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ORIGEN DEL UNIVERSO, LA TIERRA Y SU ESTRUCTURA INTERNA

PRESENTADO POR:

MILTON HARRY VALENCIA SARMIENTO

ROBINSON ANDRES MARIN

JUAN MANUEL MEJIA FANDIÑO

ASIGNATURA

GEOLOGÍA

PRESENTADO A:

LUIS FERNANDO QUINTERO LÓPEZ

GEÓLOGO

FACULTAD DE INGENIERÍASINGENIERÍA CIVIL

UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIAMEDELLÍN, 23 DE FEBRERO DE 2013

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TABLA DE CONTENIDO

INTRODUCCIÓN..............................................................................................................3

ORIGEN Y EVOLUCIÓN DEL UNIVERSO......................................................................4

TEORÍAS SOBRE EL ORIGEN DEL UNIVERSO............................................................5

EL FUTURO DEL UNIVERSO..........................................................................................6

LA TEORIA ACTUAL DEL SISTEMA SOLAR..................................................................7

EL ORIGEN DEL PLANETA TIERRA............................................................................8-9

ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIEERA................................................................10-13

ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIEERA................................................................14-18

BIOGRAFÍA....................................................................................................................19

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INTRODUCCIÓN

En este trabajo encontraremos las diferentes teorías sobre la creación y evolución del universo y del planeta tierra, también encontraremos la historia y evolución de los mismos, esto con el fin de dar comienzo al estudio de la constitución de la tierra.

También estudiaremos la constitución interna y externa del planeta, para así poder determinar cómo y por qué suceden los diferentes eventos naturales, como son terremotos, erosiones, deslizamientos, inundaciones, etc. También evaluaremos si el hombre influye en estos eventos, y si lo hace; determinar de qué forma contribuye a estos fenómenos. Por ultimo veremos como en la actualidad los estudios se centran en el proceso de expansión del Universo, la forma física de éste y sus propiedades desde la perspectiva de la física y mecánica cuántica. Como va evolucionando el universo es algo que cientos de astrónomos y físicos llevan estudiando muchísimos años

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ORIGEN Y EVOLUCIÓN DEL UNIVERSO

Sobre el inicio del Universo han existido tres principales teorías para explicarlo pero la más aceptada y demostrada ha sido la del Big Bang. Las otras dos, el Universo Pulsante y el Estado Estacionario, se han ido estudiando hasta llegar casi al rechazo. En la actualidad los estudios se centran en el proceso de expansión del Universo, la forma física de éste y sus propiedades desde la perspectiva de la física y mecánica cuántica. Como va evolucionando el universo es algo que cientos de astrónomos y físicos llevan estudiando muchísimos años. Durante mucho tiempo se creyó que nuestra galaxia era todo el universo, pero fue Hubble el que descubrió que lo que se suponía que eran nebulosas lejanas eran en realidad galaxias como la nuestra. Después midió las distancias a estas galaxias y comprobó que se alejaban unas de otras, es decir, el universo se expande. 

Hubble comparó las distancias que había calculado para las diferentes galaxias con los desplazamientos hacia el rojo fijados por Slipher para las mismas galaxias, basándose en el efecto Doopler y descubrió que cuanto más lejos estaba la galaxia, más alta era su velocidad de recesión. A esta relación se la conoce como la ley de los desplazamientos hacia el rojo o ley de Hubble; determina que la velocidad de una galaxia es proporcional a su distancia. La relación entre la velocidad de recesión de una galaxia y su distancia es la constante de Hubble. Esto es lo que demuestra que el Universo continúa expandiéndose y podemos compararlo con un globo que se continúa inflando. 

TEORÍAS SOBRE EL ORIGEN DEL UNIVERSO

La única teoría que demuestra el origen del Universo es la del BIG BANG.La teoría del Big Bang o gran explosión, supone que, hace entre 12.000 y 15.000 millones de años, toda la materia del Universo estaba concentrada en una zona extraordinariamente pequeña del espacio, y por la división de una fuerza única en

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las cuatro que ahora conocemos, fuerza electromagnética, fuerza nuclear fuerte, fuerza nuclear débil y la fuerza de la gravedad, explotó haciendo que la materia saliese impulsada con gran energía en todas direcciones formando el universo.

Los choques y un cierto desorden hicieron que la materia se agrupara y se concentrase más en algunos lugares del espacio, y así fue como se formaron las primeras estrellas y las primeras galaxias.

Desde entonces, el Universo continúa en constante movimiento y evolución.

Esta teoría se basa en observaciones rigurosas y es matemáticamente correcta desde un instante después de la explosión, pero no tiene una explicación para el momento cero del origen del Universo, llamado "singularidad".

LAS DIFERENTES ETAPAS DEL BIG BANG SON:

I.- La gran explosión hace 15 mil millones de años.

II.- La formación de las galaxias y la “primera generación” de estrellas a partir de gases provenientes de hidrógeno.

III.- La Formación de nuestro Sistema Solar hace 10 mil millones de años. Donde nuestro Sol es una estrella de la segunda generación y que ya poseía los elementos necesarios para la vida.

IV.- La etapa actual del cosmos.

LAS OTRAS TEORÍAS:

Teoría del Universo Oscilante: Dice que en realidad el Universo no tuvo un origen común, sino que ha estado "creándose" y "destruyéndose" continuamente, pasando por una fase de expansión y otra de contracción que vuelve a repetir esta permanente "creación" del Universo. 

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Teoría del Universo Estacionario: Esta teoría considera que probablemente haya sido el Hidrógeno el primer elemento químico del cual se formaron los demás a través de reacciones termonucleares dentro de las estrellas. Y por la continua conversión de la energía en materia el Hidrógeno se ha venido transformando en el espacio cósmico de forma continua.

4. CONCEPTOS SIN EXPLICACIÓN

El Universo está constituido por: 0.4 % de materia normal visible 3.6 % de materia normal no luminosa (agujeros negros) 21 % de materia oscura 75 % de energía oscura

Como se ve, gran parte de los componentes que forman en Universo no se pueden ver.

EL FUTURO DEL UNIVERSO

Hasta hace poco tiempo, los cosmólogos creían que el futuro del Universo dependía de la densidad de su masa-energía y admitían dos posibles destinos: el Big Chill y el Big Crunch.Pero el descubrimiento reciente de la energía oscura, responsable de la aceleración de la expansión, ha planteado otro escenario posible para el destino futuro del Universo: el Big Rip.

Big Chill (el gran enfriamiento): Un Universo abierto donde la materia-energía es insuficiente y no se alcanza la densidad crítica necesaria para que la fuerza de la gravedad frene la expansión. En un Universo de estas características el espacio se expandiría indefinidamente, aunque a un ritmo lento frenado por la gravedad: todo el contenido del Universo estaría condenado a una muerte lenta y fría en medio de la oscuridad más absoluta. 

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Big Crunch (la gran contracción): Un Universo cerrado donde la cantidad de materia-energía resulta suficiente para superar la densidad crítica y genere una atracción gravitatoria tan fuerte que frene la expansión y dé comienzo al proceso inverso, la Gran Contracción, hasta alcanzar el punto de singularidad inicial. Otra posibilidad sería la del Universo pulsante, sometido a infinitos ciclos de expansión-comprensión.

Big Rip (el gran desgarramiento): Un Universo próximo a la densidad crítica, pero donde la fuerza repulsiva de una enloquecida energía oscura superaría a la fuerza de la gravedad. Esto provocaría una expansión tan acelerada que en un instante determinado el Universo volaría en pedazos. Las galaxias y toda la materia se evaporarían y el tiempo se detendrían.   

LA TEORÍA ACTUAL DE LA CREACIÓNDEL SISTEMA SOLAR

“…el Sol y todos los planetas que integran el Sistema Solar, se formaron hace 4660 millones de años a partir de una nube de gas, polvo y otras partículas, llamada “nube primordial”, compuesta de hidrógeno, helio, carbono, nitrógeno y oxígeno…”También se propone que: “…la explosión de alguna supernova vecina pudo haber aportado el material y la energía que permitieron la formación de nuestro Sistema Solar…”

ORIGEN DE LA TIERRA

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  1. El origen de la Tierra

La Tierra se originó a la vez que el Sistema Solar. Se conoce que la Tierra proviene de una nebulosa fría, formada por gas, polo de hielo y silicatos, hace 5000 millones de años. La mayor parte de la masa se concentró en el centro de la nebulosa, lo que provocó que se produjeran reacciones nucleares y se liberara

energía, la masa central se convirtió en el Sol.Al mismo tiempo, en el mismo disco de materia que el Sol, se producían choques entre partículas que daban lugar a cuerpos cada vez más grandes (planetesimales, planetoides y planetas).Las altas temperaturas (Sol) provocaron inestabilidad a las

partículas ligeras y se trasladaron a discos más fríos y lejanos, así se explica la existencia de planetas enanos en el Sistema Solar.El viento arrastró a los cuerpos pequeños que todavía no habían formado planetas fuera del Sistema Solar y dieron lugar a cometas. Esto provocó un bombardeo de meteoritos que impactaron sobre planetas y satélites, formando cráteres. 

TEORÍAS SOBRE EL ORIGEN DE LA TIERRA

El trabajo de Kepler puede resumirse en las siguientes tres leyes:

1) Los planetas giran en torno al Sol en trayectorias elípticas.

2) Los radio-vectores de los planetas barren áreas iguales en tiempos iguales durante el movimiento de traslación de los planetas.

3) El cuadrado del periodo de traslación de un planeta (lo que tarda en dar una vuelta completa alrededor del sol elevado al cuadrado), es proporcional al cubo del semi-eje mayor.

EL DINAMISMO DEL PLANETA

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Desde su formación la Tierra ha experimentado muchos cambios. Las primeras etapas no dejaron evidencias de su paso, ya que las rocas que se iban generando, se volvían a fundir o, simplemente, eran "tragadas" por una nueva erupción. Se obtienen registros de la geología de la Tierra de cuatro clases principales de roca, cada una producida en un tipo distinto de actividad cortical:

1.- Erosión y Transporte que posibilitan la posterior sedimentación que, por compactación y litificación, produce capas sucesivas de rocas sedimentarias.

2.- Expulsión, desde cámaras profundas de magma, de roca fundida que se enfría en la superficie de la corteza terrestre, dando lugar a las rocas volcánicas.

3.- Estructuras Geológicas formadas en rocas preexistentes que experimentaron deformaciones.

4.- Actividad plutónica o magmática en el interior de la Tierra.

LAS ERAS GEOLÓGICAS

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El eón precámbricoSe cree que duró aproximadamente 4,000 millones de años. Este Eón ocupa el

88% de la historia de la Tierra. Se caracteriza por tener actividades volcánicas extremas y movimientos tectónicos. Posiblemente se originaron los movientes que dieron principio a algunos tipos de células Coleriformes (organismos unicelulares con ácidos nucleicos dispersos). (Azoica, A, sin; Zoo, animal).

Aquí surgen los primeros organismos unicelulares terrestres (bacterias cianofíceas) y

la vida acuática empieza a ser representada por algunas algas y hongos unicelulares. (Arcaica, Primero, antiguo). Aparecen los primeros protozoarios (eucariontes primitivos), a los cuales se les ha asignado una bivalencia nutricional, pues se plantea que eran al mismo tiempo autótrofos y heterótrofas. (Proterozoico, Protero, prototipo; Zoo, animal).

El eón Fanerozoico

La Era Paleozoica. Esta era se propone que duró alrededor de 400 millones de años, se caracteriza por el comienzo de la colonización de la tierra por los organismos marinos y es conocida como la edad de los trilobites y de los peces.Las tierras emergidas tenían el aspecto de islas dispersas alrededor del ecuador terrestre. Algunas de estas islas eran América del Sur, Laurentia y Gondwana.Aparecen los animales y los

vegetales pluricelulares de los peces pulmonados(Dipnestas) y peces con aletas (Sarcopterigios) que se plantea originaron a los primeros anfibios labirintodontes, quienes comienzan la invasión terrestre. Se divide en las eras Paleo (antigua), Meso (medio, mitad o global) y Ceno (reciente o frontal).

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La era paleozoicaCámbrico. Dominan los trilobites, la vida en el agua se forma principalmente por esponjas, algas, caracoles y estrellas de mar primitivas.Ordovícico. La vida animal sigue siendo acuática. Aparecen los primeros peces primitivos (los ostracodermos). Hubo una gran actividad orogénica y volcánica Que generó montañas que expusieron al lecho marino a un ambiente aerobio.Silúrico. Aparece la vida pluricelular sobre la tierra. Aparecen las primeras plantas terrestres semejantes a los musgos, las hepáticas y los antoceros, los primeros insectos, los escorpiones y los quilópodos (ciempiés). La vida en el agua ya contaba con corales, escorpiones marinos y algunos equinodermos.

Devónico. Surgen los primeros anfibios. Existe una gran variedad de peces y aparecen los tiburones, hay rastros de vegetación abundante y el surgimiento de los primeros helechos (pteridofitas) y coníferas (gimnospermas).Carbonífero. Abundan los peces y los tiburones en el mar y estalla el apogeo de la invasión de los cuerpos de agua dulce. Los anfibios se diversifican y la flora terrestre se amplía en diversidad y es

representada por helechos gigantes, licopodios, equisetos (colas de caballo) y algunos pinos. Aparecen los primeros reptiles y los insectos alados comunes. Pérmico. Aparecen los primeros mamíferos con aspecto de reptil. Proliferan los insectos y desaparecen los trilobites. El clima es extremoso, se forman zonas áridas y se alternan cambios climáticos drásticos, (glaciaciones).

La Era MezozoicaEsta era es conocida como la edad de los reptiles, aparecen las espermatofitas (plantas con semilla), las cícadas y las coníferas gigantes al igual que prolifera una gran diversidad de plantas cuyo registro fósil lo percibimos en forma de grandes depósitos de hulla (carbón vegetal fosilizado).

Triásico. Aparecen los primeros saurios acuáticos y terrestres, al mismo tiempo

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que comienza la diversificación de los mamíferos. Abundan las coníferas y desaparece gran parte de los helechos.Jurásico. Surgen los reptiles voladores y las aves primitivas. En esta etapa proliferan los dinosaurios.Cretácico. En este periodo hubo una gran actividad orogénica formándose varias cadenas montañosas (como las Rocallosas).

La era Cenozoica

Esta era es conocida como la edad de los mamíferos. En esta era predominan las angiospermas (plantas con flores). Ante la extinción de los reptiles se sucede el predominio de los mamíferos con la consecuente evolución radiada de la cual se conservan tres ramas principales, las dos primeras con escasos representantes: prototeria, metateria y euteria (o verdaderos placentados) con doce grandes grupos, uno de los cuales, los insectívoros, originaron un tronco que se adaptó a la vida arbórea (los primates) del cual evolucionaron los prosimios, los monos del nuevo y viejo continentes, los antropoides o grandes monos y finalmente los homínidos. Se divide en dos periodos: Terceario y Cuaternario.

El Terciario. Comprende cinco épocas: Paleoceno. Abundan las angiospermas, aparece gran cantidad de mamíferos como los marsupiales, los roedores, los primates (como los lémures) y los creodontos-precursores de los mamíferos carnívoros.

Eoceno. Se formaron los océanos atlántico e índico. Los peces se diversificaron. Aparecen los antepasados de los rinocerontes, de los caballos y los camellos. Predominan los tiburones gigantes y los reptiles de gran tamaño como los caimanes y los cocodrilos. En el registro fósil aparecen aves tan diversas como las águilas y los pelícanos.Oligoceno. Existe una gran variedad mamíferos como los caballos, los rinocerontes, las ardillas, los ratones, los conejos, los perros y los gatos. Además del tigre dientes de sable, monos antropomorfos y reptiles como los cocodrilos y las tortugas.Mioceno. En esta época se conoce como la época de oro

de los mamíferos. Aquí surgen los primates antropoides semejantes a los gorilas Plioceno. Esta época se caracteriza por una rápida evolución de los simios humanoides. Los continentes y los mares toman su forma actual. El clima al fin se torna apacible y no tan extremoso (momentáneamente).

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La era CenozoicaEl Cuaternario. Incluye dos épocas:

Pleistoceno. Se presentan cuatro glaciaciones que cubren la mayor parte de Norteamérica y Europa.

Los bosques evolucionan a su forma actual, así como los mamíferos superiores y aparece el homo sapiens.Holoceno. En ésta época termina la última glaciación. El clima se torna cálido y se estabiliza hasta la actualidad. Ésta es la época que estamos viviendo.

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ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA

El método que más información nos ha proporcionado ha sido el estudio de las ondas sísmicas, los cambios que estas experimentan nos indican que nuestro planeta está estructurado en capas que tienen distintas propiedades y están dispuestas de forma concéntrica.Para explicar la estructura de la Tierra se propusieron dos modelos: geoquímico y dinámico.El dinámico se propuso durante el desarrollo de la tectónica de placas para explicar la dinámica de las placas litosféricas.

Estructura interna según el modelo geoquímico

Se diferencian tres capas: corteza, manto y núcleo, separadas por las discontinuidades de M y G. El manto se divide en manto superior e inferior, separados por la zona de transición del manto. El núcleo se divide en núcleo externo e interno, separados por la zona de transición del núcleo.Corteza

Se distinguen dos tipos: 

a) Corteza continental (materiales menos densos): tiene espesor variable, entre 35-70 km. Tiene una composición heterogénea, está formada por rocas ígneas, metamórficas o sedimentarias.En niveles superiores predominan las rocas sedimentarias, volcánicas y metamórficas con un grado de metamorfismo bajo. En niveles intermedios hay un grado de metamorfismo más alto y las rocas ígneas son de carácter ácido e intermedio. En las zonas más profundas hay muchísimo metamorfismo y las rocas ígneas y metamórficas son básicas.

  b) Corteza oceánica (materiales más densos): tiene un espesor de 8-10 km y una composición homogénea. Podemos diferenciar distintas capas:Capa de sedimentos cuyo grosor es mayor cerca de los continentes y disminuye según nos vayamos acercando a las dorsales. Capa de basaltos, solidificados al salir por las dorsales oceánicas. Gabros, igual composición a la de los basaltos.

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Estructura horizontal de la cortezaEn la corteza hay diferentes zonas:Corteza continental emergida 

* Cartones o escudos: áreas de miles de km2 tectónicamente estables, entonces no hay muchos seísmos ni erupciones volcánicas.

  * Orógenos o cordilleras: zonas más activas de la corteza, con mucha actividad tectónica y magmática. Son los relieves más elevados y plegados originados más recientemente.   Están formadas por rocas sedimentarias y metamórficas.

* Plataformas interiores: depresiones que se forman entre cratones y orógenos, en ellas se acumulan los sedimentos provenientes de la erosión de las cordilleras.

Corteza cubierta por el agua de los océanos 

* Márgenes continentales: continuación de las tierras emergidas. Están formados por corteza continental, aunque estén sumergidos.

  * Plataformas continentales: forman parte del continente, pero están sumergidas 20 o 600 m. En ella se acumulan sedimentos de la erosión de los continentes. 

* Talud continental: va desde la plataforma continental al océano profundo. Tiene una gran pendiente con surcos, escavados por las corrientes fangosas formadas a partir de los sedimentos acumulados en la plataforma.

*Fondos oceánicos: formados de corteza oceánica. 

* Llanura abisal: profundidad de 4 m con pocos sedimentos. Dan lugar a islas.* Fosa submarina: depresiones largas y profundas que tienen una profundidad de 11 km. Están asociadas a zonas de subducción.

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Manto Va desde la discontinuidad de Mohorovicic a la de Gutenberg. Está formado por rocas compuestas de silicatos de magnesio y hierro, que generan rocas peridotíticas. Tiene entre 670 y 1000 km de profundidad, se diferencia manto superior e inferior.

Núcleo

Está compuesto de hierro, níquel, oxígeno y azufre. Se divide en dos capas: 

a) N. externo: está en estado líquido (no deja pasar ondas S) y se extiende desde los 2900-4900 km. 

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b) N. interno: está en estado sólido, en él las ondas P se transmiten a más velocidad.Existe entre ambos una zona de transición, desde los 4900 km a los 5150 km.

Estructura interna según el modelo dinámicoEl interior terrestre se dividió en capas según la rigidez o capacidad de deformarse de cada una.

LitosferaEs la capa más superficial y comprende la corteza y el manto superior. Es rígida y está fracturada en placas litosféricas. Su límite inferior está a unos 50 km en los océanos y a unos 100-300 km bajo los continentes.

AstenosferaEstá constituida por zonas bajo la litosfera en las que el manto está parcialmente fundido. Según estudios, no es una capa continua, sino que está en zonas del

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manto superior donde hay fusión incipiente de rocas.

MesosferaSe extiende por debajo de la astenosfera hasta los 2900 km de profundidad. Es sólida. En el manto se forman células conectivas causas por el ascenso de penachos calientes, que se introducen en las zonas de subducción profundas.

EndosferaEquivale al núcleo de este modelo. El núcleo externo está fundido y el interno sólido.

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BIBLIOGRAFÍA

Geografía general, Alicia Escobar Muñoz, editorial Mc Graw Hill Microsoft ®

Encarta ® 2007.www.astromia.com/solar/estructierra.htm

Libro de texto de CMC 1º de Bachillerato

Apuntes de CMC de 1º de Bachillerato

www.hubblesite.org

www.jpl.nasa.gov