martes, 31 de mayo de 2016

REPASANDO LA GEODINÁMICA INTERNA CON ICE AGE 4


   Parece ilógico que a través de la mención a una película de dibujos animados podamos introducir y desarrollar una clase completa de geología. Es más, dedicando los escasos tres minutos que dura el teaser de la película, viendo las peripecias de Scrat intentando mantener la resbaladiza bellota en su poder podemos enganchar al alumnado con un tema que es denso y complicado de llevar. 

   Más ilógico me parece hoy en dia y con la que está cayendo en el mundo de la educación y la eterna disputa por sacar algo de un alumnado cada vez más desmotivado y hastiado,  conseguir que trabajos como este en concreto salgan adelante sin que exista la repercusión de una nota, un positivo o una consideración tangible. El mérito de Elena es el de sacar este post adelante, primero en las fechas en las que estamos y segundo, sin que exista ya entre nosotros la relación profesor-alumno, con todo lo que eso puede suponer. Si de normal me siento orgulloso de todas ests colaboraciones, hoy un poquito más porque cada vez es más dificil encontrar alumnado de este tipo :)

HOY DIVULGA SOBRE GEOLOGÍA EN MI BLOG.....


   SINOPSIS

   En Ice Age 4 "La formación de los continentes", la loca persecución de Scrat por su escurridiza bellota desde el principio de los tiempos, tiene consecuencias que cambiarán el mundo: un cataclismo continental que desencadenará la mayor de las aventuras para Manny, Diego y Sid. Esta película de dibujos animados nos servirá para explicar algunas de las cuestiones fundamentales de la geología, como el desplazamiento de las placas litosféricas y profundizar en la Teoría de la Deriva Continental propuesta por Alfred Wegener. La separación de los continentes, desde el supercontinente Pangea a los continentes actuales, la estructura interna de la Tierra Y el estado físico de las diferentes capas internas de la Tierra, el gradiente geotérmico... Vamos, una clase de geología hecha y derecha.


   Pero comencemos por el principio, retrocedamos en el tiempo hasta el periodo Mesozoico, hasta el momento en que todas las masas continentales se encontraban agrupadas formando Pangea.

PANGEA. 

   Pangea (Pangaea) es un supercontinente que se cree que existió durante las eras Paleozoica y Mesozoica hasta que las masas continentales que lo formaban se separaron, no por la culpa de Scrat sino por el proceso de separación de las placas tectónicas. Este nombre fué usado por primera vez por el autor de la teoría de la deriva continental,  Alfred Wegener. Se cree que la forma original de Pangea fue una masa de tierra de enrome tamaño con forma de C distribuida a través del Ecuador.

 
 
   Se estima que el origen de Pangea se produjo a finales del período Pérmico, (hace aproximadamente 300 millones de años) cuando de las aguas emergieron masas continentales, quedando todas unidas formando un solo cuerpo rodeado por un único mar (Phantalasa)

   Como producto de los movimientos de las placas Pangea comenzó a fragmentarse entre el Triásico y el Jurásico, hace unos 200 millones de años. Dando lugar primero a dos continentes, Gondwana al sur y Laurasia al norte, separados por el mar de Tetis. Después de esta fragmentación surgió la división actual. Dicho proceso de desplazamiento de los continentes se mantiene en marcha hasta el día de hoy.


   Esta situación de agrupación continental se ha repetido al menos en dos ocasiones más en la historia geológica. Hay registro de al menos otros dos megacontinentes anteriores a Pangea: Rodinia hace 1100 millones de años y Pannotia hace 600 millones de años.  

   ¿Los continentes se mueven? Pues yo no noto que me mueva, ni me siento mareado, ni noto el airecillo ni la velocidad. Esta idea fijista prevaleció en la mentalidad de la sociedad durante muchos siglos hasta que en 1912, el meteorólogo alemán Alfred Wegener.


   Esta teoría defiende la idea del desplazamiento de los continentes uno con respecto a otros. Fue propuesta por Alfred Wegener en 1912, pero no fue hasta los años 60, con la aparición de la Tectónica de Placas, cuando pudo explicarse bien el movimiento de las placas continentales.A pesar de ser ignorado y menospreciado por el colectivo científico durante más de 30 años, la Teoría de Wegener era correcta (aunque matizable) y se apoyaba en muchas pruebas realmente sólidas:
  • PRUEBAS GEOGRÁFICAS: La base de estos argumentos era la forma que tenían los continentes y observándolos bien se podía ver que encajaban como las piezas de un puzzle. Las pegas a este argumento fueron que la forma de los continentes no encajaban de manera perfecta, lo que Wegener explicó es que debido a la erosión costera y los cambios en el nivel del mar no podía ser un puzzle perfecto, pero que, si a los continentes le añadías la plataforma continental, el encaje si era perfecto.
  • PRUEBAS PALEONTOLÓGICAS: Este argumento se basaba en el descubrimiento de fósiles iguales en diferentes lugares muy alejados del planeta y la única explicación que Wegener le encontraba a esto era que los continentes en algún momento tuvieron que estar unidos.
  • PRUEBAS GEOLÓGICAS: Este argumento consistió en el análisis de ciertas cordilleras y otras formaciones geográficas y la costatación de que unas eran la continuidad de otras de otros continentes.
  • PRUEBAS PALEOCLIMÁTICAS: Existencia de restos de glaciaciones del mismo periodo geológico en lugares actualmente muy alejados entre sí y que ahora mismo no tienen ese tipo de clima.
 

   Si vemos la caida de Scrat por la grieta (rift) que su bellota ha creado, podemos aprovecharesta anécdota para desentrañar en profundidad la estructura del interior terrestre, su naturaleza y los materiales que las componen.


ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA

   Atendiendo a la composición, podemos diferenciar tres capas principales: Corteza, manto y núcleo.


CORTEZA: Es la capa más externa y delgada de la Tierra. Se extiende desde la superficie hasta la discontinuidad de Mohorovicic que se encuentra en el caso de los continentes entre 25 y 70 km de profundidad y en la caso de los océanos entre unos 5 y 10 km de profundidad. Presenta grandes diferencias laterales de grosor y composición. En ella los elementos químicos que más abundan son Oxígeno, Silicio, Aluminio, Hierro y Calcio. Es una zona geológicamente muy activa ya que aquí se manifiestan los procesos internos debidos  al calor terrestre, pero también se dan los procesos externos (erosión, transporte y sedimentación) debidos a  la energía solar y la fuerza de gravedad. En ella se diferencia una corteza continental y una corteza oceánica

MANTO: Zona comprendida entre las discontinuidades de Mohorovicic y Gutemberg, por lo que se extiende desde la base de la corteza hasta una profundidad de 2900 km. Los elementos que más abundan en el manto son Oxigeno, Silicio, Magnesio y Hierro. Esta compuesto por Peridotita. Representa un 83% del volumen total de la Tierra. Es una capa muy activa ya que se   producen fenómenos de convección de materiales, es decir, los materiales calientes tienden a ascender  desde el núcleo, pudiendo alcanzar la superficie y cuando los materiales se enfrían tienden a hundirse de   nuevo hacia el interior, como un ciclo de materia llamado Ciclo de Convección. Al moverse estos materiales   producen el desplazamiento de los continentes y todo lo que esto lleva asociado: terremotos, vulcanismo,  creación de islas y cordilleras, etc. Se divide en manto superior y manto inferior, los cuales tienen una diferencia de densidad debido a los efectos de la presión.

NÚCLEO:  Es la esfera central del planeta y por lo tanto la capa más interna de la Tierra. Está situado bajo la discontinuidad de Gutemberg (2900 km) y representa un 16% del volumen total terrestre. Su alta densidad (10-13 g/cm3), su comportamiento frente a las ondas sísmicas y el papel que se le atribuye en la creación del campo magnético terrestre apoyan la hipótesis de que su mayor componente es el hierro aunque muy probablemente deba contener un 12% de elementos más ligeros como silicio, oxígeno y azufre. Es bastante peculiar por el hecho de que se encuentra fundida, al menos parcialmente (el núcleo externo), debido a las altas temperaturas que existen en esa zona. Este calor interno es el responsable de los procesos internos que se dan en la Tierra, alguno de los cuáles tiene manifestaciones en la superficie, como son los terremotos, el vulcanismo o el desplazamiento de los continentes.

   Para conocer el diferente estado de las capas de la Tierra se han utilizado principalmente métodos indirectos. El más eficaz y el que más resultado ha dado hasta nuestros días es el comportamiento de las ondas sísmicas.

   Estas ondas sísmicas son las vibraciones que se producen tras un terremoto y existen tres tipos:
  • Ondas P: Las ondas P (PRIMARIAS) son ondas longitudinales, lo cual significa que el suelo es alternadamente comprimido y dilatado en la dirección de la propagación. Estas ondas generalmente viajan a una velocidad 1.73 veces de las ondas S y pueden viajar a través de cualquier tipo de material. Velocidades típicas son 330m/s en el aire, 1450m/s en el agua y cerca de 5000m/s en el granito.
  • Ondas S: Las ondas S (SECUNDARIAS) son ondas transversales o de corte, lo cual significa que el suelo es desplazado perpendicularmente a la dirección de propagación, de forma alternativa hacia un lado y hacia el otro. Estas ondas pueden viajar únicamente a través de medios sólidos debido a que los líquidos no pueden soportar esfuerzos de corte. Usualmente la onda S tiene mayor amplitud que la P y se siente más fuerte aunque viajan mas lento que éstas.
  • Ondas Superficiales: Ondas Rayleigh y ondas Love, también llamadas ondas L. Se transmiten por la superficie terrestre. Son las verdaderas causantes del terremoto y no nos "hablan" del interior.                                                                                                      

   Las ondas sísmicas al cambiar de medio de propagación se refractan, cambian su trayectoria y su velocidad. Esto nos permite observar cambios de material en el interior de la Tierra. Estas refracciones generan "zonas de sombra" que permiten saber a qué profundidad se produce el cambio de material. Dónde se obtiene información de que hay un cambio de material es donde se produce una discontinuidad.

   Mientras que Scrat cae al interior terrestre también se puede observar la existencia de un gradiente geotérmico. Llamamos gradiente geotérmico al valor con el que va aumentando la temperatura conforme aumenta la profundidad. En superfície este gradiente es de 1ºC cada 33 metros de profundidad, y se ha descubierto gracias a métodos como las minas o los sondeos. Aunque también se sabe que este gradiente geotérmico no se mantiene en todas las capas internas de la Tierra, ya que si así fuera los materiales del núcleo se encontrarían fundidos debido a las altas temperaturas a las que estarían sometidos y sin embargo sabemos que se encuentran en estado sólido. Además,  en el centro de la Tierra se alcanzarían temperaturas de cerca de 200.000 °C, a la cual la Tierra sería una bola incandescente. En la actualidad, la mayor parte de los geofísicos admiten que las temperaturas de las zonas internas de la Tierra no superan unos pocos miles de grados, a lo sumo 4.000 a 5.000°C. El gradiente geotérmico, por tanto, disminuye con la profundidad.


Hay dos hipótesis que explican el origen del calor interno de la Tierra:
  • Una considera que se trata de un calor debido al primitivo estado de alta temperatura por el que pasó el planeta en sus primeras etapas de formación.
  •  La otra teoría sostiene que éste se debe sobre todo a la energía liberada en la desintegración natural de los elementos radiactivos, que es especialmente abundante en las capas bajas de la corteza terrestre y en las superficiales del manto, es decir, en las zonas en las cuales el gradiente geotérmico parece ser mayor.
   A Alfred Wegener le faltó explicar el origen de los movimientos de las placas, por lo que su teoría fué bastante rechazada. En su tesis original, propuso que los continentes se desplazaban sobre el manto de la Tierra de la misma forma en que uno desplaza una alfombra sobre el piso de una habitación. Sin embargo, la enorme fuerza de fricción implicada, motivó el rechazo de la explicación de Wegener, y la puesta en suspenso, como hipótesis interesante pero no probada, de la idea del desplazamiento continental. Una vez que surgió la tectónica de placas se entendió que los movimientos de los continentes no eran las dos causas sugeridas por Wegener (fuga polar y frenado mareal) y tampoco fué válida la afirmación de Alfred de que los fondos oceánicos constituyen un tapete fijo en el que se desplazan los continentes, aunque no pueden extrañar estos dos errores ya que se conocía muy poco acerca de los fondos oceánicos y del interior terrestre.

En la actualidad...

   La Teoría de la Deriva Continental, junto con la de la Expansión del Fondo Oceánico, quedaron incluidas en la Teoría de las Placas Tectónicas, nacida en los años 1960 a partir de investigaciones de Robert Dietz, Bruce Heezen, Harry Hess, Maurice Edwing, Tuzo Wilson y otros. Según esta teoría, el fenómeno del desplazamiento sucede desde hace miles de millones de años gracias a la convección global en el manto, de la que depende que la litosfera sea reconfigurada y desplazada permanentemente.


   Se trata en este caso de una explicación consistente, en términos físicos, que aunque difiere radicalmente acerca del mecanismo del desplazamiento continental, es igualmente una teoría movilista, que permitió superar las viejas interpretaciones fijistas de la orogénesis (geosinclinal y contraccionismo) y de la formación de los continentes y océanos. 

   La Teoría Global de la Tectónica de Placas corrige los fallos de Wegener para explicar el motor de esta deriva continental y coloca en el lugar de la historia que verdaderamente se merece este brillante científico ...Por esto, Wegener es considerado, con toda justicia, su precursor y por el mismo motivo ambas teorías son erróneamente consideradas una sola con mucha frecuencia......y es que Wegener, you were a brilliant man¡¡¡¡