UNIDADES DIDÁCTICAS 16 E 17
MANIFESTACIÓN S DA DINÁMICA LITOSFÉRICA
1. PROCESOS XEOLÓXICOS Denomínanse procesos xeolóxicos internos aos xerados directa ou indirectamente pola enerxía térmica do interior terrestre, mentres que denominamos procesos xeolóxicos externos aos orixinados, directa ou indirectamente, pola enerxía solar e a gravidade. A meteorización, o transporte e a sedimentación son exemplos de procesos externos, mentres que o vulcanismo, a sismicidade ou o metamorfismo son exemplos de procesos internos.
2. PROCESOS XEOLÓXICOS INTERNOS O vulcanismo e a sismicidade ocorren a un ritmo rápido e resultan chamativos, sen embargo, outros procesos internos ocorren moi lentamente e iso fai que poidan pasar desapercibidos. Entre estes últimos destacamos: - División continental - Formación de cordilleiras - Pregues e fallas - Metamorfismo: un aumento de presión e/ou temperatura produce cambios nos materiais terrestres e produce as rochas metamórficas.
2.1 DIVISIÓN CONTINENTAL Comeza coa formación dun rift continental, unha depresión estreita e alongada limitada a ambos lados por fallas. Non todos os rifts continentais fórmanse da misma forma: - RIFTING ACTIVO: o proceso comeza coa formación dun penacho térmico de materiais do manto a elevada temperatura que acada a litosfera, arquéaa e orixina un domo térmico. A litosfera adelgázase, fractúrase e afunde na zona central do domo. Fórmase o rift continental e sae por el magma. A separación dos bordes continentais e a inxección contínua de diques basálticos forman codia oceánica que acaba sendo invadida por augas mariñas. - RIFTING PASIVO: o proceso comeza co estiramento da litosfera, que causa o seu adelgazamento e a formación de fracturas de tensión, e a formación dun rift continental na zona central. A descompresión producida baixo o rift favorece a fusión de materiais do manto, que se inxectan formando diques basálticos e xerándose así codia oceánica.
2.2 FORMACIÓN DE CORDILLEIRAS O proceso polo cal se orixinan cordilleiras denomínase oroxénese. Ás cordilleras en formación ou xa formadas denomínanse oróxenos. Éstes son cadeas montañosas que se forman nas zonas de subducción. En todos eles atópanse rochas sedimentarias con fósiles de organismos mariños máis antigos que a propia cordilleira. Hai dous tipos de cordilleiras: • De tipo Andino (Pericontinentais): sitúanse no borde de un continente • De tipo Alpino (Intracontinentais): sitúanse no interior dos continentes.
Formación dunha cordilleira Andina Localízanse nos marxes nos que a codia oceánica subduce baixo a continental. A dos Andes é o mellor exemplo. Na súa formación interveñen os seguintes procesos xeolóxicos: - Sedimentos e rochas sedimentarias mariñas sen deformar avanzan cara a zona de subducción. - A maioría de sedimentos e rochas sedimentarias non subduce, senón que se pregan, fratúranse e acumúlanse. Así se forma o prisma de acreción, que se incorpora ao continente. - A calor xerada pola fricción entre placas e a presenza de auga favorecen a fusión parcial das rochas, formando magmas. - Unha parte do magma sae a superficie e orixina volcáns. Outra solidifica no interior e da lugar a plutóns que engrosan a codia. - As altas presións e temperaturas causan o metamorfismo dalgunhas rochas. A cordilleira é o resultado deste proceso. Así, os continentes crecen polas zonas de subdución.
Formación dunha cordilleira Alpina Orixínanse donde dúas litosferas continentais converxen e colisionan. A zona de subducción na que se produce a converxencia continental comeza sendo igual que a Andina, cunha litosfera oceánica que subduce baixo un borde continental. Pero neste caso, a placa que subduce é mixta, e a medida que avanza a subducción aproxímanse os dous continentes e péchase a conca oceánica que había entre eles. Trala colisión continental prodúcese a incrustación e cabalgamento dun continente sobre outro, duplicando ás veces a codia continental.
Formaciรณn dos Andes
Formaciรณn dos Alpes
2.3 DEFORMACIÓNS DAS ROCHAS As rochas, ao igual que calquera outro material, se deforman ante a acción de esforzos externos. Nós non captamos esa deformación, pero sí podemos saber cando unha rocha está deformada. Estudando a deformación podemos saber como foron os esforzos que a produciron e, polo tanto, reconstruir a actividade tectónica pasada nunha rexión. Calquera material se pode deformar de 3 maneiras: - Deformación plástica: a deformación mantense aínda que o esforzo desapareza (como ocorre coa plastilina). A deformación é irreversible. - Deformación fráxil: o material se fractura como resposta ao esforzo (sería o caso dun vidro roto). É unha deformación irreversible. - Deformación elástica: o material se deforma, pero cando cesa o esforzo, a deformación desaparece (por exemplo unha goma elástica). É, polo tanto, unha deformación reversible.
• Pregamentos: tipo de deformacións que permanecen nas formacións rochosas despois de cesar un esforzo. Adoitan asociarse con esforzos case sempre compresivos, non demasiado intensos e moi constantes e prolongados, que actúan sobre formacións rochosas pouco ríxidas (como as sedimentarias). • Fallas e diaclasas: tipo de deformacións que se producen cando o esforzo ao que está sometida a rocha supera o límite de resistencia desta e rómpea. Adóitase asociar con esforzos, tanto comprensivos como distensivos, que actúan sobre formacións rochosas moi ríxidas. Falamos de fallas cando os bloques nos que se rompe a rocha sofren desplazamentos. Se non sofren desplazamentos falaremos de diaclasas. • A deformación elástica: tipo de deformación temporal, xa que se produce mentres actúa o esforzo, pero cando este cesa, a rocha volve a recuperar a súa forma inicial (non vai a deixar estruturas xeolóxicas perdurables, pero é moi frecuente nos movementos sísmicos).
PREGAMENTO
FALLA
DIACLASA
PREGAMENTOS Os pregamentos cambian a disposición horizontal que inicialmente posúen os estratos. Diferenciamos nun pregamento os seguintes elementos xeométricos que nos servirán para definilo, clasificalo e, incluso, pescudar algúns factores da súa orixe: Dirección: ángulo que forma o eixe do pregamento coa línea norte-sur. Buzamento: ángulo que forma o flanco cun plano horizontal. Flancos: cada unha das superficies que forman o pregamento. Charnela: é a liña de unión dos dous flancos (liña de máxima curvatura do pregamento). Plano ou superficie axial: plano imaxinario formado pola unión das charnelas de todos os estratos que forman o pregamento. O seu afastamento da vertical indica a verxencia ou inclinación do pregamento. Eixe do pregamento: liña imaxinaria formada pola intersección do plano axial cun plano horizontal. A súa orientación xeográfica indica a orientación do pregamento.
TIPOS DE PREGAMENTOS Pódense clasificar atendendo a diversos criterios: 1. Pola disposición das súas capas: a) Anticlinal: os materiais máis antigos están situados no núcleo do pregamento.
b) Sinclinal: os materiais máis modernos sitúanse no núcleo. c) Monoclinal: tan só teñen un flanco.
2. Pola súa simetría: a) Simétricos: o ángulo que forman os dous flancos coa horizontal é aproximadamente o mesmo. b) Asimétricos: os dous flancos teñen inclinacións claramente distintas. 3. Segundo a posición do seu plano axial: c) Rectos: o plano axial é vertical. d) Inclinados: o plano axial forma un ángulo coa vertical. e) Deitados: o plano axial é case horizontal. f) Invertidos: existe un flanco invertido no que os estratos máis xoves sitúanse abaixo.
FRACTURAS En función do movemento relativo dos bloques no que queda dividido o terreo distinguimos: 1. DIACLASAS: son fracturas nas que os bloques non se desplazan un con respeto ao outro, ou se o fan é para ensanchar a fractura e abrir a fenda. 2. FALLAS: prodúcese desplazamento dun bloque con respecto ao outro. Posúe os seguintes elementos: a) Bloques: cada unha das partes nas que queda dividido o terreo trala fractura. Se os bloques quedan a distintas alturas hai un bloque levantado e un bloque afundido. b) Plano de falla: plano de rotura polo que se produce o desprazamento. Serve para orientar a falla. c) Salto de falla: é a magnitude do desprazamento d) Dirección: ángulo que forma o eixe da falla ca dirección norte-sur. e) Buzamento: ángulo que forma o plano de falla cun plano horizontal.
TIPOS DE FALLAS: A) Falla normal ou directa: o bloque afundido descansa sobre o plano de falla. B) Falla inversa: o bloque levantado descansa sobre o plano de falla. Un caso especial de falla inversa é o cabalgamento, na que o bloque levantado se superpón ao afundido. Se o desprazamento é moi grande, e o bloque levantado móvese decenas de Km sobre o afundido, chámase manto de corremento. C) Falla de desgarre ou lonxitudinal: non hai bloques levantado e afundido, pois o desprazamento relativo entre bloques é na horizontal.
ASOCIACIÓNS DE FALLAS HORST O MACIZO TECTÓNICO: bloque levantado limitado a ambos lados por fallas
GRABEN OU FOSA TECTÓNICA: bloque afundido limitado a ambos lados por fallas
2.4 METAMORFISMO É o conxunto de cambios na composición mineralóxica dunha rocha e na súa textura que ocorren en estado sólido como consecuencia dun incremento de presión, de temperatura, pola presenza de fluídos ou dunha combinación de varios deles. As rochas así orixinadas reciben o nome de rochas metamórficas e poden formarse a partir de rochas sedimentarias, ígneas ou doutras metamórficas. TIPOS DE METAMORFISMO: 1. Metamorfismo dinámico ou de presión: prodúcese como consecuencia dun incremento da presión, sen que a temperatura aumente moito. Prodúcese en zonas pouco profundas sometidas a presións dirixidas, por exemplo en zonas de fallas. 2. Metamorfismo de contacto ou térmico: prodúcese por un aumento da temperatura, sen que a presión varíe moito. O aumento da temperatura vén dado por unha intrusión ígnea ou polo emprazamento dunha masa magmática nunha zona. A rocha encaixante cambia polo incremento da temperatura. Este metamorfismo non se limita a zona de contacto, producindo unha aureola metamórfica. A intensidade das transformacións redúcese ao afastarse da intrusión.
3. Metamorfismo rexional: prodúcese por una aumento simultáneo de presión e temperatura. É o máis frecuente e afecta a amplias zonas da codia continental. Orixínase nas zonas de subducción e prodúcese durante a formación de cordilleiras. 4. Metamorfismo de enterramento: actúan conxuntamente a presión e a temperatura, pero com aumentos pouco intensos. Dáse no fondo de concas sedimentarias. 5. Metasomatismo: débese a presenza de fluídos que teñen gran cantidade de ións disoltos. Ao circular entre as rochas producen cambios na súa composición.
ROCHAS METAMÓRFICAS Os cambios ocorridos durante o metamorfismo modifican a textura das rochas, ben porque se forman outros minerais ou porque recristalizan os que xa existían. Estes cambios texturales débense frecuentemente á intervención de presións dirixidas que reorientan os cristais e os dispoñen seguindo planos perpendiculares á dirección dos esforzos. Denominamos foliación á disposición en láminas característica de moitas rochas metamórficas. Existen tamén texturas sen foliación, e neste caso débense a acción de altas temperaturas.
Rochas metamórficas máis frecuentes Rochas con foliación Pizarra: rocha de gran moi fino, con foliación en láminas planas. Nela aparecen frecuentemente fósiles. Filita: rocha de gran fino, con foliación en láminas, pero cun brillo intenso. Esquisto: gran medio a groso, observable a simple vista. Foliación ondulada. Gneis: rocha de gran groso e os minerais preséntanse en bandas claras e escuras. Non se divide en láminas facilmente. Rochas sen foliación Mármore: formada por grosos cristais de calcita. Cuarcita: rocha formada por cristais de cuarzo de tamaño mediogrande. Moi dura e coherente.
3. PROCESOS XEOLÓXICOS EXTERNOS Recordemos que teñen a súa orixe na enerxía solar e na gravidade. Son a meteorización, o transporte e a sedimentación. Dan lugar ao modelado do relevo e aos sedimentos, a partir dos cales se forman as rochas sedimentarias. 3.1 METEORIZACIÓN É o proceso polo cal as rochas superficiais vense sometidas a acción do aire, a auga e os seres vivos, que as alteran e as disgregan. Hai dous tipos de meteorización: a)Meteorización física ou mecánica É a división das rochas en fragmentos sen que se modifique a súa composición química. Pode producirse pola acción do xeo (a auga acumulada nas fendas e poros da rocha poden xearse, aumentando o seu volume e rachando a rocha), cambios de temperatura (dilatan e contraen a rocha, producindo fendas), a erosión ( fai que as rochas de zonas profundas acaden a superficie e esa descompresión produce nelas fendas) ou os seres vivos (ao introducirse as raíces nas fendas das rochas ou ao construír tobos). b)Meteorización química Prodúcese a alteración química ou mineralóxica da rocha. Pode ser por hidrólise (se disocia a molécula de auga e os ións H+ son moi reactivos, descompoñendo moitos minerais), oxidación (certos elementos como o Fe en presenza de osíxeno perden electróns e oxídanse), carbonatación (o CO2 disolto na auga reacciona con ela dando ácido carbónico e a auga así cargada disolve as calizas) ou disolución (prodúcese en todos os tipos de meteorización química).
3.2 TRANSPORTE A erosión é o proceso mediante o cal os fragmentos producidos na meteorización son retirados a zonas máis baixas. O traslado destes materiais erosionados recibe o nome de transporte. Nos continentes, este lévano a cabo a auga, os glaciares o vento e a gravidade. Nos continentes, as augas superficiais (ríos, torrentes e augas de arroiada) son o axente de transporte máis importante. O conxunto de materiais que un río transporta denomínase carga, e pode ser levada en disolución, en suspensión ou polo fondo. A capacidade dun río é a carga máxima que pode soportar, e depende do seu caudal e da súa velocidade. Se a carga dun río é inferior a súa capacidade, o río erosionará; se a carga é superior a súa capacidade, o río depositará parte desa carga (sedimentación). Os glaciares son moi importantes como axentes de transporte nas zonas de alta montaña e nos casquetes polares. Transportan materiais sen selección e deposítaos cando o xeo funde. A acción erosiva e de transporte do vento limítase a zonas sen vexetación, e selecciona moi ben o tamaño dos materiais que transporta.
3.3 SEDIMENTACIÓN Os materiais erosionados poden ter un transporte máis ou menos longo; cando finaliza, deposítanse formando un sedimento. Como os sedimentos depositan preferentemente en zonas baixas, a sedimentación é máis abundante nas zonas mariñas que nas continentais. As grandes áreas nas que se depositan importantes espesores de sedimentos chámanse concas sedimentarias. Estas poden ser continentais (conca do Ebro), pero son máis importantes as mariñas (conca mediterránea). Para definir un sedimento, emprégase moito o concepto de madurez: a madurez textural é maior canto máis redondeados e homoxéneos sexan os grans. Informa sobre o proceso de transporte, se foi moi selectivo ou non e do longo que foi. A madurez composicional é maior canto máis cuarzo e menos feldespato e fragmentos de rocha sen alterar posúa.
4. DIAXÉNESE Para que se orixine unha rocha sedimentaria é necesario que os materiais soltos que constitúen os sedimentos cohesionen e adquiran consistencia de rocha. O conxunto de procesos polos que un sedimento se transforma en rocha sedimentaria denomínase diaxénese ou litificación. Estes procesos son: - Compactación: reducción do volume ocupado polos sedimentos como consecuencia do depósito de novos materiais sobre eles. - Cementación: é a precipitación de minerais que van disoltos nas augas que circulan entre os gran de sedimento. O mineral precipitado actúa de cemento que une os gran de sedimento. - Metasomatismo: consiste na sustración, adicción ou substitución duns elementos por outros, de forma cunha rocha se transforma noutra. - Recristalización: as substancias disoltas poden cristalizar de novo, formando cristais de composición idéntica pero de maior tamaño.
5. ROCHAS SEDIMENTARIAS Existen dous grandes grupos: as que se formaron a partir de fragmentos de outras rochas (clastos), chamadas DETRÍTICAS; e as formadas a partir de substancias disoltas na auga u por restos de organismos, chamadas NON DETRÍTICAS. 5.1 DETRÍTICAS En función do tamaño dos clastos diferenciamos: conglomerados, arenitas e arxilitas. Nas dúas primeiras diferenciamos: - Trama: conxunto de grans de maior tamaño que constitúen o armazón da rocha. - Matriz: materiais de gran máis fino que se sitúan entre a trama e que se depositaron ao mesmo tempo que ela. - Cemento: o material de precipitación química que se depositou despois e enche total ou parcialmente os ocos. CONGLOMERADOS: Son rochas con clastos de tamaño groso, maiores de 2 mm. Os clastos poden ser redondeados ou angulosos. Se son angulosos a rocha chámase brecha; e se son redondeados chámase pudinga. ARENITAS: Grans de tamaño medio, de menos de 2mm. Inclúe areas e areniscas. ARXILITAS: Tamaño de gran moi fino. Son as rochas sedimentarias máis abundantes.
5.2 NON DETRÍTICAS - CARBONATADAS: a caliza é a rocha máis importante deste grupo. Esta constituída por carbonato cálcico. - EVAPORITAS: formadas pola precipitación de sales minerais que estaban disoltan en augas que estiveron sometidas a unha intensa evaporación. Neste grupo atópanse a halita ou xeso. - ORGANÓXENAS: orixínanse por acumulación de restos de organismos, alterados por outros organismos. Hai os carbóns naturais, formados a partir de restos vexetais acumulados en ambientes pobres en osíxeno (son a turba, o lignito, a hulla e a antracita); e o petróleo, formado a partir do plancton e outros organismos que se acumulan nos fondos mariños e son cubertos por limos ou arxilas que evitan a súa oxidación.
ARENISCA
ARXILA e LIMONITA
CALIZA
LUMAQUELA ( caliza con abundantes conchas)
HALITA e XESO
ACTIVIDADES 1. Esquema dos procesos xeolóxicos externos. 2. Esquema dos tipos de rochas sedimentarias. 3. (Aula informática) Busca información sobre o proceso de formación dos distintos carbóns naturais e do petróleo e explícao por escrito.