TEMA 2: Características fisicas de la Tierra (parametros fisicos y propiedades) PDF

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@ARIERARODRIGUEZ

Geología

TEMA 2: CARACTERÍSTICAS FISICAS DE LA TIERRA (PARAMETROS FISICOS Y PROPIEDADES) DENSIDAD Datos necesarios para el cálculo: volumen y masa. VOLUMEN: a partir de medidas Geodésicas R= 6.371 Km MASA: formula atracción universal

CONCLUSIÓN → D = 5,52 g/cm3 (Densidad media)

GRAVEDAD La gravedad es la fuerza con que la tierra atrae a cualquier masa situada en su campo gravitatorio, zona del espacio que rodea a la tierra. CAMPO GRAVITATORIO → Zona del espacio que rodea la tierra La intensidad del campo gravitatorio es la aceleración de la gravedad. Su valor medio es 9.81 m/s^2. Este valor varía con la: latitud y presencia de masas con distinta densidad. Por lo que la intensidad de la gravedad en cada punto de la superficie es la resultante de dos componentes.

Para cada punto hay: o o

Un valor teórico calculado mediante fórmulas físicas a partir del elipsoide internacional de referencia (Hayford) Un valor real obtenido con los gravímetros.

Se observa que estos valores son distintos. Se debe a que el GEOIDE que representa una curva sobre el cual el valor de g es constante, no coincide con el ELIPSOIDE, ni con la superficie real del terreno, habiendo por encima de los continentes, un exceso que se acentúa en las cordilleras por efecto de la altitud y la topografía.

ANOMALIAS DE LA GRAVEDAD Son las diferencias entre los valores teóricos y real en un punto dado. Hay anomalías debido a la: altitud, latitud, topografía y presencia de masas de densidades diferente Las anomalías de la gravedad son: o o

Positivas: cuando el valor medido supera el teórico calculado. Negativas: cuando el valor es menor que el teórico calculado.

MAGNETISMO CAMPO MAGNETICO TERRESTRE Fenómeno físico por el que los materiales ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales. Algunos materiales como el níquel, hierro, cobalto y sus aleaciones que comúnmente se llaman imanes presentan propiedades magnéticas detectables fácilmente. Sin embargo, todos los materiales son influenciados, de mayor o menos forma, por la presencia de un campo magnético. El campo magnético es una región del espacio y funciona como un escudo electromagnético. o o

Interno: núcleo, dipolar, 80% Externo: viento solar en ionosfera, no dipolar, 20%

Pueden suponerse como originado por un enorme dipolo magnético situado en el interior de la tierra. No exactamente en su centro, la línea que une los polos de ese imán es el eje magnético y pasa a 1200 Km. del centro de la Tierra. Las posiciones de los polos varían a lo largo del tiempo, pudiendo oscilar varios cientos de kilómetros entre puntos extremos. La máxima intensidad se localiza en las inmediaciones de los polos. El polo Sur magnético es de mayor intensidad que el Norte. COMPONENTES DEL CAMPO GEOMAGNÉTICO En la superficie, la descripción del campo magnético se expresa mediante los parámetros intensidad y dirección. Campo magnético → líneas de fuerza → vector Descripción o o

Intensidad Dirección (declinación o inclinación)

Expresan el valor del campo en cada punto o o o

H: componentes horizontales Z: componentes verticales N y E: componentes sobre las direcciones N y E

IREGULARIDADES DEL CAMPO MAGNÉTICO (Anomalías) Produce en la corteza terrestre

o

Magnetización en las rocas o Magnetismo propio o Inducido por el terrestre

VARIABILIDAD DEL CAMPO MAGNETICO o o

Cambio en el tiempo (Intensidad, Dirección) Inversión

MAGNETISMO DE LAS ROCAS Debido a los minerales ferromagnesianos REMANENTE TÉRMICO: por enfriamiento hasta el punto de Curie REMANENTE QUÍMICO: pro oxidación o neoformación de minerales REMANENTE SEDIMENTARIO: orientación en el momento de su sedimentación VARIACIONES DEL CAMPO MAGNETICO Con el paso del tiempo el campo magnético sufre cambios: intensidad, dirección e inversión. La línea que une los polos de ese imán es el eje magnético y pasa a 1200 km del centro de la Tierra. Las posiciones de los polos varían a lo largo del tiempo, pudiendo oscilar varios cientos de kilómetro s entre puntos externos. o o o

El núcleo interior gira de ¼ a un ½ de grado por año más rápido que el resto del planeta. Su eje esta desalineado 10º respecto al de la tierra. Giro de W a E Un giro dura 400 años

AURORAS BOREALES Excitación de los gases de la atmósfera N2, O, N por partículas que penetran con alta energía. Retorno al equilibrio =radiación luminosa Violeta: N Verde: O y N2

CALOR Y TEMPERATURA EN EL INTERIOR DE LA TIERRA La temperatura aumenta gradualmente hacia el interior de la tierra, en una relación que se conoce como Gradiente Geotérmico. En la superficie terrestre el flujo de calor procedente del interior es casi imperceptible. FLUJO TERMICO → Es el flujo de calor en la superficie terrestre que puede ser medido directamente. Este flujo de calor procede del interior de la tierra. Es casi imperceptible o

Excepciones: volcanes y fuentes termales

Sin embargo, proporciona la mayor parte de la energía a los: volcanes, terremotos y formación de montañas. Respecto a la temperatura del interior de la Tierra, la única medida que puede efectuarse directamente es el flujo de calor en la superficie. El flujo de calor depende de dos factores: o o

Tasa de incremento de la temperatura con la profundidad → Gradiente de Temperatura: r Conductividad térmica: K de las rocas

El flujo de calor Q se calcula con la fórmula: Q=K·r donde r= dT/dz Siendo el promedio 33ºC/km → capas externas → Gradiente Geotérmico Se dejan sentir a una profundidad entre 50 y 100 m. Las mediciones deben hacerse por debajo de estas profundidades en pozos, minas o túneles EL GRADIENTE DE CALOR DE LA TIERRA Suma de procesos físicos y químicos que tienen lugar de forma diferenciada en su interior. CALOR RESIDUAL DE LA FORMACIÓN DEL PLANETA: producto de las colisiones entre los residuos estelares que dieron origen a la Tierra. CALOR LATENTE DE CRISTALIZACIÓN: por reacciones exotérmicas de cristalización del Fe en el núcleo externo. DESINTEGRACIÓN DE INSÓTOPOS RADIACTIVO: que se encuentran en minerales de la litosfera GRAVITACIÓN: la gravedad ejerce una fuerza de compresión hacia el centro del planeta y en el proceso de contracción de la masa terrestre se genera calentamiento por fricción. CALOR CINÉTICO O DE ROZAMIENTO: calor liberado por el rozamiento entre el núcleo externo y el manto debido al distinto comportamiento ante la atracción gravitatoria de la Luna y el Sol (fuerzas de marea gravitacional) REACCIONES FISCOQUÍMICAS EXOTÉRMICAS: a las elevadas P y T del manto, los minerales que son inestables y sufren cambios de fase, generan energía en forma de calor. DISTRIBUCIÓN DE TEMPERATURAS EN EL INTERIOR DE LA TIERRA La temperatura de la tierra aumenta hacia el interior desde una media global en superficie de 15ºC hasta más de 5000ºC en el núcleo interno.

ORIGEN DEL CALOR INTERNO De la energía gravitacional transformada en térmica en el proceso de formación de la Tierra por acreción. Desintegración isótopos radiactivos. Transporte de calor interno puede producirse por: conducción en la litosfera y convección en el manto. TRANSPORTE DEL CALOR o o

Por conducción en la Litosfera Por convección en el Manto

TEORIA DE LA ISOSTACIA

La isostasia es la condición de equilibrio gravitacional a la que tiende la zona externa de la geosfera (la corteza y el manto contiguo) de manera que se presentan diferencias de altitud, como las que distinguen océanos de continentes, que compensan las diferencias de densidad en las distintas áreas. La isostasia es fundamental para el relieve de la Tierra. Los continentes son menos densos que el manto, y también que la corteza oceánica. Cuando la corteza continental se pliega acumula gran cantidad de materiales en una región concreta. Terminado el ascenso, comienza la erosión. Los materiales se depositan, a la larga, fuera de la cadena montañosa, con lo que ésta pierde peso y volumen. Las raíces ascienden para compensar esta pérdida dejando en superficie los materiales que han estado sometidos a un mayor proceso metamórfico. PRATT: La corteza esta compartimentada en bloques, distintas densidades, por las que sobresalen más o sobresalen menos. Este modelo trataba de explicar la diferencia de sobresalto. Propone un modelo de compensación, y bajo la misma premisa de compensación isostática, pero establece que sobre la base de la célula el peso de la célula queda compensado con la resistencia hidrostática del substrato, pero las bases de las células se hallan todas al mismo nivel. Quiere decir esto que las células con mayor altura para conseguir sobre la base el mismo peso tienen que tener un valor de la densidad menor. AIRY: a nivel de concentración, el manto se hunde más donde el manto es más grueso y se hunde menos cuando el manto es más fino. Propuso este modelo y Heiskanen le dio una formulación más precisa para fines geodésicos y lo aplicó extensivamente.

Si pensamos en la corteza terrestre como una masa elástica, comprenderemos que las montañas tengan raíces que se hunden dentro del manto para mantenerse en equilibrio y que los océanos presenten anti raíces. La erosión desmantela la superficie terrestre, por lo que va perdiendo altura. El manto responde empujando para lograr el equilibrio. En la tercera etapa, la erosión ha quitado la altura original y el empuje ha empujado el manto hasta que ya no queda más....