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Unidad 5: GEOSFERA I ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN DE LA GEOSFERA BALANCE ENERGÉTICO DE LA TIERRA LA TECTÓNICA DE PLACAS LOS TERREMOTOS. RIESGOS SÍSMICOS VULCANISMO. RIESGOS VOLCÁNICOS ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN DE LA GEOSFERA La geosfera es uno de los subsistemas de la Tierra y se define como la esfera de rocas y metales que concentra casi toda la masa de la Tierra. Todos los datos que se conocen sobre el interior de la Tierra se obtienen mediante técnicas geofísicas y más concretamente mediante el estudio de los cambios en la velocidad de propagación de las ondas sísmicas cuando atraviesan la geosfera. Gracias al estudio de estas ondas podemos dividir la geosfera en capas. Pero hay dos formas de dividirlas dependiendo de la composición (modelo geoquímico) y dependiendo a su movilidad (modelo dinámico): MODELO GEOQUÍMICO O ESTÁTICO Las capas de la Tierra se clasifican por su composición y su densidad: Corteza: Está formada por dos capas: o Corteza continental (30-70Km de espesor): Forma las masas continentales y está compuesta por granito más una capa de rocas sedimentarias encima. o Corteza oceánica (10Km): Forma los fondos oceánicos, está formada por granito y gabro (tiene más densidad que el granito). Manto: Está compuesto por peridotita, roca que tiene al olivino como componente principal. Va desde la base de la corteza hasta los 2900 km. También se divide en dos: o Manto superior (desde la base de la corteza hasta los 670Km). o Manto inferior (670-2900Km): Es más denso que el manto superior. Núcleo: Es de composición metálica, el 85% es hierro, el 5% níquel y el 10% restante de diversos componentes metálicos. Desde los 2900 km. También se divide en dos capas: o Núcleo externo (2900-5150Km): Está en estado líquido y sus materiales se mueven por corrientes de convección provocadas por el campo magnético terrestre. o Núcleo interno (5150-6370Km): Está en estado sólido y es más denso que el externo. 1 MODELO DINÁMICO Las capas se clasifican por su movilidad y dinámica: Litosfera: Está formada por la parte más externa del manto superior y la corteza. Se divide en dos: - Litosfera continental (100-300Km). - Litosfera oceánica (20-100Km). Astenosfera: Formada por la parte del manto superior que falta, su composición será la misma que la parte del manto que forma la litosfera, pero al estar expuesto a más temperatura y presión, sus materiales se vuelven más plásticos (sin llegar a ser líquidos). Por esta razón esta capa fluye (como el movimiento de un glaciar) y provoca tensiones en la litosfera que se fragmentará y formará las placas litosféricas. Mesosfera: Se corresponde con el manto inferior. Endosfera: Se corresponde con el núcleo. BALANCE ENERGÉTICO DE LA TIERRA El planeta Tierra es una máquina regenerativa, capaz de destruir montañas y continentes y formar otros nuevos. Es un sistema activo que: UTILIZA ENERGÍA → EXTERNA (SOL) GENERA ENERGÍA → INTERNA PROCESOS GEOLÓGICOS EXTERNOS PROCESOS GEOLÓGICOS INTERNOS PROCESOS GEOLÓGICOS EXTERNOS Tienen lugar en la zona más superficial de la litosfera. Con la energía solar actúan los diferentes agentes geológicos externos: • • • • • Gases atmosféricos. Agua. Hielo. Viento. Seres vivos. Los agentes geológicos externos realizan estas acciones o procesos geológicos: • Meteorización. 2 • Erosión. • Transporte. • Sedimentación. PROCESOS GEOLÓGICOS INTERNOS Tienen lugar gracias a la energía geotérmica que procede en cierta medida del calor residual. Las rocas tienen una baja conductividad, por lo que la corteza actúa como un aislante que conserva el calor originado en la formación del planeta, pero sobre todo de la energía radiactiva liberada en el proceso de desintegración nuclear que sufren los elementos radiactivos que hay en el interior de la Tierra. La energía geotérmica es la responsable de los movimientos de las placas litosféricas y de todos los procesos asociados a dichos movimientos: • • • • Volcanes. Terremotos Formación de montañas. Etc. Debido a esta temperatura en el interior de la Tierra se establece un gradiente geotérmico que genera un sistema de convección, es decir, un lento flujo de materiales. Este flujo da lugar al ciclo de las rocas que mueve los materiales de la siguiente forma : • En zonas de subducción: En estas zonas, grandes fragmentos de litosfera oceánica se introducen en el manto superior. Al ir aumentando la temperatura y la presión, los minerales forman estructuras cristalinas más compactas y por lo tanto más densas, por lo que se hunden hacia el manto. Estos fenómenos transforman las rocas sedimentarias en rocas metamórficas. • En el límite núcleo-manto: Hay zonas del núcleo donde el calor es más intenso, si la temperatura es lo suficientemente grande como para fundir estas rocas se formarán rocas ígneas o magmáticas. Las diferentes rocas ígneas se originarán dependiendo del lugar de enfriamiento (profundidad), a mayor profundidad mayor será la temperatura y la presión y por lo tanto más lento será el enfriamiento: - Rocas plutónicas. Rocas filonianas. Rocas volcánicas. LA TECTÓNICA DE PLACAS Explica los fenómenos que se producen como consecuencia del calor que emite el interior de la Tierra. El flujo de movimiento en la astenosfera provoca la rotura de la litosfera y forma las placas litosféricas. La dinámica de estas placas determinan los procesos geológicos internos, cuya actividad máxima se produce en los bordes de estas dorsales. Los movimientos pueden ser de tres tipos: 3 Bordes divergentes: Se produce cuando dos placas se separan. Originan estructuras características que son las dorsales oceánicas y los valles de rift continentales. Bordes convergentes: Se producen entre dos bloques que se aproximan y se empujan. Cuando esto se produce, la placa de mayor densidad se dobla y se introduce hacia el manto terrestre, son las zonas de subducción. Estas zonas liberan gran cantidad de energía y producen fenómenos como formación de relieves, actividad sísmica y magmatismo. Movimientos laterales: Producen fallas transformantes debido al rozamiento entre dos placas y a la diferente velocidad de desplazamiento de cada una. Estas zonas tienen una gran actividad sísmica, por lo que aquí se registran muchos terremotos. También puede haber actividad geológica dentro de las placas, originando islas volcánicas alineadas. Esto se produce por un punto caliente, que es una anomalía en el límite núcleo-manto que hace que asciendan materiales muy calientes a la superficie, originando un intenso vulcanismo. LOS TERREMOTOS. RIESGOS SÍSMICOS Un terremoto, también llamado seísmo o sismo (del griego "σεισμός", temblor) es una sacudida del terreno que se produce cuando los materiales del interior de la Tierra se desplazan, buscando el equilibrio desde situaciones inestables, que son consecuencia de los movimientos que se producen principalmente en los bordes de la placa. Los terremotos originan distintos tipos de ondas sísmicas originadas: Primarias (ondas P). Son ondas con el mismo sentido que el desplazamiento. Secundarias (ondas S). Son más lentas, vibran en sentido transversal al desplazamiento y no atraviesan materiales líquidos. Superficiales. Son las más lentas, se propagan por la superficie a partir del epicentro. Pueden ser ondas Rayleigh de movimiento vertical del suelo y ondas Love, de movimiento horizontal. El estudio de los terremotos intenta determinar sus efectos y localizar su origen: Los efectos. Los efectos se miden mediante la escala de intensidad del terremoto o escala de Mercalli, que tiene doce niveles de intensidad. La medición de la cantidad de energía liberada (magnitud) se deduce del estudio de los sismogramas y se expresa mediante la escala de Richter (una escala logarítmica) en la que el aumento de un número implica que la energía liberada aumenta unas 32 veces. Para estudiar el origen. Actualmente se puede localizar con gran precisión el hipocentro y el epicentro de un seísmo porque hay estaciones sismológicas distribuidas por todo el mundo. En cada una de ellas sismógrafos de gran precisión registran las ondas sísmicas e intercambian información con las demás. 4 Los grandes terremotos ocasionan enormes desastres en un tiempo breve. Sus principales efectos son los siguientes: • Sacudidas en el suelo y desplazamientos superficiales de éste. • Deslizamientos de tierras. • Los tsunamis. PREDICCIÓN Y PREVENCIÓN DE RIESGOS SÍSMICOS La predicción del riesgo sísmico se basa en los datos históricos y en los periodos de recurrencia de los terremotos, pero además, hay multitud de parámetros que, aunque son de poca fiabilidad, parece que pueden ayudar a determinar si va o no a producirse un terremoto a corto plazo. Algunas son: Seísmos premonitores. Ausencia de microsismos antes del terremoto. Cambios en el flujo o la temperatura del agua. Cambios en la fuerza de la gravedad y resistividad eléctrica. Cambios en el comportamiento de los animales. La mejor medida eficaz para prevenir un terremoto es determinar las zonas sujetas a mayor riesgo y evitar los daños. En ese sentido, algunas medidas de prevención son: Establecer restricciones para la construcción cerca de las fallas activas conocidas. Restringir el uso del suelo en zonas en las que puede haber deslizamientos. Reforzar las estructuras de los edificios construidos y diseñar las de los nuevos de manera que resistan las sacudidas del suelo y respeten las normas de construcción. Educar a la población. Fomentar la contratación de seguros. RIESGOS SÍSMICOS EN ESPAÑA Las zonas de mayor riesgo son el sur y el sudeste de la Península, los Pirineos, la cadena costera de Cataluña y el Sistema Ibérico. En Canarias, los riesgos sísmicos se asocian al vulcanismo. Aparte de contar con una vigilancia sísmica adecuada, la prevención de los riesgos sísmicos en España se basa en la determinación de riesgo sísmico, en la elaboración de mapas de riesgo, en la ordenación del territorio en base a esas determinaciones y en la existencia de una normativa para la construcción de edificios e infraestructuras en zonas con peligrosidad sísmica. Se consideran especialmente afectados por esa normativa los hospitales e instalaciones sanitarias, los edificios e instalaciones de comunicaciones, los edificios para coordinación y organización en caso de desastre, los edificios para personal y equipos de ayuda (bomberos, policía, ejército, ambulancias, maquinaria), las construcciones con instalaciones básicas para la población (depósitos de agua, estaciones de bombeo, centrales eléctricas, etc.) y las vías de comunicación. 5 VULCANISMO. RIESGOS VOLCÁNICOS Se produce cuando el material fundido (magma) sale al exterior por grietas, fisuras u orificios en forma de lava y forma volcanes. Según la densidad de la lava hay distintos tipos de volcanes. Los volcanes: Se distribuyen en las zonas de límites de placas. Normalmente están en zonas superpobladas debido a que los volcanes producen tierras fértiles, minerales y energía geotérmica. Factores de riesgo: Exposición. Zonas muy pobladas que implican alta exposición. Peligrosidad. Depende del tipo de erupción de la que se trate, de su distribución geográfica, del área total afectada y del tiempo de retorno. Los riesgos pueden ser: Directos: Gases. Causan desde molestias respiratorias hasta la muerte. Coladas de lava. Depende de su viscosidad. Lluvia de piroclastos. Cenizas, lapilli y bombas volcánicas. Nubes ardientes. Es la manifestación de mayor gravedad. Calderas. Indirectos: Lahares. Ríos de barro provocados por la fusión de hielo o nieve. Tsunamis. Movimientos de laderas. PREDICCIÓN Y PREVENCIÓN DE RIESGOS VOLCÁNICOS Para predecir y prevenir una erupción volcánica se debe analizar la historia de cada volcán para saber: Frecuencia de las erupciones. Intensidad.: Métodos de predicción: Mediante observatorios. Datos recogidos con sismógrafos, magnetómetros, gravímetros, análisis de gases emitidos, imágenes tomadas por satélite, para elaborar mapas de riesgo. Métodos de prevención: Restringir el uso del territorio. Construir viviendas semiesféricas o con tejados muy inclinados. Desviar corrientes de lava. Reducir los niveles de los embalses cercanos. Realizar planes de evacuación. 6 Algunas erupciones históricas son: Nevado del Ruiz en Armero(Colombia), el 13 de noviembre de 1985. Mount St. Helens en Estados Unidos el 18 de mayo de 1980. 7