Estructura y Dinámica de la Tierra: Comprendiendo la Geología y sus Componentes

La Tierra y su Representación

1. Estructura y Forma de la Tierra

1.1 Forma y Dimensiones: - Radio ecuatorial: 6378.5 km - Radio polar: 6357 km. - Eclipse atachada por los polos, el eje polar es más corto que el ecuatorial. - Circunferencia terrestre: perímetro: 40,075 km. - Geodesia: Ciencia que estudia las medidas y dimensiones de la Tierra.

1.1.1 Pruebas de Esfericidad:

• Pitagoras
• Observación de otros planetas y estrellas
• Observación de un barco zarpando
• Estrella polar

1.1.2 Orientación y Localización

Georreferenciado: Situado en coordenadas, 4 puntos cardinales, ambos extremos: polo norte y polo sur. El movimiento de rotación es en sentido contrario, el sol sale por el este y se pone por el oeste.

2. Meridianos y Paralelos

Longitud y Latitud:

• Meridiano: Semicirculo que une los polos (180º-360º), dirección norte-sur.
• Paralelo: Círculo menor, dirección este-oeste, el máximo es el ecuador, los polos no tienen.
• Longitud: Distancia entre un punto y Greenwich, medida sobre el paralelo, puntos en el mismo paralelo tienen la misma longitud, de 0º a 180º, el polo no tiene.
• Latitud: Distancia entre un punto y el ecuador, puntos en el mismo paralelo tienen la misma latitud, de 0º a 90º, ecuador 0º, polo norte y sur 90ºN, 90ºS.

3. Movimientos de la Tierra

3.1 Rotación

La Tierra gira sobre su propio eje de rotación, 24 horas/1 día, velocidad en el ecuador: 1,670 km/h. Sucesión día/noche: amanecer, mediodía, anochecer. Desviación del fluido: efecto Coriolis, ritmo diario de mareas.

3.2 Translación

La Tierra gira alrededor del sol, 365 días, 6 horas. Inclinación de los rayos solares:

• Verticales: 90º, energía menor en superficie, más caliente.
• Oblicuos: Energía mayor en superficie. Energía solar: 2 cal/cm²/min.

3.3 Consecuencias de Translación e Inclinación

• Estacionalidad
• Círculo de Iluminación: Separa la parte iluminada de la no iluminada.
• Zonalidad: Zona polar, zona templada (subpolar, media, subtropical), zona intertropical (tropical, ecuatorial, tropical, zona templada, zona polar).

3.4 Ciclos de Milankovitch

Temporales y no apreciables: variación de la inclinación del eje respecto a la vertical, balanceo del eje (máx de 47º), pequeños cambios en la eclíptica del movimiento de translación.

La Hidrosfera y la Atmósfera

1. Interrelación Atmosférica/Hidrosférica

El agua de océanos, mares y lagos se evapora hacia la atmósfera; el agua de las plantas se transfiere a través de la transpiración, lo que se conoce como evapotranspiración. El movimiento del agua acelera y facilita la evaporación.

1.1 Vapor de Agua

El agua en estado gaseoso (invisible), las nubes no son vapor sino acumulación de agua. La concentración de vapor en el aire se mide como humedad, que se mide con un higrómetro. La humedad absoluta se mide en g/m³, y la humedad relativa es el vapor contenido en un volumen de aire y la masa de vapor que saturaría dicho volumen (%).

1.2 Condensación

Cambio de vapor (gas) a agua (líquido); si cambia de sólido a líquido, se llama fusión. Transferencias de calor: 3 vapor de aire, saturación con enfriamiento del aire, núcleos de condensación, unión de condensación hasta formar gotas.

1.3 Nubes y Niebla

• Nubes: Porción de aire integrada por partículas microscópicas de agua, se clasifica según altitud, evolución y morfología (10 géneros).
• Niebla: Nube en la superficie que reduce la visibilidad. Niebla de irradiación: bajas temperaturas con condensación de humedad. Calima: suspensión de polvo en la troposfera.

1.4 Precipitación

Fase final del proceso de evaporación, caída de partículas de agua (sólidas o líquidas) a una velocidad. Tipos:

• Líquida: Lluvia, llovizna, chubasco.
• Sólida: Nieve, granizo.

Se mide con un pluviómetro en mm = 1/m².

1.5 Isoyeta

Línea que une los mismos volúmenes de precipitación en mapas.

2. Dinámica Atmosférica

2.1 Presión

Peso que ejerce una columna de aire en una unidad de superficie terrestre. Se mide con barómetro en mb, normal 1013 mb. Mayor -> alta presión, menor -> baja presión.

2.2 Factores que Varían la Presión

• Térmicas: El calentamiento enfría el aire y sube la presión; el enfriamiento baja la presión.
• Dinamica: Convergencia: el aire de distintas direcciones da corriente de ascenso (baja presión) o descenso (sube presión).
• Orográfico: Montaña: el aire choca y asciende, cambia la presión.
• Frontales: Frente.

2.3 Diferencia Horizontal de Presión: El Viento

Desequilibrio de presión -> viento, movimiento horizontal del aire en contacto con la superficie terrestre. La diferencia de presión y distancia determina la velocidad, sopla de máxima a mínima presión. Se mide en anemómetro y la dirección con veleta. La diferencia entre 2 puntos se llama gradiente de presión.

2.4 Anticiclón y Ciclón

• Anticiclón: Alta presión > 1013, el aire sopla de interior a exterior, centros emisores de viento.
• Ciclón: Borrasca o baja presión

2.5 Altura, Presión y Temperatura

El comportamiento adiabático del aire se realiza sin transferencia de calor entre el cuerpo y el exterior. Föhn: El aire asciende y choca con la montaña, se produce enfriamiento y cuando desciende por otra ladera se calienta. Ladera de ascenso (fría y húmeda) y barlovento, descenso (cálida y seca) sotavento. El enfriamiento y calentamiento es el comportamiento adiabático y las consecuencias del aire/obstáculo es Föhn, enfría 1ºC/100 m saturado 0.5 ºC/100 y caliente 1ºC/100 m.

2.6 Circulación General Atmosférica (CGA)

El aire troposférico continúa movimiento horizontal y vertical debido a centros de acción dinámicos. CGA en latitudes subtropicales e intertropicales: anticiclones dinámicos subtropicales, viento del ecuador: alisios, viento en latitudes medias: viento del oeste. Choque de alisios húmedos con los de húmedos: convergencia intertropical, enfriamiento del aire, mucha humedad -> constante y fuerte precipitación.

2.7 Masa de Aire

Cuerpo o volumen de atmósfera de gran extensión y reducida altura con características higrotermicas. La latitud condiciona la temperatura y la superficie la humedad. La masa de aire ártica y antártica son frías y secas; la masa polar: latitudes subpolares muy frías y muy secas; la masa tropical son cálidas y húmedas; la masa continental es cálida y seca.

2.8 Los Frentes

Dos masas no se mezclan, chocan, la masa más fría (+ densa) va por debajo de la más cálida (- densa). Plano de separación entre masa cálida y fría, aire más denso: posiciones inferiores, menos denso: posiciones superiores. Frente frío: aire frío alcanza aire cálido, ascenso rápido y brusco, línea de triángulos azules; frente cálido: al revés, ascenso lento y sostenido, línea de semicirculos rojos. Presencia supone inestabilidad, nubosidad, precipitación.

3. Climas

3.1 Variedad: Temperatura Media y Precipitación

• Clima Lluvioso Intertropical:
  • Ecuatorial: 25 ºC, Congo, Amazonas, 2000-2500 mm, llueve todos los días.
  • Tropical: 28-30 ºC, clima ecuatorial, 600-1500/1800 mm, invierno seco y verano húmedo.
  • Monzónico: = tropical, SE asiático, 3000-4000 mm, lluvia en verano e invierno seco.
• Clima Seco: Sin precipitación.
  • Subáridos: Vegetación seca.
  • Áridos: Más seco, en áreas de anticiclones subtropicales: desierto costero (Atacama, Namibia), desierto frío (Gobi, Patagonia).
• Climas Templados: Temperatura en latitudes templadas, existen estaciones entre invierno y verano.
  • Mediterráneo: 20 ºC, California, Mediterráneo, 400-700 mm, seco en verano.
  • Subtropical Húmedo: 23 ºC, SE EEUU, SE China, Australia, Sudáfrica, 800-1200 mm, no seco, verano con máxima precipitación.
  • Clima Oceánico: 15 ºC, Europa Occidental, Nueva Zelanda, 1000-1500 mm, no seco, llueve todo el año.
• Climas Continentales: (+ extremos) invierno -3/-50 ºC y verano
• Climas Zonas Polares:
  • Casquete Polar: Nunca 0 ºC, Antártida, Groenlandia, islas árticas, -250 mm, evapotranspiración reducida.
  • Tundra: Verano máximo 10 ºC, Laponia, N Canadá, islas antárticas, 400 mm, cambio estacional muy acusado.
• Clima Alta Montaña: Zona intertropical.

4. La Hidrosfera

3/4 de la superficie cubierta por agua, todas las aguas forman la hidrosfera.

4.1 El Agua y el Ciclo Hidrológico

4.1.1 Propiedades del Agua

Elevado calor específico, gran regulador térmico, magnífico transportador calórico. Gran disolvente actuando sobre las rocas, en líquido y con fuerza de gravedad, adquiere energía cinética para transportar cargas sólidas en el modelado terrestre.

4.1.2 Ciclo Hidrológico

El agua en movimiento pone en comunicación el agua oceánica con la atmósfera y la corteza continental. Comienza con la evaporación de las aguas oceánicas (86%) y las continentales (14%). La atmósfera descarga en océanos el 80% y el 20% en continentes.

4.2 Distribución del Agua en la Tierra

97% mares y océanos, 3% continental y atmosférica. El agua atmosférica: líquida a gaseosa por evapotranspiración y llega a la atmósfera, se condensa de gas a líquido, esto implica trasvase calórico y aparecen las precipitaciones. El agua continental: porción de la hidrosfera que interactúa con la corteza.

4.2.1 Agua Superficial

76% sólido: inlandsis y glaciares, 1.77% hielo: criosfera, 0.66% lagos y mares internos. Aguas continentales subterráneas: el agua procedente de precipitaciones llega al suelo y, por la gravedad, se filtra hacia capas profundas. Con rocas impermeables se acumula el agua en acuíferos, nivel superior o freático.

4.2.2 Aguas Oceánicas

Temperatura y salinidad. Agua densa: más fría y salada. Agua menos densa: temperatura elevada y menos sal. Frías: bañan la zona oriental del continente, latitudes subpolares y medias, forman agua de los polos. Cálidas: bañan la zona occidental de los continentes, latitudes subpolares y medias, ramales de las zonas intertropicales.

La Litosfera

1. Estructura y Dinámica de la Litosfera

Hidrosfera + atmósfera y actúa la biosfera. Corteza terrestre: capa externa de la litosfera y flota sobre la astenósfera (capa superior del manto). Fuerzas interiores agitan la astenósfera y ponen en movimiento la corteza: Fuerzas Tectónicas.

1.1 Estructura Interna y Flujo Geométrico

1.1.1 Estructura Interna: Núcleo de 3475 km (interno, máxima densidad) y externo; Manto: 2855 km (inferior de 2900-700 km y superior 700-40 -> astenósfera 300 km, apoya en la corteza y es blanda y viscosa). Corteza: 40-8 km, desarrolla la vida, continental mayor espesor menos densidad, continentes e islas; oceánica más delgada (8-10 km) y densa que la continental.

1.1.2 Tectónica de Placas

La corteza está fragmentada, litosfera. Formadas por corteza oceánica + corteza continental o solo corteza oceánica. Se mueven en corrientes de convección: si chocan 2: límite de destrucción o subducción: la corteza oceánica más densa se hunde por debajo de la corteza continental. La corteza oceánica forma cadenas volcánicas paralelas a la costa y la corteza oceánica forma fosas abisales. Separan: límite de expansión o de creación: material magmático sale al exterior: cadena volcánica submarina, dorsales oceánicas formando islas.

1.1.3 Fases

• El material de la astenósfera integra en la corteza, principalmente oceánica por las dorsales.
• Material más moderno desplaza al antiguo, amplias llanuras, llanuras abisales, material se reintegra en el límite de subducción (fosa) y pequeña parte sale por volcanes.
• Si friccionan: límite o falla de transformación.

2. Las Rocas

Agregado de mineral consolidado y enfriado, petrología, tipos: ígneas o magmáticas, metamórficas y sedimentarias.

2.1 Material Litológico

• Rocas Ígneas o Magmáticas: Enfriamiento y consolidación del magma: intrusiva dentro de la corteza terrestre (granito) y extrusivas o volcánicas exterior (basalto, andesita).
• Rocas Metamórficas: Modifican rocas preexistentes, metamorfismo. Alta presión y temperatura modifica calidad y estructura cristalina. Afecta a todas (pizarra, cuarcita, gneiss).
• Rocas Sedimentarias: Acumulación de sedimento. Todas las rocas pueden ser: - Detriticas: arena. - Organógenas o biogénicas: restos orgánicos (caliza, petróleo). - Evaporitas o químicas: yeso.

2.2 Morfología Litológica

Relieve en relación con las categorías litológicas sobre rocas carbonatadas (calizas y dolomitas) y granitos. Relieve Kárstico: Disolución de las rocas por acción del agua con CO2. Actúa en todas, pero tiene mayor efecto en sedimentarias biogénicas: fácil disolución química por agua y CO2.