Introducción a la Geología

La Geología estudia la forma interior de la Tierra, la materia que la compone, los cambios o alteraciones que experimenta, así como su estructura superficial.

Métodos de Estudio Geológico

  • Gradiente térmico: Es el cambio de temperatura por unidad de profundidad y es igual a 1°C por cada 33 metros de profundidad (valor promedio que puede variar).
  • Estudios gravimétricos: Permiten conocer las irregularidades de la gravedad existentes en las diferentes capas terrestres, indicando variaciones de densidad.
  • Estudios paleomagnéticos: Miden los campos magnéticos registrados en las rocas, lo que permite conocer los movimientos horizontales de los bloques de la corteza terrestre a lo largo del tiempo geológico.
  • Ondas sísmicas: Es el método más efectivo para estudiar el interior terrestre. Se realiza mediante el análisis de cómo las ondas sísmicas, generadas por terremotos o explosiones controladas, viajan a través de las diferentes capas.

Estructura Interna de la Tierra: Las Capas

La Tierra se divide en varias capas concéntricas:

  • Corteza

    Es la capa más fina, externa e irregular. Es sólida y la menos densa, formada por elementos químicos ligeros (silicio, aluminio, oxígeno). Su límite inferior con el manto forma la discontinuidad de Mohorovičić.

  • Manto

    Más uniforme que la corteza y mucho más grueso. Compuesto principalmente por silicatos de hierro y magnesio. Su límite inferior con el núcleo forma la discontinuidad de Gutenberg.

  • Núcleo Externo

    Muy denso y en estado líquido (principalmente hierro y níquel fundidos). Genera el campo magnético terrestre. Su límite inferior con el núcleo interno forma la discontinuidad de Lehmann.

  • Núcleo Interno

    La capa más interna y densa. Está en estado sólido debido a la enorme presión, compuesta principalmente por hierro y níquel.

La Corteza Terrestre y Esferas Externas

Detalles de la Corteza Terrestre

En ella vive el ser humano y realiza sus actividades. Comprende dos capas principales:

  • Sima (Corteza Oceánica): Constituye la parte inferior de la corteza y el fondo de los océanos. Predomina el silicio y el magnesio. Es más densa.
  • Sial (Corteza Continental): Está formada por silicio y aluminio, es la capa superior de la corteza; constituye los continentes. Es menos densa y más gruesa que la oceánica.

Otras Esferas Terrestres

  • Hidrosfera: Esfera de agua, cuya parte mayor está alojada sobre la corteza oceánica (océanos y mares), pero también incluye aguas continentales y subterráneas.
  • Atmósfera: Capa de gases que envuelve a la Tierra.
  • Litosfera: Es la parte sólida más externa del planeta, constituida por la corteza y la parte superior más rígida del manto. Está fragmentada en placas tectónicas.

Tipos de Rocas

  • Rocas Ígneas o Endógenas

    La palabra ‘ígnea’ significa fuego. Estas rocas se forman por la cristalización o enfriamiento del magma (roca fundida). Si se enfrían lentamente en profundidad se llaman intrusivas o plutónicas (ej. granito); si se enfrían rápidamente en la superficie se llaman extrusivas o volcánicas (ej. basalto).

  • Rocas Sedimentarias

    Se forman por la acumulación, compactación y cementación (litificación) de sedimentos (fragmentos de otras rocas, restos de organismos, precipitados químicos) transportados por agua, viento o hielo.

  • Rocas Metamórficas

    Se generan por la transformación (metamorfismo) de rocas preexistentes (ígneas, sedimentarias u otras metamórficas), debido a cambios en las condiciones de presión y/o temperatura en el interior de la corteza, sin que la roca llegue a fundirse.

Eras Geológicas: Un Vistazo a la Historia de la Tierra

Era Azoica (o Arcaica)

También denominada Precámbrico (en parte). Se inició con la formación del planeta Tierra hace unos 4600 millones de años. Las altas temperaturas y la ausencia de una atmósfera estable impidieron la aparición de vida compleja al principio.

Era Proterozoica (o Arqueozoica)

También parte del Precámbrico. Surgieron en el agua las formas más elementales de vida (bacterias, arqueas). Aparecieron colonias de algas (estromatolitos), amebas, etc. Se formaron grandes volúmenes de rocas sedimentarias.

Era Paleozoica (Vida Antigua)

Se inició con la ‘explosión’ de vida del Cámbrico y la formación de una atmósfera rica en oxígeno. Se formaron importantes depósitos de rocas calizas.

  • Cámbrico: Se caracterizó por la aparición de la mayoría de los filos animales modernos (invertebrados marinos con caparazón), helechos, musgos, corales, trilobites, esponjas, etc.
  • Ordovícico: Dominan los invertebrados marinos. Aparecen los primeros vertebrados (peces acorazados).
  • Silúrico: Aparecieron las primeras plantas terrestres vasculares, los escorpiones marinos gigantes, los primeros peces con mandíbulas, y posiblemente los primeros insectos y miriápodos terrestres.
  • Devónico: La ‘Edad de los Peces’. La vida coloniza los continentes; aparecieron los primeros anfibios (batracios), insectos y bosques.
  • Carbonífero: Grandes bosques de helechos arbóreos y licopodios (que originaron los depósitos de carbón). Aparecieron grandes libélulas, anfibios diversificados y los primeros reptiles.
  • Pérmico: Se forma el supercontinente Pangea. Aparecieron los reptiles mamiferoides. Finaliza con la mayor extinción masiva de la historia de la Tierra.

Era Mesozoica (Vida Media)

Fue la ‘Edad de los Reptiles’, dominada por los dinosaurios. El supercontinente Pangea comienza a fragmentarse. Está dividida en:

  • Triásico: Aparecen los primeros dinosaurios y los primeros mamíferos.
  • Jurásico: Época de los grandes dinosaurios saurópodos y terópodos. Aparecen las primeras aves.
  • Cretácico: Proliferan los dinosaurios. Aparecen las plantas con flores (angiospermas). Finaliza con la extinción de los dinosaurios y otros grupos.

Era Cenozoica (Vida Nueva)

La ‘Edad de los Mamíferos’. Los mamíferos se diversifican y ocupan los nichos dejados por los grandes reptiles. La corteza terrestre se modifica por la actividad tectónica y volcánica, formando las cordilleras actuales.

  • Paleoceno: Rápida diversificación de los mamíferos tras la extinción K-Pg. Aparecieron mamíferos planeadores (no voladores activos como murciélagos aún).
  • Eoceno: Clima cálido. Formación de las grandes cordilleras: Himalaya, Alpes, Andes, etc. Diversificación de primates.
  • Oligoceno: Clima más frío. Aparecieron pastizales y animales adaptados a ellos. Aparecen aves de gran tamaño como los ‘Phorusrhacidae’ (aves del terror, no buitres gigantes exactamente).
  • Mioceno: La Tierra se cubre de extensos pastos. Aparecen las estaciones de forma más marcada en latitudes altas. Evolución de los hominoideos.
  • Plioceno: Clima más frío y seco. La evolución de los primates (homínidos) avanzó notablemente, apareciendo los Australopithecus.

Era Antropozoica (o Cuaternaria)

Se caracterizó por ciclos de glaciaciones. Aparición y desarrollo del género Homo.

  • Pleistoceno: Las glaciaciones invadieron parte de los continentes. Evolución humana (Homo erectus, Neanderthalensis, Sapiens). Extinción de la megafauna.
  • Holoceno: Período interglacial actual, iniciado hace unos 11.700 años. Caracterizada por el desarrollo de la civilización humana y el poblamiento global. Es el período en que actualmente vivimos.

Tectónica de Placas y Procesos Relacionados

Teoría de la Deriva Continental

Propuesta inicialmente por Alfred Wegener, quien afirmó que en la era Paleozoica todas las tierras emergidas formaban un gran supercontinente al que denominó Pangea, rodeado de un gran océano global que llamó Panthalassa. Según Wegener, Pangea se fragmentó y sus partes (los continentes actuales) derivaron hasta sus posiciones presentes. Wegener se basó en las siguientes observaciones:

  • Correspondencia geométrica entre las costas de Sudamérica y África occidental.
  • Hallazgos de fósiles de plantas (ej. Glossopteris) y animales terrestres semejantes en continentes hoy separados por océanos.
  • Similitud en las formaciones geológicas y tipos de rocas antiguas a ambos lados del Atlántico (ej., entre los Apalaches, Escandinavia, Groenlandia).
  • Evidencias paleoclimáticas (depósitos glaciares en zonas hoy cálidas y viceversa).

Diastrofismo

Es el conjunto de movimientos de origen tectónico (relacionados con las placas litosféricas) que modifican y deforman la corteza terrestre.

  • Movimientos epirogénicos: Son movimientos lentos en sentido vertical (ascenso y descenso) de grandes extensiones de la corteza terrestre, sin plegamiento significativo.
  • Movimientos orogénicos: Se efectúan principalmente en sentido horizontal (compresión, tensión) y son responsables de la formación de pliegues y fallas, dando lugar a las cadenas montañosas.

Principales Dorsales Oceánicas

Son grandes cordilleras submarinas donde se genera nueva corteza oceánica por la separación de placas tectónicas. Algunas importantes son:

  • Dorsal Mesoatlántica
  • Dorsal del Pacífico Oriental
  • Dorsal Índica

Vulcanismo

El vulcanismo es el conjunto de procesos y fenómenos producidos por la expulsión de materiales (magma, cenizas, gases) del interior de la Tierra a través de fisuras y grietas en la superficie.

Los volcanes son las estructuras geológicas (generalmente montañas cónicas) formadas alrededor de estas fisuras, a través de las cuales salen al exterior magma (que al salir se llama lava) y gases a altas temperaturas procedentes del interior de la Tierra.

Tipos de Erupciones Volcánicas

  • Hawaiana: El magma es muy fluido (basáltico), la lava se derrama suavemente formando coladas extensas. No suelen producirse explosiones ni mucho ruido.
  • Estromboliana: Su lava es algo más viscosa. Las erupciones son moderadamente explosivas y rítmicas, expulsando bombas volcánicas, lapilli y cenizas.
  • Vulcaniana: Es más explosiva debido a una lava más viscosa que solidifica parcialmente en el conducto. Arroja bombas, bloques, lapilli, piedra pómez y grandes nubes de ceniza. La erupción es violenta.
  • Peleana (o Pliniana/Krakatoana): Son erupciones muy violentas y explosivas, con lava muy viscosa y rica en gases. Generan enormes columnas eruptivas de ceniza y gases, y a menudo flujos piroclásticos devastadores.

Sismos (Terremotos)

Los sismos son movimientos vibratorios bruscos de la corteza terrestre, causados principalmente por la liberación repentina de energía acumulada en las fallas geológicas (origen tectónico) o, en menor medida, por actividad volcánica.

  • El lugar en el interior de la Tierra donde se origina el sismo es el hipocentro o foco.
  • El epicentro es el punto de la superficie terrestre situado directamente sobre el hipocentro, y es donde la intensidad del sismo suele ser mayor.

Tipos de Escalas Sísmicas

  • Escala de Richter (Magnitud): Mide la energía liberada en el foco del sismo. Es una escala logarítmica.
  • Escala de Mercalli Modificada (Intensidad): Mide los efectos y daños causados por el sismo en la superficie, en las construcciones y en las personas. Es una escala subjetiva basada en la observación.

Procesos Geológicos Externos: Meteorización y Erosión

Intemperismo o Meteorización

Consiste en la alteración, transformación y destrucción de las rocas in situ, es decir, en el mismo lugar donde se encuentran, por acción de agentes atmosféricos, biológicos, etc.

  • Intemperismo físico o mecánico: Es el proceso mediante el cual las rocas se desintegran o se rompen en fragmentos más pequeños sin cambiar su composición química (ej. gelifracción, termoclastia, haloclastia, acción biológica).
  • Intemperismo químico: Representa la descomposición química de los minerales de las rocas por reacciones químicas con el agua, el oxígeno, el dióxido de carbono, etc. (ej. disolución, oxidación, hidrólisis, carbonatación).

Tipos de Erosión

La erosión implica el desgaste de las rocas y, fundamentalmente, el transporte de los materiales resultantes (sedimentos) por un agente geológico.

  • Erosión eólica: Se desarrolla por la fuerza del viento, que transporta partículas finas (arena, limo). Es característica de climas áridos y semiáridos, y costas. Forma dunas, rocas fungiformes, etc.
  • Erosión pluvial: El impacto de las gotas de lluvia sobre el suelo desnudo realiza una considerable labor erosiva (erosión por salpicadura) y contribuye al arrastre superficial del material (arroyada difusa).
  • Erosión fluvial: Consiste en el desgaste del lecho y las orillas, y el transporte de sedimentos por acción de los ríos o las corrientes superficiales de agua. Excava valles, cañones, forma meandros, deltas.
  • Erosión glacial: Se efectúa por acción del hielo en movimiento (glaciares). Es característica de las regiones polares y de alta montaña. Excava valles en forma de U, circos glaciares, y transporta grandes bloques (morrenas).
  • Erosión kárstica: Se produce por la acción química del agua (disolución), especialmente en rocas solubles como las calizas. Actúan tanto aguas superficiales como subterráneas, formando cuevas, dolinas, cañones kársticos, etc.
  • Erosión marina: Es provocada por la acción mecánica de las olas, mareas y corrientes marinas sobre las costas. Forma acantilados, plataformas de abrasión, playas, arcos marinos.
  • Erosión antrópica: Es provocada o acelerada por la acción del hombre, cuando éste modifica el medio natural (deforestación, agricultura intensiva, minería, urbanización) y explota los recursos naturales sin medidas de conservación adecuadas.
  • Erosión biológica: Es provocada por la actividad de los seres vivos. Puede ser física (ej. raíces de plantas que rompen rocas, animales que excavan madrigueras) o química (ej. sustancias secretadas por líquenes).