Los métodos directos de estudio son aquellos que proporcionan datos contrastables de lo que se está investigando, es decir, información que puede ser tomada rápidamente para comprar los resultados y limitar los errores. Para aplicarlos es necesario que el material sea accesible y se pueda manipular. Los métodos directos utilizan para estudiar la superficie de la Tierra, pero se aplican también algunos casos de estudio de la Tierra. Los volcanes expulsan a la superficie lava , gases y rocas. Los sondeos permiten extraer muestras del subsuelo y solo alcanza la parte superior de la corteza. Las minas podemos obtener rocas de la corteza ,observar la distribución de los materiales, medir el incremento de la temperatura, con la profundidad etc, y su alcance es tmb de pocos quilómetros. El yunque de diamante es un dispositivo experimental que permite reproducir las condiciones de presión y temperatura del manto terrestre. La espectrografía , la microscopia electrónica , la difractometría de rayos x y otras técnicas permite conocer la composición y la estructura cristalina de los minerales. El microscopio petrográfico permite conocer la composición mineral de las rocas, estudiar la citalográfía de los minerales ,etc. Los métodos indirectos se utilizan para estudiar el interior terrestre. Su inconveniente es su limitación a la hora de tomar datos. Los materiales no son posible de manipular fácilmente.
MAGNETOGRAFÍA
La Tierra se comporta como un gran imán que genera a su alrededor un campo magnético. El núcleo externo, es de naturaleza fluida y metálica, está en continuo movimiento y tiene una rotación diferente al del núcleo interno (sólido y metálico).El campo magnético terrestre presenta variaciones por las diferencias en los materiales q se denominan anomalías magnéticas. Las positivas pueden originarse por la existencia, en profundidad, de rocas más ricas en hierro (más magnéticas). Las negativas se explican por la existencia en profundidad de rocas no magnéticas, como las rocas salinas. Los polos magnéticos de la Tierra se localizan a cierta distancia de los geográficos. Por eso, la brújula señala el polo norte magnético, pero no el geográfico.Para saber dónde está el Norte geográfico habría que sumarle o restarle la declaración magnética, que es el ángulo que forma el meridiano magnético con el geográfico. Para estudiar el campo magnético se emplea un aparato denominado magnetómetro,ESTUDIO DE METEORITOS
La mayoría de los meteoritos que se recogen en la Tierra se formaron en la misma época que esta. Los meteoritos son cuerpos sólidos que entrar en la órbita de la Tierra. Algunos de ellos impactan contra la superficie de nuestro planeta y otros muchos, los más pequeños, se desintegran al entrar en la atmósferas y son lo que llamamos “estrellas fugaces” y podrían informarnos de la naturaleza de los materiales existentes en el interior terrestre. No se deben confundir los meteoritos con las tectitas.
MEDICIÓN DE ISOTOPOS
Actualmente tienen muchas aplicaciones. Por ejemplo, las proporciones de los isótopos 16O 18O de una muestra de carbonato de calcio de un fósil marino permiten saber con bastante exactitud la temperatura media de la atmósfera en la época en que vivíó el organismo.DATACIÓN RADIOMÉTRICA
Se utilizan para conocer la edad de una muestra de roca, podemos saber la edad de ese mineral averiguando la proporción de átomos de uranio que quedan y los que ya se han transformado en plomo.MÉTODO GRAVIMÉTRICO
A través del uso de fórmulas matemáticas podemos encontrar valores teóricos esperados, pero estos no siempre coinciden con los obtenidos mediante los gravímetros. Esa diferencia se llama anomalías gravimétricas. Cuando la diferencia entre el valor real y el teórico es mayor que cero es positiva y si es menor que cero es negativa.-Materiales de mayor densidad, como los minerales metálicos (más densos), producen una anomalía gravimétrica positiva.-Materiales ligeros, como sedimentos sin consolidar , producen una anomalía gravimétrica negativa. EL MÉTODO SÍSMICO:
El método sísmico es un método de estudio indirecto que permite detectar las superficies de separación entre materiales de diferente composición o de distinto estado. Estas superficies reciben el nombre de discontinuidades sísmicas. En un terremoto existen las siguientes ondas sísmicas: –
Las ondas P
Son ondas de longitudinales de compresión (hacia adelante y hacia atrás) en la misma dirección en la que se mueve la onda. Se propagan a gran velocidad en todos los medios (sólidos, líquidos y gaseosos).Las ondas S
Son ondas transversales que provocan un movimiento de arriba abajo Son más lentas que las ondas P . Y no se propagan a través de los medios fluidos (líquido y gas), solo en sólidos.Las ondas L:
Cuando las ondas P y S alcanzan el epicentro generan ondas superficiales llamadas L o lentas porque son las últimas en llegar. Se propagan por la superficie desde el epicentro y pueden ser: Ondas Rayleigh: Producen un movimiento elíptico que sacude de arriba abajo y de atrás a adelante . Ondas Love: Provocan movimientos horizontales de un lado a otro. La forma en la que se propagan las ondas sísmicas nos ayuda a entender el interior de la Tierra.
LA CAPA D” Y LA CONVECCIÓN DEL MANTO
La capa D» puede estar formada por los restos más densos del manto,La gran densidad del núcleo externo permite que estos restos floten sobre la discontinuidad de Gutenberg, apoyados sobre el núcleo externo líquido.El manto en su conjunto está agitado por un movimiento convectivo muy lento,Los materiales que forman la capa D» son arrastrados por estas corrientes de convección, y del mismo modo que son acumulados pueden ser también conducidos hacia arriba por las corrientes ascendentes de material caliente, los penachos térmicos, y reconducidos hacia abajo por corrientes descendentes.EL GRADIENTE GEOTÉRMICO Y LA CONVECCIÓN DEL MANTO
Hace 1500 millones de años la superficie terrestre, que era roca fundida casi en su totalidad, se enfrió con mucha rapidez. En apenas 100 millones de años ya se había formado una corteza sólida sobre la que se extendían océanos incipientes. Debido a que las rocas son malas conductoras del calor, la corteza actuó como un aislante térmico, retardando mucho el enfriamiento del manto, por lo que aunque la superficie estaba fría, el interior continuaba muy caliente. El principal mecanismo evacuador de calor del interior de la Tierra es el vulcanismo, mediante el que las rocas fundidas son vertidas al exterior, enfriándose rápidamente. La existencia en la Tierra de una superficie fría y un interior caliente, es decir, la presencia de un gradiente geotérmico, es lo que origina las corrientes de convección.LA CONVECCIÓN DEL NÚCLEO EXTERNO Y EL MAGNETISMO TERRESTRE
El núcleo externo liquido está a más de 3000 °C y a una presión de varios millones de atmósferas. En estas condiciones,el hierro presenta una fluidez similar a la del agua. La diferencia de temperatura, de más de 1000 °C, el hierro liquido en trayectorias circulares, produciendo además fuertes cizalladuras entre corrientes en sentidos opuestos. Estos movimientos de un liquido conductor originan y mantienen el campo magnético terrestre. La rotación del planeta alinea este campo magnético con el eje de rotación.
LA ESTRUCTURA VERTICAL DE LA ATMÓSFERA
La atmósfera es la envoltura gaseosa de un planeta. Presenta una composición química y una estructura muy peculiares, que delatan la existencia de vida. La abundancia de oxígeno en nuestra atmósfera produce una peculiar distribución de las temperaturas en ella.En la troposfera la convección da lugar al ciclo del agua y hace funcionar los agentes geológicos, ya que el vapor de agua al ascender se enfría, condensa y origina las nubes y las precipitaciones. En cambio, en la estratosfera la temperatura aumenta con la altitud, lo que determina que en ella no haya convección. Las células 02 se rompen uníéndose con otra y creando el 03 se rompe haciendo que la temperatura de la ozonosfera sea relativamente alta.
ESTRUCTURA HORIZONTAL DE LA ATMÓSFERA
Además de los movimientos convectivos que hacen ascender el aire caliente hacia la parte alta de la troposfera, hay también un movimiento convectivo que lleva el aire frío de los polos hacia el ecuador por las zonas bajas de la atmósfera, y el aire caliente de las zonas tropicales hacia los polos por zonas altas. Cuando las masas de aire se desplazan en dirección norte-sur, su trayectoria varía por el movimiento de rotación de la Tierra, por lo que la mezcla del aire frio con el caliente no se completa, sino q se forman tres masas de aire en movimiento: polar, templado y tropical. Aunque las masas de aire no se mezclan con facilidad, si interactúan entre si en las zonas de convergencia. Las seis masas de aire delimitan así siete zonas de convergencia, que originan otras tantas zonas climáticas. El sol calienta con más intensidad la zona ecuatorial ya que los rayos del sol inciden verticalmente sobre su superficie y no de forma oblicua. Por tanto, en estas zonas se forma aire caliente que asciende hacia las otras zonas climáticas del planeta. El aire se desplaza hacia las zonas tropicales en forma de aire seco, ya que no hay humedad y las precipitaciones escasean. El aire sigue ascendiendo, llegando a las zonas templadas donde se forman masas de aire caliente que tiende a ascender y condensarse, formando las nubes, que dan lugar a las precipitaciones. Finalmente llega a las zonas polares, donde el aire frío descenderá hacia el Ecuador para ser de nuevo calentado.LA HIDROSFERA
La hidrosfera está formada por toda el agua en estado liquido, sólido y gaseoso de la Tierra. Se formó al mismo tiempo que la atmósfera por desgasificación del manto y principalmente, por el agua que aportaron asteroides hidratados procedentes del cinturón de asteroides. El agua de la Tierra está distribuida en seis subsistemas que no funcionan como meros depósitos de agua, sino que tienen una dinámica propia, producen un transporte de materiales e intercambian materia y energía con la atmósfera, la litosfera y la biosfera.LA HIDROSFERA Y EL CLIMA
Regiones polares el agua se encuentra en estado sólido formando parte de los glaciares Regiones templadas y ecuatoriales, donde las precipitaciones son muy alta, hay grandes ríos y lagos Zonas tropicales desérticas se produce una escasez casi total de agua. El clima está a su vez determinado por la dinámica oceánica, ya que los océanos y mares intercambian calor y humedad con la atmósfera.
El agua tiene un elevado calor, que le permite absorber grandes cantidades de calor sin variar su temperatura.
El aire tiene un calor especifico muy bajo, y cuando intercambia calor con el agua, varia de temperatura mucho más rápido. Este intercambio de calor entre el agua y el aire determina que las corrientes oceánicas transporten grandes cantidades de calor desde las zonas ecuatoriales hacia latitudes más altas, amortiguando las diferencias térmicas que hay entre las regiones más calientes y las más frías del planeta.
LA BIOSFERA
La biosfera está sometida al proceso de la evolución, que da lugar a una diversidad creciente de seres vivos y a su expansión por la superficie terrestre colonizando todos los ambientes. La biosfera ha visto reducida su diversidad de forma drástica, debido a diferentes procesos, como por ejemplo:Periodos de desertización debidos a la aglomeración de las masas continentales formando un único continente, Pangea.
Glaciaciones que han cubierto de hielo grandes extensiones de los continentes y de los océanos, reduciendo mucho las áreas ocupables por los seres vivos.
Periodos de anoxia oceánica, en los que la hidrosfera ha permanecido con muy poco oxigeno disuelto, disminuyendo la biodiversidad marina. Impactos de asteroides, que han provocado una grave contaminación a escala global.
La aparición del ser humano y su actividad industrial y agrícola, que ha producido y sigue produciendo una rápida reducción de la biodiversidad.
EVIDENCIAS DE LA DERIVA CONTINENTA
LPruebas geológicas
La edad de las rocas graníticas son coincidentes, y sus afloramientos se continúan de un continente a otro.
Pruebas geográficas
Los bordes de los continentes encajan entre sí como las piezas de un puzle.Pruebas paleoclimaticas
Si se dispónían los continentes juntos formando la Pangea, la distribución de los depósitos glaciares, las tillitas.Pruebas paleotológicas
Especies fósiles que se encontraban a ambos lados del Atlántico.INVESTIGACIÓN DE LOS FONDOS OCEÁNICOS . LAS DORSALES
Wegener acertó con que los continentes habían cambiado de posición, pero no fue capaz de explicar cuál era la fuerza que los empujaba y sobre qué materiales se deslizaban. Por eso, su teoría fue rechazada. El sonar, permitíó realizar mapas detallados de los fondos oceánicos.Las dorsales presentan algunas carácterísticas que resultaron sorprendentes: Son relieves de origen volcánico. En toda su longitud presentan fisuras en las que hay una intensa y continua actividad volcánica que emite enormes volúMenes de lava basáltica. No están cubiertas de sedimentos. En las dorsales, la ausencia de sedimentos es casi total. Sin embargo, al alejarse del eje de la dorsal, el espesor de sedimentos va en aumento. Presentan un bandeado paleomagnético simétrico. La edad de los basaltos oceánicos aumenta con la distancia a la dorsal. Las rocas situadas en el eje de la dorsal son muy recientes, mientras que las que se encuentran más lejos tienen una edad mayor.
EXTENSIÓN DEL FONDO OCEÁNICO
Según la teoría de Harry Hess, las dorsales son fracturas de la litosfera por las que escapa el material del manto en forma de coladas de lava basáltica que, al solidificarse, produce nueva corteza oceánica que empuja hacia ambos lados, obligando al océano a hacerse cada vez más ancho , y a los continentes a separarse. La litosfera continental no puede hundirse en el manto, porque el granito que forma su corteza tiene una densidad notablemente menor que la del manto. Por eso sobre los continentes se encuentran rocas muy antiguas, mientras que en los océanos no hay basaltos de más de 190 millones de años de antigüedad. La litosfera oceánica, formada por corteza basáltica y por los primeros kilómetros del manto, si tiene densidad suficiente para hundirse espontáneamente en el manto. Su grosor y densidad aumentan a medida que se aleja de la dorsal.LAS PLACAS LITOSFÉRICAS
La litosfera terrestre se divide en fragmentos denominados placas litosféricas. Algunas placas están formadas solo por litosfera oceánica, pero la mayoría de ellas tienen ambos tipos de litosfera. Atlántico. Hay siete grandes placas, seis de las cuales contienen las grandes masas continentales; media docena de placas de tamaño medio, y muchas microplacas.LA SUBDUCCIÓN Y LOS BORDES DE PLACA DESTRUCTIVOS
El hundimiento de una placa oceánica en el manto sublitosférico recibe el nombre de subducción. Se inicia cuando el extremo de una placa oceánica se engrosa y enfría, haciéndose cada vez más denso, lo que ocurre a medida que este extremo se aleja de la dorsal donde se formó. La subducción es un proceso que, una vez, iniciado se acelera a sí mismo, ya que la litosfera que subduce se ve sometida a una presión cada vez mayor, se comprime y su densidad aumenta, lo que acelera el hundimiento. En las zonas de subducción, la litosfera oceánica se hunde en el manto superior y desaparece de la superficie terrestre por lo que estas zonas reciben el nombre de bordes de placa destructivos.LAS DORSALES OCEÁNICAS Y LAS FALLAS TRANSFORMANTES
Las dorsales oceánicas son zonas donde la actividad volcánica produce nueva litosfera oceánica. Son áreas de creación de litosfera y se las conoce como bordes de placa constructivos. Las dorsales oceánicas son enormes zonas de fractura irregulares y discontinuas por las que sale el magma basáltico. Cuando dos tramos de la dorsal están separados entre sí, se produce una zona de falla en la que hay un movimiento de cizalla. Esa zona es una falla transformante. Dado que en estas fallas transformantes no se produce creación ni destrucción de litosfera, estos bordes de placa se llaman también bordes de placa pasivos. Aunque a pesar del nombre que reciben, en ellos si se dan procesos geológicos, como sismicidad, actividad volcánica e hidrotermal, y deformaciones de los materiales debidos a esfuerzos de compresión y distensión.
Lord Kelvin (1824-1907)
, suponiendo que la Tierra había sido una esfera de roca fundida en el pasado, calculó el tiempo que habría tardado en enfriarse hasta su estado actual, y concluyó que edad de nuestro planeta no podía ser mayor a 90m.A. Actualmente, sabemos que hace unos 4 500 millones de años nuestro planeta estuvo fundido casi por completo, y sabemos también que el cálculo de lord Kelvin era incorrecto, ya que el enfriamiento de la Tierra se ha visto ralentizado por dos procesos, que aún hoy día aportan calor al sistema:La desintegración de los elementos radiactivos
La cristalización del núcleo metálico
EL MOTOR DE LA MÁQUINA TÉRMICA TERRESTRE
Las altas temperaturas del núcleo hacen que la Tierra presente un gradiente geotérmico muy notable. Este gradiente es el causante de la convección en el manto, que a su vez da lugar a otros procesos, como el movimiento de las placas litosféricas, el vulcanismo o el reciclado de la corteza basáltica.LA MÁQUINA TÉRMICA DEL INTERIOR TERRESTRE
Las placas oceánicas que subducen representan corrientes de material frio que se hunden en las profundidades del manto. En el proceso, las altas temperaturas y presiones del manto producen sobre la placa subducente dos efectos:Deshidratación
La placa pierde casi toda el agua que empapa los sedimentos que subducen Fusión parcial.Los minerales más fácilmente fusibles, pasan a estado liquido y forman un magma de composición parecida al granito que, debido a su baja densidad, tiende a ascender hacia la superficie. La deshidratación y la fusión parcial, puede durar unos millones de años, tiempo durante el cual la placa subducente puede quedar apoyada sobre la discontinuidad de Repetti; pero cuando su densidad aumenta hasta permitirle hundirse en el manto inferior, la placa subducente se hunde en dirección al fondo del manto.
PENACHOS TÉRMICOS
Los penachos térmicos son columnas de material recalentado que se desprenden desde la capa D» situada en la base del manto. Su elevada temperatura, debida a un prolongado contacto con el núcleo externo, dilata las rocas, disminuyendo su densidad y dotándolas de la flotabilidad suficiente para atravesar el manto en una trayectoria ascendente. Cuando uno de estos penachos térmicos llega a la base de la litosfera, la calienta y no tarda en manifestarse en la superficie como un punto caliente, una zona en la que se produce vulcanismo.
LA CONVERGENCIA DE PLACAS OCEÁNICAS ORIGINA ISLAS VOLCÁNICAS
Al enfriarse y engrosar la listosfera oceánica al alejarse de la dorsal, llega un momento en que la subsidencia térmica produce su ruptura y su subducción espontánea. Con frecuencia, la ruptura se produce a cierta distancia del continente, por lo que se establece una subducción de litosfera oceánica bajo litosfera oceánica. Este es el caso de la placa Pacífica, que subduce bajo la placa Filipina.//
La subducción de la litosfera oceánica puede darse también bajo el borde de una placa continental. La placa subducente ejerce mucha presión sobre la cabalgante, por ello la sismicidad es muy elevada. Cuando la placa subducente arrastra un arco de islas u otros relieves oceánicos, pueden ser arrancados fragmentos de la litosfera oceánica, que quedan cabalgados sobre la litosfera continental. Este proceso recibe el nombre de obducción. Los fragmentos de litosfera oceánica que aparecen cabalgados sobre un continente se llaman ofiolitas.Cuando la litosfera oceánica que hay entre dos continentes subduce por completo, estos colisionan entre sí.//
Como la litosfera continental es demasiado ligera para hundirse en el manto, la subducción se interrumpe tras la colisión continental. Este es el caso de la placa India que colisiona con la placa Euroasiática.LOS PROCESOS GEOLÓGICOS INTRAPLACA EN LA LITOSFERA OCEÁNICA
Cuando el punto caliente está situado en la litosfera oceánica, que es delgada, flexible y fácil de atravesar por los magmas que ascienden atravesando la corteza, se inicia el vulcanismo, que puede originar islas volcánicas o dar lugar a una meseta basáltica si el penacho térmico es de gran magnitud. Si el penacho térmico permanece fijo mientras la placa oceánica se mueve sobre él, en la superficie se forma un rosario de volcanes que se van apagar que se alejan del punto caliente en el que se formaron. Este esquema se repite en todos los archipiélagos originados por este proceso, en las islas más antiguas el vulcanismo está extinguido, mientras que las más recientes tienen un vulcanismo basáltico activo.LOS PROCESOS GEOLÓGICOS INTRAPLACA EN LA LITOSFERA CONTINENTAL
Cuando un penacho térmico se sitúa bajo la litosfera continental, mucho más gruesa, fría y rígida quela oceánica, no puede perforarla fácilmente. También se forman magmas, pero su ascenso hacia la superficie es muy lento, y el calor se acumula bajo el continente. La litosfera continental pierde densidad al dilatarse, y al ser empujada desde abajo por la presión del penacho térmico comienza a abombarse. El levantamiento puede ser de cientos de metros y produce una distensión de la corteza, que empieza a fracturarse. En la zona fracturada o rift pueden empezar a inyectarse magmas basálticos, que forman corteza oceánica. El rift se convierte así en un océano incipiente que comienza su proceso de extensión.
CICLO DE WILSON:
Propuso la teoría de la evolución cíclica de las placas litoféricas , que explica el proceso de las fracturas de un súpercontinente para formar un océano hasta el cierre del mismo, con el consiguiente choque continental en este complejo proceso podemos distinguir las siguientes fases;1
Primeras manifestaciones volvánicas
Se produce magnatismo inicial; el magma sale por una zona alargada y se va formando una larga fractura que divide la placa litosférica en dos.2
Formación de un rift
La fractura insipiente de la fase anterior se agranda hasta quedar definida con mayor claridad. Por la parte central d la abertura sigue saliendo magma, que al enfriarse forma litosfera oceánica. La presencia del magma en profundidad provoca un abombamiento de la litosfera y se forma un domo térmico, en cuya parte central se sitúa un valle llamado rift rodeado de elevaciones topográficas. La zona más deprimida se inundará de agua y dará lugar a un mar estrecho.3. Expansión del suelo oceánico
El nuevo magma q intenta salir por la abertura empuja al anterior q ya se ha solidificado y produce el desplazamiento divergente de las placas a ambos lados de la fractura.La salida de magma va haciendo q la litosfera oceánica crezca y se amplíen los fondos oceánicos hasta que se produce una fractura por algunos de los márgenes q están en contacto con la listosfera continental. A partir de esta fractura se inicia una zona de subdución,4
Subducción
El proceso va consumiendo poco a poco la litosfera oceánica, acercando las litosfera continentales q pudieran existir en ambas placas y deformando los sedimentos q se han ido acumulando en los fondos oceánicos.5, Cierre del océano, la dorsal oceánica q antes separaba las placas también puede introducirse por la zona de subducción, el fondo oceánico sigue reducíéndose xq una parte de la litosfera oceánica subduce bajo la otra hasta q los continente se ponen en contacto
.6.La colisión de los continentes
Cuando chocan los dos cont.Se eleva una cordillera con muchas líneas de suturay sufre ero llegan pun inicial d ciclo.LA ISOSTASIA
El término para explicar el hundimiento y el levantamiento verticales de la corteza terrestre. Dutton postulaba que la corteza flotaba sobre el manto subyacente, que estaba en un estado liquido muy viscoso. La corteza terrestre podía así hundirse cuando se sobrecargaba con un peso o levantarse al despojarse de la carga. Era simplemente la aplicación del principio de Arquímedes a la corteza y al manto terrestres, permitía explicar el notable levantamiento de algunas zonas, El concepto de isostasia sigue teniendo aplicación, aunque en la actualidad se sabe que es la litosfera y no la corteza la que se hunde o se levanta, y que es el manto sublitosférico el que ejerce el empuje.