Este libro es una obra colectiva concebida , diseñada y creada en el Depar tamento de Ediciones de Santillana , bajo la dirección de Teresa Grence Ruiz. En su elaboración han par ticipado: Juan Miguel Mar tínez Orozco María Jesús Esteban Benito Mario García Mar tínez EDICIÓN Ana Piqueres Fernández Daniel Masciarelli García EDICIÓN E JECUTIVA Begoña Barroso Nombela DIRECCIÓN DEL PROYECTO Antonio Brandi Fernández Las actividades de este libro no deben ser realizadas en ningún caso en el propio libro. Las tablas, esquemas y otros recursos que se incluyen son modelos que deberán ser trasladados a un cuaderno. Biología y Geología 4 E S O
Índice Un i dad Si tuac ión de aprendizaje E L R E T O Obj et i vos de Desar ro l l o Sostenibl e (ODS) y sus metas El proyecto científico 8 1 El universo y la Tierra 16 Colaborar en la campaña por la defensa del cielo nocturno En defensa del cielo 2 La tectónica de placas y los procesos geológicos internos 40 Diseñar y presentar unas jornadas sobre la geodiversidad Celebra la geodiversidad Meta 4.7 3 Los procesos geológicos externos 64 Elaborar una guía para la visita sostenible a un espacio natural Disfruta y protege la naturaleza Metas 12.2 y 12.b 4 Geología y sociedad 88 Presentar un mapa de riesgos de tu localidad Toma el pulso a tu localidad Meta 11.5 5 La historia de la Tierra y la vida 108 Realizar un póster divulgativo de un yacimiento paleontológico Busca el pasado bajo tierra Meta 11.4 Meta 12.8 2
Saberes bás i cos Procedimi entos c i ent í f i cos Act i tud cr í t i ca El método científico El laboratorio. Normas de seguridad El trabajo de campo Grandes personalidades de la ciencia 1. El universo 2. El sistema solar 3. La Tierra y la Luna 4. El origen de la vida en la Tierra 5. La astrobiología Utiliza las unidades para medir las distancias en el universo ¿Existen los ovnis? 1. La estructura interna de la Tierra 2. La tectónica de placas 3. Los procesos geológicos internos 4. El magmatismo 5. Los procesos formadores de relieve 6. El metamorfismo 7. Los pliegues y las fracturas Construye modelos sencillos de pliegues con plastilina ¿Es la tectónica de placas responsable del cambio climático? 1. El modelado del relieve 2. Los procesos geológicos externos 3. Las aguas con escorrentía superficial 4. Las aguas subterráneas 5. Los glaciares 6. El mar 7. El viento 8. El paisaje Observa e interpreta un paisaje Los zahoríes y el agua 1. Los riesgos geológicos 2. El riesgo volcánico 3. El riesgo sísmico 4. El riesgo debido a los procesos geológicos externos 5. Los mapas en geología 6. Otras técnicas y herramientas en geología Interpreta y calcula las escalas de un mapa ¿Serán los minerales extraterrestres para quien llegue primero? 1. La edad de la Tierra 2. Los fósiles 3. La medida del tiempo geológico 4. La escala del tiempo geológico 5. La historia de la Tierra y la vida Interpreta un corte geológico 3
Índice Un i dad Si tuac ión de aprendizaje E L R E T O Obj et i vos de Desar ro l l o Sostenibl e (ODS) y sus metas 6 La célula 128 Realizar modelos celulares y compararlos con una ciudad La gran ciudad celular Meta 11.3 7 El ciclo celular y los cromosomas 144 Representar en forma de teatro el reparto cromosómico Iguales pero distintas Meta 10.2 8 La herencia mendeliana 162 Construir el árbol genealógico de la familia Potter La magia de Harry Potter Meta 3.4 9 La información y la ingeniería genética 184 Diseñar talleres para fomentar la investigación científica Investigar para avanzar Meta 9.5 10 La evolución 206 Exponer de forma interactiva los principales hitos sobre la evolución ¿Tiene sentido la evolución? Meta 15.4 4
Saberes bás i cos Procedimi entos c i ent í f i cos Act i tud cr í t i ca 1. La química de la vida 2. La teoría celular 3. La estructura y los tipos de células 4. Las células procariotas 5. Las células eucariotas 6. Los tipos de células eucariotas Observa células sanguíneas al microscopio óptico Analiza imágenes de microscopía electrónica 1. El núcleo de las células eucariotas 2. El ciclo celular 3. Los cromosomas 4. La mitosis y la citocinesis 5. La meiosis Observa las fases de la mitosis al microscopio óptico ¿Más es más? 1. La investigación científica de Mendel 2. Los experimentos y las leyes de Mendel 3. La teoría cromosómica de la herencia 4. Alteraciones de la genética mendeliana 5. La genética del sexo 6. La herencia mendeliana en humanos 7. Los árboles genealógicos Resuelve problemas de genética de un carácter con dos alelos Resuelve problemas de cruzamientos prueba Resuelve problemas de genética con dos caracteres Determina tu grupo sanguíneo Resuelve problemas de herencia ligada al cromosoma X Interpreta árboles genealógicos Mitos de la genética 1. Los ácidos nucleicos 2. La replicación del ADN 3. La transmisión y la expresión de los genes 4. Las mutaciones 5. La ingeniería genética Extrae el ADN de unas fresas Resuelve problemas de genética molecular ¿Un mundo feliz? 1. El concepto de evolución 2. Las evidencias de la evolución 3. La teoría de los caracteres adquiridos 4. La selección natural 5. Actualizaciones de la selección natural 6. Los mecanismos genéticos de la evolución 7. La especiación y los patrones de la evolución 8. Grandes cuestiones sobre la evolución 9. La evolución humana Comprueba la selección natural El darwinismo social 5
Celebra la geodi vers idad España es uno de los países con mayor geodiversidad de Europa debido a la gran variedad de rocas, minerales, fósiles, formas del relieve y paisajes que pueden encontrarse en todo su territorio. Todo este patrimonio es un ref lejo de los cambios que la superficie de la Tierra ha experimentado a lo largo del tiempo. Para celebrar el Día Internacional de la Geodiversidad , que tiene lugar el 6 de octubre, se ha propuesto realizar unas jornadas geológicas en el centro educativo. Entre las actividades planteadas se hablará de la geotermia , habrá un modelo interactivo de la teoría de la tectónica de placas y una exposición de maquetas para conocer los diferentes procesos geológicos generadores de relieve. R E T O La tectónica de placas y los procesos geológicos internos 2 Diseñar y presentar unas jornadas sobre la geodiversidad 40
¿Qué hay en el interior de la Tierra? Describe lo que sepas sobre su estructura interna. Explica con tus palabras qué sabes de los volcanes y los terremotos. ¿Cuáles pueden ser sus causas? ¿Hay terremotos y erupciones volcánicas en cualquier parte del mundo o solo en lugares concretos? Justifica tus respuestas. INTERPRETO LA IMAGEN. Observa la foto de la derecha y explica, basándote en ella, qué diferencia hay entre una roca y un mineral. ¿Qué tipos de rocas conoces? ¿En qué se diferencian unas de otras? ¿Qué crees que significa el término geodiversidad? ¿Y patrimonio geológico? Describe algunas medidas que se podrían implantar para proteger el patrimonio geológico. ¿Por qué puede ser tan importante su protección? Explica cómo crees que puede formarse una cordillera como los Pirineos. ¿Todas las montañas se forman de la misma manera? Razona tu respuesta. EN ESTA UNIDAD… 1 La estructura interna de la Tierra 2 La tectónica de placas 3 Los procesos geológicos internos 4 El magmatismo 5 Los procesos formadores de relieve 6 El metamorfismo 7 Los pliegues y las fracturas Con este reto vas a cont r ibui r a… «[…] asegurar que todos los alumnos adquieran los conocimientos teóricos y prácticos necesarios para promover el desarrollo sostenible […]». (Meta 4.7) El objetivo de estas jornadas es dar a conocer y sensibilizar sobre la diversidad geológica , una parte esencial de los ecosistemas. Su protección es fundamental para el desarrollo sostenible, además de ser una fuente de recursos naturales de gran valor, tanto material , como las rocas y los minerales, como energético, la geotermia , una fuente de energía limpia e ilimitada . Su protección y la correcta gestión de estos recursos cada vez es más necesaria . H A Z M E M O R I A 41
1 La preparación de unas jornadas sobre geodiversidad pueden suponer mucho trabajo. Formad los grupos, elegid portavoces y planificad cómo os vais a organizar para enfrentaros al reto. 2 El estudio del interior de la Tierra ofrece importantes dificultades. Comenta algunas de ellas. ¿Qué diferencia existe entre los datos obtenidos mediante estudios directos e indirectos? Pon ejemplos de cada uno. 3 Investiga qué son las ondas sísmicas y por qué son útiles para el estudio del interior de la Tierra. 4 ¿Cuál es la principal diferencia entre los dos modelos que existen para explicar la estructura interna de la Tierra? R E T O 1. La estructura interna de la Tierra Para estudiar el interior terrestre disponemos de muy pocas evidencias directas debido a la dificultad que entraña acceder al mismo. Las erupciones volcánicas y los datos obtenidos en minas profundas son de las pocas fuentes de datos directos que se pueden utilizar. La principal fuente de información sobre el interior de la Tierra proviene de datos indirectos obtenidos de los estudios sísmicos. El estudio e interpretación de los datos sí smicos nos muestra un interior terrestre estructurado en capas. Atendiendo a criterios de composición o de comportamiento mecánico se establecen dos modelos del interior terrestre: el modelo geoquímico y el modelo geodinámico. En todo terremoto se producen dos tipos de ondas sísmicas, las ondas P o primarias y las ondas S o secundarias. Ambas aumentan o disminuyen de velocidad según la rigidez de los materiales que atraviesan . Estas variaciones de la velocidad de las ondas sísmicas se denominan discontinuidades y son registradas por sismógrafos distribuidos por todo el mundo. Nos indican un cambio en la composición o el estado físico de los materiales. Las ondas S solamente se desplazan por materiales sólidos. Las ondas P son rápidas y atraviesan todo tipo de materiales y en cualquier estado físico. Discontinuidad de Mohorovicic. A una profundidad entre 5-10 km o 35-70 km según las zonas. Discontinuidad de Gutenberg. A 2900 km de profundidad . Discontinuidad de Lehmann. A 5100 km de profundidad . 42
Modelo geoquímico 2 Podemos establecer otro tipo de capas en el interior terrestre atendiendo al estado físico de las rocas y su comportamiento mecánico cuando las ondas sísmicas las atraviesan . Litosfera. Capa más externa y rígida . Incluye toda la corteza continental y oceánica y el manto superior rígido. Manto sublitosférico o astenosfera. Parte del manto con una temperatura cercana al punto de fusión , pero se encuentra en estado sólido, aunque muy plástico. Llega hasta los 670 km. Manto inferior o mesosfera. Es una capa de rocas que también se encuentran en estado sólido, aunque más rígida que la parte superior del manto. Núcleo externo. Es la única capa del interior terrestre que está fundida . Llega hasta los 5150 km de profundidad . Núcleo interno. Se encuentra en estado sólido, aunque con una composición similar al externo. Modelo geodinámico Según las diferencias en la composición de las rocas, se distinguen tres capas concéntricas en la estructura interna de la Tierra . Corteza. Es la capa exterior de la Tierra , rígida y fría . Se distinguen dos tipos: - Corteza continental . Formada por todo tipo de rocas, entre las que predomina el granito. Entre 35 y 70 km de profundidad , dependiendo de las zonas. - Corteza oceánica. Formada fundamentalmente por basaltos. No supera los 10 km de profundidad . Manto. Capa intermedia formada por rocas densas, fundamentalmente peridotitas. Llega hasta los 2900 km de profundidad . Núcleo. Constituido principalmente por hierro y una cantidad menor de níquel. Abarca desde los 2900 km de profundidad hasta el centro de la Tierra . Corteza oceánica Núcleo Corteza continental Lehmann Litosfera continental Manto Manto superior rígido Litosfera oceánica Núcleo externo Núcleo interno Manto sublitosférico o astenosfera Manto inferior o mesosfera Mohorovicic Gutenberg 43
Las ideas precursoras El pl ant eami ento de que l a litosfera experimentaba mov imi entos, tanto verticales como horizontales, y que estos eran el origen del relieve que se obser va en la superficie es antiguo. 5 Explica qué son las placas litosféricas. ¿Qué modelo de la estructura interna de la Tierra se tiene en cuenta al hablar de ellas? 6 ¿Cuál es la importancia de la teoría de la tectónica de placas? Argumenta tu respuesta. 7 Escribe un resumen de las ideas que explicaban los movimientos de la litosfera antes de la publicación de la teoría de la tectónica de placas y prepara una presentación para hablar de ellas en las jornadas. 8 Para visualizar qué son las placas litosféricas y cómo se distribuyen se puede proponer un juego. Elaborad un puzle con las principales placas en cartón o madera y retad a las personas que asistan a las jornadas a montarlo. Tened en cuenta que existen muchas placas, principales, secundarias, microplacas, etc., así que documentaros y complicadlo todo lo que queráis. Podéis haced varios puzles, según la dificultad. R E T O Los movimientos verticales: la isostasia La isostasia se fundamenta en el equilibrio existente entre los materiales que forman el relieve terrestre, los cuales presentan diferente densidad: la litosfera es menos densa que la capa inmediatamente inferior, el manto sublitosférico o astenosfera . Las variaciones de masa y volumen , generalmente debidas a procesos geológicos, tienen como consecuencia una pérdida del equilibrio que provoca movimientos verticales de ascenso o descenso hasta alcanzar de nuevo el equilibrio. 2. La tectónica de placas La acción del viento y el agua hacen que la cordillera pierda materiales, lo que puede alterar el equilibro isostático al reducir su masa y volumen . Esto provoca un ascenso en la vertical de los materiales sumergidos volviendo a ajustarse el equilibrio. Hay zonas donde la litosfera tiene mayor masa , como en las cordilleras, por lo que se hundirán más en el manto. La acumulación de los materiales en otras zonas más bajas de la litosfera provocará un aumento de peso de esta , con el consiguiente hundimiento. Este proceso se denomina subsidencia. 44
2 La teoría de la deriva continental La expansión del fondo oceánico En 1915, Alfred Wegener propuso que las masas continentales actuales estuvieron en el pasado unidas formando un supercontinente denominado Pangea . Aunque esta idea ya había sido planteada , Wegener fue el primero en aportar pruebas científicas. Pruebas geográficas La similitud de las líneas de costa , sobre todo entre África y Sudamérica , permitía proponer su encaje como parte de un supercontinente. Pruebas paleontológicas La distribución de la fauna y la f lora fósil , de idénticas características y de la misma edad , en continentes diferentes solamente podía explicarse si estos habían estado unidos previamente. Pruebas paleoclimáticas Las formaciones rocosas de la misma edad generadas en las mismas condiciones climáticas pero situadas hoy en día en continentes separados, solamente podían explicarse por haberse dado en un mismo continente, como las huellas dejadas por una antigua glaciación . Gracias a avances tecnológicos como el sonar, a partir de 1950 se obtuvo más información sobre los fondos oceánicos, lo que permitió al geólogo Harr y Hess proponer, en 1962, la teoría de la extensión del fondo oceánico. La lava que sale fundida a través de las dorsales posee cristales de magnetita que se orientan , al irse enfriando la lava , según la polaridad existente en ese momento en el campo magnético de la Tierra . Se descubrieron cordilleras submarinas por todo el fondo oceánico que presentan una actividad volcánica y sísmica continua . En ellas se originaba nueva litosfera . A ambos lados de la grieta central se obser vó un bandeado de rocas con la misma edad y con el mismo tipo de polaridad magnética. La polaridad del campo magnético terrestre cambia cada varios cientos de miles de años debido a que el núcleo externo es muy inestable. Los movimientos horizontales Rocas con polaridad magnética como la actual Rocas con polaridad magnética inversa Lystrosaurus Cynognatus Glossopteris Mesosaurus 45
PLACA DE COCOS PLACA PACÍFICA PLACA DEL CARIBE PLACA DE NAZCA PLACA ANTÁRTICA PLACA JUAN DE FUCA PLACA NORTEAMERICANA PLACA SUDAMERICANA PLACA DE SCOTIA PLACA EUROASIÁTICA PLACA IRÁNICA PLACA ARÁBIGA PLACA AFRICANA PLACA INDOAUSTRALIANA PLACA PACÍFICA PLACA FILIPINA PLACA NORTEAMERICANA 934676_02_p07_placas_tectonicas La teoría de la tectónica de placas Su planteamiento parte de la idea de que la litosfera está fragmentada en lo que se conoce como placas litosféricas. Las placas litosféricas interactúan unas con otras en los bordes o límites. Estos contactos pueden ser de tres tipos. 2. La tectónica de placas En la actualidad hay siete grandes placas. Además, entre ellas se distinguen varias decenas de placas secundarias de tamaño medio, como la arábiga , y microplacas, como la de las Azores. Algunas placas están formadas solo por litosfera oceánica , como la del Pacífico. Otras son mixtas y están formadas por los dos tipos de litosfera , como la euroasiática . Límites pasivos En ellos hay una fricción lateral de una placa respecto a otra y no se crea ni se destruye litosfera . Tipos de contacto entre bordes o límites de placa Límites convergentes En ellos se destruye litosfera . Cuando dos placas chocan , la más densa subduce, es decir, se hunde en el manto bajo la otra . Límites divergentes En ellos se crea litosfera oceánica a partir de los materiales del interior de la Tierra . Coinciden con las cordilleras submarinas que ayudaron a formular la teoría de la expansión del fondo oceánico. 46
Núcleo Las placas litosféricas no son estáticas, sino que se mueven . Las fuerzas responsables de esta dinámica tienen su origen en la diferencia de temperatura entre el interior y las capas más externas. La temperatura en el interior de la Tierra es mayor a medida que aumenta la profundidad . Dependiendo de la placa , la litosfera se puede desplazar entre 2 y 15 cm al año. A este ritmo, las placas litosféricas han cambiado constantemente de forma , tamaño y número, así como de posición a lo largo de la historia de la Tierra . 2 Los materiales de las zonas profundas del manto, aun estando a una gran temperatura , se encuentran en estado sólido debido a la presión . Esto afecta también a su densidad , que disminuye, por lo que ascienden en forma de penachos térmicos hasta la litosfera . Esto genera lo que se conoce como corrientes de convección, que junto a la gravedad , por el arrastre de las placas al subducir, ponen en movimiento las placas litosféricas. 1000 2000 3000 4000 5000 6000 1000 3000 5000 Temperatura (ºC ) O MENTI RA V E R D A D ? ¿Es la tectónica de placas responsable del cambio climático? El debate sobre el cambio climático en las redes sociales favorece la aparición de argumentos de lo más variopinto. Uno de los más populares es q u e e l d e s p l a z am i e n t o d e l a s p l a c a s g e n e ra grandes cambios en las corrientes marinas, algo que inf luye en la forma de di stribuirse el calor por todo el planeta , afectando al clima global . Este argumento exime de responsabilidad al ser humano, conv ir ti endo el cambio climático en un fenómeno natural , cíclico e irremediable. S i n dud a a l guna l o s mo v imi ento s t e c tóni c o s han generado cambios que han afectado a gran escala a todo el planeta a lo largo de la historia , pero no hay que olvidar que la velocidad con la que lo hacen se debería estimar en millones de añ o s , y e l a c tua l cambi o c l imá t i c o e s mu ch o más rápido. Escribe una posible réplica bien argumentada a alguien que utilizara este argumento en un debate. Profundidad (m) 200 Ma 100 Ma 0 Ma 47
Los terremotos Los terremotos o seísmos son movimientos vibratorios de la superficie terrestre debidos a una rápida y brusca liberación de energía al producirse la fractura de grandes masas de rocas. Al moverse e interactuar entre ellas, las placas litosféricas generan procesos geológicos internos. Algunos de estos procesos suceden a una escala temporal humana , como los terremotos o las erupciones volcánicas. Otros, como el magmatismo, la formación de cordilleras, la fragmentación de los continentes, el metamorfismo o la aparición de pliegues y fracturas en las rocas, son procesos mucho más lentos, que pueden abarcar cientos de miles o millones de años. 3. Los procesos geológicos internos 9 La gran mayoría de los terremotos y volcanes se localizan en los bordes de las placas tectónicas. ¿Es esto coherente con la teoría de la tectónica de placas? Explica por qué. 10 Preparad un montaje en el que se vea un mapa de las placas litosféricas y por encima, en papel cebolla o lámina transparente, la localización de volcanes y terremotos. 11 ¿Qué es lo que diferencia unos tipos de volcanes de otros? R E T O La energía liberada se desplaza en todas las direcciones desde el punto de origen del terremoto en el interior de la Tierra , denominado foco o hipocentro. Las vibraciones producidas en el hipocentro se transmiten por el interior de la Tierra en forma de ondas sísmicas. El epicentro es el punto de la superficie terrestre más cercano al hipocentro. Límite de placa tectónica Área de seísmos Volcan 934676_02_p09_leyenda_volcanes_terremotos La mayor parte de la actividad sísmica y volcánica tiene lugar en los bordes de las placas. Algunos procesos se generan en el interior de las placas y no en los bordes, denominándose procesos intraplaca. ´ 48
Los volcanes Un volcán es una grieta o fractura en la corteza terrestre a través de la cual se emiten a la superficie materiales procedentes del interior de la Tierra a temperaturas muy altas. La mayoría están constituidos por varios elementos. Dependiendo de la facilidad o la dificultad con la que escapan los gases cuando llegan a la superficie y la velocidad de desplazamiento de las coladas de lava, se distinguen varios tipos de erupciones. 2 Hawaianos Lavas muy f luidas que forman grandes coladas. Los gases se liberan de forma gradual y se generan pocos piroclastos. Estrombolianos Lavas poco viscosas y algunos gases. Explosiones con lanzamiento de piroclastos y con coladas de lava . Vulcanianos Lavas viscosas y muchos gases. Explosiones violentas con abundantes piroclastos. Plinianos Lavas muy viscosas que obstruyen la salida de gases. Explosiones muy violentas con lluvia de cenizas y material incandescente. Tipos de volcanes El cráter comunica la chimenea con el exterior. Las coladas de lava están formadas por roca fundida procedente del magma . Los piroclastos son fragmentos sólidos lanzados al aire durante la erupción . El cono volcánico está formado por capas de piroclastos y lavas. La chimenea volcánica es el conducto por donde ascienden los materiales. Gases Cámara magmática 49
El magma está formado por rocas fundidas combinadas con rocas y minerales que aún no se han fundido o que ya han cristalizado y gran cantidad de gases formados en el interior terrestre. El interior terrestre está a temperaturas muy elevadas, por lo que las rocas deberían estar fundidas. Sin embargo, tanto las rocas de la corteza como las del manto se encuentran en estado sólido debido a las altas presiones existentes. Solamente encontramos magmas en zonas muy concretas de la litosfera . 12 Se puede aprovechar el calor interno de la Tierra como fuente de energía. Reflexiona y propón una forma de hacerlo. ¿Sería una energía limpia? Justifica la respuesta. 13 Buscad información sobre la geotermia y preparad una presentación con imágenes para hablar sobre ella en las jornadas. 14 Documéntate y explica la diferencia entre magma y lava. 15 ¿Está todo el interior terrestre formado por rocas fundidas? Explica por qué y qué factores influyen en ello. 16 ¿Por qué hay diferentes formas de vulcanismo? Explica una característica de cada una de ellas. 17 ¿Cómo se forman las rocas magmáticas? ¿Qué tipos hay? Explica en qué se diferencian. R E T O 4. El magmatismo Factores que inf luyen en la fusión de las rocas Aumento de temperatura. Localmente, en determinadas zonas del interior terrestre, se puede producir un aumento de la temperatura . Disminución de la presión. En algunos puntos del planeta la litosfera presenta grietas. En ellas el magma pierde presión , fundiéndose. Composición química. Las rocas están formadas por diferentes minerales con una temperatura de fusión diferente cada uno. Por tanto, una roca no tiene un punto de fusión único, pudiendo presentar partes fundidas y partes sólidas en un momento determinado. Las rocas se funden entre los 600 y 1300 ºC. Presencia de agua. Facilita que la roca se funda . 50
La presenci a de magma en l a litosfera se locali za principalment e en los bordes de las placas tectónicas, sobre todo en los divergentes o constructivos, y un porcentaje menor en los bordes convergentes o destructivos. El resto pertenece al denominado vulcanismo intraplaca. 2 El vulcanismo en bordes divergentes o constructivos se caracteriza porque la litosfera es más delgada y la presión es menor. Es responsable de la formación de las cordilleras submarinas o dorsales oceánicas (A) y las depresiones o rift continentales (B). El vulcanismo de bordes convergentes o destructivos se caracteriza por una fuerte fricción entre las placas que chocan , formando zonas de subducción (C). La placa que subduce posee gran cantidad de agua , lo que favorece enormemente la fusión de las rocas. El vulcanismo intraplaca está asociado a los puntos calientes, que son la manifestación en la superficie terrestre del ascenso de una pluma mantélica o penacho térmico procedente del manto inferior. En su mayor parte tiene lugar en el interior de las placas oceánicas (D), como en las islas Hawái , y un pequeño porcentaje en el interior de las placas continentales (E), como en el Parque nacional de Yellowstone, en EE.UU. E B C A D C Las rocas magmáticas Más de la mitad del magma generado en el interior terrestre no alcanza la superficie, enfriándose lentamente en el interior y dando lugar a rocas plutónicas, como el granito. El resto del magma que alcanza la superficie forma parte de la actividad volcánica del planeta . Este magma se enfría rápidamente dando lugar a las rocas volcánicas, como el basalto. Enfriamiento rápido y pequeños cristales Intrusión ígnea Cámara magmática Enfriamiento lento y grandes cristales Lavas y cenizas 51
Los procesos en bordes divergentes Son procesos como la fragmentación continental o la formación de las dor - sales oceánicas, que están asociados a una gran activ idad volcánica . Sin embargo, los terremotos, al producirse por separación de las placas, son de menor magnitud que los que se producen en los bordes convergentes. 18 Elaborad maquetas de los diferentes procesos formadores de relieve tratados en esta unidad. Para ello usad cartón, madera, poliespán, pintura, etc. Preparad textos para explicarlos. 19 ¿El origen del magma de las zonas de subducción es el mismo que el de las dorsales oceánicas? Razona tu respuesta. 20 ¿Cuál es la relación entre los rift continentales y las dorsales oceánicas? 21 ¿Qué son las fosas oceánicas? ¿En qué procesos formadores de relieve se generan las fosas más profundas? ¿Por qué? 22 ¿Qué sucede en los denominados bordes pasivos entre placas? Justifica tu respuesta. R E T O 5. Los procesos formadores de relieve La fragmentación continental está provocada por un ascenso del magma que provoca el abombamiento y elevación de la litosfera . El valle que forma el rift se alargará y se hará más profundo, formándose un relieve hundido que se inundará , generando un estrecho mar lineal . La elevación de la litosfera hace que se desarrollen fracturas centrales donde los bloques se hunden , dando lugar a los rift continentales. El proceso termina con la formación de una dorsal oceánica . Esto inicia la expansión del fondo marino por la generación de nueva litosfera oceánica . Todo este proceso está teniendo lugar en el este del continente africano, en la formación del valle del Rift y en la zona de los Grandes Lagos. La zona del mar Rojo estaría en la fase de formación de litosfera oceánica y la aparición de un mar alargado y estrecho. Límite de placa tectónica Valle del Rift Volcan ´ 52
Los procesos en bordes convergentes Son procesos que dan lugar a la formación de cordilleras y a los denominados arcos de islas. Se caracterizan por tener una actividad sísmica mucho más fuerte, debido al choque y fricción entre las placas que colisionan . 2 Cordilleras de tipo andino Son cordilleras formadas cuando la litosfera oceánica de una placa subduce bajo la litosfera continental de la placa contra la que colisiona . Esto se produce porque la litosfera oceánica es menos densa que la continental . Cuando la placa que subduce es mixta , es decir, tiene una parte oceánica y otra continental , el proceso da lugar a cordilleras en el interior de los continentes, como los Alpes o el Himalaya . Cordilleras de tipo alpino La subducción de la litosfera oceánica genera un proceso similar a la formación de cordilleras de tipo andino, mientras la cuenca oceánica entre las dos litosferas continentales se va estrechando poco a poco. Al cerrarse la cuenca oceánica las dos litosferas continentales colisionan , pero al tener la misma densidad no subduce una bajo otra , sino que se incrustan , por lo que todos los materiales entre medias de las placas se comprimen , se pliegan y fracturan , ascendiendo para formar una cordillera . El empuje de las placas hace que aumente la presión y la temperatura , provocando pliegues y fracturas en las rocas, así como cambios en su estructura y minerales. El aumento de temperatura provoca la fusión parcial de las rocas, generando magmas que ascienden . Los sedimentos de la parte oceánica no subducen , por lo que se acumulan y se pliegan formando un prisma de acreción, que se une al continente. Fosa Litosfera oceánica Litosfera continental Litosfera oceánica Litosfera continental Litosfera continental Litosfera continental Litosfera continental 53
Los procesos intraplaca Cuando el magma procedente de un penacho térmico llega a atravesar la litosfera se forma un punto caliente y sus efectos se manifiestan en el interior de las placas, dando lugar a diversos fenómenos, dependiendo de si es litosfera oceánica o continental . En la litosfera oceánica , un punto caliente puede provocar la aparición de un volcán submarino que si llega a emerger del agua , formará una isla volcáni ca . A medi da qu e el fondo o ceáni co se va expandi endo se or i ginan nuevos volcanes, que se desplazan con la placa y pierden actividad a medida que se alejan . Los arcos de islas Este proceso tiene lugar cuando las placas que chocan están formadas por litosfera oceánica . Un ejemplo es la placa del Pacífico que subduce bajo la placa filipina . Volcanes inactivos Volcán activo Punto caliente No se forma prisma de acreción porque los sedimentos no se acumulan y pueden subducir. El magma producido puede atravesar fácilmente la litosfera oceánica al ser más estrecha , generando un archipiélago de islas volcánicas alineadas. Algunos ejemplos son las islas Aleutianas, Japón o Filipinas. La subducción se produce con un ángulo mayor, lo que genera fosas oceánicas muy profundas, como la fosa de las Marianas. 5. Los procesos formadores de relieve 54
Se entiende por metamorfismo las transformaciones que sufren las rocas en la corteza terrestre, ya sea en su composición química o en su textura . Estos cambios se producen en estado sólido, sin que la roca llegue a fundirse, produciéndose la recri stalización y la reorientación interna de los minerales en el interior de ella . La mayor parte del metamorfismo se produce en los bordes convergentes. Podemos distinguir diferentes tipos de metamorfismo. 2 6. El metamorfismo 23 Incluid información sobre el metamorfismo asociado a las placas y sus diferencias en la zona dedicada a los procesos geológicos internos en forma de póster. 24 ¿Qué son las rocas metamórficas y qué factores influyen en su formación? 25 ¿Dónde es más frecuente el metamorfismo? R E T O Factores más importantes que inf luyen en el metamorfismo Aumento de la presión Reduce el volumen de las rocas, aumentando su densidad y reorganizando los minerales. Aumento de la temperatura Provoca cambios mineralógicos, asociados a la pérdida de agua . Presencia de f luidos Provoca recristalizaciones de los minerales existentes. Metamorfismo dinámico. Producido por aumento de la presión , como consecuencia de intensos esfuerzos, sin que la temperatura alcance altos valores. Ocurre en zonas poco profundas sometidas a presiones dirigidas. Zona de alta temperatura y baja presión Zona de baja temperatura y alta presión Zona de alta temperatura y alta presión Metamorfismo regional . Producido por aumento de la presión y la temperatura . Suele aparecer en zonas de subducción , siendo el más común y afectando a grandes volúmenes de rocas que forman parte de las cordilleras. Metamorfismo de contacto. Producido por un aumento de temperatura , sin que la presión alcance valores importantes. Está asociado a intrusiones magmáticas, que en contacto con las rocas de alrededor provoca cambios en estas al incrementar su temperatura . 55
Elementos de un pliegue Plano axial . Plano imaginario que divide el pliegue en dos partes, dejando un f lanco a cada lado. Comprende todas las líneas de charnelas. En la dinámica de la tectónica de placas las rocas se ven sometidas a grandes esfuerzos que pueden provocar diferentes tipos de deformaciones en las rocas: Deformaciones elásticas. Cuando la roca recupera su forma original . Se puede dar en determinados terremotos. Deformaciones plásticas. Cuando la roca se deforma y no recupera su forma original , dando lugar a pliegues. Fracturas. Cuando l a roca se rompe al perder su cohesión int erna . Se forman fallas y diaclasas. Pliegues El aumento de temperatura y la presencia de agua y f luidos hacen que, en líneas generales, la roca tenga un comportamiento plástico. 26 INTERPRETO LA IMAGEN. Describe lo que observas en la fotografía y propón una hipótesis que explique cómo se han podido generar esas formas ondulantes. 27 Elaborad modelos para explicar los diferentes tipos de deformaciones de las rocas. Para ello podréis usar plastilinas de diferentes colores. Incluidlos, junto a paneles explicativos sobre cada uno, en la misma exposición de los procesos formadores de relieve. R E T O 7. Los pliegues y las fracturas Línea de charnela. Línea imaginaria que une los puntos de mayor cur vatura . Núcleo. Parte central interna del pliegue. Flancos. Zonas laterales de cada pliegue, situadas a ambos lados de su charnela. Charnela. Punto en el que cada capa o estrato que forma el pliegue presenta mayor cur vatura . 56
2 Tipos de pliegues Anticlinal . Pliegue que tiene en el núcleo los materiales más antiguos. Simétrico. El plano axial divide en dos mitades simétricas. Asimétrico. El plano axial divide al pliegue en dos mitades claramente no simétricas. Recto. Tumbado. Invertido. Sinclinal . Pliegue que tiene en el núcleo los materiales más modernos. Según la inclinación del plano axial Según su simetría Según la edad relativa de los materiales Construye modelos sencillos de pliegues de plastilina Procedimiento Extiende la plastilina con el rodillo formando láminas de 1 cm de espesor que simularán estratos de rocas. Pon las láminas de diferentes colores una encima de otra y corta varios bloques. Con ayuda de los dos tacos de madera, presiona a ambos lados de un bloque hasta que la plastilina se pliegue. Conclusiones 28 Describe qué tipo de fuerzas y movimientos has tenido que realizar para obtener los diferentes tipos de pliegues. Material Plastilina, varias pastillas de diferentes colores. Un rodillo de cocina. Dos tacos de madera. Trata de simular las fuerzas necesarias para llegar a los diferentes tipos de pliegues que has visto. 57
7. Los pliegues y las fracturas Fracturas Las fracturas se diferencian según el desplazamiento de los bloques en los que se ha roto la roca . Elementos de una falla Plano de falla. Superficie sobre la que se produce el desplazamiento de los bloques fracturados. El plano de falla se puede orientar en el espacio respecto al norte (dirección) y el grado de inclinación respecto a la horizontal ( buzamiento). Labio levantado. Bloque que queda levantado respecto al otro bloque. Salto de falla. Medida del desplazamiento producido entre los dos labios. En las diaclasas no hay desplazamiento de los bloques, la grieta se abre por donde se ha fracturado. En las fallas se produce un desplazamiento de un bloque respecto a otro. Labio hundido Dirección Buzamiento 58
2 Falla normal o directa. Se forman por esfuerzos distensivos en las rocas. El plano de falla está inclinado ( buza) hacia el labio hundido. Se produce un alejamiento de los bloques, aumentando la superficie del terreno respecto a los estratos originales. Falla inversa. Se originan por esfuerzos compresivos en las rocas. El plano de falla está inclinado hacia el labio levantado. Se produce una disminución de la superficie del terreno respecto a los estratos originales. Falla de desgarre. Se forman por esfuerzos de cizalla . El desplazamiento de los bloques es en la horizontal , por lo que no hay labio levantado ni labio hundido. En las zonas sometidas a grandes esfuerzos tectónicos, donde se forman orógenos y cordilleras, los materiales se doblan originando pliegues muy inclinados. Si el labio levantado se desplaza poca distancia sobre el hundido, se origina un cabalgamiento. Si se desplaza muchos kilómetros, se forma un manto de corrimiento. Si el esfuerzo compresivo es muy grande, uno de los f lancos del pliegue se rompe, siguiendo un plano de falla , con lo que se forma una falla inversa . Las fracturas pueden presentarse formando sistemas de fallas. Una de las asociaciones son los horst y los graben. Los horst son bloques levantados limitados a ambos lados por fallas y los graben son bloques hundidos limitados también a ambos lados por fallas. Cabalgamientos y mantos de corrimiento Asociaciones de fallas Tipos de fallas Graben Horst 59
29 E S Q U E M A . Copia el esquema y los dibujos y complétalos en tu cuaderno. Escribe el nombre de cada capa indicada con números. Según … Según … Modelo … Modelo … Estructura interna de la Tierra Presenta las siguientes capas … Presenta las siguientes capas … 3 4 10 9 8 5 7 6 30 R E S U M E N . Elabora un breve texto explicando las ideas y teorías que sirvieron como antecedentes a la teoría de la tectónica de placas: la teoría de la deriva continental, la isostasia y la teoría de la expansión del fondo oceánico. 31 E S Q U E M A . Realiza un esquema con las ideas fundamentales de la tectónica de placas. o r g a n i z o lo a p r e n d i d o 32 G R Á F I C O . Copia en tu cuaderno el gráfico y contesta a las siguientes cuestiones: a) Señala qué línea corresponde a las ondas S y cuál a las ondas P. b) Indica dónde se localizan las discontinuidades de Mohorovicic, Gutenberg y Lehmann. 33 R E S U M E N . Elabora un texto en el que expliques el proceso de fragmentación continental y su evolución hasta formarse una dorsal oceánica. 34 D I B U J O . Copia este esquema en tu cuaderno e indica a qué corresponden las partes indicadas con letras. E 35 V O C A B U L A R I O . Define en tu cuaderno los siguientes conceptos. Penacho térmico Charnela Anticlinal Diaclasa Plano de falla Graben y horst Magma Discontinuidad Litosfera Pangea Isostasia Paleomagnetismo Rift Prisma de acreción Orógeno Subducción 1 2 B C D A 0 2 4 6 8 10 12 14 670 2900 5100 Velocidad (km/s) km 60
2 c o m p r u e b o lo a p r e n d i d o 36 Explica por qué dejan de transmitirse las ondas S a los 2900 km de profundidad. ¿Por qué se hacen dos divisiones diferentes del núcleo terrestre según los distintos modelos de estudio del interior de la Tierra? 37 El estudio de la estructura interna de la Tierra puede realizarse de forma directa o haciendo uso de datos recogidos de forma indirecta. Explica los diferentes métodos de estudio, sus pros y sus contras. 38 Busca información y explica la relación que existe entre los fiordos noruegos y la teoría de la isostasia. 39 Explica qué diferencias existen entre la teoría de la deriva continental y la teoría de la tectónica de placas. 40 Explica cómo argumenta la teoría de expansión del fondo oceánico el bandeado de rocas de la misma edad y el mismo tipo de polaridad magnética que existe a ambos lados de la dorsal oceánica. 41 Busca información y explica de dónde procede el calor interno de la Tierra. 42 Explica cómo se produce el movimiento de las placas litosféricas. ¿Qué factores intervienen en dicho movimiento? 43 La dorsal atlántica se extiende por todo el océano Atlántico, de norte a sur, y a una media de 3000 m por debajo de la superficie oceánica. Sin embargo, en Islandia podemos ver dicha dorsal en la superficie. Busca información para explicar a qué puede deberse este hecho. 44 Observa la imagen y contesta las preguntas: a) ¿Qué tipo de límite placa podemos observar? b) ¿Qué tipo de subducción se está produciendo? c) ¿Qué tipo de orógeno se está desarrollando en la placa A? ¿Qué características tiene? d) ¿Podría generarse en un futuro un orógeno de tipo alpino en la zona? Razona la respuesta. 45 Busca información sobre el tipo de límite de placa que existe en los siguientes lugares del mundo: Japón, Islandia, los Andes, Himalaya, mar Rojo, islas Marianas, falla de San Andrés, Italia, Grecia y Anatolia ( Turquía). 46 La imagen representa los focos o hipocentros de los terremotos más importantes que tienen lugar en las inmediaciones de las islas Filipinas. Focos sísmicos Manto Profundidad (km) Todos los focos se distribuyen en un plano inclinado denominado plano de Benioff. a) Busca información sobre lo que representa dicho plano. b) Debido a la significativa actividad sísmica, ¿podría ser el límite de dos placas litosféricas? ¿De qué tipo? c) ¿Qué tipo de cordillera se podría formar en esta zona? A B 0 200 400 600 800 Islas Filipinas Litosfera oceánica 61
c o m p r u e b o lo a p r e n d i d o 47 En la imagen están representados los volcanes activos y todos los focos sísmicos en el océano Pacífico, una de las zonas más activas del planeta, a la que se denomina anillo de fuego del Pacífico. P L AC A N O R T E AME R I C A N A P L AC A EU ROA S I ÁT I C A P L AC A J UA N D E FUC A P L AC A F I L I P I N A P L AC A I N DOAUS T R A L I A N A P L AC A A N TÁ R T I C A P L AC A SUDAME R I C A N A P L AC A PAC Í F I C A P L AC A D E N A ZC A P L AC A C A R I B E Ñ A 934676_02_p23_tectonica_placas_cinturon_paci co a) Busca información sobre las placas que forman dicho anillo y los límites que existen entre ellas. b) Elabora un pequeño informe sobre el tipo de actividad tectónica más importante en la zona y los tipos de orógenos que se están formando. c) Localiza en el mapa las islas Hawái y el Parque Nacional de Yellowstone. ¿Qué tipo de vulcanismo está asociado a estas zonas? ¿Coincide con el existente en el resto del anillo de fuego del Pacífico? 48 La teoría de la tectónica de placas proporciona una explicación a muchos procesos geológicos internos. a) Explica qué relación tiene la tectónica de placas con el origen de la vida y el desarrollo de la misma sobre la Tierra. b) ¿Qué influencia ha podido tener la tectónica de placas sobre el clima? 49 Explica cómo se origina el magma en el interior terrestre. ¿Por qué hablamos de intervalo de fusión y no de punto de fusión en una roca? 50 Explica cómo se forman las rocas plutónicas y por qué pueden aparecer en la superficie terrestre. 51 Lee y contesta a las preguntas. El magma profundo facilita el movimiento de las placas tectónicas Una pequeña cantidad de roca fundida debajo de las placas tectónicas las incita a moverse, según han descubierto recientemente sismólogos franceses […]. Su nuevo modelo tiene en cuenta no solo la velocidad de las ondas sísmicas, sino también la forma en que son atenuadas por el medio por el que pasan . […] La menor viscosidad de la astenosfera permite que las placas tectónicas se muevan sobre el manto subyacente, pero hasta el día de hoy se desconoce el origen de esta baja viscosidad . La tomografía sísmica produce imágenes tridimensionales del interior de la Tierra mediante el análisis de millones de ondas sísmicas […]. Los sismólogos han analizado estas ondas con el fin de identificar un único parámetro: su velocidad de propagación . Los sismólogos del Laboratoire de Géologie de Lyon […] estudiaron otro parámetro, la atenuación de las ondas, junto con la variación en las velocidades de propagación de las ondas. Este análisis […] permite determinar la cantidad de roca fundida en el medio que atraviesan las ondas. Según un comunicado, su nuevo modelo hizo posible, por primera vez, mapear la cantidad de roca fundida debajo de las placas tectónicas. Este trabajo revela que una pequeña cantidad de roca fundida (menos del 0,7% en volumen) está presente en la astenosfera debajo de los océanos […]. El bajo porcentaje de roca fundida obser vado es suficiente para reducir la viscosidad en uno o dos órdenes de magnitud debajo de las placas tectónicas, "desacoplarlas" del manto subyacente. Europa Press. Ciencia Plus. 21/10/2022 a) ¿Qué es la astenosfera y qué papel juega en el movimiento de las placas tectónicas? b) ¿Qué relación existe entre la presencia de rocas fundidas y la velocidad de desplazamiento de las placas litosféricas? 62
Jornadas sobre la geodiversidad Es hora de preparar el espacio donde tendrán lugar las jornadas. Cada zona deberá estar señalizada para que las personas que lo visiten puedan saber a qué está dedicado ese espacio. Los materiales que habéis realizado siempre tienen que estar acompañados de un texto explicativo o con paneles con textos e imágenes, pósteres, vídeos, etc. Cada cierto tiempo se puede proponer a las personas que asistan participar en una visita guiada. Para ello, hay que preparar un guion sencillo para un recorrido que dure entre 15 y 20 minutos, donde se expliquen todos los elementos que componen la exposición. Al final del día, como clausura, se puede realizar una breve conferencia, explicando la importancia de las jornadas y proponiendo un debate entre las personas asistentes. 2 R E T O ¡ C O N S E G U I D O ! c) Explica qué es el magma profundo y cuál es su relación con las rocas fundidas que se mencionan en el artículo. d) Busca información sobre la tomografía sísmica. Explica qué son las ondas sísmicas y cómo son utilizadas en esta investigación. 52 Explica qué es el metamorfismo. ¿Cómo se relaciona con la tectónica de placas y en qué zonas se produce principalmente? Busca información sobre los tipos de rocas metamórficas. 54 Realiza un dibujo y rotula sobre él los elementos más importantes de un pliegue. Teniendo en cuenta que en el estrato señalado por la flecha se han encontrado los materiales más antiguos, razona si es un sinclinal o un anticlinal. 55 La vulcanología es una rama de la geología que estudia el origen, la estructura y la composición de los volcanes, activos e inactivos, su historia eruptiva y los fenómenos asociados a las erupciones volcánicas. Busca información sobre el tipo de actividades que realizan en su trabajo y por qué es tan importante su labor para la sociedad. 53 G E O L O G Í A Y A R T E . El mármol de Carrara es el más famoso del mundo por su utilización a lo largo de la historia para la elaboración de obras de arte, sobre todo esculturas, y muy especialmente las realizadas por el artista del Renacimiento Miguel Ángel Buonarroti, como la que vemos en la imagen. a) ¿Cómo se forma el mármol? b) ¿Con qué tipo de metamorfismo lo podemos asociar? c) ¿Por qué crees que Miguel Ángel utilizaba este tipo de mármol para elaborar sus obras de arte? 63
RkJQdWJsaXNoZXIy