GEOLOGIA

Proviene de dos palabras griegas geo=tierra y logos=tratado, es la ciencia de la tierra que estudia su composición, estructura, su historia pasada, así como los fenómenos que ocurrieron y ocurren en ella. El estudio implica el conocimiento de eventos que acontecen en el interior y exterior de la tierra.

RELACION DE LA GEOLOGIA CON OTRAS CIENCIAS

La geología es una ciencia independiente que necesita los métodos de investigación, principios y leyes de otras ciencias como la química, física, biología y astronomía

DIVISION DE LAS CIENCIAS GEOLOGICAS

Como toda ciencia compleja la geología para fines de estudio se subdivide en varios campos de especialización

Geoquímica.- estudia la tierra como un sistema químico analizando las rocas desde el punto de vista de su composición química

Geofísica.- estudia la tierra investigando sus propiedades físicas en general, las variaciones de gravedad en la superficie terrestre y la propagación de las ondas sonoras a través de las rocas

Paleontología.- estudia los animales y las plantas que vivieron en la tierra durante la prehistoria y que han dado lugar por evolución gradual a las formas de vida que encontramos actualmente.

Mineralogía.- es la ciencia de los minerales que estudia su composición, estructura, propiedades físicas y su origen.

Cristalografía.- estudia los cristales, principalmente su forma exterior y estructura interna.

Estratigrafía.- es el estudio de las rocas sedimentarias que se depositaron en forma de capas o estratos

Geomorfología.- estudia el relieve de la superficie terrestre y los fenómenos que han dado lugar a su configuración actual.

Geología estructural.- Estudia los mecanismos y resultados de la ruptura y deformación de la corteza terrestre

Geotecnia.- es la aplicación de la geología en la construcción de obras de ingeniería

Geología ambiental.- se preocupa de hallar sectores contaminados, formas y procesos de contaminación especialmente del agua, agua subterránea y suelos.

IMPORTANCIA DE LA GEOLOGIA EN LA INGENIERIA

Todas las obras de ingeniería afectan la superficie de la tierra puesto que se asientan (abren) en cualquier parte de la corteza terrestre.

Hoy la geología forma parte de la práctica moderna de la ingeniería, es materia de estudio para todos los ingenieros cuyos informes contienen frecuentes referencias a los rasgos geológicos de los lugares en los que trabajan.

RELACION DE LA INGENIERIA CIVIL CON LA GEOTECNIA

Relación importante para la construcción de diversas obras como los son presas, túneles, carreteras, puentes o edificaciones

UNIVERSO.-Espacio limitado que está constituido por sistemas de galaxias las cuales se agrupan en conjunto de nebulosas y galaxias

y estas a su vez están formadas por un conglomerado de estrellas, polvo y gas.

EXPANSIÓN Y COMPOSICION DEL UNIVERSO

Teoría del BigBang o Gran explosión.-

Sostiene que una explosión de intensidad inimaginable esparció toda la energía y materia en el universo a partir de un volumen muy pequeño en la inmensidad del espacio hace aproximadamente 14000 millones de años. Unos 1000 millones de años después del Big Bang el polvo y el gas empezaron a juntarse en nubes aisladas y al aumentar la gravedad alrededor de estas nubes con su incremento de masa pudieron alcanzar un mayor crecimiento así nacieron las galaxias primitivas y los sistemas solares.

Al comparar la composición química del universo la tierra y el ser vivo se comprueba que el universo y los seres vivos tienen elementos constitutivos semejantes solo que en rangos diferentes, los 4 elementos más importantes en ambos son C, H, O, N. En cambio la tierra tiene una composición totalmente diferente en donde el Fe, O, Si, Mg, presentan mayor abundancia.

SISTEMA SOLAR

El sol es una estrella compuesta de gas, es fuente de luz, calor y

vida, está situada a 150×106km de la tierra aproximadamente

y tiene un diámetro de 1392×106km, posee una masa de 332

mil veces mayor a la de la tierra y tiene una energía de

30000×106km. El sistema solar está constituido por el sol, 8 planetas, varios planetas enanos, 42 satélites, millones de asteroides y una veintena de cometas

CLASIFICACION DE LOS PLANETAS

Menores o terrestres.-

Densos y de poco volumen, casi no poseen satélites y sus elementos constitutivos predominantes son: Fe, O, Si, Mg pertenecen a este grupo: Mercurio, Venus, Tierra y Marte.

Mayores o jovianos.-

Son ligeros y de gran volumen H, He, Metano, Amoniaco, etc. Tienen varios satélites, pertenecen a este grupo Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno

Planetas enanos.- estos planetas son Ceres y Plutón.

TEORIAS SOBRE EL ORIGEN

a) Naturales o Evolutivas.- según las cuales los sistemas planetarios se consideran parte de la historia evolutiva de algunas estrellas. Si estas teorías son ciertas existen numerosas estrellas en el sistema planetario.

b) Teorías Catastróficas.- sostienen que los sistemas planetarios se han formado por accidente ya sea por el acercamiento o por la colisión de dos estrellas

LA TIERRA

Se formó hace más de 4500 millones de años probablemente se condenso a partir de rezagos del gas y polvo interestelar que acompañaban al sol en su continuo viaje por el universo. Actualmente se dice que la forma de la tierra es la de un geoide y la orientación en la superficie de la misma está dada por un sistema reticular de longitud y latitud

MOVIMIENTOS DE LA TIERRA.-

a) Movimiento de traslación .- se realiza alrededor del sol en 365.26 días en una orbita elíptica ligeramente alargada este movimiento da origen a la inclinación de la tierra y las 4 estaciones

b) Movimiento de rotación.- es el que realiza nuestro planeta alrededor de su eje de oeste a este en 23h 56min a una velocidad de 28km/min. Los efectos mas importantes de este movimiento :- Sucesión del dia y la noche- Ensanchamiento de la tierra en el ecuador y el

achatamiento en los polos lo que le da la forma del geoide.

- Orientación a través de los 4 puntos cardinalesc) Movimiento de precesión.- es el movimiento de los

equinoccios en la elíptica y tiene una duración de 258680 años

d) Movimiento de nutación.- este movimiento es el realizado en una variación periódica de la inclinación del eje de la tierra provocada por la atracción gravitacional del sol y la tierra. El cambio de eje se da debido a los cambios climáticos.

ESTRUCTURA DE LA TIERRA

En la tierra se presenta 4 esferas: Atmosfera, Hidrosfera, Biosfera, Litosfera

ATMOSFERA.-

Capa gaseosa que rodea la tierra donde los gases de distribuyen por su densidad, está constituida principalmente por N 78 %, O 21 %, Anhídrido carbónico 0,03% , Argón y Neón

Partes de la atmosfera:

a) Troposfera.- zona inferior de la atmosfera en donde se producen todos los fenómenos meteorológicos, tiene un espesor de 12 a 16km

b) Estratosfera.- zona superior en donde se halla la capa de ozono e impide el paso de los rayos UV se trata de una zona “tranquila” pues carece de nubes.

c) Ionosfera.- zona en donde los gases están provistos de carga eléctrica, ahí se reflejan las ondas de radio y se originan las auroras boreales.

HIDROSFERA.-

Es la masa liquida de la tierra comprende los océanos, ríos y lagos. La mayor parte de su composición es NaCl y Magnesio.

LITOSFERA.-

Es la estructura sólida de la tierra y tiene un espesor medio de 50km, comprende dos capas la corteza y el manto.

a) Corteza terrestre.- se divide en corteza oceánica y corteza continental. La primera incluye los continentes y los sectores del mar de baja profundidad, en la segunda se encuentran los sectores oceánicos de alta profundidad

b) Corteza continental.- capa superior conocida también con el nombre de SIAL , por su composición de Sílice y alúmina forma los continentes y es granítica y rígida. Su espesor varia de 10 a 70km

c) Corteza oceánica.- capa media conocida con el nombre se SIMA por su alta presencia de sílice y magnesio es de

característica basáltica y de mayor densidad que el SIAL. Su espesor varia de 5 a 8km.

MANTO

Cascaron que limita en su parte inferior con la discontinuidad de Gutenberg y en la parte superior con la discontinuidad de Mohorovicic, está constituida principalmente por peridotitas y pirolitas

NUCLEO-NIFE

Por su composición predominante de hierro y níquel, está separado del manto por la discontinuidad de Gutenberg

BIOSFERA

Es la esfera de la vida constituida por C, H, O, N, P

MAGNETISMO DE LA TIERRA

El fenómeno del magnetismo terrestre es el resultado del hecho de que toda la tierra se comporta como un enorme imán. El físico y filósofo inglés William Gilbert fue el primero que señalo esta similitud en el año de 1600 aunque los efectos del magnetismo terrestre se habían utilizado mucho antes en la brújulas primitivas

POLOS MAGNETICOS

No coinciden con los polos geográficos de su eje la posición de los polos magnéticos no es constante y muestran cambios notables de año a año, las variaciones en el campo magnético de la tierra incluyen una variación secular, el cambio de dirección, del campo provocado por el desplazamiento de los polos, está una variación periódica que se repite después de 960 años.

También existe una variación anual más pequeña al igual que se da una variación diaria que solo es detectable con instrumentos especiales

INTENSIDAD DE CAMPO

El estudio de la intensidad del campo magnético de la tierra es valioso desde el punto de vista de la ciencia pura y de la ingeniería y también para la prospección geológica de minerales y fuentes de energía, las mediciones de la intensidad se hace con magnetómetros que determinan la intensidad total de campo y las intensidades de direcciones horizontales y verticales. La intensidad del campo magnético de la tierra varia de un punto en la superficie de la tierra.

MODIFICACIONES MAGNETICAS

Recientes estudios del magnetismo remanente o residual y de las anomalías magnéticas de la cuenca de los océanos has demostrado que el campo magnético de la tierra a revertido su

polaridad 170 veces en los pasados 100 x106 años

MAGMATISMO

Conjunto de procesos complejos relacionados a la energía interna terrestre y que se manifiesta por medio del vulcanismo o magmatismo y puede tener dimensiones continentales o regionales

MAGMA

Es la materia de las rocas al estado de fusión es la solución madre de las rocas ígneas compuestos de silicatos complejos como vapor

de agua, gases, cristales en suspensión de formación primaria, la temperatura del magma puede oscilar entre 500°C y 1400°C

Generación del magma

La fuente de calor suficiente para fundir las rocas es un tema de mucha discusión, las teorías que explican las fuentes generadoras son las siguientes

Teoría del calor residualSupone que el planeta en sus orígenes fue una esfera de fuego o una esfera solida caliente , debe conservar algo de ese calor debido a que las rocas son malas conductoras del calor

Teoría de la compactación y contracción Sostiene que la compactación y contracción de la tierra por enfriamiento que habría aumentado la presión interna lo que haría posible mantener o aumentar el calor de la misma

Teoría de la radiactividad Se consideran que existen ciertos elementos inestables que se desintegran liberando gran cantidad de energía calorífica, determinando la concentración de calor y la fusión de otros elementos para conformar nuevos elementos inestables.

Teoría de las tectónicas de las placas Según la cual indica que la litosfera está fragmentada en placas que se mueven y generan energía.ZONAS DE CONSOLIDACION DEL MAGMA

El magma tiende a elevarse por la corteza terrestre desde receptáculos profundos llamados cámaras magmáticas, cuando llegan a profundidades someras donde pueden existir fracturas de las rocas, el magma se mueve con mayor flexibilidad e irrumpe como lava cuando llega a la superficie, pero también puede enfriarse y consolidarse a cualquier profundidad.

MAGMATISMO EXTRUSIVO

Es un proceso por el cual el magma es expulsado hacia la superficie terrestre por medio de una chimenea volcánica o fracturas

VOLCAN

Son acumulaciones de material volcánico alrededor de una estructura central que toma la forma de un cono, se distingue el cráter

Corriente de lava.- la lava que fluye a manera de corriente de rio se llaman corriente de lava dependiendo de la viscosidad y de la pendiente de la superficie.

Cinturones volcánicos.- gran parte del vulcanismo ocurre en las cuencas oceánicas, en la actualidad la posición de los volcanes ocupan los bordes de los continentes y archipiélagos adyacentes, esta agrupación toma el nombre de cinturones

MAGMATISMO INTRUSIVO

Las rocas ígneas se han formado por enfriamiento de la materia magmática debajo o cerca de la superficie terrestre. Se pueden distinguir dos tipos de estructuras, las concordantes y las discordantes

Estructuras discordantes

Batolito.-son afloramientos de rocas intrusivas o plutónicas

de extensiones considerables mayores a 100km2 Stocks.- son afloramientos de rocas intrusivas con

extensiones menores a los 100km2

Diques.- son rocas cuyo espesor va desde los centímetros hasta los metros conectados a una cámara magmática.

Cuellos volcánicos.- representan a chimeneas volcánicas que exponen el magma a la superficie.

Estructuras concordantes

Sill.- son estructuras ígneas de composición intermedia acida que se presentan paralelamente a las estructuras estratificadas de rocas sedimentarias

Lacolito.- son estructuras ígneas de composición intermedia acida que adoptan la forma de un hongo es decir en la parte central más ancho y en los extremos se adelgaza

Lopolito.- son estructuras plutónicas o intrusivas de composición intermedia acida que se asocian a una cuenca/estructura generalmente de grandes dimensiones

Facolitos.- son estructuras ígneas intrusivas concordantes en forma de media luna que se emplazan en las crestas de los pliegues de la corteza terrestre.

MINERALES DE LAS ROCAS IGNEAS

Dentro de los componentes de las rocas ígneas destacan por su importancia los silicatos los cuales están representados en grupos como: - Feldespatos - Olevino – Piroxenos - Las micas - Los anfíboles - Sílices

PRINCIPALES ROCAS VOLCANICAS IGNEAS EXTRUSIVAS

Riolitas.- Rocas equivalentes al granito, están compuestas de cuarzo, feldespato y biotita, los colores típicos de estas rocas son grises, rosados, amarillentos.

Dacitas.- es equivalente a la granodiorita y la tonalita. Estas rocas tienen coloraciones claras como gris claro, amarillentos y rojos pálidos

Andesitas.- es el equivalente volcánico de la diorita, es la roca volcánica mas abundante después del basalto generalmente son rocas de color gris oscuro

Traquitas.- son los equivalentes volcánicos de las sienitas Basaltos.- son rocas volcánicas equivalentes a los gabros

PRINCIPALES ROCAS VOLCANICAS INTRUSIVAS

Granito.- es una roca de composición mineralógica esencialmente compuesta por el cuarzo, feldespato alcalino y micas. Su coloración varía desde gris claro al gris oscuro y algunas veces rosado

Granodioritas.- estas rocas son una variedad de granito, en este tipo de roca se encuentran como minerales esenciales : cuarzo, feldespato alcalino y mica. La coloración es semejante a la del granito

Diorita.- es una roca intermedia, su coloración es gris de tonalidad oscura debido a la mayor abundancia de minerales ferro-magnesianos. Los minerales esenciales que la forman con los feldespatos alcalinos, micas y cuarzo

Gabro.- estas rocas son de color oscuro, verde o gris oscuro a negro. Los componentes minerales esenciales son: la augita, piroxeno, olivino, el cuarzo está ausente a los gabros de grano fino se le denomina doleritas.

Sienitas.- en este tipo de rocas el cuarzo esta ausente o en muy pequeñas cantidades. Los minerales esenciales son: los feldespatos alcalinos, ortoclasa, homblenda, además contiene otros minerales como biotita, apatita, magnetita, sircon, etc.

INTEMPERISMO Y LOS SUELOS

Intemperismo.- es una serie de procesos que ocasionan cambios físico y químicos en las rocas y sus minerales constituyentes dan como resultado una desintegración o descomposición de las rocas preexistentes.

Es importante diferenciar el intemperismo y la erosión que es un fenómeno que destruye las rocas por medio de agentes que al mismo tiempo transportan el material en tanto el intemperismo destruye rocas con escaso o ningún transporte de material

TIPOS DE INTEMPERISMO

Conocido como desintegración porque actúa reduciendo la roca a fragmentos cada vez más pequeños sin cambio en la composición química. En el intemperismo físico intervienen factores determinantes como:

a) Cambios de T° entre el dia y la noche se dilatan y contraen el material rocoso originando esfuerzos de diferentes coeficientes que dan lugar a grietas que fragmentan las rocas

b) Acción de las heladas.- el agua que se infiltra por las grietas y porosidades de las rocas al cambiar de estado (congelarse) aumentan de volumen creando esfuerzos de cientos de kgxcm2 fragmentando las rocas

c) Sales que se cristalizan.- el agua cargada de sales disueltas se infiltra por las grietas de las rocas, al evaporarse el agua deja las sales en el interior de la roca, las cuales al cristalizarse aumentan de volumen generando presión en las paredes de las grietas y terminado por fragmentar las rocas.

d) Actividad orgánica.- las plantas animales incluyendo el hombre intervienen en la desintegración de las rocas

INTEMPERISMO QUIMICO

Llamado descomposición produce una modificación completa en las propiedades físicas y químicas de la roca, hay un aumento de volumen por el cambio de la densidad de los nuevos componentes y su mayor porosidad.

Los procesos químicos que intervienes en el fenómeno de las descomposición son:

a) Hidratación.- consiste en la adición de agua a las rocas lo que produce óxidos y silicatos hidratados de los minerales constituyentes

b) Oxidación.- es la combinación del oxigeno con otros elementos, es ayudado por la presencia del agua, el vapor de agua en la atmosfera, produciendo cambios en la coloración de las rocas.

c) Carbonatación.- el dióxido de carbono produce acido carbónico que es mas efectivo que el agua para atacar a los feldespatos calco sódicos y potásicos

d) Disolución.- es la descomposición de una sustancia por la acción del agua y puede disolver con facilidad a las sales cuyas moléculas están compuestas por iones

Algunos procesos que ocurren a menudo en el intemperismo son: solución, oxidación, reducción, hidratación, hidrolisis.

INTEMPERISMO DE ROCAS REPRESENTATIVAS

Rocas ígneas.- Familia de los granitos, son fuertemente atacados por el agua y la atmosfera, las cuales son favorecidas por las fisuras y forma de rocas

Mineral original Alteración - cuarzo - Arena de cuarzo

- biotita - clorita Rocas sedimentarias

1) Areniscas.- se intemperizan mecánicamente para formar arena de grano fino y en caso de contener feldespatos se originan arenas arcillosas.

2) Lutitas.- principalmente por la acción del intemperismo se disgregan produciendo material suelto como arcillas

3) Calizas.- el agua cargada de dióxido de carbono las ataca fuertemente originando bicarbonato se calcio que es muy soluble e inestable

Rocas metamórficas

1) Cuarzitas.- generalmente por acción mecánica de intemperismo se originan cantos, gravas y arenas que por ser cuarzo son muy resistentes al intemperismo.

2) Mármol.- al igual que las calizas son atacadas por agua cargadas de ácido carbónico

Suelo se define como el almacen constituido por rocas disgregadas y descompuestas en el que se depositan sustancias, cambia lentamente con el transcurso del tiempo como respuesta a los factores que sobre el cual actúan como lo son el clima, la vegetación,etc

El termino suelo en la extensión lo usamos comúnmente para denominar a la zona superior o suelo de la superficie. Llamando a la zona que se encuentra inmediatamente después, subsuelo

FORMACION DE SUELOS

La podzolizacion .- es el proceso de formación de suelos que se da en climas templados y húmedos con una cubierta de bosques

La calcificación.- ocurre en los climas con vegetación consistente en arbustos o herbáceos

La lateralización.- este proceso normal formador de suelos en los trópicos, este proceso concentra los oxidos de fierro o de aluminio o ambos. El intemperismo quimico es rápido la laterita es el nombre con el que se denomina al suelo formado por este proceso.

CLASIFICACION DE LOS SUELOSUna de las clasificaciones ms difundidas divide a los suelos en 3 tipos:- Suelos zonales.- reflejan la acción del clima y la vegetación.- Intrazonales.- reflejan la acción de factores locales cracteristicas de l material original drenaje,etc

- Azonales.- no reflejan la acción de los factores y se caracterizan por una poquísima diferenciación del material

METAMORFISMO

Es un proceso mediante el cual las rocas preexistentes sufren cambios textuales y mineralógicos en estado solido sin pasar por el estado liquido. Cuando en un proceso reemplazo por intercambio o incremento de elementos químicos el prococeso de denomina metamorfismo

FORMACION DE LAS ROCAS METAMORFICAS

Por acción de agentes especiales y bajo condiciones apropiadas las rocas preexistentes pueden ser transformadas en estado solido a un nuevo grupo con caracteristicas diferentes de las que presentan las rocas sedimentarias o ígneas, el proceso de metamorfismo que da lugar a las rocas metamórficas ocurre en el interior de la corteza terrestre

AGENTES DEL METAMORFISMO

Los cambios producidos por el metamorfismo son producidos por el calor , la presión, y los fluidos químicamente activos que actúan generalmente de manera simultanea