Geografía del sistema natural 1 PDF

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Primera parte del primer cuatrimestre. Litosfera....

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1. EL SISTEMA NATURAL Sistema: es un “todo” formado por distintos elementos. Cada elemento tiene unas características físicas que luego se aplican al sistema. Hay una estructura donde algunos elementos tienen mayor importancia. Los componentes son interdependientes. Los sistemas tienen fronteras. A veces estas fronteras son fácilmente visibles, otras no son visibles. Los sistemas no están aislados; envían y reciben materia y energía a elementos cercanos.

Sistemas

Abiertos

Intercambian materia y energía. La energía es el elemento Fundamental

Cerrados

No intercambian materia.

Aislados

No intercambian materia ni energía. solo existen en la teoría

Un sistema natural es un entorno creado por la naturaleza, independiente del hombre. Procesos de retroalimentación positiva: si se introduce un cambio en el elemento, se hace mayor y se intensifica debido a esos procesos. A un fenómeno de un incremento de algo, esta acción se intensifica. Procesos de retroalimentación negativa: a un fenómeno de un incremento de algo, esta acción se regula.

El sistema natural terrestre Está compuesto por la litosfera, la hidrosfera, la biosfera y la atmósfera.  La litosfera es la estructura más importante de la Tierra, ya que posee la mayor masa y superficie, y es la que da forma y condiciona el resto de los elementos. Sobre esta capa se desarrollan las otras tres unidades. La litosfera está formada por fuerzas endógenas, que alzan o hunden superficies en la Tierra. Algunas de estas fuerzas son los movimientos tectónicos y los movimientos sísmicos. Otras fuerzas exógenas que ocurren están más relacionadas con las otras tres unidades.  La atmósfera es una estructura gaseosa delgada compuesta por un 78% de nitrógeno, un 21% de oxígeno y un 1% de otros gases (como CO2). Esta capa nos protege en gran medida de los rayos nocivos que provienen del Sol (rayos UVA). Determina el marco de diversos procesos establecidos con la superficie terrestre (cambios térmicos, cambios de humedad en el suelo…).  La hidrosfera está muy asociada a la atmósfera. Este elemento incluye aguas sólidas (icebergs), aguas líquidas (mares, ríos, océanos, lagos) y en vapor. La mayoría de los procesos que ocurren por y en este elemento son de sedimentación y erosión. El agua marina representa un 97% del total de recursos hídricos de nuestro planeta. Del 3% restante, un 2% son glaciares y un 1% es agua dulce.



La biosfera es la capa más débil de la tierra. Tiene más de 1.000.000 de especies animales y alrededor de 8.700.000 de especies vegetales. Los seres vivos dependen de un medioambiente físico, compuesto y determinado por todos los anteriores elementos, que forman ecosistemas. En esta capa, el factor vegetal es muy importante, ya que regula la tasa de CO2 de a Tierra, pero con el incremento de la deforestación y destrucción vegetal, la tasa de CO2 aumenta cada año.

Los elementos del sistema terrestre se clasifican en abióticos y bióticos:

Componentes abióticos El relieve y la litología, como elementos que constituyen el esqueleto del paisaje. Incluye el clima, la

hidrología, el suelo (que se vincula mucho con los aspectos vegetales) El relieve es un elemento fundamental, ya que determina el esqueleto de la región o paisaje. Está compuesto por montañas, depresiones, cuencas oceánicas (están configuradas por fuerzas constructoras como las fuerzas tectónicas y por ciclos sedimentarios). La gran mayoría de las modificaciones del relieve se notifican en ciclos de millones de años. Sin embargo, otros sucesos como el vulcanismo pueden ser muy rápidos. El relieve afecta al paisaje en diferentes aspectos: la altura modifica el sistema climático, el clima controla los recursos agrarios, vegetación y fauna de una región, las pendientes limitan los usos del suelo y su aprovechamiento agrícola, y los desniveles, que aumentan procesos erosivos. Las rocas también condicionan en gran medida el paisaje y el relieve, ya que dependiendo del tipo de roca el relieve tendrá una forma u otra. Hay varios tipos de rocas, y se pueden distinguir mediante distintos criterios:  Según su dureza, las más duras sufren la erosión en menor medida, y son tierras que no pueden ser cultivadas. Las rocas más blandas sufren mayor erosión, y son más adecuadas para cultivos.  Según su permeabilidad: las rocas más permeables permiten una filtración del agua en el suelo, formando así acuíferos, escapando de la evaporación. Las ricas impermeables sufren una mayor erosión, ya que el agua se escurre por las superficies y se incrementa la erosión.  Por otra parte, la perdurabilidad de las rocas significará que serán más adecuadas para ser usadas como material de construcción. El clima es un sistema de alta complejidad formado por muchos elementos, y es un factor clave del paisaje, ya que controla los ecosistemas. Condiciona la cantidad de los recursos agrarios, ganaderos y forestales. Interviene totalmente en el sistema hidrológico. También posibilita la existencia de importantes herencias paleo-climáticas en los paisajes. La hidrología establece la tipología de aguas subterráneas y superficiales, la cantidad y distribución de las mismas. Ofrece cauces continuos o discontinuos, incluyendo eventos de inundación o estiaje. Controla la presencia de las formaciones vegetales, flora y fauna. También supone una importante fuente energética. Las formaciones edáficas (suelos) determinan el soporte de la actividad agrícola o ganadera. Determinan el soporte de la actividad agrícola y ganadera. Controlan los sistemas biológicos, ya que favorecen o limitan el desarrollo de las cubiertas vegetales.

Componentes bióticos Las cubiertas vegetales son un componente fundamental, ya que suele ser la primera percepción que se recoge de su observación. Hasta la utilización de fuentes de energía con un origen mineral, constituyó uno de los principales recursos que podía ofrecer el medio físico. Es el elemento paisajístico más sensible a cualquier modificación o impacto que se produzca sobre el medio. La vegetación se rige en reflejo de las alteraciones que los diferentes usos humanos generan en un territorio.

2.1. LA LITOSFERA El relieve de la Tierra El relieve terrestre es un concepto que define el conjunto de formas ofrecido por la superficie o epidermis de nuestro planeta e incluye tanto a las existentes en los dominios emergidos como a las localizadas en los fondos oceánicos. Las formas del relieve terrestre son el objetivo de la Geomorfología, una ciencia a caballo entre la geología y la geografía física. Tradicionalmente, hasta el final de la segunda Guerra Mundial, los relieves terrestres se identificaban exclusivamente con aquellos ubicados en la superficie emergida de continentes o islas. Fue a partir de mediados del siglo XX cuando los manuales de geografía y geología comenzaron a atender, de forma más rigurosa, los relieves de los dominios oceánicos dispuestos en sus fondos a distintas profundidades. Sin embargo, antes del siglo XX ya existían distintos criterios destinados a catalogar los diferentes relieves emergidos y sumergidos en el mar. Los criterios más utilizados fueron la altimetría y la morfología.  Las llanuras eran extensiones de terreno llano o con escasa irregularidades y, generalmente, a escasa altura sobre el nivel del mar.  Las mesetas son formas de relieve relativamente planas, ubicadas a mayor altura. También se conocen como altiplanos.  Las montañas son estribaciones elevadas o muy elevadas que sobresalen con respecto a los territorios ubicados en su entorno. Cuando ofrecen gran altura suele aplicarse el término genérico cordillera.  Las depresiones son regiones ubicadas a menor altitud que los relieves circuncidantes. No faltan ocasiones donde su topografía desciende por debajo del nivel del mar. Se han utilizado varios métodos para conocer el interior del planeta, y se pueden dividir en métodos directos e indirectos:  Métodos directos: incluyen testigos de sondeos y exploraciones en minas y cuevas. Los testigos de sondeos se usan para conocer las profundidades del relieve del mar. En EEUU se intentó llevar a cabo el “Proyecto Mohole” pero fue abandonado por la falta de recursos. En la URSS se llevó a cabo un sondeo a una profundidad de 12.262 m, que no pudo seguir debido a temperaturas de 180ºC. En cuanto a la exploración de minas, las más profundas están en Sudáfrica y Canadá.  Métodos indirectos: métodos sísmicos y métodos no sísmicos (gravimetría, densidad y paleo-magnetismo). La densidad de nuestro planeta es aproximadamente de 5,51 g/cm3, pero las densidades de las rocas que afloran en su superficie son muy bajas. Además, nuestro planeta tiene un campo magnético terrestre cuya razón de ser se vincula a los materiales del núcleo. La sismicidad: los terremotos se originan por una brusca liberación de energía en zonas preferentes de la corteza y conforman diferentes convoyes de ondas esféricas que se propagan a una distancia mayor o menor, en función de la magnitud del seísmo, entre otros parámetros. Las ondas sísmicas se propagan desde el hipocentro hasta la superficie, pero también hacia el interior del planeta, atravesando diferentes tipos de rocas. Al discurrir por las diferentes fronteras, las ondas sísmicas pueden reflejarse, refractarse, interferirse, variar su velocidad, etc. La sismología es la ciencia encargada de estudiar los terremotos. La característica fundamental de las ondas sísmicas es la de transferir energía sin que exista transporte de materia. Hay distintos tipos de ondas: o Ondas primarias, son las que se desplazan a mayor velocidad por lo que son las primeras que llegan a los sismógrafos tras un evento sísmico. Su dirección de propagación en longitudinal, es decir, las partículas de las rocas vibran en la misma dirección de la propagación de la onda. Se desplazan sobre todo tipo de

medios. La velocidad de propagación de estas ondas depende de la densidad de los medios por los que circulan. o Ondas secundarias: reciben también el nombre de “ondas transversales”. Se desplazan con menor velocidad que las ondas P. en su propagación, las partículas de las rocas vibran perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda. Solo se desplazan sobre medios sólidos. o Ondas superficiales: estas ondas son las más lentas y se desplazan solo por la superficie terrestre a partir del punto de generación. Son las ondas responsables de las catástrofes sísmicas. Estas ondas a su vez se clasifican en: “Ondas Love”, que mueven el suelo de modo horizontal, perpendicular a la dirección de propagación, y las “Ondas Rayleigh”, que son producidas por la combinación de las ondas P y las Ondas S, y sus partículas vibran describiendo elipses. El hecho de que las ondas superficiales (L y R) sólo se propaguen por la capa más exterior del planeta implica la existencia de una envoltura externa, que rodea toda la superficie del planeta (los seísmos con hipocentros muy profundos no generan ondas de tipo L y R. Esta envoltura es la corteza terrestre, y está constituida por roquedos muy diferentes que se disponen en función de la densidad de sus materiales. Se pueden diferenciar:  Corteza sedimentaria: rocas con densidades inferiores a 2,7 g/cm3. Está formada por rocas sedimentarias y está ausente en muchas regiones. Espesor muy reducido.  Corteza continental: rocas granitoides con densidades entre 2,7 y 2,8 g/cm3. Espesor de 10 a 70 km. Ausente en dominios oceánicos.  Corteza oceánica: rocas volcánicas con densidades comprendidas entre 2,9 y 3,2 g/cm3. Escaso espesor. El modelo de llegada conjunta de ondas P, S y L a los sismógrafos testifican que las ondas que circulan a diferentes velocidades han seguido diferentes trayectos debido a reflexiones o refracciones. Por lo que existe una discontinuidad a pocos kilómetros de profundidad: la discontinuidad de Mohorovic. También podemos asegurar que existe una Astenosfera: se trata de una envoltura profunda situada en el manto terrestre y que se ubica debajo de la litosfera. Tiene unos 100km de espesor, su techo se sitúa a unos 30km de profundidad y su límite inferior desciende hasta los 130km. Al atravesarla, la velocidad de las ondas P y S disminuye notablemente. Este descenso se debe a que esta envoltura no es rígida, sino un líquido de elevada densidad. Existen otras dos discontinuidades más profundas: primero la Discontinuidad de Gutenberg, localizada a unos 2.900 km de profundidad y que separa el manto del núcleo externo de hierro fundido. La existencia de esta capa está corroborada porque la velocidad de las ondas P disminuye bruscamente, y las ondas S no logran atravesar esta discontinuidad. Más abajo, la Discontinuidad de Lehmann, se ubica a unos 5.100 km de profundidad y separa el núcleo externo de hierro fundido del Núcleo interno sólido, constituido por minerales de alta densidad. La Gravimetría es un método indirecto cuyo objetivo es conocer la naturaleza de los materiales que constituyen la corteza terrestre. Este conocimiento se obtiene mediante la utilización del “gravímetro”, aparato que mide las variaciones de la fuerza de la gravedad (g) en distintos lugares. El valor teórico de g es de 9,78 m/s2. Sin embargo, el valor de g varía en la superficie del globo en función de la latitud (en los polos hay menor fuerza que en el Ecuador (debido a la fuerza centrífuga)), la altura (a mayor altura menor aceleración), y en función del relieve (la diferente masa que conforma el interior de las altas cordilleras distorsiona los valores obtenidos en el gravímetro). Las anomalías gravimétricas positivas se producen cuando el valor del gravímetro es mayor que el teórico. Estas anomalías son típicas en las cuencas oceánicas.

Las anomalías gravimétricas negativas se producen cuando el valor del gravímetro es menor que el teórico y es típico en las grandes cordilleras. Aplicaciones de la gravimetría: permite detectar no sólo los espesores y la naturaleza de las envolturas de la corteza terrestre. También se utiliza para la detección de yacimientos minerales. El Paleomagnetismo es un método indirecto cuya base se apoya en el hecho de que determinadas rocas, especialmente las de origen magmático contienen elevadas cantidades de cristales de magnetita y hierro. Los cristales de hierro y magnetita, cuando están a punto de cristalizarse en el magma y pasar a estado sólido, se orientan en función del campo magnético existente. Este método permite conocer los movimientos de las placas tectónicas a través del tiempo geológico.

2.2. TECTÓNICA DE PLACAS La tectónica de placas es una teoría que establece que la Litosfera incluye parte del Manto superior y corteza terrestre, y se caracteriza por ofrecer una dinámica protagonizada por el movimiento de las Placas Litosféricas. Estas placas litosféricas sólidas y rígidas flotan sobre una astenosfera más blanda y plástica. Este hecho es responsable de distintos movimientos que efectúan estos bloques que se manifiestan a escalas temporales muy lentas. Entre ellos están:  El desplazamiento lateral de las placas que ocasionan los denominados movimientos tectónicos o movimientos orogénicos.  El movimiento vertical de ascenso o descenso de determinados territorios de las placas que reciben el nombre de estos bloques nombrados movimientos isostáticos o movimientos epirogénicos. Estas placas son sede de múltiples procesos endógenos (los cuales dan lugar a las rocas y a los yacimientos minerales formados en ámbitos magmáticos y metamórficos), y a procesos exógenos (que originan la acumulación de rocas y yacimientos sedimentarios). Así, el modelo de Tectónica de placas ofrece la posibilidad de comprender las fuerzas que construyen las cordilleras o las grandes cuencas oceánicas y las principales características de su morfología, los riesgos sísmicos y volcánicos que amenazan a diversas regiones, y el origen y la distribución mundial de los principales recursos utilizados por el hombre. El modelo de la Tectónica de Placas contempla la existencia de unos ámbitos geofísicos en nuestro planeta por donde se genera corteza terrestre (dorsales oceánicas) y otros por donde se destruye (fosas oceánicas). Inicios de la Tectónica de Placas. El origen de los continentes y de los océanos (1915): la deriva de los continentes. Esta teoría fue propuesta por A. Wegener entre 1910 y 1930. Su teoría sobre la movilidad de los continentes se apoyó en conocimientos previos, como el de la notificación de la similitud que los fósiles de plantas presentaban en las rocas de finales del Paleozoico en Australia, Sudáfrica, Sudamérica y la India. También se apoyó en argumentos de tipo paleogeográficos, geológicos, paleo-climáticos y paleobiológicos. Defendía que todos los actuales continentes provienen de la fragmentación de Pangea, debido a la movilidad de los continentes. Esta hipótesis (la movilidad de los continentes) dio lugar a una serie de teorías horizontalistas sobre la construcción de las cordilleras, en una etapa de investigación que defendía que las cordilleras eran el resultado de esfuerzos tectónicos verticales. Destacó Frank Taylor que en la primera década del siglo XX sugirió que las cordilleras eran el resultado del movimiento lateral de los continentes desplazándose en dos direcciones fundamentales debido a la rotación del planeta. La deriva hacia el oeste de América levantaría las cordilleras de las Rocosas y de los Andes. La deriva hacia el sur del bloque Euroasiático sería

responsable del levantamiento de las cordilleras que se extienden desde los Pirineos y el Atlas hasta más allá del centro de Asia (Himalaya).

Características de las dorsales oceánicas:  Las dorsales oceánicas son las únicas cordilleras submarinas que existen en el planeta. Son estructuras formadas por un único tipo de materiales, que proceden del magma. Desde el momento que se formó la teoría tectónica de placas, Islandia fue vista como una pieza clave para entenderlo, ya que está en mitad de una dorsal oceánica.  Nuestro planeta ha tenido una serie de cambios en nuestra orientación magnética. Se producen momentos en los que el polo magnético es el norte, y los cristales de magnetita se orientan en esa dirección. Los materiales oceánicos más cercanos a los continentes son más antiguos 

Vulcanismo: hay volcanes cuya lava fluye de manera muy rápida, y es típica en zonas oceánicas. Tiene poca cantidad de sílice. Este vulcanismo va acompañado muchas veces de una sismicidad baja. En cambio, las lavas lentas y densas pueden taponar el volcán, lo que puede provocar explosiones y temblores

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Los materiales volcánicos abundan en minerales como el anfíbol (punto de fusión a 700ºC) y serpentina (punto de fusión a 1000ºC). En el momento que estos minerales están en contacto con la superficie se cristalizan y se cargan de agua. Estos elementos viajan a través de la corteza submarina, para volver a hundirse y fundirse otra vez. Los materiales oceánicos más cercanos a los continentes son más antiguos

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El origen volcánico de las cordilleras dorsales determina la existencia de unas fuertes temperaturas. 300ºC - 350ºC por cada 1000 metros de profundidad. Esto se puede aprovechar para la energía geotérmica (como se hace en Islandia)

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Entre los materiales volcánicos hay una serie de recursos minerales que hoy en día tienen una gran demanda. Actualmente, China tiene el dominio del 60% de estos recursos. Casi todos estos yacimientos se encuentran en zonas oceánicas de mucha profundidad.

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Las dorsales oceánicas tienen una elevada sismicidad, con los hipocentros poco profundos, aunque de baja intensidad, por lo que no provocan grandes daños ni presentan problemas.

Áreas de subducción: En las zonas de subducción, los materiales que salieron hace millones de años por las dorsales oceánicas retornan al manto terrestre. Estas fosas se encuentran en zonas con mucha profundidad (la más profunda es la fosa de las Marianas 11.000 m). La destrucción de la corteza provoca la subducción. Esto provoca esfuerzos tectónicos convergentes, que deriva en elevada sismicidad de alta magnitud y un vulcanismo de alta densidad, que no fluyen con facilidad. En las áreas de s...