1

TEMA 2º.- LA GEOSFERA 1º.- INTRODUCCIÓN: Es uno de los subsistemas que forma la Tierra, de estructura rocosa, cuya superficie constituye el relieve. Hutton (1.726 - 1.797): “El presente es la clave del pasado”. La Tierra es una gran máquina regenerativa capaz de destruir relieves (A.G.E.) y de volver a construirlos (A.G.I.). Es un sistema cerrado que recibe y transmite energía al medio que le rodea.

Estas formas de energía pueden ser: - Energía externa: - Energía solar: 2 cal/cm2 minuto (constante solar). El 68 % se absorbe y el 32 % se refleja (albedo). Impulsa el ciclo hidrológico.

4 Hidrógeno Helio + 2 e- + Energía.

500 mill de Tm H se transforman en He por segundo. Transporta el excedente de energía de unas zonas a otras con déficit (movimientos atmosféricos y oceánicos a nivel planetario que condicionan el clima de la zona). - Energía gravitacional: Impulsa los A.G.E. y la sedimentación. F = K M x m / d2 Origina los procesos mareales.

2

- Energía interna: Energía planetaria: Es cinética debida al movimiento del planeta. - Rotacional: 3,4 x 1034 julios.

- Translacional: 2,6 x 1029 julios.

Energía endógena: Se manifiesta de forma térmica y elástica. Elástica: Debido a la plasticidad de los materiales. Se acumula y libera en los terremotos: 1025 ergios/año Térmica: Origina el flujo térmica existente en la Tierra. Se aprecia en procesos volcánicos o en las minas. Q = K dT/dh (HFU) Q = Flujo térmico Q = 1,5 HFU K = Conductividad dT/dh = Grad. Geotérmico El origen de este flujo es: - Etapas iniciales de la formación del planeta. - Desintegración de isótopos radioactivos 235U, 238U, 232Th, 40K ... La energía interna del planeta es la responsable de : - Movimientos corticales. Tectónica de placas. - Magmatismo. - Metamorfismo. - Formación de orógenos.

- Deformaciones: pliegues, fallas, diaclasas .....

Los procesos geológicos pueden ser: - Lentos: Son graduales y no peligrosos. Ejemplos: meteorización de una montaña, procesos fluviales de depósito. - Paroxísmicos: Son bruscos y liberan una gran cantidad de energía. Ejemplos son los volcanes, terremotos, inundaciones, avalanchas ....

3

2º.- PROCESOS GEOLÓGICOS EXTERNOS: Son debidos a la acción de la energía solar sobre el agua y la atmósfera donde la transforman en energía potencial o cinética y hacen que los agentes geológicos externos: A.G.E.: aire, atmósfera, seres vivos .... denuden la superficie terrestre originando el relieve actual. Al año se transportan 1013 kg. a las cuencas sed. El tipo de relieve o modelado de la zona depende de tres factores:

a.- El clima de la zona o región. b.- El tipo de litología o composición petrográfica.

c.- La disposición de los estratos. La denudación del relieve puede ser: ESTÁTICA: meteorización. DINÁMICA: erosión, transporte y sedimentac. DENUDACIÓN ESTÁTICA o METEORIZACIÓN: Es la alteración (descomposición o desintegración) de la roca existente “in situ”. Hay dos tipos: - DENUDACIÓN MECÁNICA: - Aparecen fuerzas en la ruptura de la roca. - Ausencia de agua en estado líquido. - Se da en climas desérticos y polares. Ejemplos: - Gelivación, gelifracción-crioclasticidad. Origina canchales o pedrizas - Termoclasticidad: mineral claro-oscuro, distinta dilatación. Desierto - Haloclasticidad: por precipitación de sales. Taffonis. - Bioclasticidad: raíces de plantas que se introducen en las rocas. - DENUDACIÓN QUÍMICA: - Hay génesis de nuevos minerales. - En zonas con agua líquida: templada o ecuatorial. - Hay reacciones químicas, sin aparecer fuerzas. Ejemplos: - Hidrólisis: descomposición del mineral por reacción con el agua. KAlSi3O8 + 9 H2O + 2 H+ Al2Si2O5(OH)4 + 2 K+ + 4H4SiO4 Ortosa Agua Caolinita - Carbonatación: es la alteración de la roca caliza: CaCO3 CaCO3 + H2CO3 Ca(HCO3)2 Calcita Carbónico Bicarbonato cálcico Insoluble Soluble

- Disolución: se da en rocas solubles: yeso, cloruros, sulfatos .... - Oxidación: en compuestos con Fe. Éste pasa de Fe2+ a Fe3+.

2FeO + O2 Fe2O3 + 3 H2O 2Fe(OH)3 Oligisto Hematites Hematites 4 FeSiO3 + O2 + H2O 4 FeO(OH) + SiO4 Limonita

4

- Hidratación: es la hidroclastia o aumento de volumen al ganar agua. Se da en rocas que pueden hidratarse aumentando su volumen. Ejemplos: La anhidrita (CaSO4) al pasar a yeso(CaSO4 x 2H2O). Las arcillas expansivas o hinchables-montmorillonita DENUDACIÓN DINÁMICA Es el conjunto de procesos que modifican el relieve mediante la acción de los agentes geológicos externos. En ellos siempre hay movimiento, lo que conlleva transporte (erosión) y sedimentación. Actúan generalmente después de la acción de denudación estática y los principales son: 1.- Fenómenos de ladera o movimientos en masa: Se deben a la acción combinada de la gravedad y la presencia de agua, como factores más importantes. Constituyen la erosión areolar (toda la superficie). Tipos: - Desprendimientos: es la caída individualizada de bloques. Origina canchales. - Avalancha: presenta un mayor volumen de material y granulometría variable. - Deslizamientos: en ellos aparece una superficie de caída y suelen ser materiales finos, favorecidos por las precipitaciones existentes. Hay traslaciones (plano paralelo a la superficie del talud) y rotaciones o slump (plano curvo). Ejemplo: los cuestos de la Mota. - Coladas de barro: flujo viscoso de materiales finos, blandos y sueltos. Asociado a procesos volcánicos. Ejemplo: Nevado del Ruiz (Colombia). - Solifluxión: se da en zonas periglaciares con permafrost y mollisuelos, debido a la acción continuada de congelación y descongelación del suelo. - Reptación o creeping: es el proceso continuado de hidratación y deshidratación de las arcillas expansivas presentes en el suelo. El proceso curva los troncos de los árboles ...

5

2º.- Modelado fluvial: Es realizado por los ríos: corrientes superficiales de agua con caudal permanente a lo largo de todo el año por un cauce determinado. Las formas de erosión que realiza un río en el relieve pueden ser tres: a.- Lineal: al profundizar en su propio cauce, generando valles en V cerrada. b.- Remontante: al desgastar los relieves, llegado a poder originar capturas de ríos. c.- Lateral: al acercarse al nivel base, valles en V abierta. Es horizontal. Las formas de transporte: rodadura, saltación, flotación, suspensión y disolución.

6

Zonas de un río: - Curso alto: - Valles en V cerrada (hoz, garganta ...). Erosión lineal. - Aparecen las marmitas de gigante. - Gran capacidad de carga: se transporta todo tipo de material, predominando las acciones erosivas. Hay rápidos, cascadas, saltos .... - Numerosos torrentes con tres partes: cuenca de recepción, canal de desagüe y cono de deyección o abanico aluvial.

- Curso medio: - Se suaviza la pendiente y disminuye la capacidad carga - Aparecen los meandros: erosionan y sedimentan. - Erosión lateral que origina valles abiertos y la formación de la llanura aluvial o lecho de inundación. Valles en artesa. - Cantos rodados fruto de la abrasión con el cauce. - Hay meandros abandonados y anastomosados. - Curso bajo:

- Valles en V muy abierta o en bandeja (vegas). - Se forman las terrazas fluviales (cambios en el n. mar) donde los materiales quedan colgados sobre el curso del río que ha excavado en ellos.

- Poca capacidad de carga lo que conlleva al depósito de todos los materiales: marismas o deltas. A veces estuarios que no colmatan la desembocadura.

7

3º.- Modelado glaciar: El 77 % de las aguas continentales se encuentran en forma de hielo y cuando éstos se encuentran sobre zonas continentales pueden modificar y alterar el relieve generando formas características. Hay dos tipos de glaciares: los inlandsis o en casquete y los de valle o alpinos. Los inlandsis se localizan en la Antártida y Groenlandia, con espesores de hasta 3.000 metros, donde el hielo fluye lentamente desde las zonas centrales hasta la costa (icebergs). Los alpinos se dan en latitudes inferiores (a mayor altitud) con: circo, lengua y frente glaciar. El circo es la zona de acumulación de nieve que se transforma en hielo compacto y se localiza por encima de las nieves perpetuas. En el Pleistoceno este nivel estaba en los 2.000 m. La lengua es el hielo deslizándose por la ladera originando valles en U característicos, hasta la zona en la cual funde: zona de ablación. El frente glaciar lo constituyen los materiales transportados por el glaciar: morrenas. La meteorización: gelivación. Erosión típica: abrasión, debido al roce del hielo y fragmentos sobre el lecho, originando estrías y rocas aborregadas. Transporte: es heterogéneo (distintos materiales) formando las morrenas (formadas por till: mezcla caótica desde grandes bloques rocosos hasta partículas de arcilla y limo). Sedimentación: origina morrenas, varvas glaciares, eskeres y loess periglaciar (viento). En el relieve afectado por modelado glaciar se pueden apreciar: valles en U, horns, bloques erráticos, lagos: circo (Covadonga), morrena terminal (Sanabria), fiordos ....

8

4º.- Modelado eólico: En regiones áridas la falta de humedad y de vegetación en los suelos favorece el levantamiento (deflación) y transporte de los granos de arena por el viento, el cual los estrella contra los relieves produciendo en ellos una erosión alveolar (taffonis) conocida como corrosión eólica que favorece la arenización de la zona o formación de ergs. Los agentes que actúan: - Variaciones bruscas de temperatura: - Origina grieta de retracción (alta evaporación) - El CaCO3 asciende a superficie: caliche. Si el mineral que lo hace es el CaSO4 x 2 H2O (yeso) precipitando, origina la rosa del desierto. - Aguas de arroyada: - Erosionan: originan bad-lands, cárcavas y barrancos, chimeneas de hadas o damas coffee y ramblas. - Transporte no selectivo. - Sedimentación: ramblas, abanicos aluviales .... - Viento: - Erosión (abrasión eólica): taffonis y arcos nat. - Transporte selectivo: deflación que da calimas y permite diferenciar tres zonas distintas: reg, erg y loess. - Sedimentación: dunas con ripples o rizaduras (con la cresta más aguda que las que tienen origen en el medio marino). 5º.- Modelado costero: Es mecánico (olas) y químico (disolución). En las costas jóvenes, escarpadas, este ataque del oleaje va socavando los acantilados hasta provocar su desplome. Los fragmentos rocosos se acumulan a su pie, donde son desmenuzados hasta el estado de arenas.

La corriente paralela a la costa: corriente de deriva. Se erosiona en salientes (acantilados) y se deposita en entrantes (calas) u otras formas de depósito: flechas, playas, cordones litorales o restinga, tómbolo, albufera, espigón ....El agua dulce y salada hacen flocular las arcillas originando marismas, deltas ... Los cañones transportan mediante las corrientes de turbidez material de la plataforma a la llanura abisal (turbiditas).

9

6ª.- Modelado kárstico: Cuando una región caliza es afectada profusamente por la acción disolvente de las aguas, da lugar a un relieve característico denominado karst (Istria en la antigua Yugoslavia), o relieve kárstico. Resumen del proceso: CaCO3 + H2CO3 Ca(HCO3)2 Calcita Bicarbonato Insoluble Soluble

La temperatura, presión y variaciones en la concentración del CO2 afectan al equilibrio de la reacción.

En estos paisajes se producen formas superficiales (exokársticas) y subterráneas (endokársticas). La erosión superficial labra, en primer lugar, lapiaces o lenares, que son surcos y huecos de disolución separados por crestas y puntas agudas, que hacen el paraje intransitable. Al infiltrarse el agua por las grietas y diaclasas y por los propios huecos del lapiaz, disuelve y ensancha sus paredes hasta formar profundas cavidades verticales, llamadas simas, o depresiones en forma de embudo, las torcas o dolinas. También originan: cañones, poljes, manantiales ....

El endokarst presenta: galerías en la zona vadosa, junto a estalactitas,

estalagmitas, columnas, cortinas .... y bajo estas la zona freática o con agua permanente.

10

7º.- Modelado granítico: Es aquel paisaje o relieve presente en determinadas zonas por el afloramiento de la roca plutónica: granito. Presenta numerosas diaclasas fruto de la descompresión que ha sufrido al aparecer en superficie. Por dichas fracturas penetra el agua que termina descomponiendo la roca: arenización o laterización dependiendo del clima. Reacción del proceso: 2 KAlSiO3 + 2 H2O Al2Si2O5(OH)4 + K2O + 4 SiO2 Ortosa Caolinita Sílice El paisaje originado se denomina: berrocal o piedras caballeras.

PROCESOS GEOLÓGICOS INTERNOS

Son aquellos que generan relieve. Su motor principal:energía interna terrestre. Se estudian en la Tectónica de Placas: la superficie terrestre se encuentra fragmentada en una serie de placas litosféricas rígidas de unos 100 km. de espesor que se deslizan sobre la Astenosfera, formada por materiales plásticos donde se originan las corrientes de convección.

11

Las manifestaciones de la energía interna de la tierra son dos:

a.- Energía geotérmica: Originada por calor residual o desintegración de isótopos radioactivos y que se pone de manifiesto en los procesos magmáticos. Magmatismo: Una roca puede fundir mediante tres procesos: aumento de temperatura, disminución de presión (dorsal) o adición de agua (subducción). Las dorsales son zonas de la corteza oceánica donde se ha instalado un flujo ascendente de calor que consigue romperla tras sufrir un proceso de abombamiento y adelgazamiento por tensión, por lo que se les llama bordes expansivos o constructivos de placa. En las fosas oceánicas la corteza oceánica desaparece bajo la continental en un proceso de subducción constituyendo los bordes destructivos o convergentes de placa. Si los magmas originados cristalizan en el interior dan rocas plutónicas, si solidifican en el exterior dan origen a las rocas volcánicas (menos abundantes en las zonas continentales). Los volcanes son la manifestación más evidente de la energía geotérmica, sin embargo apenas representan más del 10 % del total de los magmas generados. El magma es un fundido de composición silicatada donde coexiste la fracción sólida, líquida (lava) y gaseosa (gases disueltos). El 80 % se origina en los bordes constructivos. Hay unos 500 volcanes activos en el planeta y arrojan distintos tipos de materiales: a.- Sólidos o piroclastos: Bombas (mayor de 64 mm), lapilli (64-2 mm) y cenizas. b.- Líquidos o lavas: Constituyen las coladas y fluyen por los cráteres. Tipos: - Lavas básicas: contienen menos de 50 % de SiO2 y su temperatura es elevada (1.000 a 1.200 ºC). Suelen ser bastante fluidas y generan cráteres muy extensos (escudos volcán) Afloran en dorsales oceánicas y dan origen a rocas tipo basalto. Al solidificar dan: malpaís o lavas aa (cortantes), cordades (pahoehoe) que tienen forma de cuerdas y lavas almohadilladas (“pillow-lavas”). - Lavas ácidas: contienen más de un 50 % en SiO2 y su movilidad es menor (mayor viscosidad). Su temperatura es inferior a los 1.000 ºC. Suelen presentar numerosas vacuolas por desgasificación (malpaís). Originan rocas tipo riolitas o andesitas (estratovolcanes). c.- Gases: Son los primeros en alcanzar la superficie, predominando en los momentos iniciale de la erupción, pudiéndolos dividir en: H2O, CO2, SO2 (dominantes), H2S, CH4, CO, Hcl, HF, NO2 (subordinados), Ar, Cl2, N2, H2, NH3 (minoritarios). Las emanaciones gaseosas relacionadas con el vulcanismo reciben el nombre genérico de fumarolas y pueden ser de dos tipos: solfataras (ricas en SO2 y de altas temperaturas: 100 a 300 ºC), o mofetas (ricas en CO2 y de baja temperatura: menos de 100 ºC).

12

b.- Energía elástica: La manifestación de la misma se va presente en: terremotos, fallas y pliegues, según sea la deformación: elástica, plástica o frágil. Los procesos sísmicos se localizan en cinturones de alta sismicidad que corresponden con los límites de las placas al localizar sus epicentros. Los hipocentros nos marcan el ángulo con el que subduce una placa o ángulo de Benioff.

Se detectan con los sismógrafos (sismograma) al cual llegan los tres tipos de ondas: primarias o P, secundarias o S y superficiales o L (Rayleigh o Love) que son las causantes de los enormes daños ocasionados. Las rocas, a medida que se deforman elásticamente van almacenando energía: Cuando se produce el desplazamiento de la falla, se libera la energía almacenada, en parte como calor y en parte como ondas elásticas. Estas ondas constituyen el terremoto. La energía liberada por un terremoto: log E = 11,8 + 1,5 M (en ergios 10-7 jul) M es la magnitud La medida de la magnitud es escala Richter (de 0 a 10) o Mercalli (de I a XII). Los pliegues son deformaciones plásticas por acción de pares de fuerzas en un plano horizontal. (Ver fotocopias)

Las fallas son fracturas con desplazamiento relativo de las partes separadas (labios). Las zonas de choque entre placas son áreas tectónicamente activas, en ls que se produce una gran deformación por compresión. Estas áreas, llamadas orògenos, se clasifican en: orógenos de bordes activos (Andes) y orógenos de colisión (Himalaya, Pirineos, Alpes ...). Los procesos metamórficos son consecuencia de la energía interna del planeta. Las rocas y minerales que se hallaban en equilibrio con las condiciones superficiales de baja presión y baja temperatura, dejan de ser estables cuando estas variables aumentan progresivamente. Las rocas modifican su textura, y sus minerales cambian de estructura interna y, frecuentemente, su composición química, transformándose, en estado sólido, en otros mejor adaptados a las nuevas condiciones ambientales.