Universidad Nacional de Cuyo
FACULTAD DE CIENCIAS APLICADAS A LA INDUSTRIA
Profesorado de Química
CIENCIAS DE LA TIERRA
Año -2021-
TRABAJO PRÁCTICO N° 2
OBJETIVOS:
Introducirse en el conocimiento de la estructura interna de la tierra.
Identificar y reconocer métodos indirectos de análisis del interior terrestre.
Diferenciar propiedades físicas y químicas de las diversas regiones internas, y su interacción con el exterior.
Responde:
¿Cómo se subdivide el interior de la tierra de acuerdo al MODELO ESTÁTICO?. Señala las características de cada capa, la ubicación y nombre de las discontinuidades. Realiza un gráfico. Indica en que se basa este modelo.
El modelo estático se basa en la composición química de las capas de la Tierra. Se divide en tres partes:
La corteza: capa externa comparativamente fina cuyo grosor oscila entre 3 kilómetros, en las cordilleras oceánicas, y 70 kilómetros en algunos cinturones montañosos como los Andes y el Himalaya. La corteza oceánica está compuesta de basaltos, tiene en promedio un grosor de 7 Km, es bastante homogénea, tiene una densidad de 3g/cm3 y una edad de 180 MA.
Mientras que la corteza continental está compuesta por granito, tiene un grosor de 35 a 50 Km, tiene una densidad de 2,7 g/cm3 y una edad de 400 MA.
La discontinuidad de Mohorovicić «moho» es una zona de transición entre la corteza y el manto terrestre. Se pone de relieve cuando las ondas sísmicas P y S aumentan bruscamente su velocidad.
El manto: una capa de roda sólida (rica en sílice) que se extiende hasta una profundidad de unos 2900 Km. Representa más del 80% del volumen de la Tierra. Está compuesto mayormente por peridotita y tiene una densidad de 3,3 g/cm3.
La discontinuidad de Gutenberg es la división existente entre el manto y núcleo de la Tierra, situada a unos 2.900 km de profundidad (más concretamente, en torno a 2.700 – 2.890 km).
El núcleo: esfera rica en hierro con un radio de 3486 Km. Formado mayormente por níquel y hierro (y pocas cantidades de oxígeno, silicio y azufre); su densidad varía desde 11 a 14 g/cm3. Está dividido en externo (líquido) e interno (sólido).
La discontinuidad de Lehmann es el límite entre el núcleo externo líquido y el núcleo interno sólido de la Tierra. Se halla a una profundidad media de 5155 Km.
¿En qué se diferencia la corteza oceánica de la continental?. Explica qué tipo de estructura se encuentra en la zona de vinculación de ambas cortezas.
La corteza oceánica está compuesta de basaltos, tiene en promedio un grosor de 7 Km, es bastante homogénea, tiene una densidad de 3g/cm3 y una edad de 180 MA.
Mientras que la corteza continental está compuesta por granito, tiene un grosor de 35 a 50 Km, tiene una densidad de 2,7 g/cm3 y una edad de 400 MA.
En resumen: la corteza oceánica es menos gruesa, más densa y mucho más joven que la continental. Además de estar sumergida en el océano y tener una composición distinta.
La estructura que vincula a ambas se llama talud continental.
El talud continental es una estructura relativamente empinada que se extiende desde la superficie exterior de la plataforma continental hasta el fondo oceánico profundo. Es una especie de “escalón” que marca el final de la plataforma continental.
Explica que es un ORÓGENO y que tipos existen. Indica, que tipo de orógeno son:
Un orógeno es un cordón o cadena montañosa. Se caracteriza por presentar deformaciones en forma de pliegues, mantos de corrimiento y fallas inversas. Se le llama orogénesis a la formación de estas deformaciones en la litósfera. Hay distintos tipos:
Térmicos:
Convergencia CO-CO: es la que se da cuando convergen dos placas oceánicas; una desciende por debajo de la otra, iniciando la actividad volcánica y, por consiguiente, haciendo emerger un arco de islas. Por ejemplo: las Antillas Menores (subducción de la placa Atlántica bajo la placa del Caribe).
Convergencia CO-CC: es la que se da cuando converge una placa oceánica con una continental. La placa oceánica, al ser más densa, se hunde por debajo de la continental, dando paso a montañas como las de los Andes o la cordillera Cascade.
Colisionales:
Convergencia CC-CC: es la que se da cuando convergen dos placas continentales. Ambos bloques continentales se unen, colisionando. Un ejemplo claro es la cordillera del Himalaya. Otro ejemplo es la cordillera de los Alpes.
Cordillera de los Andes: formada por convergencia CO-CC, subducción de la placa de Nazca por debajo del continente sudamericano.
Cordillera de los Apalaches: formada durante pangea, es producto de la convergencia CC-CC entre las placas de Norteamérica y África. Una de las cadenas montañosas más antiguas.
Los Alpes: producto de una convergencia CC-CC, entre las placas euroasiática y africana.
Himalaya: igualmente, producto de una convergencia CC-CC, entre la placa euroasiática y la indoaustraliana.
Urales: producto de una convergencia CC-CC, cuando el borde este del supercontinente Laurasia chocó con la región de Kazakhstania.
En todos los casos ubícalos en un mapa.
Explica cómo se ha formado el archipiélago de las Islas Hawai.
¿Cómo se forman las islas que no están en el borde de una placa?
Una de las cadenas más estudiadas corresponde a las Islas de Hawaii hasta la isla Midway, y continúa hacia el norte, hacia la fosa de las Aleutianas. Esta cadena continua de islas volcánicas y montes submarinos se llama cadena islas Hawaii-Emperador. La datación radiométrica de estas estructuras demostró que la edad de los volcanes aumenta a medida que se distancian de Hawaii. Hawaii, el volcán más joven de la cadena, se elevó del fondo oceánico hace menos de un millón de años, mientras que la isla Midway tiene 27 millones de años y el monte submarino Suiko, cerca de la fosa de las Aleutianas, tiene 65 millones de años.
Los investigadores están de acuerdo con la existencia de una pluma ascendente de material del manto debajo de la isla de Hawaii. A medida que la pluma de manto ascendente entra en el ambiente de baja presión de la base de la litósfera, se produce fusión. La manifestación superficial de esa actividad es un punto caliente, una área volcánica, con un flujo térmico elevado y un abombamiento de la corteza que tiene unos pocos cientos de kilómetros de anchura. Conforme la placa del Pacífico se movió sobre este punto caliente, se formaron estructuras volcánicas sucesivas. Esto se nota en la manera lineal en que están dispuestas las islas, de más antigua a más joven.
¿Qué es una placa tectónica?. Señala cuales son las principales placas a nivel mundial. Indica tipo de corteza involucrada.
Una placa tectónica es, de cierta forma, un fragmento de la litósfera. La litósfera está fracturada en varios fragmentos que se mueven unos con respecto a los otros y cambian continuamente de tamaño y forma. Las placas son más delgadas en los océanos y más gruesas en la parte continental.
Las siete principales placas son: la norteamericana, la sudamericana, la del Pacífico, la africana, la euroasiática, la australiana y la de Antártica. La mayor es la placa del Pacífico, que abarca una porción significativa de la cuenca del océano Pacífico. La mayoría de las placas incluyen un continente entero (corteza continental) además de una gran área del suelo oceánico (corteza oceánica).
Las placas medianas son las del Caribe, la de Nazca, la filipina, la arábiga, la de Cocos, la de Scotia y la de Juan de Fuca. Hay además muchas pequeñas placas.
¿Sobre qué placa se ubica Argentina?...¿y Chile?. ¿Qué placa se encuentra al Oeste de Chile?
Argentina se encuentra sobre la placa sudamericana, al igual que Chile. La placa que se encuentra al oeste de Chile es la placa de Nazca. Este borde es un borde convergente que es el que da lugar a la cordillera de los Andes. La placa de Nazca subduce bajo la placa sudamericana, generando magmatismo, produciendo intensas deformaciones de la corteza continental (las montañas). Es por esto que es una zona altamente sísmica.
¿Cuáles son los límites de la placa africana?.¿Cómo se espera que sea el continente Africano dentro de unos 40 millones de años?
La placa africana tiene de límite al norte la placa euroasiática, al noreste la placa arábiga, al este las placas india y australiana, al sur la placa de la Antártica y al este las placas sudamericana y norteamericana.
En África Occidental, se encuentra el valle del rift, que se extiende por más de 3,000 km desde el Golfo de Adén al norte de Mozambique en el sur. El rift indica la parte inicial de la ruptura de un continente. Allí, las fuerzas tensionales han estirado y adelgazado la corteza continental. Como resultado, la roca fundida asciende desde la astenosfera e inicia la actividad volcánica en la superficie. Las investigaciones sugieren que, si se mantienen las fuerzas tensionales, el valle del rift se alargará y aumentará de profundidad, alcanzando al final el borde de la placa y separándola en dos. Aquí, el valle se convertirá en un mar lineal estrecho con una desembocadura al océano.
La carretera que une Narok con Nairobi fue atravesada por la grieta que se abrió en 2018 en el suroeste de Kenia.
¿Por qué razón se han encontrado rocas de la corteza de hasta 4.000 millones de años, pero no hay vestigios de fondos oceánicos con más de 180 millones de años?
Las rocas muy cercanas a las dorsales centro oceánicas son muy jóvenes mientras que las rocas más alejadas son más antiguas. Sobre las dorsales las rocas se están formando en estos momentos. Sin embargo, en los lugares más alejados de las dorsales del fondo oceánico, alcanzan hasta los 200 millones de años. Si admitimos que el fondo oceánico se forma en las dorsales, entonces esas rocas de 200 millones de años debieron, en algún momento, estar más cerca de una dorsal. Esta es una de las evidencias concretas del movimiento horizontal de sectores de la superficie terrestre.
Como se observa claramente, las rocas más jóvenes (color rojo) se encuentran en zonas cercanas a las dorsales. En cambio las rocas más antiguas (colores azules) se ubican en las áreas más alejadas de las dorsales centro oceánicas. Nótese también que sobre la faz de la Tierra no existen rocas de fondo oceánico más antiguas que 200 millones de años. Éstas han sido consumidas en zonas de subducción.
Explica brevemente la TEORÍA DE LA TECTÓNICA DE PLACAS. Relaciona con la Deriva Continental y la formación del Fondo Oceánico.
La teoría de la tectónica de las placas está compuesta por una gran variedad de ideas que explican el movimiento de la capa externa de la Tierra por medio de los mecanismos de subducción y de expansión del fondo oceánico, que, a su vez, generan los principales rasgos geológicos de la Tierra, como los continentes, las montañas y las cuencas oceánicas. Según este modelo, el manto superior, junto con la corteza suprayacente, se comportan como una capa fuerte y rígida (litósfera), que está rota en fragmentos (las placas tectónicas). Estas placas se encuentran sobre una región más dúctil del manto (astenosfera) donde las rocas están cerca de su punto de fusión, permitiendo la separación efectiva de la litósfera de las capas inferiores, permitiendo así el movimiento de la capa externa rígida de la Tierra. La mayoría de las placas incluyen tanto continentes como suelo oceánico. Esto marca una diferencia con la hipótesis de la deriva continental de Wegener, que propuso que los continentes se movían a través del suelo oceánico, no con él. La formación de fondo oceánico en las dorsales, junto con otros factores, separa a los continentes entre sí, moviendo y modificando sus placas tectónicas incluyendo la parte sumergida de la placa.
En la siguiente imagen, identifique y marque:
Explique que tipo de materiales pueden arrojar los volcanes durante las erupciones.
Los volcanes expulsan lava, grandes volúmenes de gases y rocas piroclásticas.
Coladas de lava
Se calcula que más del 90% del volumen total de la lava terrestre tiene una composición basáltica. Las andesitas y otras lavas de composición intermedia constituyen prácticamente todo el resto, mientras que las coladas riolíticas ricas en sílice representan sólo el 1% del total. Una de las coladas basálticas más grandes en tiempos históricos procedió de la fisura Laki de Islandia en 1783. El volumen de esta colada medía 12 Km3 y parte de la lava se desplazó hasta 88 Km desde su fuente.
Debido a su menor contenido en sílice, las lavas basálticas calientes suelen ser muy fluidas. Fluyen formando láminas delgadas y anchas o cintas semejantes a torrentes. Se conocen lavas basálticas que han viajado distancias de 150 Km o más antes de solidificarse. Por el contrario, el movimiento de las lavas ricas en sílice (riolíticas) puede ser demasiado lento como para percibirse. Tienen mayor espesor y rara vez se desplazan más de unos pocos kilómetros desde sus chimeneas.
Coladas cordadas: cuando se solidifican las coladas basálticas fluidas del tipo hawaiiano, suelen formar una corteza relativamente lisa que se arruga a medida que la lava situada debajo de la superficie, todavía fundida, sigue avanzando. Estas lavas se conocen como lavas cordadas. Esta forma permite que la lava fluya por kilómetros, por lo que es poco habitual en las lavas andesíticas y riolíticas.
Coladas aa: estas coladas tienen una superficie de bloques ásperos y desiguales con bordes afilados y rugosidades. Son relativamente frías y de espesor relativo. Avanzan a velocidades de 5 a 50 metros por hora. Los gases que escapan de la superficie producen numerosos huecos y rugosidades. Conforme avanza el interior fundido, la corteza exterior se va rompiendo, lo que proporciona a la colada el aspecto de una masa de cascotes de lava que avanzan. Las coladas cordadas pueden convertirse en coladas aa conforme descienden.
Coladas de bloques: los magmas andesíticos y riolíticos generan estas coladas. Consisten en gran medida en bloques separados con superficies ligeramente curvadas que cubren la lava no rota del interior. Sus bloques son lisos en comparación con las coladas aa.
Coladas almohadillas: Cuando las efusiones de lava se originan en una cuenca oceánica o cuando la lava entra al océano, las zonas superiores de las coladas se enfrían rápidamente. Sin embargo, normalmente la lava puede moverse hacia adelante rompiendo la superficie endurecida. Esto pasa sucesivamente. El resultado es una colada de lava compuesta por estructuras alargadas parecidas a almohadas grandes pegadas unas encima de otras.
Gases
Los magmas contienen cantidades variables de gases disueltos que se mantienen en la roca fundida por la presión de confinamiento, igual al CO2 en los refrescos. De igual manera, cuando se reduce la presión, los gases comienzan a escapar.
La porción gaseosa de la mayoría de los magmas constituye del 1 al 6% del peso total, y la mayor parte es vapor de agua. Aunque el porcentaje puede ser pequeño, la cantidad real de gases emitidos puede superar varios miles de toneladas por día. Además de vapor de agua, se componen de CO2, N2, SO2, Cl2, H2, Ar.
Materiales piroclásticos
Cuando se expulsa lava basáltica, los gases disueltos escapan impulsando gotas incandescentes de lava. Las más pequeñas son arrastradas por el viento. por el contrario, cuando se expulsa lava viscosa (riolítica) que está muy cargada de gases; tras su liberación, se expanden miles de veces conforme lanzan rocas pulverizadas, lava y fragmentos de vidrio desde la chimenea.
Las partículas producidas en estas dos situaciones son llamadas material piroclástico. El tamaño oscila entre un polvo muy fino y cenizas volcánicas de tamaño de arena y trozos que pesan más de una tonelada.
Las partículas de ceniza y polvo se producen a partir de los magmas viscosos cargados de gases durante una erupción explosiva. Conforme el magma asciende por la chimenea, los gases se expanden rápidamente generando una espuma en el fundido que recuerda a la espuma que sale de una botella de vino espumoso recién abierta. Conforme los gases calientes se expanden de manera explosiva, la espuma se rompe en fragmentos vítreos y muy finos. Cuando las cenizas calientes caen, las series de partículas vítreas a menudo se funden para formar una roca llamada toba soldada. Capas de este material, así como los depósitos de ceniza que más tarde se consolidan, cubren enormes porciones del occidente de EEUU.
También son comunes los piroclastos cuyo tamaño oscila entre el de una cuenta de collar pequeña y el de una nuez, denominados lapilli (piedras pequeñas). Estos materiales expulsados habitualmente se llaman lapilli (de 2 a 64 mm). Las partículas con un tamaño superior a 64 mm de diámetros se denominan bloques cuando están formados por lava solidificada y bombas cuando son expulsados como lava incandescente. Dado que, tras su expulsión, las bombas están semifundidas, a menudo adoptan una forma aerodinámica conforme viajan por el aire. Debido a su tamaño, las bombas y los bloques suelen caer en las laderas del cono volcánico. Sin embargo, a veces son expulsadas a grandes distancias del volcán por la fuerza de los gases que escapan.
Algunos materiales también se clasifican por su textura y composición. En particular, la escoria es el nombre aplicado a los materiales expulsados vesiculares (que contienen huecos), producto del magma basáltico. Estos fragmentos de color negro a marrón rozijo se encuentran generalmente en el intervalo de los tamaños de los lapilli y parecen cenizas y escorias producidas por los hornos utilizados para la fundición de hierro. Cuando un magma con una composición intermedia o rica en sílice genera erupciones vesiculares, se llama pumita (la conocida piedra pómez). Es tan poco densa y tiene tal cantidad de vesículas que puede flotar en el agua.
Investigue y describa los siguientes elementos de un volcán:
Cráter: Depresión de paredes empinadas que se halla en la cima de muchos volcanes. Son rasgos estructurales que se fueron construyendo paulatinamente a medida que los fragmentos expulsados se acumulaban alrededor de la chimenea formando una estructura en forma de dona. Algunos volcanes tienen más de un cráter en la cima, mentiras que otros tienen depresiones muy grandes, más o menos circulares, llamadas calderas.
Cono Volcánico: El cono volcánico se forma por la acumulación de material volcánico expulsado durante las erupciones. Este material se emplaza alrededor del cráter del volcán. Dependiendo del tiempo de vida de un volcán y la intensidad de las erupciones, el cono volcánico puede crecer considerablemente.
Batolito: son los cuerpos ígneos intrusivos mayores. La mayor parte de las veces, los batolitos aparecen en grupos que forman estructuras lineales de varios centenares de kilómetros de longitud y de hasta 100 Km de anchura. Son además muy gruesos, extendiéndose posiblemente docenas de kilómetros en la corteza. Un cuerpo plutónico debe tener una extensión de afloramiento mayor de 100 Km2 para que se considere batolito. Suelen estar formados por rocas cuya composición química se halla próxima al extremo granítico del espectro. Los estudios de grandes batolitos han demostrado que consisten de varios plutones distintos que instruyeron a lo largo de millones de años.
Pueden constituir el núcleo de los sistemas montañosos.
Colada: las coladas de lava son los productos más comunes en la Tierra. La lava es magma que durante su lento ascenso a través de la corteza terrestre, alcanza la superficie.
La mayoría de las lavas cristalizan durante la erupción, debido a los desequilibrios químicos inducidos en el magma a medida que se acerca la superficie.
Las coladas continúan solidificándose durante la erupción por la pérdida de calor hacia el suelo y la atmósfera. Como resultado, los flujos comienzan a formar canales o tubos.
Chimenea volcánica: la mayoría de los volcanes se alimentan de magma a través de estos cortos conductos que conectan la cámara magmática con la superficie. En raras circunstancias, las chimeneas pueden extenderse como tuberías hasta profundidades de más de 200 Km. Cuando esto ocurre, los magmas ultramáficos que migran hacia arriba por estas estructuras producen rocas que se consideran muestras del manto que han experimentado muy pocas alteraciones durante su ascenso.
Las chimeneas volcánicas mejor conocidas con las estructuras sudafricanas cargadas de diamantes. Aquí, las rocas que rellenan las chimeneas se originaron a profundidades de al menos 150 Km, donde la presión es suficiente como para generar diamantes y otros minerales de alta presión. La tarea de transportar magma esencialmente inalterado junto con inclusiones de diamante a través de 150 Km de roca sólida es excepcional. Esto explica la escasez de los diamantes naturales.
Pitón volcánico: conforme avanza la erosión, la roca que ocupa la chimenea volcánica es a menudo más resistente y puede permanecer en pie sobre el terreno circundante por mucho tiempo después de que el cono haya desaparecido. A estas estructuras se les llama pitón volcánico.
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