Tema 16 Biología y Geología

TEMA 16: LOS PROCESOS GEOLÓGICOS INTERNOS. MAGMATISMO, METAMORFISMO Y TECTÓNICA 1. LOS PROCESOS INTERNOS. EL MAGMATISMO - Los procesos internos están causados por el calor interno de la Tierra. Pueden ser: o Magmatismo: Fusión de las rocas que produce un magma con gases. o Metamorfismo: cambios en lar rocas por la presión y la temperatura, sin fundirse o Esfuerzos tectónicos: por compresión o distensión: fallas y pliegues

- Además, estos procesos producen vulcanismo, sismicidad y formación de cordilleras. - Todos estos fenómenos están ligados a la dinámica de los penachos térmicos y las interacciones que se producen en los bordes de las placas. 1.1Formación de magmas. Magmatismo - Magma: roca fundida con una proporción variable de gases disueltos (vapor de agua, CO2) y una proporción de sílice entre el 35 y el 70% - El magma está contenido en la cámara magmática en la roca encajante.

- En su interior puede haber una fracción sólida: o Fragmentos desprendidos de la roca encajante o Restos sin fundir o Cristales que han empezado a formarse en el interior del líquido 2. LOS FACTORES QUE INFLUYEN EN EL MAGMATISMO - la composición de la roca: cada uno de los materiales tiene un punto de fusión distinto - la temperatura: favorece la fusión - la presión: Cuando disminuye la presión se favorece la fusión - la presencia de agua: los iones del agua se introducen entre los enlaces químicos de los minerales y se favorece la fusión El origen del magma se sitúa en los cambios de las variables que rigen la estabilidad de los minerales de una roca: temperatura, presión y composición.

Si analizamos la estabilidad de una roca para estas dos primeras variables (presión y temperatura) y representamos la línea que marca el cambio de fases, podemos comprobar que se puede producir la fusión de una roca por aumento de la temperatura (1) o disminución de la presión (2).

Los cambios en composición, en concreto la entrada de agua y volátiles en la roca, pueden producir la fusión puesto que la línea de fusión se desplaza a temperaturas inferiores (3). En esta situación también se puede producir la fusión por un aumento en la presión.

En cualquier caso, la fusión en las rocas comienza por algunos de sus componentes minerales y coexisten una fase líquida y una sólida hasta que se alcanza su total fusión (fusión parcial).

Actividad 1

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2.1Magmas y fusión parcial

- Al estar formadas por distintos minerales, las rocas no tienen un único punto de fusión, sino un intervalo

- Punto de solidus: tª a la que comienza la fusión - Punto de liquidus: cuando la fusión es completa - Fusión parcial: la tª está entremedias 3. EL MAGMATISMO Y EL MAGMA - Se produce donde hay un aumento de la Tª y un descenso de la presión, o un aporte de agua al manto superior. - Los magmas se van enfriando en su ascenso, que puede ser en el interior o en el exterior de la corteza 3.1Estructuras profundidad

resultantes

del

emplazamiento

en

- Se originan emplazamientos plutónicos o intrusitos

3.2Estructuras resultantes del emplazamiento en superficie - Si el magma sube por fracturas hasta la superficie, se producen estructuras volcánicas o extrusivas

4. TIPOS DE ACTIVIDAD VOLCÁNICA 4.1Actividad volcánica subaérea - Depende de la Tª del magma. Es más fluido cuanto más alta es su tª - A medida que asciende y disminuye la presión, los gases tienden a escapar desgasificando el magma: lava - Tipos: - Actividad hawaiana: magma fluido de composición basáltica. Se originan coladas: volcán en escudo.

- Actividad fisural: semejante hawaiana. A lo largo de fisuras.

- Actividad estromboliana: tª más baja y viscosidad mayor. Desgasificación violenta con fuertes explosiones. Piroclastos. Estratovolcán.

- Actividad pliniana o peleana: magma a muy baja Tª y muy viscoso. Nubes ardientes

4.2Actividad volcánica submarina - En los fondos marinos. La presión hidrostática impide la desgasificación del magma. - el magma se consolida rápidamente: lavas almohadilladas

5. LAS ROCAS MAGMÁTICAS - Consolidación de un magma - clasificación según la textura y la composición mineralógica 5.1 Textura de las rocas magmáticas - La textura viene definida por el tamaño y la forma de los minerales - Rocas volcánicas: enfriamiento brusco. No cristales o diminutos. Vidrio volcánico. Porosidad (presencia de vacuolas o burbujas) - Rocas plutónicas: se consolidan en el interior. Cristalización. Existen otras clasificaciones más sencillas que diferencian sólo los tipos de rocas mas frecuentes:

Tipo de emplazamiento: Atendiendo al tipo de emplazamiento las rocas magmáticas se clasifican en plutónicas, filonianas y volcánicas. Las rocas plutónicas son grandes masas de rocas magmáticas que han solidificado en el interior de la corteza y reciben diferentes nombres según las dimensiones de la intrusión: * Batolito: Masa plutónica de grandes dimensiones. * Lacolito: De menor tamaño, unido por un conducto a un batolito, a veces se presenta interestratificado (intercalado entre estratos sedimentarios). Las rocas filonianas se corresponden con cuerpos tabulares que se pueden ubicar en la periferia de un plutón o bien bajo un volcán (complejo subvolcánico). Por su disposición se denominan: * Diques: Se introducen a través de fracturas, solidificando en su interior. No presentan ninguna relación geométrica con las rocas encajantes.

* Sill: Se presentan inyectados en superficies de estratificación de rocas sedimentarias (interestratificados). Las rocas volcánicas, independientemente de su composición, se pueden agrupar por su formación en: * Piroclastos: fragmentos rocosos. Se trata del material fundido que es lanzado al aire durante la actividad volcánica y que enfría al caer en forma de lluvia. Los trozos de pequeño tamaño son las cenizas volcánicas. Los de tamaño intermedio se denominan lapilli o escorias (son parecidas a las de los hornos de fundición). Cuando adquieren mayor tamaño y aspecto redondeado se llaman bombas volcánicas.

* Coladas de lava: materiales más o menos continuos formados tras el enfriamiento de la lava que fluye desde la boca de erupción. En ocasiones la lava se retuerce mientras se enfría originando las lavas cordadas. La piedra pómez es una variedad de lava particularmente esponjosa (es tan

ligera que flota en el agua). El vidrio volcánico se llama obsidiana. Tiene color oscuro y un brillo vítreo característico. Según el tipo de material (piroclastos o lavas) que predomine se originan diferentes tipos de edificios volcánicos.

- Cuadro con las principales texturas de las rocas magmáticas textura Tipo de roca que la Descripción presentan Vítrea o afanítica Volcánicas No se aprecian cristales ni a simple vista ni al MP. Masa de vidrio volcánico Microcristalina Volcánicas Los cristales no se aprecian a simple vista pero sí al MP Vacuolar Volcánicas Presenta burbujas, apreciables a simple vista o al MP Cristalina o fanerítica Plutónicas Formada por un mosaico de cristales apreciables a simple vista Porfídica Plutónicas y Se aprecia matriz de volcánicas vidrio o cristales pequeños y dispersos cristales de mayor tamaño o fenocristales

5.2 Composición mineralógica de las rocas magmáticas

- Olivino, piroxenos, biotita, moscovita, plagioclasas, cuarzo

ortosa y

- Cuadro con los distintos tipos de rocas. Ver algunas en el laboratorio 5.3 Rocas filonianas - El magma se introduce en grietas o fracturas según va ascendiendo. 5.4 Reconocimiento de rocas magmáticas - La presencia de cristales nos ayuda a diferenciar las plutónicas de las volcánicas. Textura cristalina o vítrea - Si presenta vacuolas es volcánica 6. EL METAMORFISMO - Materiales sometidos a altas P y Tª sin llegar a fundirse. Se producen cambios químicos y físicos en los materiales. La roca cambia su composición mineral y su aspecto.

6.1Cambios físicos: cambios en el aspecto de la roca - Cambios de color

- cambios de densidad. Las altas P incrementan la densidad - Cambios en la tenacidad. Se sueldan los granos que estaban sueltos - Cambios en la textura. Se produce el crecimiento de los minerales - Cambios en la estructura. Orientación: bandeado o laminado 6.2Factores del metamorfismo - Presión litostática. Debida al peso de los materiales superiores - Esfuerzos dirigidos: por el empuje entre placas. - Temperatura: si aumenta se producen reacciones químicas que alteran la roca - Presencia metamórficas

de

agua:

interviene

en

muchas

reacciones

6.3Estructura laminar: foliación - Rocas sometidas a presión, los minerales se disponen paralelamente unos a otros y en la roca se produce foliación.

6.4Estructura granoblástica - En la roca no aparecen cristales, no aparece una dirección preferente de orientación: estructura granoblástica (mármol)

Metamorfismo y tectónica de placas

7. LAS ROCAS METAMÓRFICAS http://recursostic.educacion.es/ciencias/biosfera/web/alumno/1 bachillerato/petrogeneticos/contenido4.htm Ver algunas rocas en el laboratorio 8. LA UTILIDAD DE METAMÓRFICAS

LAS

ROCAS

MAGMÁTICAS

Y

- materiales estructurales en la construcción - áridos - elementos ornamentales o decorativos

8.1 Obtención y procesado de las rocas - se explotan en canteras 9. LA TECTÓNICA. DEFORMACIONES DE LAS ROCAS - Tectónica: estudia las deformaciones de las rocas sometidas a esfuerzos de compresión o distensión.

- Comportamiento elástico: recupera su forma inicial - Comportamiento dúctil: no recupera su forma al cesar el esfuerzo - Comportamiento frágil: se rompe

9.1Factores que determinan el comportamiento de las rocas - la presión litostática: comportamiento dúctil

dificulta

su

rotura

y

facilita

el

- el contenido en fluidos: comportamiento más dúctil y menor tendencia a la rotura - la temperatura: facilita el comportamiento dúctil - la duración del esfuerzo: si son bruscos favorecen comportamiento frágil o elástico. Si se incrementan poco a poco y se mantiene durante millones de años producen un comportamiento dúctil 9.2Comportamiento elástico de las rocas. Las ondas sísmicas - Cuando se produce un terremoto, las rocas situadas lejos del foco se comportan elásticamente, deformándose al paso de las ondas y se recuperan después

10.

COMPORTAMIENTO DE LAS ROCAS

10.1

Comportamiento dúctil de las rocas. Los pliegues

- Son el resultado de la deformación dúctil de las rocas ante un esfuerzo de compresión. - Anticlinales y sinclinales 10.1.1 Elementos geométricos de un pliegue

Flancos: cada una de las superficies que forman el pliegue. Charnela: la línea de unión de los dos flancos (línea de máxima curvatura del pliegue). Plano o superficie axial: plano imaginario formado por la unión de las charnelas de todos los estratos que forman el pliegue. * Su alejamiento de la vertical indica la vergencia o inclinación del pliegue. Eje del pliegue: línea imaginaria formada por la intersección del plano axial con un plano horizontal. * Su orientación geográfica indica la orientación del pliegue. * El ángulo que forma con la charnela indica la inmersión del pliegue. Terminación: es la zona donde el pliegue pierde su curvatura. * La forma de la terminación refleja la forma de la charnela.

1.2.2. Tipos de pliegues Se pueden clasificar atendiendo a diversos factores de forma independiente. 1. Por la disposición de las capas: Anticlinal: los materiales más antiguos están situados en el núcleo del pliegue.

Sinclinal: son los materiales más modernos Monoclinal o pliegues en rodilla: sólo tienen un flanco. los que se sitúan en el núcleo o centro del pliegue.

http://recursostic.educacion.es/ciencias/biosfera/web/alumno/4ESO/ MedioNatural2/contenido1.htm 2. Por su simetría: Simétricos: el ángulo que forman los dos flancos con la horizontal es aproximadamente el mismo.

3. Por el plano axial: Recto: el plano axial es vertical.

Asimétricos: los dos flancos tienen inclinaciones claramente distintas.

Inclinados: el plano axial Tumbados: el plano axial es casi forma un ángulo con la vertical. horizontal.

4. Por el espesor de las capas: Isópacos o concéntricos: el espesor de cada estrato no varía a lo largo del pliegue. Se atribuye su origen a esfuerzos de tipo flexión.

Anisópacos o similares: el espesor es mayor en la zona de charnela y menos en los flancos. Su origen es por compresión.

10.2 Comportamiento frágil de las rocas. Diaclasas y fallas - Cuando las rocas son frágiles o bien se supera el intervalo de comportamiento dúctil: - Diaclasas o grietas. No hay desplazamiento - Fallas. Se produce desplazamiento de los bloques

10.2.1 Formación de diaclasas - Se producen por esfuerzos distensivos -

Pérdida de volumen por desecación. Ej materiales arcillosos Pérdida de volumen por enfriamiento. Ej coladas de lava Descompresión Efecto de cuña

10.2.2 Origen, tipos y elementos geométricos de las fallas - En las fallas se produce desplazamiento de un bloque respecto a otro. - Se producen por esfuerzos distensivos, compresivos o de cizalla, que originan fallas directas, inversas y de desgarre.

- Deslizamiento de un bloque respecto a otro a lo largo del plano de falla: espejo de falla. Cuando la trituración es muy intensa: milonitas - Desplazamiento total: salto de falla - Labios de falla: hundido y levantado Al igual que en los pliegues, definir una serie de elementos geométricos en las fallas nos servirá para clasificarlas y averiguas ciertos aspectos sobre su origen. Bloques o labios: cada una de las partes divididas y separadas por la falla. * Labio hundido: el que queda en posición inferior con respecto al otro. * Labio levantado: se mantiene elevado con respecto al hundido. * Muchas veces no se puede saber si se ha hundido uno o se ha levantado el otro. Sólo podemos observar el movimiento relativo de uno con respecto al otro. Plano de falla: el plano de rotura por el que se ha producido el desplazamiento. Sirve para orientar la falla. Salto: es la magnitud del desplazamiento. * Salto lateral o en dirección: es el desplazamiento a lo largo del plano de falla medido en horizontal.

* Salto horizontal: es el alejamiento de un bloque con respecto a otro medido en la horizontal. Es perpendicular al salto lateral. * Salto vertical: la distancia, en la vertical, que separa ambos labios. Es perpendicular a los dos anteriores. * Salto neto: es la resultante de los tres anteriores. Frecuentemente se puede observar sobre el plano de falla unas estrías, denominadas estrías de falla. Nos indican la dirección del salto neto.

http://recursostic.educacion.es/ciencias/biosfera/web/alumno/4ESO/ MedioNatural2/contenido1.htm 11.

RIESGOS VOLCÁNICOS Y SÍSMICOS

- Riesgo geológico: situación en la que puede producirse algún fenómeno geológico que pueda dañar a los intereses humanos. Concepción antropocéntrica 11.1

Riesgos asociados al vulcanismo

- Explosiones, nubes ardientes y flujos piroclásticos - Emanaciones tóxicas - Colapsos gravitatorios: al desmoronarse una estructura inestable - Inyección de cenizas y aerosoles. Nubes ácidas

-

Coladas de lava Caídas de piroclastos Colapsos gravitacionales Lahares Movimientos de ladera Emanación de gases

- Nubes ardientes 11.2

Riesgos asociados a la sismicidad

- Procesos destructivos relacionados con el riesgo sísmico: o Desplome de edificios, rotura de infraestructuras, etc

o Los materiales se saturan de agua y pierden su rigidez: desplome de edificios y corrimientos de tierra.

o Derrumbes por inestabilidad del terreno o Tsunamis

- Intensidad y magnitud del terremoto o Intensidad: estimación de daños. Escala de Mercalli. o Magnitud: energía liberada. Escala de Richter.

11.3

Riesgos volcánicos y sísmicos en España

11.3.1 Riesgo volcánico

- Se localiza en las islas Canarias

11.3.2 Riesgo sísmico - En el SE peninsular. Zona de sutura entre la placa de Alborán y la Ibérica - En el sur y SO peninsular. Falla de Azores-Gibraltar - En el NO peninsular. Zona de Galicia y León por fallas. - En las islas Canarias. Relacionada con la actividad volcánica