Origen del Sistema Solar y los Planetas

El Sistema Solar se originó a partir de la contracción de una nube molecular compuesta principalmente por hidrógeno (H). Esta contracción causó un incremento de la temperatura, dando inicio a reacciones termonucleares que transformaron el hidrógeno en helio. Desde la estrella recién formada, se produjo una dispersión del material. El enfriamiento progresivo de la nube hizo que los materiales se condensaran, formando partículas planetesimales.

Formación de los Planetas

Los materiales más densos y de naturaleza rocosa se recubrieron de materiales volátiles, dando lugar a planetas gigantes. Su formación fue muy rápida y su gran tamaño generó fuertes atracciones gravitatorias. Hoy en día, esta región se conoce como el cinturón de asteroides. Los planetas tienen un núcleo rocoso y metálico.

La Luna: Un Satélite Singular

La Luna no es un satélite común. Actualmente, su formación se explica mediante la hipótesis del Gran Impacto, propuesta por Hartmann alrededor de 1970. Esta teoría sugiere que la Tierra chocó con un planeta similar a Marte, llamado Tea. Se comprobó que la composición de la Luna era similar a la de la Tierra. Al chocar estos dos planetas, la masa se fundió debido al calor, y la Tierra aumentó su masa, mejorando así su gravedad. Los fragmentos restantes fueron despedidos, pero la gravedad los capturó, formando una masa que comenzó a orbitar alrededor de la Tierra y eventualmente se convirtió en la Luna.

Ramas de la Geología

La geología es la ciencia que estudia la Tierra. A continuación, se describen algunas de sus ramas principales:

• Mineralogía y Petrología: Localizan fuentes de energía, rocas y recursos minerales para diversos usos.
• Paleontología: Investiga el origen y la evolución de la vida, reconstruyendo los ecosistemas del pasado.
• Geoplanetología: Se interesa por el origen y evolución de otros cuerpos planetarios.
• Ingeniería Geológica: Trabaja en el diseño, construcción y seguridad de las obras públicas.
• Geología Ambiental: Se enfoca en la prevención de riesgos naturales, la ordenación del territorio y las evaluaciones de impacto ambiental.

Métodos de Estudio de la Tierra

Métodos Indirectos

La Tierra es un planeta dinámico debido a su actividad interna.

• Método Sísmico: Analiza las trayectorias y velocidades de las ondas sísmicas.
  • Ondas P o Primarias: Son las más rápidas. Su desplazamiento es longitudinal a la dirección de propagación.
  • Ondas S o Secundarias: Se transmiten a menor velocidad que las ondas P. Se desplazan transversalmente y solo en medios sólidos, causando la mayor parte de los daños en los terremotos.
• Método Geotérmico: La temperatura aumenta 33°C por cada kilómetro de profundidad.
• Método Astronómico: Los científicos obtienen información sobre la composición del interior de un planeta estudiando los meteoritos.
  • Cinturón de Asteroides:
    • Acondrita: 9% silicatos (Fe, Mg, Ca)
    • Condrita: 86% silicatos (Fe y Mg)
    • Sideritos: 4% (Fe y Ni)
    • Siderolitos: 1% (Fe y Ni)
• Método Magnético: La Tierra es un gran imán con un núcleo de Fe y Ni. El núcleo interno es sólido y metálico, mientras que el núcleo externo es fluido y metálico.
• Método Eléctrico: Mide la resistividad al paso de la corriente eléctrica.
• Método Gravimétrico: Calcula el valor de la gravedad a través de una fórmula que depende de factores como la aceleración centrífuga, la forma geoide de la Tierra y las anomalías gravimétricas.

Métodos Directos

• Minas: Alcanzan profundidades de 3 a 8 km.
• Sondeos: Recogen muestras de rocas y fósiles.
• Volcanes: Proporcionan información sobre el material y el gradiente geotérmico.
• Cordilleras: Ofrecen información sobre los materiales de la estructura terrestre.

Estructura Interna de la Tierra: Modelos Dinámico y Geoquímico

Modelo Dinámico

• Litosfera: Comprende la corteza y la parte superficial del manto, con un espesor de 100 km en la litosfera oceánica y 300 km en la litosfera continental.
• Astenosfera: Es el resto del manto superior. No es líquida, pero sí plástica.
• Mesosfera: Corresponde al manto inferior, sólido, con células convectivas.
• Endosfera: Incluye el núcleo externo, que se mueve a gran velocidad, y el núcleo interno, más lento, caliente y sólido.

Modelo Geoquímico

• Corteza: Es la capa exterior y menos densa.
  • Corteza Continental: Forma los continentes y contiene rocas ricas en dióxido de silicio, rocas graníticas y rocas metamórficas.
  • Corteza Oceánica: Está formada por basaltos o rocas afines.

Discontinuidad de Mohorovičić

Separa la corteza del manto. En ella, las ondas P y S aumentan su velocidad. Se encuentra a 30-40 km bajo los continentes y a 10 km bajo los océanos.

• Manto: Se compone de roca.
  • Manto Superior: Es el más superficial y ligero, con una densidad de 3,5 g/cm³ y una profundidad de 670 km.
  • Manto Inferior: Es más denso, con 5,5 g/cm³, y abarca desde 670 km hasta 2900 km de profundidad.

Discontinuidad de Gutenberg

Se encuentra entre el manto y el núcleo. La velocidad de las ondas P disminuye y las ondas S dejan de propagarse. Separa el manto inferior sólido del núcleo externo líquido.

• Núcleo: Es la capa más interna.
  • Núcleo Externo: Se encuentra en estado líquido, no permite la propagación de las ondas S y ralentiza las ondas P.
  • Núcleo Interno: Es más denso que el externo y mayoritariamente sólido.

Discontinuidad de Lehmann

Entre el núcleo externo y el interno, se produce un aumento de la velocidad de las ondas.

Deriva Continental y Tectónica de Placas

Deriva Continental

Wegener propuso que hace 200 millones de años todos los continentes estuvieron unidos formando Pangea. La separación se atribuyó a la fuerza centrífuga polar y al frenado mareal. Holmes sugirió que las corrientes de convección del interior terrestre podrían ser la causa. En los fondos oceánicos se descubrieron dorsales y fosas, así como variaciones en el espesor de los sedimentos.

Tectónica de Placas

La litosfera está fragmentada en una serie de placas.

• Esfuerzos Compresivos: Causan plegamiento, solapamiento, subducción y engrosamiento.
• Reacciones entre Placas: Provocan adelgazamiento, fosas tectónicas, agrietamiento y separación.

Relaciones entre las Placas

• Bordes Divergentes: Las placas se separan entre sí. La separación comienza en las dorsales oceánicas.
  • Dorsales: Enormes elevaciones a lo largo de los océanos.
  • Fosa: Apertura por la que sale el material del manto en forma de lava, que al enfriarse se transforma en corteza oceánica.

  Se caracteriza por un alto flujo volcánico, vulcanismo actual, sismicidad frecuente y ausencia de sedimentos.

• Bordes Convergentes: Las placas se acercan entre sí. Una placa subduce por debajo de la otra, destruyendo la litosfera.
  • Límite Convergente entre Placa Oceánica y Continental: La placa oceánica, más densa, se hunde bajo la continental. Ejemplo: Placa de Nazca.
  • Límite Convergente entre Dos Placas Oceánicas: La placa más densa subduce bajo la otra, generando arcos insulares.
  • Límite Convergente entre Placas Continentales: No hay subducción debido a la densidad similar, produciéndose colisión y obducción. Ejemplo: Himalaya.
• Bordes Pasivos: Forman fallas transformantes sin flujo térmico ni vulcanismo, pero con sismicidad.

Dinámica Litosférica

La actividad interna del planeta es responsable de la tectónica de placas, la gravedad y el calor interno terrestre. La diferencia de altitud entre la dorsal oceánica y el lecho marino provoca el desplazamiento de la placa a favor de la gravedad. En las zonas de subducción, la parte subducida tira del resto de la placa.

Calor Interno

La convección es la manera más eficaz de disipar el calor, permitiendo el movimiento de las placas.

• Partes Móviles: Corrientes que se crean en el interior.
• Sistemas de Refrigeración: Placas frías que subducen, formadas por corteza fría y mantos oceánicos que penetran en el interior terrestre.
• Depósitos de Combustible: Niveles calientes, como el situado en la interfase núcleo-manto, que originan columnas de material caliente.

Pruebas de la Tectónica de Placas

Pruebas Oceánicas

• Sismicidad: Las ondas sísmicas reflejan las propiedades de las rocas que atraviesan y cómo se movió la falla.
• Distribución de los Volcanes: La mayoría de los volcanes se sitúan en los límites de placas litosféricas donde se produce subducción o en bordes divergentes.
• Edad de la Corteza Oceánica: El fondo oceánico es muy joven en las dorsales y más antiguo en las costas.
• Distribución de Sedimentos en las Cuencas Oceánicas: Los fondos oceánicos se renuevan continuamente; sobre las dorsales no hay sedimentos acumulados, y su espesor aumenta al alejarse de ellas.
• Bandeado Magnético: Presentan un magnetismo fósil; las partículas de Fe se asentaron según el campo magnético, que ha sufrido numerosos cambios. Se habla de polaridad normal cuando el campo magnético es como el actual, e inversa cuando es al contrario.

Pruebas Continentales (Aportadas por Alfred Wegener)

• Geográficas: Encaje entre las plataformas continentales de África y Sudamérica.
• Geológicas: A ambos lados del Atlántico aparecen rocas de la misma edad y antiguas cordilleras que encajan casi perfectamente.
• Paleontológicas: Coincidencias entre los fósiles hallados a uno y otro lado del océano.
• Paleomagnéticas: La ubicación del campo magnético en el momento de la formación de las rocas no coincide con la ubicación actual.
• Paleoclimáticas: En la Tierra predominaron climas diferentes a los actuales, con presencia de sedimentos glaciales.