La Atmósfera

Sistema terrestre formado por gases, que ocupa la parte más externa del planeta Tierra. Limitado por arriba con el espacio exterior y por abajo, con la superficie de la Geosfera y la superficie de la Hidrosfera. Es el sistema más voluminoso pero el que menos masa tiene (mucho volumen – poca masa). No se sabe hasta dónde llega, pero se cree que entre 8 y 10 mil km.

Composición

Se distinguen dos franjas muy diferentes:

Homosfera

Esta franja ocupa hasta los 80 Km. de altitud, y está formada por aire (nitrógeno – 78%, oxígeno – 21% y argón 1% y el resto de componentes constantes del aire se miden en ppm). El aire presenta composiciones variables, como la humedad, el ozono, las partículas (cenizas volcánicas, granos de arena…).

Heterosfera

Esta franja se encuentra por encima de los 80 Km. y está formada por capas de distintos componentes. Se ordenan según sus masas:

1. Nitrógeno molecular: 200m
2. Oxígeno atómico: 1000km
3. Helio atómico: 3500km
4. Hidrógeno: hasta el fin de la atmósfera

Estructura Vertical

Se ha establecido un modelo que se basa en el comportamiento térmico, de las distintas altitudes de la atmósfera, debido a la absorción de radiación (del sol) dividiendo la atmosfera en 5 franjas:

Troposfera

La capa más profunda de la atmósfera, está en contacto con los demás sistemas terrestres. Está compuesta por CO2 y vapor de agua, y estos absorben los rayos infrarrojos procedentes de la superficie terrestre. Se calienta desde su base, porque la principal fuente de infrarrojos son la Geosfera y la Hidrosfera. La temperatura desciende con la altitud ya que la troposfera tiene un gradiente térmico vertical negativo, este gradiente es de -6.5ºC/km, es más o menos constante en el conjunto de la troposfera y se mantiene hasta que se consigue una determinada altitud, a partir de la cual no varía la temperatura.

Estratosfera

Hay un gradiente térmico vertical positivo, la temperatura aumenta con la altitud, esta llega hasta que el gradiente queda como nulo. El O2 absorbe radicaciones de luz ultravioleta y se transforma en ozono, que a su vez también absorbe luz ultravioleta que se transformará en oxígeno. La parte superior de la Estratosfera que se encuentra entre los 50 y 60 Km. de altitud y la temperatura llega a los 17º. Entre la mayor altitud de la Estratosfera y el inicio de la Mesosfera se encuentra la Estratopausa, donde se anula el gradiente térmico.

Mesosfera

Vuelve a descender la temperatura con la altitud, tiene un gradiente térmico vertical negativo. No hay absorción de radiaciones. La temperatura en la parte superior alcanza los -140º. Desciende hasta la mesopausa donde el gradiente térmico se anulará (se mantiene la misma temperatura, eso ocurre a los 80 Km. de altitud en la superficie de la mesosfera).

Termosfera

Abarca las capas de nitrógeno y oxígeno, tiene un gradiente térmico vertical positivo (mucho más superior que los anteriores) sube lentamente la temperatura y la diferencia entre la noche y el día es abismal. Aumenta la temperatura por la absorción de rayos X y rayos gamma. En esta zona se sitúan varias franjas donde la absorción de radiaciones provoca la pérdida de electrones y por tanto, la formación de iones, por lo que estas capas son conductoras de electricidad y al conjunto de estas capas se le conoce como Ionosfera. Estas capas intervienen en las transmisiones de radio y responsables de las auroras polares. Llega más o menos hasta los 1000km. No hay termopausa y la temperatura no se puede medir porque no disponemos de aparatos para poder medir por la agitación de átomos.

Estructura Horizontal

En la Troposfera, se caracteriza por el gran dinamismo y es donde se producen los fenómenos meteorológicos. El dinamismo se debe al diferente calentamiento de las bolsas de aire en la base de la troposfera, este aire se calienta desde la superficie terrestre, el aire al tener diferentes temperaturas crea cambios de densidad. El aire más frío es más denso y tiene tendencia a descender y el aire caliente es menos denso y asciende esto se denomina movimientos convectivos (son los desplazamientos que ocurren por cambios de densidad y temperatura de los gases). En la zona de los trópicos las temperaturas son superiores porque los rayos del sol inciden de una manera más directa. A pesar de que cada área terrestre recibe una insolación diferente por su latitud y también por las estaciones, el balance neto total en la superficie es nulo. Gracias a la presencia de la atmósfera y los movimientos conductivos se desvía el calor donde las zonas intertropicales hacia las zonas polares. Esto sucede en la atmósfera. El aire de la Troposfera tiene tendencia a ser más caliente, más denso que el de su alrededor y este tiende a subir. A medida que va ascendiendo se enfría el hueco que deja el anterior aire caliente, que se llenará de aire frío que vendrá de latitudes menores (esto ocurre a partir de los 30º de latitud). A los 90º de latitud, la insolación es mínima, esto quiere decir que el aire tiene que bajar a la superficie y tendrá que ser ocupado por otras masas de aire. En cada hemisferio se distinguen 3 franjas conectivas:

1. En el Ecuador se establece un cinturón de bajas presiones permanentes y a los 30º encontramos altas presiones. El aire al ser más denso, desciende y produce altas presiones.
2. Y a los 90º las presiones son altas porque baja y a los 60º las presiones son bajas porque sube.
3. Los vientos siempre van desde las zonas más altas en presión a las zonas con presiones más bajas, en su trayectoria los vientos se desvían por:
   • El rozamiento con la superficie de la Hidrosfera/Biosfera.
   • Fuerza de Coriolis: cuando un móvil se desplaza por un cuerpo en rotación. Siempre se produce un cambio de desplazamiento hacia la derecha (trayectoria).

Entre los 10º norte y los 10º sur, los vientos colisionarán, esta zona se conoce como Zona de Convergencia Intertropical. Donde esta zona a los 30º del hemisferio norte y sur se llamarán Vientos Alisios. Y por encima de los 60º son vientos del oeste, la franja se llamada Franja de Westerlies. Desde los 60º hasta los 90º esa zona se conoce como Frente Polar.

La Hidrosfera

Compuesta por agua en sus 3 estados, abarca una franja discontinua entre la base de la Atmósfera y la superficie de la Geosfera. Cada uno de los lugares que ocupa se conoce como depósitos y hay diferentes tipos:

• Océanos (94%)
• Glaciares (1.6%)
• Aguas subterráneas (4.4%)

Estructura

Todos los depósitos se encuentran conectados, cada molécula de agua puede aparecer en cualquier otro lugar al transportarse, esto se conoce como Ciclo de Agua. Para este proceso se necesita energía procedente de: el sol, la gravedad… este proceso es el responsable de la erosión, sedimentación y la mayor parte de la acción geológica ocurre en los continentes. Los océanos se dividen en zonas para facilitar su estudio y estas divisiones tienen diferentes criterios:

Según la distancia a la línea de la costa

• Región litoral: abarca las zonas afectadas por las mareas. Esta se divide en:
  1. Supralitoral: desde la pleamar de las mareas vivas hasta los límites del mar
  2. Mesolitoral: desde pleamar hasta baja mar
  3. Infralitoral: desde bajamar hasta la bajamar con marea viva
• Región nerítica: desde el límite inferior de la región litoral hasta el límite de la plataforma continental. La extensión puede ser variable según la geología pueden ser más o menos amplias.
• Región pelágica: abarca el resto del océano

Según la profundidad

Se divide en 2 criterios:

• Según la profundidad:
  1. Superficial: Los primeros 500m de profundidad
  2. Batial: Entre los 500m y los 4000m
  3. Abisal: Desde los 4000m en adelante (hay zonas sin zona abisal)
• Según la profundidad a la que llega la luz:
  1. Zona fótica: Hasta donde llega la luz (unos 30m) y hay fotosíntesis
  2. Zona afótica: Hasta donde la luz solar no llega (de 30m en adelante) y no hay fotosíntesis.

Movimientos del agua oceánica (Diferencia de densidad)

Debido a la salinidad del agua, si la densidad aumenta es porque el 9% de la sal también ha aumentado. La salinidad de los océanos tiende a ser bastante constante, menos en las zonas aisladas, a mayor evaporación habrá más salinidad. Otro factor que determina la densidad es la temperatura, cuanto más temperatura, menos densidad. Dentro del océano se establecen 2 franjas muy diferentes en densidad:

1. Franja superficial: Es la que recibe y absorbe la radiación solar por lo que aumenta su temperatura. A una cierta profundidad la temperatura se mantiene constante (4º) esa franja es la que separa las 2 zonas. El descenso de temperatura se le llama termoclina.
2. Franja profunda: El agua es la más fría y la temperatura es constante y la densidad uniforme. Al haber esas 2 diferencias en densidades, se produce que el agua superficial se comporta diferente a la profundidad.

• Debido al giro del agua condicionado por la fuerza de Coriolis, este conjunto de factores se habla de Cinta Transportadora Oceánica para hacer referencia a la conexión a las corrientes superficiales y profundas a nivel global. Esta cinta tiene como tendencia repartir el calor adquirido en distintas zonas al igual que en la Troposfera.

La Geosfera

La geosfera se estudia de 2 maneras:

Métodos de estudio directos (otorga una información escasa respecto al volumen de la geosfera)

1. Toma de muestras que sirven para averiguar la antigüedad, la composición y la formación de estas.
2. Medición de la temperatura en la superficie
3. La topología: fotografías aéreas y mapas topográficos

Métodos de estudio indirectos

1. Densitometría: Se consigue averiguar cuál es la densidad media de la Tierra a partir de la ley de gravitación universal (la densidad de la tierra es de 5.5 g*cm³) y la de las rocas de la geosfera es de 2.8 kg*cm³, por lo que averiguamos que el interior de la tierra es más denso que la superficie.
2. Estudio geotérmico: Estudios de la temperatura en la geosfera. Mediante estudios se observa que al ir profundizando progresivamente aumenta el kilómetro de la geosfera. La temperatura irá en aumento (gradiente térmico) a partir de este se puede averiguar la temperatura en cualquier lugar de la Tierra. Se han observado anomalías geotérmicas tanto positivas como negativas y de ahí deducimos que la actividad geológica si es positiva es vulcanismo, sísmico, y si es negativa esa zona se considera estable.
3. Método gravimétrico: La gravedad depende fundamentalmente de la latitud. La media gravitatoria es de 9.8 en la tierra, este se basa en medir la aceleración de la gravedad, en principio el campo gravitatorio entre 2 cuerpos dependerá de la distancia y sus masas. Si conoces la posición de un punto, sabes la distancia al centro de la Tierra y por tanto, su poder de atracción. En aquellas zonas de la superficie terrestre donde se obtienen estos datos de gravedad mediante un aparato llamado gravímetro. Si los datos de gravedad obtenidos coinciden con los datos esperados, no se obtendrá ninguna información, solo se obtiene información cuando los datos no coinciden y se haya una diferencia, estas diferencias se llaman anomalías gravitatorias que pueden ser positivas o negativas, son positivas cuando el valor obtenido es mayor al esperado y es negativa cuando es menor. A partir de estos podemos deducir la densidad de los materiales, del subsuelo, etc.
4. Método geomagnético: La Tierra genera un campo magnético a su alrededor, es imprescindible suponer que en alguna área de la Geosfera debe haber materiales compuestos por hierro que se desplacen ordenadamente a una relativa velocidad. La magnitudes de este campo magnético cambian con la altitud y con la longitud, dado que los polos magnéticos se encuentran desplazados respecto a los polos de la Tierra también se da el estudio del paleomagnetismo (el estudio del campo magnético terrestres. En el pasado, aquellas rocas que se forman en la superficie terrestre y presentan hierro, los materiales de hierro se orientan en función del campo magnético). Estudiando lava sólida en diferentes lugares y momentos de la superficie de la Geosfera, se deduce que la posición de los polos magnéticos terrestres ha ido sufriendo sucesivas inversiones bruscas en periodos de tiempo irregulares.
5. Análisis de la velocidad de las ondas sísmicas: La información del interior de la Geosfera se capta a partir de sismógrafos, cada vez que se produzca un seísmo este se registrará en cualquier punto de la superficie terrestre. A partir de este registro de los seísmos captados por el sismógrafo en las diferentes partes de la superficie terrestre, se podrá deducir la velocidad de propagación de las ondas. Cada vez que las ondas sísmicas se encuentran con una zona donde hay cambios de materiales o de sus características, tendremos una onda que se reflejará y se refractará. Las ondas S van más lentas pero tienen mejor comportamiento porque son menos bruscas. Estas descienden con la profundidad, y a los 2900 Km. desaparecen porque se encuentran con metal fluido. Las ondas P en ese fluido van aumentando su velocidad, lo que nos muestra que será rígida y tras una discontinuidad más irregular, acaba alcanzando velocidades que tenía antes de los 2900. A partir de esa profundidad encuentra metal sólido. El aumento de la velocidad se deduce como que ha aumentado la rigidez. Cuando hay una caída es llamada canal de baja velocidad y se interpreta como que los materiales están semihundidos. En los datos obtenidos por los métodos indirectos se establecen 2 modelos sobre la estructura de la Geosfera con una serie de características en común: consideran a la Geosfera formada por una serie de capas concéntricas, esféricas de densidad creciente hacia el interior y cuyos límites de separación serán las discontinuidades sísmicas.

   Existen 2 tipos de ondas:

   • Superficiales: Son las ondas que se propagan por la superficie de la Geosfera en todas direcciones, a partir del epicentro y son las responsables de las catástrofes.
   • De cuerpo: Son las ondas que se producen en el interior de la Geosfera y se propagan de forma centrífuga a partir del hipocentro. Hay dos tipos:
     • Ondas P: (Primarias) Son ondas longitudinales o de compresión, se llaman primeras porque son las primeras que se registran en el sismógrafo (aparato que registra la vibración de la superficie). El avance de la onda se produce en la misma dirección que el avance de las partículas. La velocidad de las ondas P depende de la densidad, rigidez y una constante característica del medio por el que se propaga.
     • Ondas S: (Secundarias) Las detectan después que las primarias. Son ondas transversales o de cizalla. No se encuentra ninguna constante, esta depende solo de la densidad y rigidez. Estas solo pueden pasar a través de medios sólidos.

Modelos de la estructura de la geosfera

Modelo geoquímico

Basado en la composición química de la geosfera. 3 capas:

• Corteza: Tiene una composición semejante a la de los aerolitos y estará situada entre la superficie externa de la geosfera y la discontinuidad de Mohorovičić (Moho), hay diferencias entre la corteza continental (40km) y la oceánica (5km), en espesor.
• Manto: Tiene una composición semejante a la de los sideralitos y en el que suele hacerse una subdivisión hasta los 1000km, esto se llama manto superior y entre los 1000 y los 2900km manto inferior.
• Núcleo: Composición semejante a los sideritos y está formado por hierro y níquel.

Modelo geodinámico

Basado en los desplazamientos que ocurren en el interior de la Geosfera. 4 capas:

• Litosfera: Su parte superficial está en contacto con nosotros, esta abarca la corteza y la parte superior del manto superior, está formada por bloques de material muy rígidos y frágiles, estos bloques se llaman placas litosféricas, y se desplazan unas respecto a otras arrastradas por corrientes de convección (circulación de materia debido a su diferencia de densidad y a su vez son originadas por diferencias de temperatura) que se produce en la capa subyacente.
• Mesosfera: Desde el manto restante hasta la discontinuidad de Gutenberg
• Núcleo externo: Abarca desde la discontinuidad de Gutenberg hasta la de Wiechert-Lehmann en esta zona sabemos que los materiales (hierro y níquel) están fundidos y son fluidos y se producen movimientos convectivos relativamente rápidos, esto justifica el magnetismo de la tierra.
• Núcleo interno: Por debajo de la discontinuidad de Wiechert-Lehmann y aun teniendo la misma composición de materiales, estos son sólidos lo que no impide los movimientos convectivos pero a menor velocidad y parece que a esa profundidad, la densidad también aumenta y la temperatura no será suficiente para que el núcleo siga en estado sólido.

Fenómenos Intraplaca y Procesos Geológicos

Hay algunos orógenos que no aparecen relacionados con ningún borde de placas (fenómenos intraplaca): ocurren en la litosfera oceánica: se explican por la aparición de (hot spots), puntos calientes: desde la base de la mesosfera ocasionalmente se produce un ascenso muy localizado de material a alta temperatura (pluma térmica) y al ponerse en contacto con la litosfera oceánica hace que se funda, se atraviese y se produzca vulcanismo básico. El desplazamiento de la litosfera oceánica sobre la pluma térmica hace que se forme una cadena de islas de manera que la más próxima a la pluma es más moderna y la más alejada es la más antigua. Al cabo de un tiempo el punto caliente desaparece. (Hawái y Canarias).

Ciclo de Wilson

:propone que la formacion y destruccion de la litosfera oceanica se han producido a lo largo de la historia de la tierra de forma ciclica:1-ruptura de la litosfera continental(mov.divergente a causa de las corrientes ascend.en la mesosfera)2inundacion de la depresion que se forma al romperse.3formacion de la dorsal4expansion del fondo oceanico5subduccion de la litosfera oceanica.como consecuencia se reduce la sup.de la lit.oceania6vuelven a entrar en contacto litosfera continental con continental(obduccion), es un proceso ciclico(a nivel global se acepta pero a nivel local no).Geodinamica interna:orogenesis(se forma relieve.Ocurre en los bordes de placas.En los bordes constructivos se forman valles escalonado rift.En los bordes destructivos se forman fosas,arcos insulares.En o-c se forman coordilleras perioceanica y en el c-c se forman coordilleras intercontinentales.LITOGENESIS ENDOGENA:(formacion de rocas provocada por la energia interna de la tierra)-Magmatica:estas rocas se llaman tambien igneas, se forman a partir de la consolidacion de un magma.Se forma el magma en lugares donde hay alta temperatura.Las rocas son mas densas que el magma porque la distancia entre las particulas es mayor, por tanto el magma es denso y tiende a ascender atravesando la litosfera.Al lugar que ocupa por las rocas encajantes se llama camara magmatica.si asciende lentamente, la consolidacion es lenta y progresiva es intrusiva, y si la camara magamatica tiene muchas grietas, enlaces las rocas que se forman extrusivas.EXTRUSIVA edificios volcanicos: -coladas de lava:magma que emerge sobre la superficie de la litosfera, donde se consolida.Se adapta a la superficie del terrano.(lava lisa: la superficie de la colada es irregular, lalava almohadillada ocurre cuando la consolidacion se producce bajo del mar.)-lavas rugosas:la superficie es irregular, la tendencia a fluir es menor.Los terrenos cubiertos por esas coladas de lava se llaman malpies.-Domos:consolidacion de magma en el crater del volcan.La viscosidad del magma es muy alta.-piton volcanico:se forman cuando el magma solidifica en la chimenea volcanica.INTRUSIVO:solidifican dentro y lentamente.A cada magma indiv.que solidifica lentamente en el interior de la litosfera llama Pluton.Los emplazamientos se clasifican según dos criterios:su relacion con las rocas encajantes:-concordante:si se situa paralelo a las rocas que tiene alrededor-dicordante: al reves.La forma y el tamaño del emplazmiento:-Masivos si la forma es indefinida.Si son de gran tamaño se llama batolitos y si son mas peques stocks.-Tabulares si la forma es definida, generalmente aplanada.\\

Volcanes de escudo:la actividad volcanica es prolongada en el tiempo,conos de escoria:formados por capas sucesivas de piroclastos y el magma es acido,su actividad es explosiva y se produce de forma rapida. estratovolcan: magma de composicion intermedia localizado en fosas cuando hay contacto o-c, la actividad empieza siendo explosiva y emitiendo piroclastos,despues pierde gas y evolucia a la erupcion.SIT.LITMETAMORF:-bordes destructivos, la placas se subduce va aumentado su t modificando los minerales, ademas influye la presion dirigida y frecuentemente suele haber tambien presion de confinamiento si el borde es o-c.Es una metamorfosis que afecta unas regiones muy amplias y se llama metamorfismo regional.-bordes pasivos: se produce presion dirigida, aunque la friccion entre los dos bloques puede aumentar la t esta no influye en el metamofismo se llama metamorfismo cataclastico.-Entorno a las camaras magmaticas ocurre el metamorfismo de contacto las rocas que rodean la camara aumenta mucho su t.-impacto de meteoritos, solo influye la t y se llama metamorfismo de impacto.-si hay metasomatismo se llama metamorfismo hidrotermal.\\DIAGENESIS: formacion de rocas sedimentarias a partir de sedimentos.En este proceso influyen aumento de p y t y inulacion de fluidos.Fases:-compactacion(reduccion del volumen de los sedimentos.provocada por el aumento de p. Hay una perdida del agua que estaba entre los sedimentos y se reduce el volumen)-cementacion:(los espacios rellenos de agua con sustancias disueltas precipitan y cristalizan las sustancias disueltas) -presion-disolucion(el progresivo aumento de p hace que parte del cemento vuelva a disolverse, esto hace tambien que los fragmentos esten en contacto).-reemplanzamiento:(no se produce en todos los caso, las condiciones de p y t son tales que se produce una sustitucion de molecula por molecula entre unos minerales y otros provocando un cambio en la composicion y estructura).\\FACIES:-CONTINENTALES(son efimeras , aquellos lugares donde el viento puede erosionar , transportasr y sedimentar, los sedimentos presentan granoseleccion)-fluviales(es mas importante en el clima templado humedo, hay grano selección y materiales redondeados)-glaciar(clima que permite que el agua este siempre en forma de hielo, se da en latitudes altaas y no hay granoseleccion, los materiales son angulosos)-Palustre(zonas encharcadas que se producen de forma natural)OCEANICAS:-de plataforma continental:(zona mas proxima a la costa , y poca pendiente, es la zona mas se acumula y recibe materiales que proceden del continente.)-del talud(coinciden  sedimentos procedentes de la plataforma y la llanura abisal).-de la llanura abisal(la sedimentacion es muy escasa y generalmente de tipo organico)todas las facies evolucionen en el espacio y en el tiempo.En el caso de continentes lo mas influente en la evollucion es el cambio climatico y tambien las variaciones en el nivel del mar y la subsidencia.