INTRODUCCIÓN A LA GEOLOGÍA Y SU RELACIÓN CON LA INGENIERÍA PETROLERA
EL PLANETA TIERRA a) El universo y el sistema solar b) El interior de la Tierra
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La Gran Explosión (“Big Ban”) y el origen del universo Gran explosión hace 20,000,000,000 de años Temperatura de 10,000,000,000 ºK un segundo después del “Big Ban” En el primer momento existían fotones, neutrinos, positrones, electrones, protones, neutrones y quarks Formación del hidrógeno y la mayor parte del helio durante los primeros 300,000 años, cuando la temperatura era de 300 millones ºK
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EVOLUCIÓN ESTELAR Y ORIGEN DE LOS ELEMENTOS
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COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL UNIVERSO
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ORIGEN DEL SISTEMA SOLAR
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TEORÍA DE LA NEBULOSA MODERNA El universo esta constituido principalmente por hidrógeno y helio (más del 92%). ¿De donde provienen los otros elementos? El Hidrógeno se une entre si para formar helio, cuando se agota el hidrógeno, si la estrella es grande (más de 8 soles), entonces los núcleos de hidrógeno se unen para formar otros elementos (C, O, Ne, Mg, Si, etc.), al llegar al elemento Fe = 26 la fusión nuclear en lugar de emitir energía la absorbe, por lo que la estrella entra en crisis y explota. Debido a lo anterior se forman los elementos químicos más pesados que el Fe. Por lo tanto, las nubes de gas originadas por la explosión de una supernova son ricas en elementos pesados, las cuales giran para formar un disco aplanado, y en el centro de ella da origen al Sol y en la periferia a los planetas. EL PLANETA TIERRA
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ORIGEN DEL SISTEMA SOLAR Los planetas y el Sol empezaron a formarse hace unos 5,000 m.a., a partir de una gran nebulosa de polvo y gases. Conforme esa nebulosa primitiva se contraía, empezó a rotar y a adoptar una forma de disco. El material que era lanzado gravitatoriamente hacia el centro se convirtió en el protosol. Dentro del disco en rotación, pequeños centros, denominados protoplanetas absorbían cada vez más cantidad de los restos de la nebulosa. Debido a sus elevadas temperaturas y a sus débiles campos gravitatorios, los planetas internos fueron incapaces de acumular y retener muchos de los elementos más ligeros. Debido a sus temperaturas más frías, los planetas externos consisten en enormes cantidades de materiales más ligeros. Esas sustancias gaseosas explican los tamaños comparativamente grandes y las bajas densidades de los planetas externos. EL PLANETA TIERRA
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PROCESOS QUE ORIGINARON A LOS PLANETAS
CONDENSACIÓN Y ATRACCIÓN GRAVITACIONAL ACRECIÓN FUSIÓN
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CUERPOS CELESTES DEL SISTEMA SOLAR 4 Planetas terrestres o interiores (tienen silicatos, pueden tener o no atmosfero e hidrosfera) 4 Planetas jovianos o exteriores (gigantes, gaseosos, poco densos y anillos) 1 – 3 Planetoides (Plutón o Carionte y Sedna, están constituidos de silicatos y hielo) 100 Satélites Millones de asteroides Millones de cometas Polvo y gas interplanetario EL PLANETA TIERRA
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UNA VISIÓN DE LA TIERRA Los viajes espaciales han mostrado que la Tierra es una pequeña esfera azul, de aspecto frágil y rodeada de la negrura de un vasto universo. A medida que nos acercamos a nuestro planeta desde el espacio, se pone de manifiesto que su ambiente físico consta de las partes siguientes: 1.
2.
3. 4.
La atmósfera, que es una envoltura gaseosa que proporciona el aire que respiramos, y nos protege del calor solar y de las radiaciones ultravioletas. La hidrósfera, masa de agua dinámica en constante movimiento, que se evapora de los océanos a la atmósfera, precipitando sobre la Tierra y volviendo de nuevo al océano por medio de los ríos. La Litósfera o tierra sólida, constituida por la corteza, el manto y el núcleo. La biósfera, que es la totalidad de vida sobre la Tierra y que interacciona con las otras partes.
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LA SUPERFICIE TERRESTRE Las dos divisiones principales de la superficie terrestre son: los continentes y las cuencas oceánicas. El límite entre ambas no es la línea de costa, pues debajo de las costas se extiende una plataforma de material continental de suave pendiente, denominada plataforma continental. Quizá el mejor emplazamiento del límite entre continentes y cuencas oceánicas sea un punto intermedio de los taludes continentales, que son laderas escarpadas que van desde el borde externo de la plataforma continental hasta los fondos oceánicos más profundos. Los principales accidentes geográficos continentales son las montañas y los escudos, que son grandes extensiones relativamente planas compuestas de material cristalino. Zonas importantes del fondo oceánico son las fosas y el extenso sistema de dorsales oceánicas. EL PLANETA TIERRA
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ESTUDIO DE LA SISMOLOGÍA Los terremotos: son vibraciones de la tierra producidas por la liberación rápida de energía desde rocas que se rompen debido a que han sido sometidas a esfuerzos que superan sus límites de resistencia. Esta energía, que adopta la forma de ondas, irradia en todas las direcciones desde el origen del terremoto, denominado foco o hipocentro. El punto de la superficie situado directamente encima del foco es el epicentro. EL PLANETA TIERRA
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LOS TERREMOTOS Se genera un terremoto cuando la roca vuelve elásticamente a su forma original. Ese “salto hacia atrás” de la roca se llama
rebote elástico. El terremoto mayor va precedido a menudo de terremotos pequeños, denominados sismos
precursores. Los ajustes del terreno posteriores a un terremoto grande generan a menudo terremotos más pequeños denominados réplicas EL PLANETA TIERRA
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Durante un terremoto se generan dos tipos principales de ondas sísmicas que recorren el interior de la Tierra: Las ondas primarias, o P, que comprimen y expanden las rocas en la dirección del desplazamiento de la onda, de manera análoga a las del sonido, y Las ondas secundarias, o S, ondas de cizalla semejantes a las de la luz, que mueven las partículas de la roca en ángulo recto con respecto a su dirección de desplazamiento. Las ondas P pueden viajar a través de sólidos, líquidos y gases, mientras que las ondas S sólo se transmiten en medios sólidos. las ondas P viajan aproximadamente 1,7 veces más aprisa que las ondas S.
Otro tipo de ondas producidas por los terremotos son las ondas superficiales, o L, que viajan a lo largo de la capa externa de la Tierra, mucho más lentamente que las otras, a un máximo de 30 Km de profundidad, y provocan los efectos desastrosos bien conocidos.
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LOCALIZACIÓN DE UN SISMO
Cuando se conocen las distancias desde tres o más estaciones sísmicas, puede localizarse el epicentro utilizando el método de triangulación. Mediante este método, sobre un globo terrestre se traza un círculo alrededor de cada estación; cada círculo representa la distancia al epicentro para cada estación, y el punto donde los tres círculos se cruzan es el epicentro.
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ESCALAS DE MEDICIÓN DE SISMOS La intensidad de los terremotos depende no sólo de su fuerza, sino también de otros factores, como la distancia al epicentro, la naturaleza de los materiales de la superficie y el diseño de los edificios. La escala de intensidad de Mercalli permite evaluar el daño causado por un terremoto en una localidad específica. Utilizando la escala de Richter se determina la magnitud, es decir la cantidad total de energía liberada por un terremoto, midiendo la amplitud, o sea el desplazamiento máximo de la mayor onda sísmica registrada. Para expresar la magnitud se utiliza una escala logarítmica, en la cual a un incremento de 10 en el registro de la onda sísmica le corresponde un aumento en 1 en la escala de magnitud. Cada unidad de magnitud Richter equivale a un aumento aproximado de energía de 32 veces.
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EL INTERIOR DE LA TIERRA De acuerdo con su composición, la Tierra sólida comprende tres grandes subdivisiones: a) Núcleo Núcleo Interno: es un sólido de Fe-Ni de unos 1371 km. de radio y cuya temperatura estimada es de 4000 ºC. El calor procedente del núcleo interno provoca que los materiales del núcleo externo y del manto circulen en corrientes de convección. Núcleo Externo: se encuentra fundido y está formado igualmente por una aleación de Fe-Ni con un espesor aproximado de 2,300 km. Se piensa que el núcleo externo se encuentra fundido, en tanto que el interno permanece sólido.
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b) Manto El manto está formado por silicatos pesados (Fe y Mg), que se extiende hasta unos 2 885 km de profundidad, se piensa que esta constituido por rocas ultramáficas.
c) Corteza
La corteza es la capa sólida más externa del planeta y cuyo grosor oscila entre 5 km debajo de las dorsales oceánicas, y unos 70 km por debajo de las grandes cadenas montañosas, como los andes y los Himalaya. La composición promedio de la corteza continental es de composición granodiorítica y de la corteza oceánica es basáltica.
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La Litósfera Esta constituida por la corteza y la parte superior del manto, la cual presenta materiales de composiciones químicas diferentes, pero que desde el punto de vista mecánico se comportan de manera frágil frente a la deformación. Tiene un espesor promedio de 100 km, pero puede alcanzar 250 km por debajo de los escudos y sólo unos pocos kilómetros por debajo de las dorsales oceánicas. La Astenósfera Es una capa blanda, relativamente plástica, que subyace a la litosfera y se localiza en el manto superior. Sus primeros 150 km tienen ciertas condiciones de temperatura y presión que permiten la existencia de una pequeña porción de roca fundida (quizá de un 1% a un 5%), donde se piensa se generan los magmas basálticos. La consecuencia es que la litósfera es capaz de moverse con independencia de la astenósfera, lo que ha servido de apoyo a la teoría de la tectónica de placas. EL PLANETA TIERRA
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DINÁMICA DEL PLANETA TIERRA INTERNO
Funde a las rocas
Crea volcanes
Levanta montañas
CALOR EXTERNO
EL PLANETA TIERRA
Mueve a la atmósfera
Agita a los océanos
Causa erosión en las montañas
Reduce rocas a sedimentos
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