subterráneas.
Captación de Aguas Subterráneas.
Aguas Artesianas
Principales tipos de acuíferos
Manantiales Calientes y Géiseres
Erosión y depósitos originados por las Aguas Subterráneas
TEMA VIII- GLACIARES Y GLACIACIÓN – LA ACCIÓN DEL VIENTO
8.1
8.2
8.3
8.4
8.5
8.6
TEMA IX.-
ESTRATIGRAFÍA - GEOLOGÍA DE BOLIVIA
9.1
9.2
9.3
9.4
9.5
TEMA X.-
Generalidades
Tipos de Glaciares.
Rasgos erosivos y depósitos glaciarios.
Glaciación
Modelado de la Erosión Eólica
Modelado de los Depósitos Eólicos
Estratigrafía - Generalidades
Principios básicos de la Estratigrafía
Procesos Sedimentarios
Estratificación - Laminación
Unidades Morfoestructurales de Bolivia.
EL SUELOS
10.1
10.2
10.3
10.4
Introducción
Factores de formación de los suelos.
Procesos de formación de los suelos.
El perfil de los Suelos y sus Horizontes.
_________________________________________________________________________________________________
La Geología y el Planeta Tierra
3
Geología
Tema I
Ing. Hugo Salas Montaño
__________________________________________________________________________________________________________________________
Tema I: LA GEOLOGÍA Y EL PLANETA TIERRA
1.1.-
ALCANCE Y RAMAS DE LA GEOLOGÍA
La geología moderna tiene por objeto descifrar la evolución completa de la tierra y sus habitantes,
desde los tiempos más antiguos cuyas huellas puedan descubrirse en las rocas, hasta la actualidad. Un
programa tan ambicioso exige una profunda subdivisión de esfuerzos, y en la práctica es conveniente
dividir el tema en cierto número de secciones, donde se indique las principales relaciones entre la
geología y otras ciencias principales (Fig. 1.1). Las palabras claves de las principales ramas son los
materiales del armazón rocoso de la tierra (mineralogía y petrología), y sus disposiciones, o sea, su
forma, estructura e interrelaciones (geología estructural); los procesos geológicos o mecanismos de la
tierra, por los que se producen cambios de todo tipo (geología física); y finalmente la sucesión de estos
cambios en el tiempo, o la historia de la tierra (geología histórica).
La tierra está formada por una gran variedad de materiales, como aire, agua, hielo y organismos vivos,
así como minerales y rocas, y los útiles depósitos de minerales metálicos y de combustibles que se
asocian con aquéllos. Los movimientos relativos de estos materiales (el viento, la lluvia, los ríos, las
olas, las corrientes y los glaciares; el crecimiento y movimientos de los animales y plantas; y los
movimientos de materiales ardientes en el interior de la tierra, atestiguados por la actividad volcánica)
ocasionan todos los cambios en la corteza terrestre y en su superficie. Los cambios comprenden la
formación de nuevas rocas a partir de otras antiguas; estructuras nuevas en la corteza y nuevas
distribuciones de mares y continentes, montañas y llanuras, y aún de tiempo y clima. El escenario actual
es solamente la última fase de una serie variadísima e infinita de paisajes terrestres y marinos.
La GEOLOGÍA FÍSICA estudia todos los agentes terrestres y procesos transformadores, así como los
efectos por ellos causados. Esta rama de la geología no se reduce, como ya hemos visto, a la
geomorfología. Se interesa principalmente en los mecanismos de la tierra, y en los resultados, pasados y
presentes, de los varios procesos implicados, los cuales están aún operando activamente en la superficie
terrestre o cerca de ella o en profundidad, donde no podemos verlo. De estos resultados son ejemplos
importantes los cambios de posición de continentes y océanos, de montañas plegadas, dorsales y fosas
oceánicas. Otros ejemplos son las estructuras de las rocas -como los pliegues- resultantes de los
movimientos y deformación de la corteza terrestre.
La tectónica, que estudia estas estructuras, es una parte importante de la geología estructural, la cual
trata también de las formas y estructuras que caracterizan las rocas en el momento de formarse.
Cambios de todas clases se han sucedido continuamente en el transcurso de la existencia de la tierra, es
decir, durante unos 4600 millones de años. Para el geólogo, una roca es algo más que un agregado de
minerales; es una página de la autobiografía de la tierra, con una historia por descubrir con tal de que
aquél llegue a leer la lengua en la que están escritos los datos. Dispuestas en orden apropiado, de la
primera a la última (estratigrafía) y datadas, cuando es posible, mediante la determinación de la edad
de los minerales y rocas radiactivos (geocronología), estas páginas engloban la historia de la tierra.
Además, es cosa ya bien sabida que muchas capas de rocas contienen los restos o las impresiones de
conchas, huesos u hojas. Estos objetos se llaman fósiles, término que fue usado por primera vez por
Agrícola (1494-1555) para designar cualquier cosa de interés excavada del suelo, incluyendo los
minerales. Desde fines del siglo XVIII, sin embargo, el término se ha usado sólo para restos de
animales y plantas que habitaron la tierra en tiempos pretéritos.
_________________________________________________________________________________________________
La Geología y el Planeta Tierra
4
Geología
Tema I
Ing. Hugo Salas Montaño
__________________________________________________________________________________________________________________________
La paleontología es el estudio de los restos de vida ancestrales, algunas de las cuales, al igual que
ciertos tipos de algas marinas, se remontan a, por lo menos, 3000 millones de años. Así, vemos que la
geología Histórica trata, no sólo de la secuencia de los hechos causados por la acción de los procesos
físicos, sino también de la historia del largo proceso de la vida a través de las edades.
La geología no está en modo alguno desprovista de importancia práctica en relación con las necesidades
e industrias de la humanidad. Desde luego, la investigación de combustibles ha sido siempre un
importante estímulo para el progreso geológico. A lo largo del siglo XVIII se fue reconociendo que el
trabajo hecho por caballos, molinos de viento y turbinas se podía aumentar mucho utilizando la energía
almacenada en el carbón. En la prospección del carbón, y más tarde en la de minerales de hierro y otros
metales útiles, tuvo la geología su verdadero inicio, hace casi 200 años. En nuestro siglo, la
investigación petrolífera, de uranio y otras fuentes de «combustible atómico» han llevado a nuevos
esfuerzos geológicos. Al aumentar la demanda de combustibles, y con el agotamiento de las reservas de
petróleo en tierra, la cooperación de los geofísicos ha dado como resultado el descubrimiento de gas y
petróleo en las rocas de las plataformas continentales.
1.2.-
EL UNIVERSO Y EL SISTEMA SOLAR
ORIGEN DEL UNIVERSO.El origen del universo aceptado científicamente hoy en día se conoce como el "Big Bang" Hace unos
15000 millones de años se produjo una gran explosión a partir de un "incomprensible" punto donde
estaba compactada la materia y la energía. A partir de ese momento el universo comienza a expandirse.
A los 300.000 años de la explosión, el universo es una gran nube de helio e hidrogeno muy densa donde
empiezan a formarse irregularidades. Luego a los 1000 millones de años se crean las primeras galaxias
a partir de las irregularidades en la nube primordial. En ellas comienzan a formarse las estrellas, donde
se producen los elementos mas pesados. En aquel tiempo el universo se expandía a la velocidad de la
luz. A los 3500 millones de años la velocidad de expansión comienza a frenarse progresivamente por
acción de las fuerzas gravitacionales.
NUESTRO SISTEMA PLANETARIO.Nuestro Sistema Solar se formó hace unos 4580 millones de años cuando una gran nube de gases
interestelares y de polvo formada por hidrogeno (90%), helio (10%) y otros elementos mas pesados
(2%) iniciaron procesos de contracción, torbellinos de gases convergieron a grandes velocidades. Allí la
densidad y la temperatura aumentarían para formar el Sol rodeado por un disco con forma de espiral
compuesto de gas y de polvo que giraba en torno a él. En las regiones cercanas al Sol, donde el calor es
mayor, los elementos más volátiles fueron aventados por los vientos estelares del Sol quedando solo
material pesado suficiente para formar los planetas interiores en base a metales y silicatos. Luego más
lejos hubo abundante material para la formación de planetas gigantes de gas y helio que crecieron
rápidamente a partir de núcleos de rocas de unas 15 tierras de masa.
En el Sistema Solar, todos los planetas se desplazan (trasladan) alrededor del Sol prácticamente en el
mismo plano y en el mismo sentido, este último coincidente con el sentido de rotación sobre sí mismos
que tienen todos los planetas. El Sol rota sobre su propio eje también en el mismo sentido que los
planetas que lo rodean. Esto no se cumple para los cometas, que se trasladan en todas las direcciones
posibles.
_________________________________________________________________________________________________
La Geología y el Planeta Tierra
5
Geología
Tema I
Ing. Hugo Salas Montaño
__________________________________________________________________________________________________________________________
Otro detalle llamativo del Sistema es que está constituido por dos clases de planetas: unos pequeños y
rocosos, cercanos al Sol, y otros grandes y gaseosos, bastante más distantes; en la separación entre esos
dos tipos de planetas se encuentra la zona de los asteroides. Los astrónomos consideran factible que la
naturaleza de esa estructura tenga su explicación en la manera en que se originó el Sistema.
Se cree que la nube original (nebulosa) de la cual se formó el Sistema Solar, en un comienzo rodeaba
por completo al Sol primitivo; las partículas de polvo y gas de aquella nube se agruparon por efecto
gravitatorio y constituyeron objetos sólidos.
Pero la radiación de la estrella central empujó hacia afuera los elementos volátiles, con el resultado de
que en los trozos de materia cercanos al Sol comenzaron a predominar elementos más pesados, como el
hierro y los silicatos. En cambio, en los cuerpos más lejanos, los elementos livianos como hidrógeno y
helio se conservaron y formaron los grandes planetas con densas atmósferas.
El único sistema planetario que conocemos termina en Plutón con un diámetro total de unos 12 mil
millones de kilómetros. Sin embargo, los astrónomos estiman que en las afueras del Sistema Solar (más
allá de los planetas), hay una nube (o bien un disco) de núcleos cometarios, de manera tal que el
diámetro del Sistema puede ser algo mayor.
Los Planetas.Mercurio (88 días*), Venus (224.7 días), Tierra (365.26 días), Marte (687.0 días), Júpiter (11.86 años),
Saturno (29.42 años), Urano (83.75 años), Neptuno (163.73 años), Plutón (248.0 años). (* tiempo en
dar una vuelta alrededor del sol).
1.3.-
GENERALIDADES DE LA TIERRA
EDAD Y ORIGEN DE LA TIERRA.La datación radiométrica ha permitido a los científicos calcular la edad de la Tierra en 4.650 millones
de años. Aunque las piedras más antiguas de la Tierra datadas de esta forma, no tienen más de 4.000
millones de años, los meteoritos, que se corresponden geológicamente con el núcleo de la Tierra, dan
fechas de unos 4.500 millones de años, y la cristalización del núcleo y de los cuerpos precursores de los
meteoritos, se cree que ha ocurrido al mismo tiempo, unos 150 millones de años después de formarse la
Tierra y el Sistema Solar (véase Sistema Solar: Teorías sobre el origen); es decir que 4.500 m.a. es la
edad de la roca cristalizada, pero la tierra ya hacía 150 m.a. que se había formado.
Después de condensarse a partir del polvo cósmico y del gas mediante la atracción gravitacional, la
Tierra habría sido casi homogénea y relativamente fría. Pero la continuada contracción de estos
materiales hizo que se calentara, calentamiento al que contribuyó la radiactividad de algunos de los
elementos más pesados. En la etapa siguiente de su formación, cuando la Tierra se hizo más caliente,
comenzó a fundirse bajo la influencia de la gravedad. Esto produjo la diferenciación entre la corteza, el
manto y el núcleo, con los silicatos más ligeros moviéndose hacia arriba para formar la corteza y el
manto y los elementos más pesados, sobre todo el hierro y el níquel, sumergiéndose hacia el centro de
la Tierra para formar el núcleo. Al mismo tiempo, la erupción volcánica, provocó la salida de vapores y
gases volátiles y ligeros de manto y corteza. Algunos eran atrapados por la gravedad de la Tierra y
formaron la atmósfera primitiva, mientras que el vapor de agua condensado formó los primeros océanos
del mundo.
_________________________________________________________________________________________________
La Geología y el Planeta Tierra
6
Geología
Tema I
Ing. Hugo Salas Montaño
__________________________________________________________________________________________________________________________
MOVIMIENTOS DE LA TIERRA.La Tierra y su satélite, la Luna, también giran juntas en una órbita elíptica alrededor del Sol. La
excentricidad de la órbita es pequeña, tanto que la órbita es prácticamente un círculo. La circunferencia
aproximada de la órbita de la Tierra es de 938.900.000 km y nuestro planeta viaja a lo largo de ella a
una velocidad de unos 106.000 km/h. La Tierra gira sobre su eje una vez cada 23 horas, 56 minutos y
4,1 segundos. Por lo tanto, un punto del ecuador gira a razón de un poco más de 1.600 km/h y un punto
de la Tierra a 45° de altitud N, gira a unos 1.073 km/h.
Además de estos movimientos primarios, hay otros componentes en el movimiento total de la Tierra
como la precesión de los equinoccios (véase Eclíptica) y la nutación (una variación periódica en la
inclinación del eje de la Tierra provocada por la atracción gravitacional del Sol y de la Luna).
TIEMPO GEOLÓGICO.El tiempo geológico lo podemos pensar de dos maneras una relativa y otra absoluta

Tiempo absoluto.-
El tiempo absoluto mide el evento geológico, nos dice si este tuvo lugar hace unos cuantos miles de
años, hace mil millones de años, o en alguna fecha mas lejana. Nosotros usamos el año, que es el
tiempo en que la Tierra da un circuito alrededor del Sol. En geología sin embargo, el problema consiste
en determinar cuantas de estas unidades de tiempo transcurrieron en el pasado cuando no existía quien
los contara. Las velocidades de desintegración de los minerales radiactivos nos proporcionan una
solución a este problema.
Radiactividad: Los núcleos de ciertos elementos emiten partículas espontáneamente, y al hacerlo
producen nuevos elementos

Tiempo relativo.-
Al situar eventos geológicos en orden cronológico, estamos subdividiendo el tiempo geológico sobre
una base relativa, usando ciertas marcas para indicar el tiempo relativo. El tiempo geológico relativo ha
sido determinado, en gran parte, por la posición relativa de las rocas sedimentarias, ya que una capa
sedimentaria representa cierta cantidad de tiempo
La ley de superposición: En una serie de rocas sedimentarias que no hayan sido volcadas, la capa mas
alta es siempre la mas joven y la capa mas baja es siempre la mas antigua.
_________________________________________________________________________________________________
La Geología y el Planeta Tierra
7
Geología
Tema I
Ing. Hugo Salas Montaño
__________________________________________________________________________________________________________________________
ESCALA DEL TIEMPO GEOLÓGICO
Edad (Ma)
Era
Periodo
Época
0.01-0
Holoceno
1.8-0.01
Cuaternario
Pleistoceno
5.3-1.8
Plioceno
23.7-5.3
Cenozoico
36.6-23.7
Mioceno
Terciario
Oligoceno
57.8-36.6
Eoceno
66.4-57.8
Paleoceno
144-66.4
208-144
Cretácico
Mesozoico
Jurásico
245-208
Triásico
286-245
Pérmico
360-286
Carbonífero
(Mississípico
Pensilvánico)
408-360
Paleozoico
Devónico
438-408
Silúrico
505-438
Ordovícico
570-505
Cámbrico
2500-570
Proterozoico
2500
Arqueozoico
1.4.-
y
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DE LA TIERRA
FORMA Y TAMAÑO DE LA TIERRA.El primer viaje de circunnavegación, comenzado en Sevilla por Magallanes en 1519, y acabado en la
misma ciudad por Elcano en 1522, estableció sin disputa que la tierra es un globo. Actualmente es
posible circunnavegar la tierra y fotografiar su superficie desde alturas en las que es bien patente la
curvatura de la tierra. Pitágoras (hacia 530 a.C.) fue probablemente el primero en considerar que la
tierra podía ser una esfera. Observando cómo se acercaban los buques desde el horizonte primero los
palos y las velas y después el casco- comprobó que la superficie del mar no era plana, sino curvada.
_________________________________________________________________________________________________
La Geología y el Planeta Tierra
8
Geología
Tema I
Ing. Hugo Salas Montaño
__________________________________________________________________________________________________________________________
Sin embargo, la tierra no es exactamente esférica. También fue Newton el primero en demostrar que, a
causa de la rotación de la tierra, su materia se encuentra afectada, no sólo por la gravitación hacia el
interior, sino también por una fuerza centrífuga hacía el exterior, que alcanza su máximo en el ecuador.
Dedujo la existencia de un abombamiento ecuatorial, donde el valor aparente de la gravedad era más
reducido, y en compensación, un achatamiento polar, en el que la fuerza centrífuga se iba
desvaneciendo, hasta hacerse muy pequeña.
Resumiendo: de acuerdo con los datos deducidos desde satélites, si la superficie terrestre estuviera en
todas partes al nivel del mar, su forma -el geoide o figura de la tierra- sería muy aproximada a la de un
elipsoide de rotación (o sea, un esferoide oblado), con un eje ecuatorial 42,8 km más largo que el eje
polar. De estos datos se sabe que el eje polar es ligeramente más largo desde el centro de la tierra al
polo norte, que desde el centro al polo sur, y que actualmente se describe como en forma de pera. Sin
embargo, la desviación de forma respecto a la de un esferoide oblado es muy pequeña.
Pero, entonces, ¿cómo es que la tierra no posee exactamente la forma de un esferoide? La razón está en
que las rocas de la corteza no tienen en todas partes la misma densidad. Como el abombamiento
ecuatorial es una consecuencia del valor relativamente bajo de la gravedad alrededor de la zona
ecuatorial, se deduce que habrá también abombamientos en los demás lugares donde la gravedad sea
relativamente baja; es decir, donde la parte externa de la corteza se componga en gran parte de rocas
siálicas livianas. Estos lugares son los continentes. En cambio, en donde la parte externa de la corteza
se compone de rocas pesadas, la gravedad es relativamente alta y la superficie será, por consiguiente,
deprimida. Estas regiones son las cuencas oceánicas.
La tierra tiende continuamente hacia un estado de equilibrio gravitacional. Si no existieran la rotación
ni ninguna diferencia lateral en la densidad de las rocas, la tierra sería una esfera. Como resultado de la
rotación, se convierte en esferoide. Como consecuencia, además, de las diferencias de densidad y
espesor en las rocas de la corteza y en el manto subyacente, los continentes, las cordilleras y las cuencas
oceánicas son irregularidades superpuestas a la superficie del esferoide.
La Tierra no es una esfera perfecta sino que tiene forma de pera. Cálculos basados en las perturbaciones
de las órbitas de los satélites artificiales revelan que la Tierra es una esfera imperfecta porque el
ecuador se engrosa 21 km; el polo norte está dilatado 10 m y el polo sur está hundido unos 31 m.
RADIACTIVIDAD.Los núcleos atómicos de ciertos isótopos al modificar espontáneamente su estructura, fueron
identificados con una propiedad a la que llamamos radiactividad. Su naturaleza puede ser de dos tipos:
Radioactividad natural: Es la que manifiestan los isótopos que se encuentran en la naturaleza.
Radiactividad artificial o inducida: Es la que ha sido provocada por transformaciones nucleares
artificiales.
La radioactividad ha sido un término, que aun desconociéndose la naturaleza de su origen, en
ocasiones, genera temor. Muchas de las veces, el temor que se ha generado sobre el uso de los
materiales radioactivos no es producto solo de la ignorancia que se tiene sobre los materiales, su
definición, características de los materiales, control, entre otros, sino de los graves problemas a la salud
y a la propia naturaleza que se han generado por el uso de materiales que tienen esta propiedad y de la
grave forma en que se controlan estos materiales.
_________________________________________________________________________________________________
La Geología y el Planeta Tierra
9
Geología
Tema I
Ing. Hugo Salas Montaño
__________________________________________________________________________________________________________________________
Es evidente en nuestra sociedad que los avances tecnológicos y científicos han marcado una nueva
forma de vivir en sociedad. La salud humana no podría estar ajena a estos cambios, en el caso de las
técnicas de medición y control utilizados mediante materiales radioactivos han permitido prolongar la
vida y en algunas ocasiones no solo prolongar sino preservar, es tan así que se han abierto áreas como
la radioterapia para tratar enfermedades como el cáncer o tumores.
El descubrimiento de la radioactividad ha dejado profundas huellas en las sociedades; no todas las
experiencias han sido agradables, como lo han sido las aplicaciones en medicina, incluso para obtener
un manejo adecuado de los elementos al servicio de los seres humanos se han tenido que sacrificar
muchas vidas tal es el caso de Chernobyl en Ucrania el 26 de abril de 1986.
1.5.-
LAS ZONAS EXTERNAS DE LA TIERRA
La tierra puede describirse físicamente como una bola rocosa (la corteza), parcialmente recubierta de
agua (la hidrosfera) y todo ello dentro de una envoltura gaseosa (la atmósfera). A estas tres zonas
físicas es conveniente añadir una zona biológica (la biosfera). El sistema, corteza, atmósfera e
hidrosfera se suelen considerar como un sistema cerrado, o sea, estabilizado. Esto significa que si un
miembro del sistema tiene pérdidas se compensa con adiciones en los demás. Sólo el helio y el
hidrógeno son suficientemente livianos para escapar del sistema.

Atmósfera.-
La atmósfera es la cubierta gaseosa que rodea el cuerpo sólido del planeta. Aunque tiene un grosor de
más de 1.100 km, aproximadamente la mitad de su masa se concentra en los 5,6 km más bajos. Es la
capa de gases y vapor de agua que envuelve a la tierra. Está constituida esencialmente por una mezcla
de nitrógeno y oxígeno, con cantidades menores de vapor de agua, anhídrido carbónico y gases inertes,
como el argón. Geológicamente, tiene importancia por ser el medio donde se manifiestan el clima y el
tiempo, el viento, las nubes, la lluvia y la nieve.

Hidrosfera.-
Comprende todas las aguas naturales del exterior de la tierra. Los océanos, mares, lagos y ríos cubren
alrededor de las tres cuartas partes de su superficie. Pero no es esto todo. Bajo tierra, en una extensión
de unos pocos centenares de metros, en algunos lugares, los intersticios y fisuras de las rocas están
también ocupados por el agua. Tal agua subterránea, como se llama, se concentra en manantiales y
pozos, y algunas veces aparece tan abundantemente que produce inundaciones en las minas. Así pues,
hay un manto de agua, algo irregular, pero casi continuo, alrededor de la tierra, que satura las rocas y
que cubre las enormes depresiones que forman el fondo de los océanos, sumergidas por completo. Si
fuese distribuido uniformemente sobre la superficie de la tierra, formaría un océano de unos 2750
metros de profundidad.

Biosfera.-
La esfera de la vida, es probablemente una idea menos familiar para nosotros. Pero se debe pensar en
los grandes bosques y praderas, con sus agrupaciones incontables de insectos y animales diversos. Se
han de recordar también los céspedes de algas marinas, los extensos bancos de moluscos, de arrecifes
coralinos y los bancos de peces. Añádase a todo esto la inconcebible cantidad de bacterias y otras
plantas y anímales microscópicos. Miríadas de estos diminutos organismos se encuentran en cada
_________________________________________________________________________________________________
La Geología y el Planeta Tierra
10
Geología
Tema I
Ing. Hugo Salas Montaño
__________________________________________________________________________________________________________________________
centímetro cúbico de aire, agua o tierra. Consideradas en conjunto, las diversas formas de vida
constituyen una red intrincada y en evolución permanente que reviste la superficie de la tierra con un
tapiz casi continuo. Ni siquiera las nieves perpetuas, ni las arenas de los desiertos logran interrumpirlo
por completo, y los campos de lava reciente salida de los cráteres volcánicos, son invadidos
rápidamente por el ímpetu de la vida exterior. Así es la esfera de la vida, y tanto geológica como
geográficamente no es de importancia menor que las zonas físicas. Entre sus muchos productos se
encuentran carbón, petróleo, gas natural, la mayor parte del oxígeno que respiramos y calizas en gran
abundancia.
1.6.-
LAS ZONAS INTERNAS DE LA TIERRA Y LA CORTEZA TERRESTRE
ZONAS INTERNAS DE LA TIERRA.La investigación sismológica ha demostrado que el núcleo tiene una capa exterior de unos 2.225 km de
grosor con una densidad relativa media de 10. El núcleo interior, cuyo radio es de unos 1.275 km, es
sólido. Se cree que ambas capas del núcleo se componen en gran parte de hierro con un pequeño
porcentaje de níquel y de otros elementos. Las temperaturas del núcleo interior pueden llegar a los
6.650 °C y se considera que su densidad media es de 13.
La zona de «roca densa» que circunda al núcleo se conoce como manto, con un espesor de 2.900 km.
Excepto en la zona conocida como astenosfera, es sólido y su densidad, que aumenta con la
profundidad, oscila de 3,3 a 6. El manto superior se compone de hierro y silicatos de magnesio como el
olivino y la parte inferior de una mezcla de óxidos de magnesio, hierro y silicio.
La zona que envuelve al manto es la corteza compuesta por rocas de propiedades físicas muy distintas a
las del manto y con un espesor que varía entre los 20 y los 40 km; la corteza junto con la parte superior
del manto, forman la litosfera con un espesor de 100 km. El manto superior está separado de la corteza
por una discontinuidad sísmica, la discontinuidad de Mohorovicic, y del manto inferior por la
astenosfera de 100 km de grosor constituidas por rocas plásticas y parcialmente fundidas que permiten
a los continentes trasladarse por la superficie terrestre y a los océanos abrirse y cerrarse.
Haciendo «radiografías» de la tierra a través de sus propias ondas sísmicas o de ondas similares
producidas a propósito por explosiones controladas, es posible estimar, con bastante precisión, la
profundidad donde comienza el material del manto, en distintas partes del mundo. La superficie
limítrofe o discontinuidad entre el manto y la corteza fue descubierta en 1909 por A. Mohorovicic.
Desde entonces se la conoce familiarmente como discontinuidad de Mohorovicic, discontinuidad M, o
Moho. Las ondas sísmicas que se transmiten a través de las rocas situadas por encima de esta superficie
tienen una velocidad de 2,7 km/s, mientras que a través de las rocas bajo la discontinuidad M,
bruscamente pasan a 8,1 km/s. Obviamente, para hablar con precisión, la corteza sólo se puede definir
como un variado conjunto de rocas situadas sobre la discontinuidad M y que forman una envoltura
alrededor del manto.
LA CORTEZA TERRESTRE.Es la envoltura externa de la parte sólida de la tierra. Está formada por una gran variedad de rocas. En
los continentes su superficie está cubierta corrientemente por una capa de suelo u otros depósitos
detríticos, como las arenas del desierto. Las rocas predominantes que se encuentran en la corteza se
distribuyen en dos grupos bien definidos:
_________________________________________________________________________________________________
La Geología y el Planeta Tierra
11
Geología
Tema I
Ing. Hugo Salas Montaño
__________________________________________________________________________________________________________________________
a) Un grupo de rocas claras, en las cuales se incluyen el granito y, tipos afines y sedimentos como las
areniscas y los esquistos, que poseen por término medio un peso específico o densidad alrededor de 2,7.
Químicamente, estas rocas, en promedio, son muy ricas en sílice (65-75 por ciento), mientras la
alúmina es el más abundante de los restantes constituyentes. Como a menudo es conveniente referirse a
estas rocas en conjunto, se las designa entonces colectivamente con el nombre sial.
b) Un grupo de rocas oscuras y pesadas, que comprende el basalto y tipos afines (densidad entre
2,8-3,0) conocidas colectivamente como rocas básicas (con un 50 por ciento de sílice), pero incluyendo
además algunas rocas más pesadas (con una densidad hasta 3,4), que se denominan rocas ultrabásicas
(con un 40-45 por ciento de sílice). En estas rocas la sílice es todavía el componente individual más
abundante, pero los óxidos de hierro y magnesio, por separado o juntos, ocupan el segundo lugar y todo
el conjunto se llama, apropiadamente, sima.
1.7.-
CONTINENTES Y FONDOS OCEÁNICOS
La superficie de la corteza se sitúa a niveles muy diferentes en los distintos lugares. Se ha calculado la
proporción entre las zonas terrestres y el fondo del mar para sucesivos niveles, y los resultados pueden
representarse gráficamente (Fig. 1.2). De este diagrama se desprende con claridad que hay dos niveles
dominantes: el borde continental y la plataforma oceánica o de las profundidades marinas. El desnivel
que las une, que en realidad es bastante suave, se llama talud continental.
El borde continental incluye una parte externa sumergida, conocida con el nombre de plataforma
continental, cuya anchura puede alcanzar 1500 km o puede estar ausente a lo largo de costas
montañosas. Las rocas más antiguas, que constituyen el zócalo de las plataformas, están recubiertas por
sedimentos cuyo espesor puede ser de 2 km. Durante un tiempo se creyó que los sedimentos de las
plataformas tenían un tamaño de grano cada vez más fino al aumentar la distancia a la línea de costa.
Como consecuencia de las investigaciones iniciadas durante la segunda guerra mundial se ha
descubierto que los sedimentos son realmente cada vez más finos al alejarse de la costa sólo hasta una
profundidad de unos 20 m, donde el tamaño de grano es clasificado por la acción de las olas. En su
mayor parte, las plataformas están recubiertas de arenas gruesas y conchas de moluscos.
Estructuralmente, las verdaderas cuencas oceánicas no comienzan en la línea de costa visible, sino en el
borde de la plataforma continental. Las cuencas, sin embargo, están muy colmatadas y el exceso de
agua marina las desborda y llega a inundar cerca de 28 millones de kilómetros cuadrados de la
plataforma continental. El mar del Norte, el Báltico y la bahía de Hudson, constituyen ejemplos de
mares de aguas poco profundas (mares epicontinentales) que yacen sobre la plataforma continental. Es
interesante hacer observar que durante la era de las glaciaciones, cuando fueron sustraídas grandes
cantidades de agua de los océanos para formar las grandes capas de hielo que entonces cubrían Europa
y América del Norte, la mayor parte de la plataforma continental debió de quedar en seco.
Recíprocamente, si se derritiera el hielo que cubre en la actualidad la Antártida y Groenlandia, se
elevaría el nivel del mar y los continentes aparecerían aún más sumergidos.
Económicamente hablando, la plataforma continental tiene una importancia primordial; los mares
epicontinentales suministran fertilizantes y significan una importante aportación a los recursos
alimentarios mundiales, mientras que la plataforma continental, por sí misma, es una fuente de gas y
petróleo. Los continentes poseen un relieve muy variado formado por llanuras, mesetas y cordilleras, alcanzando estas últimas la altitud de 8.848 metros en el Everest. Los fondos oceánicos, que en principio
_________________________________________________________________________________________________
La Geología y el Planeta Tierra
12
Geología
Tema I
Ing. Hugo Salas Montaño
__________________________________________________________________________________________________________________________
se imaginaron como llanos y taludes monótonos, se caracterizan por cordilleras basálticas submarinas
que circundan al tierra a lo largo de más de 40 000 km. Esta cordillera submarina se extiende por la
zona media de los océanos y se llama cordillera mesoceánica o dorsal.
Otros rasgos de los fondos oceánicos son los numerosos montes submarinos, que representan los restos
de antiguas islas volcánicas profundamente denudadas. Los cañones submarinos, comparables al cañón
del Colorado, son muy comunes, y en las fosas oceánicas profundas, que ahora son objeto de muchas
investigaciones, el fondo oceánico alcanza profundidades de más del doble que el promedio; la mayor
profundidad actualmente registrada es de 11033 m en la cubeta de Nero de la fosa de las Marianas.
1.8.-
ISOSTASIA
La isostasia fue enunciada como principio a finales del siglo XIX. Es la condición de equilibrio que
presenta la superficie terrestre debido a la diferencia de densidad de sus diferentes partes. Se resuelve
en movimientos verticales (epirogénicos) y está fundamentada en el principio de Arquímedes. Se
enuncia: la corteza flota sobre el manto como un iceberg en el océano. El principio básico es que para
que un cuerpo flote sobre otro este debe ser más denso, con lo que se sitúa debajo. El material que flota
se hunde en un porcentaje variable, pero siempre tiene parte de él emergido. Así, la condición de
flotabilidad no depende del tamaño y cuando la parte emergida pierde volumen y peso la parte
sumergida asciende para compensarlo. Cada bloque individual, ya sea este una placa o un bloque
delimitado por fallas, tiende a alcanzar este equilibrio.
Cuando la corteza continental se pliega acumula gran cantidad de materiales en una región concreta.
Terminado el ascenso comienza la erosión, con lo que las montañas pierden peso y volumen. Las raíces
ascienden para compensar esta pérdida dejando en superficie los materiales que han estado sometidos a
un proceso metamórfico. Estas metamorfitas ascienden y forman escudos o macizos antiguos rígidos, y
que no se pliegan ante una nueva orogenia, sino que se rompen formando un relieve fallado. Cada uno
de los bloques en los que se rompe el escudo, de diferentes tamaño, también tiende a alcanzar el
equilibrio isostático. Los reajustes, ascensos y hundimientos, de unos bloques con respecto a los otros
generan pequeños terremotos.
El geólogo norteamericano Dutton propuso, en 1889, el término isostasia (del griego, isostasios, «en
equilibrio») para designar la condición ideal de equilibrio gravitatorio que regula las alturas de los
continentes y de los fondos oceánicos, de acuerdo con las densidades de sus rocas subyacentes. La idea
puede comprenderse pensado en una serie de bloques de madera de diferentes alturas que floten en el
agua (Fig. 1.3). Los bloques emergen en proporción a sus alturas respectivas; se dice de ellos que se
encuentran en estado de equilibrio hidrostático. La isostasia es el correspondiente estado de equilibrio
hidrostático. La isostasia es el correspondiente estado de equilibrio que existe entre extensos bloques de
la corteza terrestre que se elevan a niveles diferentes, y se manifiesta en la superficie en forma de
cordilleras, mesetas, llanuras o fondos oceánicos.
Si una cordillera fuera simplemente una protuberancia de rocas que descansan sobre el borde
continental, y estuvieran totalmente sostenidas por la resistencia de la base, una plomada –como las que
se usan en los instrumentos de nivelación, en el levantamiento de planos- se desviaría de la verdadera
vertical en una magnitud proporcional a la atracción gravitatoria de la masa de la cordillera. La primera
insinuación de que las montañas no son simples masas de roca adheridas a la corteza subyacente la
proporcionó la expedición andina en 1735. Pierre Bouguer, el líder de la expedición, hizo
observaciones al norte y al sur del Chimborazo, y se encontró con la sorpresa de que la desviación de la
_________________________________________________________________________________________________
La Geología y el Planeta Tierra
13
Geología
Tema I
Ing. Hugo Salas Montaño
__________________________________________________________________________________________________________________________
plomada hacia este pico volcánico era mucho menor de lo que había calculado. Expresó su sospecha de
que la atracción gravitacional de los Andes « ¡es mucho menor de lo que era de esperar, dada la masa
representada por estas montañas! ».
1.9.-
DERIVA CONTINENTAL – TECTÓNICA DE PLACAS
Desde principios de siglo, una minoría de geólogos siguió a Wegener (1912) creyendo que, hace unos
300 millones de años, los continentes estaban todos reunidos en un supercontinente, el Pangea (Fig.
1.4, 1.5), el cual posteriormente se dividió en dos grandes continentes: Laurasia en el hemisferio norte
y Gondwana en el hemisferio sur. A partir de datos principalmente paleoclimáticos, Wegener pensó
que la tierra, tal como la conocemos actualmente, es el resultado de la evolución gradual de la rotura del
Pangea, y de la separación y alejamiento mutuo de las distintas piezas. Este proceso se llama deriva
continental. Sin embargo, sólo desde 1960, los nuevos descubrimientos geofísicos han hecho
incontrovertible esta conclusión.
Las anomalías magnéticas se han detectado en gran parte de la corteza oceánica; calculando la
velocidad de movimiento desde las posiciones de las anomalías magnéticas de edad conocida hasta las
dorsales y asumiendo que estas velocidades se pueden extrapolar para épocas anteriores, ha sido posible
calcular la edad aproximada de las anomalías más antiguas. De este modo se ha deducido que las
anomalías magnéticas más alejadas de las dorsales tenían una edad de unos 70 u 80 millones de años.
Estas conclusiones, deducidas de los descubrimientos geofísicos, se han confirmado extrayendo testigos
de sedimento de los fondos oceánicos y, en cada testigo, datando los sedimentos que están en contacto
inmediato con el basalto, recubriéndolo. Mediante el estudio de los testigos del Atlántico, se ha
encontrado que el sedimento inferior, el que cubre el basalto, aumenta su edad cuanto más alejado está
de la dorsal mesoceánica,
La pregunta que se plantea es qué le ha sucedido a la corteza más antigua de 80 a 150 millones de años
y aquí entra la apreciación o quizá la comprensión completa del papel que juegan las fosas oceánicas
profundas, sorprendetemente próximas a los márgenes continentales. Las fosas oceánicas, que alcanzan
profundidades bajo el nivel del mar mucho mayores que la altura de las montañas más altas en la tierra,
se caracterizan por la existencia de terremotos profundos en el lado continental de la fosa. Ciertamente,
los puntos de origen (focos) de los terremotos aumentan su profundidad, desde someros a profundos, a
lo largo de un plano que se inclina unos 45º hacia los continentes adyacentes. Los terremotos son el
paso de vibraciones procedentes de, por ejemplo, rocas sujetas a esfuerzos, se rompen bruscamente. Se
cree que los focos de los terremotos que se producen en el de las fosas oceánicas se sitúan en la litosfera
oceánica que descienden hacia el manto.
Como consecuencia de estos descubrimientos que revelaban la expansión del fondo oceánico ha
surgido una hipótesis conocida como tectónica de placas (Fig. 1.6; 1.7 ) Se considera que la tierra esta
cubierta por seis placas grandes y rígidas como cáscaras y varias placas menores. Las placas, de unos
100 km de espesor, están formadas de corteza mas la parte superior del manto, que juntos reciben el
nombre de litosfera. La parte del manto situada inmediatamente bajo la litosfera se llama astenosfera;
sobre ella, la litosfera se desplaza a medida que se va creando corteza nueva en las dorsales
mesoceánicas, y desaparece en la profundidad las fosas. La tasa de movimiento varía entre 1 cm por
año en el Atlántico norte a unos 6 cm por año en el Pacífico sur. La parte superior de las placas puede
estar constituida totalmente de corteza oceánica o de ambas continental y oceánica. Si el borde que
avanza de la placa está formado de corteza continental, esta es demasiado liviana para sumergirse en el
_________________________________________________________________________________________________
La Geología y el Planeta Tierra
14
Geología
Tema I
Ing. Hugo Salas Montaño
__________________________________________________________________________________________________________________________
manto y como resultado de la compresión de la corteza siálica en el choque, se producen montañas a lo
largo de estos márgenes continentales.
El estudio del interior de la Tierra revelaba que sus rocas, por la temperatura que tienen, pueden
comportarse como un fluido denso, es decir pueden tener corrientes convectivas. Las rocas del manto se
comportan como un fluido porque debido a sus altas temperaturas están muy cercanas a su punto de
fusión, y por lo tanto tienen un comportamiento plástico. Las corrientes convectivas ascienden en un
punto porque están más calientes que su entorno, al llegar a la discontinuidad de Moho se dispersa
horizontalmente enfriándose a medida que se alejan. Cuando están suficientemente frías descienden
hasta el manto donde se vuelven a dispersar horizontalmente alimentando de nuevo las corrientes
ascendentes. En este ciclo, semejante a una cinta sin fin, las corrientes horizontales superiores son las
que trasladan sobre sí los continentes.
Las placas son las partes relativamente inertes de la superficie terrestre y están separadas una de otra
por cinturones móviles caracterizados por terremotos, actividad volcánica y montañas plegadas. Las
placas se mueven lentamente y como todas encajan, el movimiento de una de ellas debe afectar a todas
las demás.
_________________________________________________________________________________________________
La Geología y el Planeta Tierra
15
Geología
Tema I
Ing. Hugo Salas Montaño
__________________________________________________________________________________________________________________________
Tema II : LOS PROCESOS GEOLÓGICOS Y LA INFLUENCIA DE LOS RÍOS EN LAS
TRANFORMACIONES DE LA SUPERFICIE TERRESTRE
2.1.-
PROCESOS GEOLÓGICOS
Los procesos geológicos pueden dividirse en los que se originan en el interior de la Tierra (procesos
endógenos) y los que lo hacen en su parte externa (procesos exógenos).
PROCESOS ENDÓGENOS (de origen Interno).La separación de las grandes placas litosféricas, la deriva continental y la expansión de la corteza
oceánica ponen en acción fuerzas dinámicas asentadas a grandes profundidades. El diastrofismo es un
término general que alude a los movimientos de la corteza producidos por fuerzas terrestres
endogénicas que producen las cuencas de los océanos, los continentes, las mesetas y las montañas. El
llamado ciclo geotectónico relaciona estas grandes estructuras con los movimientos principales de la
corteza y con los tipos de rocas en distintos pasos de su desarrollo.
La orogénesis, o creación de montañas, tiende a ser un proceso localizado, que comprende
movimientos horisontales que distorsionan los estratos preexistentes.
La epirogénesis afecta a partes grandes de los continentes y de los océanos, sobre todo por
movimientos verticales, y produce mesetas y cuencas. Los desplazamientos corticales lentos y
graduales actúan en particular sobre los cratones, regiones estables de la corteza.
Las fracturas y desplazamientos de rocas, que pueden medir desde unos pocos centímetros hasta
muchos kilómetros, se llaman fallas. Su aparición está asociada con los bordes entre placas que se
deslizan unas sobre otras —por ejemplo, la falla de San Andrés— y con lugares donde los continentes
se separan, como el valle del Rift, en África occidental. Los sismos están causados por la descarga
abrupta de tensiones acumuladas de forma muy lenta por la actividad de las fallas, de los volcanes o de
ambos. El movimiento súbito de la superficie terrestre es una manifestación de procesos endógenos que
pueden provocar olas sísmicas (tsunamis), aludes, colapso de superficies o subsidencia y fenómenos
relacionados.
La Actividad ígnea: Emplazamiento de intrusiones, emisión de lavas y gases y de otros productos
volcánicos. Los géiseres y los manantiales calientes se encuentran, como los volcanes, en áreas
tectónicas inestables. Los volcanes se producen por la efusión de lava desde las profundidades de la
Tierra.
El Metamorfismo: Transformación de rocas preexistentes en nuevos tipos de rocas por la acción del
calor, presión, esfuerzo y de fluidos en migración, calientes y químicamente activos.
PROCESOS EXÓGENOS (de origen externo).Cualquier medio natural capaz de mover la materia terrestre se llama agente geomorfológico. Los ríos,
las aguas subterráneas, los glaciares, el viento y los movimientos de las masas de agua (mareas, olas y
corrientes) son agentes geomorfológicos primarios. Puesto que se originan en el exterior de la corteza,
estos procesos se llaman epígenos o exógenos.
_________________________________________________________________________________________________
La Geología y el Planeta Tierra
16
Geología
Tema I
Ing. Hugo Salas Montaño
__________________________________________________________________________________________________________________________
Denudación: Meteorización y Erosión.La meteorización es un término que designa un grupo de procesos responsables de la desintegración y
de la descomposición de rocas sobre el terreno. Puede ser física, química o biológica y es un
prerrequisito para la erosión. Este proceso no está asociado al transporte.
Meteorización Física: Toda helada resquebraja las rocas, al introducirse en éstas a modo de cuña el
agua de congelación. Al congelarse, el agua se expande, y a través de repetidas alternancias de heladas
y deshielos en los poros empapados de agua y en las grietas, las rocas van siendo implacablemente rotas
en trocito
Meteorización Química: Parte de la lluvia de cada chubasco penetra en el suelo y promueve el trabajo
de su destrucción por disolución y disgregación de las partículas que lo forman.
Meteorización Biológica: La vida colabora también en el trabajo destructivo. Las raíces de los árboles,
al crecer en las grietas, ayudan al cuarteamiento de las rocas. Las lombrices de tierra y otros animales
subterráneos llevan hasta la superficie las partículas más finas del suelo, donde sirven fácilmente de
presa al viento y a la lluvia. El suelo es una fase por la cual han de pasar muchas rocas reducidas a
escombros antes de ser definitivamente arrancadas.
Erosión y transporte: Tarde o temprano, los productos de meteorizaci6n son trasladados del lugar
donde se forman. Al soplar sobre las tierras, el viento levanta nubes de polvo y arena, los acarrea y
dispersa por todas partes y a menudo se convierte en un poderoso agente bombardero de arena, cuando
pasa a través de zonas de rocas expuestas a la erosión. Los glaciares, armados igualmente con material
morrénica y otros residuos rocosos, pulimentan las rocas sobre las cuales pasan, durante su lento
descenso desde los campos de hielo y los altos valles montañosos. La arroyada, los canchales y los
desplomes alimentan los ríos con fragmentos minerales grandes y pequeños, que no solamente son
llevados de un modo pasivo aguas abajo, sino que son utilizados por los ríos como instrumentos para
excavar sus cauces y sus márgenes. Además de esta carga visible de barro y arena, las aguas fluviales
llevan otra invisible de materias disueltas, extraídas de rocas y suelos por la acción disolvente de la
lluvia y del agua del suelo, así como de las aguas del propio río. Vientos, ríos y glaciares, los agentes
que dispersan los productos de la demolición de las rocas, son conocidos con el nombre de agentes de
transporte. Todos los procesos destructivos que se deben a los efectos de los agentes de transporte se
describen como erosión.
Es conveniente considerar la meteorización como la destrucción de una roca por agentes que van
asociados a escaso o ningún transporte, excepto el que se debe a la gravedad, de los productos
resultantes, y la erosión como la destrucción de la tierra por agentes que simultáneamente proceden a
su acarreo. Ambas series de procesos cooperan al desgaste de la superficie terrestre, y sus efectos
combinados se designan con el nombre de denudación.
Deposición de sedimento.El sedimento acarreado por los agentes de transporte se vuelve a depositar más pronto o más tarde. La
arena que lleva el viento se acumula en dunas a lo largo de las costas o en el desierto. Allí donde
terminan los glaciares a causa de la fusión de los hielos, los despojos acumulados durante su recorrido
son abandonados en montón informe para ser arrastrados más tarde por los ríos o el mar. Cuando un
curso de agua entra en un lago, la corriente se frena, y la carga de arena y fango se deposita
_________________________________________________________________________________________________
La Geología y el Planeta Tierra
17
Geología
Tema I
Ing. Hugo Salas Montaño
__________________________________________________________________________________________________________________________
gradualmente en el fondo. Aguas abajo, en el valle abierto, arena y fango se extienden sobre las llanuras
aluviales durante las crecidas, mientras que la corriente principal continúa a través de un estuario o
delta, arrastrando hasta el mar la mayoría de los materiales. Al abatirse sobre las rocas costeras, las
grandes olas formadas por las marejadas producen todavía más materiales de derribo, que en conjunto
son arrancados de allí y distribuidos por el oleaje y las corrientes. Los cantos rodados, desgastados por
las aguas, se van acumulando al pie de los acantilados. Las playas de arena se acumulan en bahías
tranquilas. En el fondo del mar, las partículas más finas se depositan en anchas franjas de sedimentos,
extendiéndose los más tenues de ellos por la plataforma continental, e incluso sobrepasando su borde
hacia el fondo oceánico más profundo, antes de que, finalmente se depositen. Todos estos depósitos son
ejemplo de rocas sedimentarias en vías de formación.
Todavía nos queda por averiguar qué ocurre con la carga invisible de sustancias minerales disueltas
que los ríos van arrancando de la superficie terrestre. Algunas corrientes fluviales desembocan en lagos
que no tienen otra salida que la evaporación en el aire que los recubre. Las aguas de tales lagos
rápidamente se hacen saladas, porque, las partículas salinas que los ríos les llevan se quedan allí,
mientras se evapora el agua dulce. Gradualmente las aguas lacustre se van saturando, y entonces
precipitan la sal gema y otros depósitos salinos. Sin embargo, la mayoría de los ríos llegan hasta el mar,
donde dejan una gran parte de los materiales disueltos a su paso por las tierras. Así pues, como señaló
Halley, «el mismo océano llega a ser salado por la misma causa». Pero, en compensación, mientras que
la salinidad del mar aumenta lentamente, muchas de las materias minerales contenidas en el agua son
aprovechadas por los organismos vivos. Almejas y mejillones, erizos de mar y corales, y otros muchos
seres marinos, forman sus conchas con el carbonato cálcico que extraen del agua donde viven. Cuando
mueren estos seres, la mayoría de sus partes blandas son comidas, y el resto se descompone. Pero
subsisten sus partes duras y se acumulan bajo la forma de bancos de conchas en los mares poco
profundos, arrecifes de coral en las costas e islas tropicales y fango gris de globigerinas en los mares
más profundos. Todos estos depósitos constituyen calizas en vías de formación. La vida, como creadora
de sedimentos orgánicos, es un agente geológico de primer orden.
2.2.-
EL CICLO DEL AGUA
El ciclo hidrológico (Fig. 2.1) se inicia cuando el agua se evapora desde los mares y océanos a la
atmósfera. El agua atmosférica regresa a la Tierra en forma de precipitaciones de lluvia, granizo, o
nieve. La cantidad de agua que llega al suelo depende de varios factores, pero en general, las tierras
elevadas reciben más agua que las bajas; en las montañas nacen la mayoría de los ríos. Las plantas,
sobre todo los árboles, captan parte de las precipitaciones que se vuelven a evaporar directamente,
incluso antes de llegar al suelo. La tala de árboles y su sustitución por cultivos (deforestación) aumenta
la velocidad y la cantidad de agua de lluvia que llega al terreno, con la consiguiente erosión puntual de
los suelos y el riesgo de inundaciones.
Las precipitaciones que alimentan el terreno se infiltran en los suelos, percolando hasta la capa freática
para convertirse en agua subterránea; o bien, fluyen lentamente, ladera abajo, en forma de arroyada en
surcos. No toda el agua que cae durante las grandes tormentas es capaz de filtrarse; en aquellos lugares
en los que por la acción humana se ha compactado la superficie del suelo o ha sido cubierta de
cemento, o en aquellos lugares ya saturados de agua, el exceso de líquido se acumula en la superficie y
fluye ladera abajo, hasta el curso de agua más próximo, en forma de arroyada en manto. El agua que
llega a los ríos en arroyada, ya sea en surcos o en manto, recibe el nombre de escorrentía. El río
_________________________________________________________________________________________________
La Geología y el Planeta Tierra
18
Geología
Tema I
Ing. Hugo Salas Montaño
__________________________________________________________________________________________________________________________
completa el ciclo hidrológico al recoger la escorrentía de su zona de influencia (cuenca de drenaje) y al
llevarla de vuelta a los océanos o lagos, para reemplazar así el agua que se evapora.
2.3.- EROSIÓN Y TRANSPORTE DE LOS RIOS
EROSIÓN DE LOS RÍOS.a) Corrosión, Actividades disolventes y químicas del agua del río en los materiales con los que entra en
contacto.
b) Algunos procesos hidráulicos cooperan en el desmenuzamiento mecánico, levantamiento y acarreo
de materiales que efectúa el agua corriente. Los depósitos sueltos fácilmente son arrastrados; la fuerza
inicial de levantamiento la proporciona la turbulencia, o sea, los remolinos en los cuales las velocidades
locales cambian rápidamente y con frecuencia son mucho mayores que la tasa de flujo de la corriente.
Exceptuando los casos en que el río está ahondando activamente su cauce o socavando sus márgenes,
puede no adquirir mucho material nuevo por erosión de su cauce, pero la parte más gruesa de su carga
de derrubios probablemente cae una y otra vez durante el tránsito, y cada vez los fragmentos tienen que
volver a ser puestos en movimiento y elevados para poder seguir siendo transportados río abajo.
c) Cincelado (corrasión) es el desgaste de las orillas y fondo con la ayuda de los cantos rodados,
guijarros, arena y limo transportados. Con estas herramientas incluso las rocas más duras pueden ser
excavadas y alisadas. Ej: formación de marmitas en ríos con lecho rocoso (espejillo).
d) Atrición es el desgaste que sufren los propios materiales transportados, que se desmenuzan, se
pulimentan o se redondean. Entonces los fragmentos menores y las partículas más finas son arrastradas
más fácilmente.
TRANSPORTE FLUVIAL.La carga acarreada por un río incluye los derrubios que recibe de la arroyada, la reptación superficial, el
desplome, etc., y de los afluentes y agentes externos tales como glaciares y viento, junto con los que
adquiere por su propia acción erosiva, ya descrita. Los derrubios son transportados de diferentes
maneras. Las partículas menores las lleva la corriente en suspensión, y su tendencia a depositarse se
contrarresta con los remolinos. Las partículas mayores, que a intervalos se sedimentan para volver a ser
levantadas, avanzan mediante una serie de saltos, proceso llamado saltación. Los cantos rodados y los
guijarros ruedan(rolido) o se deslizan por el fondo, según su forma. Los bloques muy grandes se
pueden desplazar sobre una capa de guijarros que actúan como las bolas de un cojinete.
Cuando disminuye la velocidad de un río, la carga de fondo es la primera que se detiene. Si prosigue el
debilitamiento del flujo, caen los ingredientes mayores de la carga en suspensión y sucesivamente
partículas cada vez más finas. Cuando la corriente empieza a ser más enérgica, los materiales más finos
son los primeros en volver a moverse. Por consiguiente, tan pronto como un río recibe su carga, la
empieza a clasificar. En promedio, la proporción de finos respecto a gruesos entre los materiales
depositados tienden a crecer aguas abajo, pero puede haber muchas interrupciones locales de esta
tendencia, debido a adiciones de derrubios gruesos por parte de afluentes o debido a deslizamientos y
desplomes de las márgenes.
_________________________________________________________________________________________________
La Geología y el Planeta Tierra
19
Geología
Tema I
Ing. Hugo Salas Montaño
__________________________________________________________________________________________________________________________
2.4.-
ALARGAMIENTO Y AHONDAMIENTO DE LOS VALLES
Juventud, Madurez y Senilidad de los ríos.Con todo lo dicho queda claro que el concepto original del ciclo de erosión en términos de un
levantamiento principal, seguido de una denudación persistente hacia un nivel de base estable, no se
corresponde con las condiciones reales que controlan el comportamiento de los ríos y el desarrollo de
los paisajes. El esquema de Davis se basaba en la opinión, entonces predominante, de que el
levantamiento de una región se producía dentro de un intervalo de tiempo que era corto en comparación
con los muchos millones de años requeridos para reducir la región a una penillanura.
La juventud, madurez y, vejez de los ríos y los paisajes difiere fundamentalmente de las etapas
sucesivas de, pongamos por caso, la vida humana. Una persona puede ser vieja, madura o joven pero no
las tres cosas a la vez. Los ríos y los paisajes sí pueden. Las aguas de cabecera de un río pueden aún ser
jóvenes, mientras que en el ancho valle del curso medio ya puede haberse alcanzado la madurez; y más
cerca del mar puede haberse desarrollado un amplio lecho de inundación con todas las características de
la senilidad. Con tiempo suficiente, los monótonos rasgos de la vejez avanzan tierra adentro desde los
llanos costeros, haciendo retroceder los escarpes y ensanchando los fondos de los valles.
Teóricamente, la etapa de juventud comienza con la disección de una meseta o de una región plegada
ondulada. Esencialmente, es el período durante el cual la forma del valle está sometida a un vigoroso
desarrollo, sobre todo en profundidad y en extensión de la cabecera por erosión ascendente. Los ríos
primitivos corren veloces y poseen gradientes irregulares. Lagos, rápidos, cascadas y gargantas
constituyen sus rasgos más característicos. En las regiones de plegamiento reciente, los ríos más
importantes ocupan los surcos sinclinales. La formación de afluentes es muy rápida durante la juventud
y son frecuentes las capturas fluviales. Los cursos de agua luchan por el espacio hasta que los
victoriosos adquieren valles y cuencas de alimentación bien definidos. Entre los valles principales
pueden mantenerse durante un tiempo residuos extensos de la superficie original, llamados interfluvios.
Exceptuando los casos en que éstos tienen una pendiente hacia fuera o están formados de rocas solubles
(como la caliza), apenas sufren erosión. En regiones de fuerte relieve y ríos muy distanciados entre sí,
los residuos pueden mantenerse mucho tiempo, incluso geológicamente hablando. Sin embargo,
necesariamente tienden a disminuir su extensión por ataque lateral, a medida que los escarpes que los
bordean o las laderas de los valles siguen retrocediendo a sus expensas.
El paisaje pasa de la juventud a la madurez cuando el relieve alcanza su máxima amplitud. A
excepción de los inicios de los lechos de inundación y de cualquier interfluvio residual entre las
cabeceras, toda la región está constituida por laderas. Se puede decir que los ríos, tramos concretos de
ellos, han alcanzado la madurez cuando se han suavizado las irregularidades de su perfil longitudinal, o
sea, cuando han alcanzado un perfil de equilibrio. No debe pensarse que paisajes y ríos alcanzan la
madurez simultáneamente, y ni siquiera que lleguen a estar alguna vez en la misma fase. En las
circunstancias geológicas actuales, es común que ríos que evidentemente se encuentran en la etapa de
juventud atraviesen un paisaje en estado de madurez avanzada o incluso de senilidad. El contraste se
debe al levantamiento de una región que ya fue erosionada durante un ciclo anterior no completado.
El transporte de derrubios, la erosión lateral y las inundaciones son las principales actividades de los
ríos maduros. La tasa de erosión lateral tiende a disminuir ya que los lechos de inundación, al ir siendo
barridos por meandros que emigran, se hacen cada vez más anchos. No obstante, el ensanchamiento
proseguirá hasta que el levantamiento o cualquier otra forma de rejuvenecimiento interrumpa el proceso
_________________________________________________________________________________________________
La Geología y el Planeta Tierra
20
Geología
Tema I
Ing. Hugo Salas Montaño
__________________________________________________________________________________________________________________________
y haga posible que un río profundice su cauce y comience a formar otro lecho de inundación a un nivel
más bajo. La vejez puede considerarse que ha llegado, empezando por las regiones costeras, cuando la
unión de las superficies de erosión planas y de pendiente suave de los sistemas fluviales vecinos
(superficies más o menos cubiertas de derrubios o aluvión) empieza a extender el valle río arriba a
expensas de los ribazos y las divisorias. Las superficies que se unen pueden ser de distintos tipos. Los
lechos de inundación adyacentes se unen formando un tipo de superficie de vejez llamada panllanura;
originada por la erosión lateral persistente de los ríos que forman meandros (Fig. 22).
2.5.- NIVELES DE BASE Y PERFILES DE «EQUILIBRIO» DE LOS RÍOS
Como un río que fluye hacia el mar debe tener un gradiente hacia el mar, el ahondamiento de su valle
está necesariamente limitado por el nivel del mar. La extensión imaginaria del nivel del mar bajo la
superficie terrestre se llama nivel de base de la erosión fluvial. El perfil longitudinal de un río empieza
a nivel del mar, o justo por debajo si el perfil es el del cauce, y sube tierra adentro. El perfil de un río
joven suele ser más o menos irregular, dependiendo de las pendientes y ondulaciones de la superficie
inicial y de la naturaleza de las rocas que se erosionan. Los rasgos característicos de la juventud fluvial
son lagos y ciénagas, cascadas y rápidos. Sin embargo, todas estas irregularidades, a excepción de las
mayores, como los lagos muy profundos, están destinadas a suavizarse cuando se pasa al estadio de
madurez.
En regiones húmedas, el caudal de un río aumenta desde la cabecera a la desembocadura, donde la
incisión hacia abajo, si la hay, es muy limitada. Partiendo de una superficie inicial dependiente general
hacia el mar, el ahondamiento es predominante a lo largo de los cursos medíos del río. El efecto es el de
aumentar el gradiente del tramo que baja de la cabecera y disminuirlo desde los cursos medios al mar.
Con tiempo suficiente y sin perturbaciones críticas debidas a movimientos terrestres o a cambios de
clima o del nivel del mar, no es difícil constatar que el perfil se estaría modificando sistemáticamente
hasta que se convirtiera en una curva suave, ligeramente cóncava hacia el cielo, prácticamente
horizontal en la desembocadura y verticalizándose hacia la cabecera. Cuando un río, o lo que es más
común, un tramo dado de un río tiene este perfil se dice que tiene un perfil de equilibrio.
El nivel del río principal en el punto en el que entra un afluente actúa como nivel de base local para el
afluente. En el desarrollo ininterrumpido de un sistema fluvial, los afluentes en equilibrio se ajustan
tanto al río principal, que se unen al él tangencialmente, o casi tangencialmente. Cuando un afluente no
se comporta así, el hecho de no ajustarse es una clara indicación de que se ha interrumpido el ciclo de
erosión por cambios de pendiente o de nivel debido, por norma general, a movimientos terrestres o a
glaciación. Las cascadas de “valles colgados” a los lados de valles glaciales profundos son ejemplos
extremos de esta falta de ajuste.
Varias irregularidades en el cauce de un río pueden aplazar el establecimiento general del equilibrio,
aunque más arriba o más debajo de ellas puede haber tramos fluviales individuales en equilibrio
temporal respecto a los niveles de base locales que los controlan. Un lago por ejemplo, actúa como un
nivel de base local para el río que desagua en él. Los lagos que ocupan depresiones profundas tienen
una vida muy larga, pero los someros desaparecen muy pronto, geológicamente hablando. Un lago es
una trampa de sedimentos, destinada a rellenarse por crecimiento deltaico, producido por los cursos de
agua que le llegan. Al mismo tiempo, el agua que sale de él erosiona la salida y baja su nivel, de modo
que el lago se drena parcialmente y su extensión se reduce. Finalmente, el lago es sustituido por un
amplio llano lacustre por el que fluye el río. Una formación resistente en el curso de un río también
_________________________________________________________________________________________________
La Geología y el Planeta Tierra
21
Geología
Tema I
Ing. Hugo Salas Montaño
__________________________________________________________________________________________________________________________
retarda el establecimiento del equilibrio, y actúa como un nivel de base temporal para la parte de río
que está aguas arriba, hasta que es cortado por cascadas y rápidos.
2.6.- SALTOS DE AGUA
Allí donde un afloramiento de roca resistente yace sobre otro de roca más blanda, la más blanda se
desgasta bastante rápidamente y la capa más resistente empieza a sobresalir. En la unión, y después por
encima de ella, el lecho del río acentúa su pendiente y de este modo pueden iniciarse los rápidos. Si el
frente de la roca resistente llega a ser vertical. el agua se lanza sobre la cresta en forma de salto de agua.
Un salto de agua es un codo de los más espectaculares. Los saltos de agua a veces degeneran en
rápidos, que pueden persistir mucho tiempo antes de que se suavicen y dejen de constituir un codo en el
perfil. Un salto que desciende por una serie de peldaños suele llamarse cascada. El término catarata
implica un volumen de agua excepcional, y puede aplicarse a salto de agua, o más generalmente, a
rápidos muy bruscos. Los rápidos son característicos del desgaste de una formación obstructiva cuando
ésta buza río abajo o cuando buza mucho río arriba. Allí donde una capa de roca resistente, horizontal o
suavemente inclinada río arriba, está superpuesta a capas más blandas, la primera es la que forma el
peldaño, y el desgaste de las capas más blandas subyacentes produce el socavamiento y retroceso.
El ciclo de los fenómenos Geológicos, consiste en los procesos de erosión, transporte, sedimentación
o depositación, consolidación o litificación y orogénesis.
_________________________________________________________________________________________________
La Geología y el Planeta Tierra
22
Geología
Tema I
Ing. Hugo Salas Montaño
__________________________________________________________________________________________________________________________
Tema III: COMPONENTES DE LA CORTEZA TERRESTRE
3.1.- ELEMENTOS - MINERALES Y CRISTALES
COMPOSICIÓN ELEMENTAL DE LAS ROCAS CORTICALES.Aunque en los minerales existen en forma natural 87 elementos, ocho de ellos son tan abundantes que
forman casi el 99 por ciento en peso del total de los miles de rocas que han sido analizadas. Muchos
otros, tales como el oro, el estaño, el cobre y el uranio, aunque presentes sólo en trazas en las rocas
ordinarias -razón por la cual se llaman elementos traza-, están concentrados localmente en depósitos
metalíferos y vetas minerales en cantidad suficiente para ser explotados con provecho. Los elementos
43, 61, 87 y 89 nunca se han detectado en minerales, sino que se han obtenido artificialmente mediante
reacciones nucleares.
Composición media de elementos de la corteza terrestre.ELEMENTO
Oxígeno
Silicio
Aluminio
Hierro
Calcio
Sodio
Potasio
Magnesio
Titanio
Hidrógeno
Fósforo
TOTAL
SIMBOLO
O
Si
Al
Fe
Ca
Na
K
Mg
Ti
H
P
PORCENTAJE
46.60
27.72
8.13
5.00
3.63
2.83
2.59
2.09
0.44
0.14
0.12
99.29
Continuando con la tabla de abundancias, los elementos inmediatamente siguientes son manganeso
(Mn) 0,10; fluor (F) 0,08; azufre (S) 0,05; cloro (Cl) 0,04; y carbono (C) 0,03 por ciento. La abundancia
de los elementos traza más raros se expresa mejor en parte por millón (p.p.m.) que equivale a gramos
por toneladas. El oro y el platino, aunque famosos como metales preciosos, son los que más raramente
aparecen en las rocas ordinarias, y su abundancia promedio es sólo de 0,005 ppm.
LOS MINERALES.Exceptuando los materiales amorfos, los minerales son sustancias inorgánicas cristalinas naturales y
cada «especie» tiene su propia variedad específica de estructura cristalina. Exceptuando la inevitable
presencia de «impurezas» y elementos traza, la composición química puede ser constante (como en el
cuarzo) o puede variar (como en los feldespatos) dentro de unos límites que dependen del grado o
capacidad de sustitución de los iones de ciertos elementos por los de otros, sin cambiar el patrón
específico de la malla cristalina.
_________________________________________________________________________________________________
La Geología y el Planeta Tierra
23
Geología
Tema I
Ing. Hugo Salas Montaño
__________________________________________________________________________________________________________________________
Algunos elementos, por ejemplo el oro, el cobre, el azufre y el carbono (en estado de diamante