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Unidad 1. El origen de la Tierra y de su energía.
1.1.
EL ORIGEN DEL SISTEMA SOLAR Y DE LA TIERRA.
El Sistema Solar se formó hace unos 4600 Ma a partir de la acumulación de polvo y gas –una nebulosa- provocada por
la explosión de una supernova. Su composición es casi la misma que tiene ahora todo el Sistema Solar.
El modelo más aceptado es el siguiente:
1. Condensación y rotación de la nebulosa primitiva. En relativamente poco tiempo, unos 100 000 años, se
formó un disco cuyo núcleo iba aumentando de densidad y temperatura por efecto de la presión. El núcleo
caliente dio lugar al Sol, mientras que el disco frío, formado por polvo y hielo, a los restantes astros del Sistema
Solar.
2. Vaporización de los compuestos más ligeros de la nube hasta unos 650 m. de km (aproximadamente el
cinturón de asteroides) como consecuencia del aumento de temperatura. Sólo en la parte externa se
acumularon grandes contenidos de hielos de compuestos ligeros –agua, metano, amoníaco, etc. El enfriamiento
relativamente lento de la nube favoreció un primer proceso de diferenciación química a escala de todo el
Sistema Solar.
3. Acreción por colisión de fragmentos de roca y hielo, y producción de cuerpos mayores denominados
planetesimales. Las colisiones van aumentando en intensidad y violencia en relación directa al tamaño de los
cuerpos que se están formando. La acreción es homogénea: no hay diferenciación or densidad en la
formación de los planetas(los planetesimales tienen básicamente composiciones similares).
Estos procesos de diferenciación química y de acreción explican la formación de los planetas interiores –
Mercurio, Venus, La Tierra, Marte-, y los exteriores –Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno-.
4. Selección gravitatoria que favorece el crecimiento de los cuerpos de mayor tamaño en detrimento de los de
menor tamaño. Esta selección lleva implícita la fragmentación del disco y el establecimiento de las órbitas de los
planetas.
Posteriormente los planetas y cuerpos mayores del Sistema solar sufrieron en mayor o menor medida los siguientes
procesos:
1. Pérdida de la atmósfera primitiva por efecto del intenso viento solar que se produjo con el nacimiento del
Sol.
2. Fusión global provocada por el inmenso calor generado en el proceso de acreción y por la desintegración de
radionucleido, y que facilitó la diferenciación geoquímica de los planetas.
3. Una última fase colisional –cataclísmica- provocada por los últimos fragmentos de la nebulosa que no
pudieron ser barridos por el viento solar y por planetesimales procedentes de las zonas externas del Sistema
(nube de Oort) atraídos por los campos gravitatorios de los planetas mayores.
Los cuerpos pequeños presentan una evolución particular:

El cinturón de asteroides, entre Marte y Júpiter, está formado por planetesimales que, debido a la fuerte
influencia gravitatoria de Júpiter, no han podido coalescer en un planeta.

Los satélites que giran alrededor de los planetas interiores (La Luna, Fobos y Deimos) parecen pequeños
planetas o asteroides capturados en algún momento por la Tierra y Marte.

Los satélites que giran alrededor de los grandes planetas exteriores parecen reproducir a pequeña escala
la formación de todo el Sistema Solar.
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
Los anillos en torno a Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno son acumulaciones de polvo y rocas que o bien
nunca pudieron formar un satélite, o si lo formaron se rompieron por el efecto de la atracción gravitacional
de estos planetas.

La Nube de Oort, situada aproximadamente a 1 año luz, está formada por un conjunto de pequeños
cuerpos, podo diferenciados con gran contenido en volátiles, que se vaporizan cuando invaden las regiones
internas del Sistema Solar. Entonces, se denominan cometas.

Plutón y su satélite Caronte, comparten más características con los asteroides que con el resto de los
planetas exteriores.

Cinturón de Kuiper. Cinturón de asteroides más allá de Neptuno y Plutón.
ORIGEN Y EVOLUCIÓN DE LA TIERRA.
-
La roca más antigua de la superficie terrestre tiene unos 3800 m.a. Se cree una edad de 4700 m.a. para la
Tierra por rocas descubiertas en la Luna.
-
En el primer eón (1000 m.a.) choques de meteoritos, desintegración radiactiva, FUSIÓN DE LOS
MATERIALES.
-
Los más densos , Fe y Ni hacia el centro, para dar el Núcleo.
-
Los intermedios, silicatos acaban formando el Manto .
-
Los mas volátiles se pierden en el espacio.
-
Inicio de enfriamiento de la Tierra y formación de la Corteza hace unos 4 eones.
-
Múltiples placas rocosas que chocaron entre sí y aumentando tamaño.
-
Al final todo sólido y dificultad de enfriamiento.
-
Formación de volcanes y grietas para salir el magma confinado a altas presiones.
-
Salen gases, vapor de agua, formación de nubes. Sigue bajando la temperatura hasta condensarse ese vapor de
agua y pudiese llover.
-
La disminución de humedad atmosférica permite devolver el calor del Sol y contribuir a un mayor
enfriamiento.
-
Se liberan CO2, N2, HCl, H2S. Que pueden disolverse con el agua.
-
El agua líquida disminuyó el efecto invernadero, el CO2 reacciona con el agua para dar ácido carbónico, el
cual puede unirse a iones Ca para formar carbonatos. Precipitan y forman rocas carbonatadas. Contribuye,
por tanto, a enfriar la Tierra.
-
3600 m.a. estos procesos se consideran concluidos. Continentes ya formados, morfología distinta a la actual.
Interior sigue caliente, erupciones y fracturas de la corteza. Tectónica de placas.
-
Aparición de la vida. Producción de Oxígeno, y oxidación de compuestos y origen de nuevas sustancias
1.2.
ENERGÍA GEOTÉRMICA. EL CALOR DE LA TIERRA.
La Tierra posee una actividad térmica que se manifiesta en erupciones volcánicas, fuentes termales, etc.
Este calor interno se denomina energía geotérmica.
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1.2.1. Origen del calor de la Tierra.
El calor remanente del calor de formación.
 Ese calor interno remanente puede resumirse en 3 etapas:
1. La compresión por gravedad de la gigantesca masa de materiales.
2. El impacto posterior de planetesimales, que llegaron a fundir a la Tierra.
3. Formación de corteza primitiva, actuó de aislante, dejando rocas fundidas dentro, con parte de ese
calor a día de hoy.
 Calor generado por los procesos radiactivos.
Isótopos radiactivos, desintegraciones nucleares formando nuevos elementos y emiten partículas y ondas
electromagnéticas y liberan energía.
Para llevar a efecto esto tienen que ser:
-
Abundantes. Concepto que toma mayor validez a medida que profundizamos en la Tierra. En el Manto
hay mucha mayor cantidad que en la corteza.
-
Vida media larga o muy larga.
Dentro de estos elementos estarían el To232; U238; K40; y U235.
1.2.2. El flujo geotérmico.
La Tierra emite energía al espacio en forma de calor. Es el flujo térmico: Q = k·dT/dZ.
k = conductividad térmica.
dT/dZ = gradiente geotérmico. Variación de la T con la profundidad.
El flujo no es uniforme
Variación del flujo con la vertical.
Gradiente geotérmico es aproximadamente 3,3º por cada 100 m.
No es lineal. Debido al aumento de presión en las capas profundas de la Tierra.
El espesor de las capas de la Tierra también determina dicho gradiente. A mayor espesor de corteza menor será el
flujo geotérmico. Menor en los continentes y mayor en los océanos.
Variación del flujo geotérmico con la horizontal.
Zonas volcánicas, dorsales oceánicas, arcos insulares, zonas de intraplaca con vulcanismo.
Mínimo en lugares como fosas oceánicas y escudos precámbricos.
Los mecanismos de transmisión son los ya conocidos, convección, radiación y conducción.
1.3.
La Gravedad.
Ley de la Gravitación Universal.
1.3.1. Factores que influyen en la gravedad.
 El movimiento de rotación. La aceleración centrífuga disminuye la gravedad. Máxima en el ecuador y
mínima en los polos.
 La distribución de la masa. A mayor cantidad de masa, mayor será la atracción gravitatoria.
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 La forma de la Tierra. La Tierra no es exactamente una esfera. Se habla de un “geoide” forma que viene
determinada por la cota uniforme del nivel del mar y su prolongación lateral bajo los continentes. Define una
superficie del planeta sobre la que el campo gravitatorio tiene el mismo valor teórico.
1.3.2. La medición experimental de la gravedad y su corrección. Anomalías gravimétricas.
El aparato de medida de la gravedad es el gravímetro.
Las variaciones sobre el valor teórico de la aceleración de la gravedad se denominan anomalías gravimétricas,
positivas por exceso o negativas por defecto.
Hay que hacer una serie de correcciones para ese valor teórico:
-
Corrección del aire libre. Corrige la diferencia de altitud entre el punto en que se hace la medición con el
gravímetro y la superficie del geoide(nivel del mar).
-
Corrección de Bouguer. Resta al valor del gravímetro la atracción gravitatoria que ejerce la masa de roca
situada bajo el lugar de medida. Las variaciones de esta corrección dan información sobre las densidades de las
rocas localizadas bajo la superficie.
1.4.
El Magnetismo terrestre.
1839 Gauss confirma la existencia de un campo magnético terrestre.
1.4.1. Características del campo magnético terrestre.
Su presencia se manifiesta en una zona del espacio llamada magnetosfera. Representable por una serie de líneas
imaginarias, las líneas de fuerza. Tangentes al vector que define el campo en cada punto.
El límite de las líneas de fuerza es la magnetopausa.
Está deformada(la magnetosfera) por la interacción con el viento solar, corriente de partículas muy energéticas.
El campo magnético terrestre es:
-
Dipolar: tiene dos polos, norte y sur magnéticos respectivamente, no coinciden con norte y sur geográficos.
-
Es de carácter vectorial, definido por módulo, dirección y sentido.
o Intensidad del campo (F). Fuerza magnética total. Componentes horizontal y vertical. (H y V)
o Inclinación (i). Ángulo que forma F con la componente H.
o Declinación. Ángulo que forma la H con el N geográfico.
1.4.2. Procedencia del campo magnético terrestre.
Se cree que el núcleo terrestre funciona de forma parecida a un electroimán en el que el paso de una corriente
eléctrica en torno a un núcleo metálico induce un campo magnético.
Aceptable esta hipótesis dado que se considera el núcleo externo fluido con movimientos convectivos y el interno
sólido.
1.4.3. Las variaciones del campo magnético terrestre y su importancia geológica.
Se toma la siguiente referencia inicial:
-
Estado normal: Polaridad actual. Polos magnéticos y geográficos del mismo signo están en hemisferios
distintos.
-
Estado invertido: Polos magnéticos y geográficos coinciden en el mismo hemisferio.
1960. Pruebas que demostraban la existencia de inversiones en el campo magnético.
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Unidad 1. El origen de la Tierra y de su energía.
Por estudio de orientación de los cristales de minerales ferromagnesianos que forman parte de las rocas volcánicas.
Estudio de bandeados alternativos a ambos lados de las dorsales oceánicas.
Paleomagnetismo: Estudio de la orientación de los minerales magnéticos incluidos en rocas de diferentes edades a
lo largo del tiempo geológico. Aplicación práctica en geología, explicación de movimientos de deriva de los
continentes y extensión del fondo oceánico.
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