GEOLOGÍA 1: tema 4 GEOSFERA resumen teórico

GEOSFERA La geosfera es la parte de la Tierra que no se corresponde ni con la atmósfera, ni la hidrosfera ni la biosfera. En principio englobaría toda la porción sólida de la Tierra, aunque parte de ella se presenta en forma líquida o viscosa. La geosfera representa la mayor capa, en tamaño, de nuestro planeta.

Capas de la geosfera Las capas de la geosfera se pueden clasificar según su composición o las propiedades físicas de los materiales que las componen.

Clasificación según su composición Corteza: es la capa más superficial. Tiene un grosor medio de 35 km. Se distinguen dos tipos de corteza: • continental: es la que sobresale del agua y puede llegar a los 80 km de profundidad. • oceánica: es la que se encuentra bajo los océanos. Es más delgada que la continental, cuyo máximo grosor es de unos 10 km. Manto: es la capa intermedia y llega a los 2.900 km de profundidad. Se diferencia el manto superior (fluido y viscoso) del inferior (en estado sólido). Núcleo: es la capa más interior y se extiende desde los 2.900 km hasta el centro de la Tierra. De nuevo, se puede distinguir el núcleo externo (fluido) y el interno (en estado sólido).

Clasificación según sus propiedades físicas Litosfera: es la capa más externa y delgada, con un grosor de entre 5 y 75 km. Se encuentra en estado sólido e incluye la corteza y la parte más externa del manto superior. Astenosfera: se encuentra bajo la litosfera y tiene unos 500 km de

GEOLOGÍA 1: tema 4 GEOSFERA resumen teórico

grosor. Es una capa fluida formada por materiales semifundidos. Mesosfera: situada entre la astenosfera y el núcleo externo, comprende unos 2.200 km de la geosfera. Es una capa rígida, sólida. Endosfera: en ella encontramos las dos capas del núcleo. Núcleo externo: capa líquida de 2.200 km de grosor formada mayoritariamente por hierro y níquel. Es la causante del campo magnético terrestre. Núcleo interno: capa sólida interna de nuestro planeta, también formada principalmente por hierro y níquel. corteza manto superior manto inferior núcleo externo núcleo interno

LITOSFERA De todas las capas de la geosfera, la litosfera es la que podemos observar. Como engloba a la corteza, también podemos distinguir entre litosfera continental, más gruesa y emergida (fuera del agua), y litosfera oceánica, más delgada y sumergida bajo los mares y océanos.

Teoría tectónica de placas

A principios del siglo XX, Alfred Wegener se fijó en dos hechos: 1) Había continentes cuyas costas encajaban a la perfección (fijaos en África y América del Sur). 2) En América del Sur se encontraron restos de animales que

GEOLOGÍA 1: tema 4 GEOSFERA resumen teórico

habían vivido en África. La tectónica de placas es la teoría desarrollada por Wegener que explica los cambios de la litosfera terrestre mediante la descripción de las placas tectónicas. La litosfera, al igual que toda la geosfera, no es una capa inmóvil o estática: es totalmente dinámica y se mueve y cambia continuamente. Según la teoría de placas, la litosfera está dividida en diferentes placas rígidas que se mueven lentamente arrastradas por los movimientos de las rocas semifundidas de la astenosfera.

Tipos de contactos A lo largo de su recorrido, las placas pueden converger, separarse o deslizarse paralelamente entre ellas. Podemos hablar, pues, de tres tipos de contactos o límites entre placas.

Contactos convergentes Los contactos convergentes se dan cuando dos placas se encuentran y “chocan” frontalmente. En este contacto, una de las dos placas siempre se hunde bajo la otra. La que se hunde va siendo destruida al llegar al manto, por eso también se les denomina contactos o límites destructivos.

Límites divergentes Por el contrario, los límites divergentes son aquellos que se dan entre placas que se separan la una de la otra. Esta separación se da por la formación de nueva litosfera, debido a un aporte de materia desde el manto que va “empujando” a las placas separándolas las unas de las otras. En estos límites se da una creación de litosfera y, por eso, también se les llama límites constructivos. Esta separación acaba formando nuevos mares y océanos. El Atlántico es el ejemplo más paradigmático de estos límites. En él se observa perfectamente la formación de nueva litosfera en lo que se conoce como una dorsal oceánica.

Contactos transformantes En los contactos transformantes, las placas se mueven una al lado

GEOLOGÍA 1: tema 4 GEOSFERA resumen teórico

de la otra, rozándose. Este rozamiento es el que produce los terremotos y movimientos sísmicos característicos de estos contactos. A diferencia de los otros dos, los contactos transformantes no generan ni destruyen corteza, pero generan lo que se denominan fallas.

Volcanes

límites divergentes

límites convergentes

límites neutros

Los volcanes son fisuras en la litosfera que permiten que las rocas semifundidas de la astenosfera salgan al exterior empujadas por los gases que contienen. Estas rocas semifundidas reciben el nombre de magma o lava. Todos los volcanes tienen la misma estructura y los mismos componentes: • Boca: apertura por donde el magma sale al exterior. • Cono: masa en forma de montaña alrededor de la boca del volcán formada por las rocas que ha ido expulsando. • Chimenea: conducto que utiliza el magma para subir hasta la superficie. • Cámara magmática: zona donde se acumula el magma.

cono

boca chimenea

cámara magmática

GEOLOGÍA 1: tema 4 GEOSFERA resumen teórico

Terremotos

Los terremotos son vibraciones en la superficie de la corteza que, generalmente, tienen lugar en las zonas de contacto entre dos placas tectónicas. Todos los terremotos tienen unos componentes comunes: • Ondas sísmicas: son las ondas vibratorias que genera el terremoto. Se extienden en círculos concéntricos desde el hipocentro. A medida que se alejan de éste, pierden intensidad. • Epicentro: punto de la superficie terrestre más cercano al hipocentro. Corresponde al lugar donde el terremoto es más intenso. • Hipocentro: es el punto donde se origina el terremoto. Se puede encontrar hasta a 700 km de profundidad. Cuando el epicentro de un terremoto se sitúa en medio del mar, este seísmo puede causar un tsunami. La fuerte vibración de la corteza se transmite al agua, que avanza hacia la costa formando olas enormes que, al llegar a la línea de costa, pueden causar devastaciones inmensas.

MODELADO DEL RELIEVE Agentes geológicos externos Los movimientos internos de la Tierra contribuyen a la aparición de cordilleras, islas, depresiones y fallas, entre otros. Estos movimientos son responsables de parte del modelado del relieve que observamos. Se les denomina agentes geológicos internos. Pero hay otros agentes geológicos que también intervienen en el modelado del relieve de la litosfera y actúan desde el exterior, por eso se les denomina agentes geológicos externos.

Meteorización La meteorización es la rotura de las rocas a causa de los agentes meteorológicos. La roca se rompe, pero no es transportada a ningún lugar.

Meteoritzación física La meteorización física es la rotura de las rocas por agentes físicos como, por ejemplo, el cambio de temperatura, el hielo, la sal o el efecto de los seres vivos.

GEOLOGÍA 1: tema 4 GEOSFERA resumen teórico

• En regiones en las que hay una gran diferencia de temperaturas entre el día y la noche, las rocas están sometidas a ciclos continuos y bruscos de dilatación-contracción, que puede acabar rompiéndolas. • El agua, al congelarse, aumenta su volumen. Si hay agua dentro de una roca y baja mucho la temperatura, ésta se congela y puede hacer estallar la piedra. • En zonas próximas al mar podemos encontrar rocas con fisuras donde entra agua salada que, cuando baja la marea, se secan. De hecho, solamente se evapora el agua, precipitando la sal, que también puede empujar a las paredes de la fisura, rompiendo así la roca. • Una raíz puede situarse en la fisura de una roca. Con los años irá creciendo, ganando grosor, hasta que la roca se rompa.

Meteoritzación química La meteorización química se produce por alteraciones químicas de la roca, principalmente por la acción del agua. Algunas rocas se pueden oxidar (ganar oxígeno), lo que las debilita. Otras alteraciones químicas son: • La hidrólisis, en la que determinadas moléculas de las rocas se rompen por la acción del agua. • La carbonatación, en la que actúa tanto el agua como el dióxido de carbono, formando carbonato cálcico. • Tampoco podemos olvidar la acción de ciertas sustancias producidas por los seres vivos, como los excrementos de las aves.

Erosión

Este mecanismo sigue el siguiente proceso: • Rompe las rocas en fragmentos más pequeños. • Transporta a estos fragmentos hasta otro lugar. • Los fragmentos se “detienen” en este nuevo lugar: sedimentan.

GEOLOGÍA 1: tema 4 GEOSFERA resumen teórico

El agua como agente geológico Los ríos tienen tres partes que actúan de diferentes maneras sobre el relieve: • En la parte alta, el río es joven y fuerte, y puede erosionar las montañas y crear los valles, gargantas, cascadas, rápidos, etc. • En la parte media, el río es más grande y tiene menos fuerza. Aquí el río se mueve en amplios valles y forma curvas denominadas meandros. • En la parte final, el río deposita los fragmentos de roca que transporta y forma tierra donde antes no había. Son los deltas. El agua líquida también “deshace” algunas rocas (denominadas calcáreas) y puede entrar dentro de las montañas creando las cuevas, estalactitas y estalagmitas. El mar es otro agente geológico: crea las playas, los acantilados de la costa, cuevas, arcos naturales, etc.

Rocas y minerales La litosfera es una capa de la geosfera rígida formada por lo que denominamos rocas, que se encuentran formadas por diferentes minerales presentes en proporciones variables. • Los minerales tienen una composición homogénea, son siempre iguales. De hecho, los minerales se definen como substancias naturales (no artificiales), homogéneas (con composición constante), y con estructura cristalina (forman cristales). • Las rocas son agrupaciones de minerales, cuya composición es variable.

Propiedades de los minerales Los minerales se pueden estudiar y diferenciar a nivel microscópico, químico y macroscópico. Las propiedades macroscópicas son aquellas que se pueden ver a simple vista, o mediante pequeñas acciones sobre el mineral. Veamos algunas de ellas.

GEOLOGÍA 1: tema 4 GEOSFERA resumen teórico

Color El color del mineral no es un buen criterio de clasificación, ya que hay muchos minerales con colores similares. Lo que resulta más confuso es que un mismo mineral, a veces, puede presentar diferentes colores.

Ratlla Lo que sí es constante es el color del polvo que se genera al rayar un mineral. Muchas veces no tiene nada que ver con el color externo que presenta el mineral.

Dureza Es la resistencia de los minerales a ser rayados y su dureza se mide por comparación. Si un mineral raya a otro, el primero es más duro que este último. A l’escala de Mohs es graduen els minerals segons la seva duresa. El talc (el mineral més tou) té una duresa d’1, mentre que el diamant (el mineral més dur) té una duresa de 10. Els minerals de duresa alta ratllen els de duresa baixa. Pero no siempre disponemos de minerales de las diferentes durezas, por eso se ha determinado la de materiales más comunes: • una uña tiene una dureza aproximada de 2,5 • una navaja de acero, 5,5 • un trozo de vidrio tiene una dureza de, aproximadamente, 6.

Exfoliación y fractura La exfoliación es la capacidad para romperse en determinados planos, generando láminas. No todos los materiales se exfolian: los que no pueden, al ser golpeados se fracturan. La forma en que un material se fractura ayuda a adivinar de qué mineral se trata.

Otras propiedades También se tienen en cuenta: • El brillo y la transparencia. • La resistencia a ser manipulado (a doblarlo o modelarlo). Esta propiedad se denomina tenacidad. • Por su punto de fusión (fusibilidad), su densidad, el tacto y el sabor que presentan.

GEOLOGÍA 1: tema 4 GEOSFERA resumen teórico

Clasificación de los minerales Los minerales se clasifican según su composición en ocho grandes grupos, según los principales conjuntos químicos que los conforman.

I. Elementos nativos Los elementos nativos son minerales formados por un mismo tipo de átomo, que no se asocia con ningún otro. Como ejemplos tenemos el oro, la plata, el cobre, pero también el azufre y los minerales de carbono que se pueden presentar en forma de grafito y diamante.

II. Sulfuros Los sulfuros están formados por compuestos no oxigenados de azufre. Dentro de este grupo encontramos la pirita, un mineral muy abundante que, por su color y brillo, se puede confundir con el oro. La pirita tiene una gran importancia económica, ya que se usa como fuente de azufre para la fabricación de ácido sulfúrico, un compuesto importantísimo.

III. Halogenuros Los halogenuros están formados por compuestos formados por elementos de un grupo de átomos denominados halógenos. Como las lámparas. Estos elementos son el cloro, el flúor, el bromo y el yodo. El halogenuro más conocido y usado es la halita, cloruro sódico o sal común.

GEOLOGÍA 1: tema 4 GEOSFERA resumen teórico

IV. Óxidos Los óxidos están formados por combinaciones de metales con oxígeno. El hematites y la magnetita son óxidos de hierro de los que se obtiene este último.

El corindón es un mineral de dureza 9, con diferentes colores que representan diferentes piedras preciosas, como el rubí o el zafiro.

V. Carbonatos

Los carbonatos son compuestos de carbono con tres oxígenos y otros elementos. Dentro de este grupo encontramos también a los nitratos (con nitrógeno en lugar de carbono) y los boratos (con boro en lugar de carbono). El mineral más importante de este grupo es el carbonato cálcico que se puede presentar en forma de aragonito o de calcita. El carbonato cálcico se utiliza, entre otros, para la fabricación de cemento. Se encuentra en grandes cantidades en la corteza, muchas veces formando montañas y cordilleras enteras.

VI. Sulfatos Los sulfatos son compuestos de azufre con cuatro oxígenos y otros elementos. Dentro de este grupo también encontramos a los cromatos, molibdatos y wolframatos (con cromo, molibdeno y wolframio que substituyen al azufre). El mineral más conocido de este grupo es el yeso, técnicamente sulfato de calcio hidratado.

GEOLOGÍA 1: tema 4 GEOSFERA resumen teórico

VII. Fosfatos Los fosfatos son compuestos de fósforo con oxígenos y otros elementos. Si en lugar de fósforo tenemos arsénico o vanadio, se habla de arseniatos y vanadatos respectivamente, y también se incluyen en este grupo. Un fosfato muy característico por su color es la turquesa, usada como piedra preciosa.

VIII. Silicatos Los silicatos son compuestos formados por la unión de silicio con oxígeno y la asociación entre este grupo y otros elementos. Es, con diferencia, el grupo de minerales más abundante en la corteza y lo encontramos en la inmensa mayoría de rocas del planeta. El cuarzo transparente se utiliza en la fabricación de instrumentos ópticos y de precisión.

Rocas

Existen tres tipos de rocas según su origen: • Sedimentarias: se originan en la superficie de la Tierra a partir de la erosión de otras rocas. La arenisca o el conglomerado son buenos ejemplos. • Magmáticas: se originan por el enfriamiento del magma. Son ejemplos las rocas volcánicas, como el basalto. • Metamórficas: se originan a partir de otras rocas por diferentes procesos de transformación, como ocurre con la pizarra.

Ciclo de las rocas A lo largo de miles de años unas rocas se transforman en otras, hecho que forma un verdadero ciclo que se conoce con el original

GEOLOGÍA 1: tema 4 GEOSFERA resumen teórico

nombre de Ciclo de las rocas. Todas ellas se pueden transformar en las otras. • Si una roca se hunde en el manto, se fundirá y volverá a la corteza como ígnea. • Si una roca se rompe en fragmentos más pequeños, éstos sedimentan y se forma una sedimentaria. • Si una roca, por cambios químicos y/o físicos se transforma en otra, se ha creado una metamórfica.

Rocas ígneas Las rocas ígneas se pueden formar de dos maneras distintas. Esta diferencia es la que les conferirá sus características particulares. • Hay algunas de ellas que se forman porque el magma sube y se queda “atrapado” entre otras, enfriándose allí. Estas rocas se denominan intrusivas o plutónicas. Las rocas intrusivas se forman mediante un enfriamiento lento que provoca la aparición de cristales y granulaciones. Son, por tanto, rocas granuladas como el granito. Dependiendo de su composición, el granito puede presentar diferentes colores y tonalidades.

• Otras rocas ígneas se forman cuando el magma sale directamente a la superficie a través de los volcanes. Por eso se les llama volcánicas o extrusivas. Las rocas extrusivas se forman mediante un enfriamiento rápido que impide la formación de cristales de tamaño tan grande como en las intrusivas. Se trata de rocas no granuladas como el basalto o la obsidiana. Algunas de estas rocas se enfrían tan rápido que presentan porosidades, como la piedra pómez.

Rocas metamórficas Las rocas pueden sufrir procesos de transformación que denominamos metamorfización. ¿Qué fuerzas pueden alterar rocas? Básicamente la presión y la temperatura. Con estos agentes se dan cambios en la disposición de los cristales de los minerales, en su composición y en su tamaño, dando lugar a rocas muy diferentes de las iniciales. Las rocas metamórficas se clasifican según su textura en foliadas y no foliadas.

GEOLOGÍA 1: tema 4 GEOSFERA resumen teórico

• Las rocas foliadas presentan a los minerales ordenados en bandas más o menos paralelas, ordenadas en “folios” de minerales (de ahí su nombre). Las rocas metamórficas foliadas más conocidas son las pizarras, aunque también hay que destacar a los esquistos y los gneis.

• Las rocas no foliadas tienen sus minerales desordenados, no presentan bandeado. Sin duda, la más conocida de todas las rocas no foliadas es el mármol, que proviene de la metamorfización de rocas sedimentarias calcáreas (calcitas y dolomitas, principalmente).

Rocas metamórficas foliadas Dentro de las rocas metamórficas foliadas, la ordenación de los minerales se hace en 3 subgrupos: • Pisarrosidad: si el grado de metamorfismo es bajo (bajas temperaturas y/o presiones), los minerales se ordenan, pero no se ven a simple vista. Estas rocas se rompen en láminas con mucha facilidad. • Esquistosidad: si aumentamos el grado de metamorfismo, se empiezan a formar bandas más evidentes con granulaciones que confieren un aspecto escamoso. • Bandeado gnéisico: en metamorfismos muy elevados los minerales no únicamente se disponen en bandas, sino que se segregan en unas de diferentes colores.

Rocas sedimentarias Las rocas sedimentarias se clasifican según su origen. • Si provienen de la acumulación progresiva de restos de otras rocas, se denominan detríticas. Son las que resultan de los procesos de erosión en los que los detritus (restos de rocas) son transportados y sedimentados. • El resto son rocas no detríticas. Éstas se forman por precipitación del carbonato (carbonatadas), por evaporación (evaporíticas) o por alteración de restos orgánicos (organógenas).

GEOLOGÍA 1: tema 4 GEOSFERA resumen teórico

Rocas detríticas Las rocas sedimentarias detríticas son las que se forman por acumulación, compactación y cimentación de sedimentos, o lo que es lo mismo, están formadas por fragmentos de otras rocas (ígneas, metamórficas o sedimentarias) que se formaron previamente. La acumulación de estos sedimentos se produce principalmente en unas zonas determinadas denominadas cuencas sedimentarias. La acumulación de sedimentos uno sobre los otros se da durante mucho tiempo. Eso lleva a la formación de estratos: capas en las que se disponen los detritos de forma secuencial. Cuando se habla de rocas detríticas hay que tener en cuenta el tamaño de las partículas sedimentadas, ya que es en lo que se basan los geólogos a la hora de clasificarlas. Estan formadas por: • Partículas menores de 1/16 mm, denominadas lutitas. • Partículas entre 1/16 y 2 mm, denominadas areniscas. • Partículas mayores de 2 mm, denominadas ruditas.

Rocas no detríticas: carbonatos Las rocas carbonatadas están formadas por carbonato precipitado. ¿De dónde proviene este carbonato? • Una corriente de agua puede atravesar una región rica en carbonatos y disolverla. De esta manera, se forman las cuevas y los ríos subterráneos. Estos carbonatos pueden precipitar dentro de la misma cueva (formando estalactitas y estalagmitas) o en otro lugar, donde formará las nuevas rocas carbonatadas.

• En otras ocasiones, estas rocas se forman por la lenta acumulación de restos de conchas de animales marinos. Cuando mueren estos animales (muchos de ellos microscópicos), sus conchas de carbonato cálcico precipitan y se van al fondo del mar. Durante millones y millones de años estas conchas van compactándose y formando capas y capas que van ganando grosor. Con los años, el movimiento de las placas o la desecación del mar deja a la vista estas acumulaciones, que se transforman en montañas.

GEOLOGÍA 1: tema 4 GEOSFERA resumen teórico

Rocas no detríticas: evaporíticas Son las rocas sedimentarias que se forman por evaporación de agua que lleva disueltos minerales. Las más conocidas son dos: • La halita o sal de roca: se pueden encontrar verdaderas montañas de sal resultantes de la evaporación de grandes masas de agua salada. • El yeso: proviene de la precipitación de sulfatos.

Rocas no detríticas: organógenas Son rocas formadas por compuestos de carbono que tienen un alto poder calorífico (queman con facilidad mediante combustión). Debido a estas propiedades, también se les llama combustibles fósiles y engloban el carbón y el petróleo.