Geologia

TEMA 5

5.1 Litología y estratigrafía.

La litología es la parte de la geología que estudia las rocas: el tamaño de grano, de las partículas y sus características físicas y químicas. La litología es fundamental para entender cómo es el relieve, ya que dependiendo de la naturaleza de las rocas se comportarán de una manera concreta ante los empujes tectónicos, los agentes de erosión y transporte, y los diferentes climas de la tierra.

Además del comportamiento de las rocas, ante los demás agentes del relieve, hay que tener en cuenta que cuando en una región existe un solo tipo de roca puede condicionar el relieve, incluso por encima de otros factores. Se dice, entonces que estamos ante rocas masivas.

Relieve litológico

Los relieves litológicos son aquellos cuya forma es principalmente consecuencia del tipo de rocas que componen el terreno. La alternancia sistemática de uno o varios tipos de roca que cubre un área influye en la formación del relieve, condicionado su evolución, ya sea de forma dinámica, por las características del material en sí, o estática, por su respuesta a los agentes erosivos y denudador.

Perfiles

Un perfil litológico o columna litológica es la representación gráfica de la estratigrafía o estructura geológica de un sector, en el orden en el que los estratos se superponen verticalmente de acuerdo a su edad y describiendo sus características petrológicas, es decir, la composición de sus minerales. 

Estratigrafía 

La estratigrafía es la rama de la geología que trata del estudio e interpretación, así como de la identificación, descripción y secuencia tanto vertical como horizontal de las rocas estratificadas; también se encarga de la cartografía y correlación de estas unidades de roca, determinando el orden y el momento de los eventos en un tiempo geológico determinado, en la historia de la tierra.

Puesto que las rocas sedimentarias son los materiales fundamentales de la estratigrafía, el estadígrafo trabaja con los procesos sedimentarios como primer campo y con la paleontología en segundo lugar. Los objetivos de la estratigrafía son:

• Identificación de materiales
  
  
• Delimitación de unidades estratigráficas
  
  
• Ordenación de unidades estratigráficas
  
  
• Levantamiento de secciones estratigráficas
  
  
• Interpretación genética de las unidades
  
  
• Correlación y asignación de tiempo
  
  
• Análisis de cuencas

5.2 Geología estructural y discontinuidades

La geología estructural es la disciplina científica que se ocupa del estudio de la deformación de la corteza tanto a escala pequeña como a gran escala. Su alcance es vasto, cubriendo desde el estudio de los defectos en los arreglos atómicos de los cristales hasta la estructura de las fallas y sistemas de pliegues en la corteza de la tierra. el principal objetivo de la geología estructural es medir la deformación en la corteza para entender cuál fue la historia de deformación registrada por las rocas y cómo, cuándo y por qué se acumuló esta deformación.

Tipos de esfuerzos.

Cuando se habla de esfuerzos se hace referencia a la fuerza aplicada a un área determinada de roca.

La unidad de medida más habitual es el kilogramo por centímetro cuadrado (kg/cm2). En la naturaleza, según la dirección de las fuerzas aplicadas, el esfuerzo puede reconocerse en tres variedades; la compresión, la tensión y la cizalla.

• Compresión: Esfuerzo al que son sometidas las rocas cuando se comprimen por fuerzas dirigidas unas contra otras a lo largo de una misma línea. Cuando los materiales se someten a este tipo de esfuerzos, tienden a acortarse en la dirección del esfuerzo mediante la formación de pliegues o fallas según que su comportamiento sea dúctil o frágil.
• Tensión: Resultado de las fuerzas que actúan a lo largo de la misma línea pero en dirección opuesta. Este tipo de esfuerzo actúa alargando o separando las rocas.
• Cizalla: Esfuerzo en el cual las fuerzas actúan en paralelo pero en direcciones opuestas, lo que da como resultado una deformación por desplazamiento a lo largo de planos poco espaciados.

 Discontinuidades

En nuestro planeta existen capas, estas capas están divididas por límites diferenciándose una de la otra, a estos límites se les llama discontinuidades. Estas fueron descubiertas gracias a la sismología, ya que los sismos emiten ondas de propagación por las que el movimiento viaja y si hiciéramos una observación sobre el comportamiento que tienen las ondas sísmicas en el interior de la tierra notaríamos que la composición del globo terrestre es heterogénea.

De la misma manera cada capa de la Tierra tiene una composición y características distintas, y la presión y temperatura va variando en cada una de ellas. De esto podemos deducir fácilmente que una discontinuidad puede ser el punto donde todas estas características o condiciones cambian para convertirse en la siguiente capa terrestre.

Las discontinuidades que conocemos en el planeta son:

 

          1. Discontinuidad de Mohorovicic

          2. Discontinuidad de Repetti

          3. Discontinuidad de Gutenberg

          4. Discontinuidad de Lehmann

5.3 Geohidrología

La Geohidrología estudia la textura y la estratificación de las rocas y los suelos, ya que son estos los que forman los receptáculos y conductos por donde el agua se infiltra. Pero la geohidrología también tiene que ver con las fuerzas que actúan sobre el agua subterránea y provocan su movimiento.

Con respecto a la Geohidrología, la porción superficial porosa de la corteza terrestre puede ser divida en dos zonas: la de saturación y la suprayacente o de aeración. La zona de saturación es aquella cuya superficie superior está limitada por el nivel de aguas freáticas o por una formación impermeable. La zona suprayacente o de aeración, comprende desde el nivel de aguas freáticas hasta la superficie.

El agua y su importancia

 El agua es la sustancia que ha permitido al ser humano establecerse en zonas determinadas y progresar en diversas tareas. Es el componente principal de la materia viva pues constituye del 50 al 90% de la masa de los organismos. El punto de congelación del agua es de 0 °C y su punto de ebullición de 100 °C; a la presión atmosférica 760 mm de mercurio; y a una temperatura de 4 °C alcanza su máxima densidad.

El agua subterránea 

 Es la que se encuentra por debajo de la superficie, confinada a una presión igual o mayor que la atmosférica, satura el medio rocoso a través del cual se mueve y se almacena. El líquido puede presentarse en espacios abiertos de las unidades litológicas tales como hendiduras entre los cristales o granos, fallas, diaclasas, contactos litológicos y otras discontinuidades, así como en cavidades en las rocas originadas por enfriamiento, disolución o intemperismo. 

 El movimiento y almacenamiento del agua subterránea, dependen del espesor, textura y estructura de las rocas que constituyen la corteza terrestre, además de la capacidad física del agua para moverse a través de un medio permeable.

5.4 Geomorfología

Estudia las formas del relieve terrestre, las formas de la superficie de la tierra y su desarrollo geomorfológico. La meteorización, erosión y el transporte forman la superficie terrestre como nosotros conocemos. Por tanto, se basa en el análisis de las características de la corteza del planeta tierra, además de ser una rama de la geología, la ciencia dedicada a estudiar la forma interior y exterior del globo terráqueo, teniendo en cuenta las materias que lo forman y las variaciones registradas desde su origen.

Su objetivo es construir modelos geomorfológicos que detallen, a lo largo del tiempo, los procesos destructivos y constructivos que arrojaron como resultado el paisaje terrestre observable.

Dichos procesos se clasifican, de acuerdo a los intereses de la geomorfología, en cuatro categorías, según su naturaleza:

Geográficos: Cuando intervienen en ello los elementos de la geografía como el clima, el suelo, la gravedad, la acción fluvial, marítima o los vientos.

Bióticos: Cuando son consecuencia de la acción de diversas formas de vida no humana, como la vegetación, los microorganismos o los animales que intervienen en numerosos procesos erosivos.

Geológicos: Cuando son los propios de la dinámica de la Tierra, como las placas tectónicas, el vulcanismo, la orogénesis, etc.

Antrópicos: Cuando son fruto de las actividades humanas, ya sea a favor o en contra de los procesos erosivos.

5.5 Geodinámica externa 

La geodinámica externa estudia la acción de los agentes atmosféricos externos: viento, aguas continentales, mares, océanos, hielos, glaciares y gravedad, sobre la capa superficial de la tierra. Estos fenómenos van originando una lenta destrucción y modelación del paisaje rocoso y del relieve, y en cuya actividad se desprenden materiales que una vez depositados forman las rocas sedimentarias.

Los procesos superficiales son principalmente la erosión y la sedimentación. La primera consiste en el arranque de fragmentos de rocas de su lugar de origen y su transporte a cualquier otra parte. La sedimentación es el conjunto de procesos mediante los cuales los materiales producto de la erosión son depositados en determinadas regiones, dando lugar a la formación de rocas sedimentarias. Ambos procesos contribuyen de manera fundamental al modelado del relieve, a la morfogénesis. Estos son unos procesos lentos, en especial considerados desde un punto de vista humano; para comprender sus resultados hay que considerar la larga duración de su actuación, que puede ser de centenares de años.

Las rocas, son constantemente destruidas por la erosión, el metamorfismo y la fusión; al mismo tiempo, se forman nuevas rocas que reemplazan las destruidas, mediante la sedimentación, que como dijimos antes se llaman rocas sedimentarias, el metamorfismo o la consolidación del magma. Todos estos procesos relacionados con la formación de las rocas son cíclicos.

Es evidente que las fuerza externas que operan sobre un relieve ya existente, cuya causa primera son, en general, las deformaciones tectónicas. Si a partir de un momento dado no se produjeran deformaciones tectónicas, dado el relieve de los continentes llegaría a desaparecer en un período de tiempo bastante largo. De esto se desprende que las deformaciones tectónicas juegan un papel muy importante en la génesis del relieve. En primer lugar, está el aspecto dinámico de la deformación, es decir, los movimientos de la corteza terrestre. En segundo lugar, los productos resultantes de las deformaciones . Por último, el desarrollo o desaparición de un determinado relieve puede repercutir sobre los fenómenos que se producen tanto en la hidrosfera, como en la atmósfera.

En cuanto a los productos resultantes de las deformaciones, es importante su importancia en el modelado posterior. Es decir, la acción de los agentes externos será muy distinta, si, por ejemplo, el producto final de las deformaciones es un abombamiento de gran radio, o si se trata de una fracturación interna. 

5.6 Geodinámica interna

La geodinámica interna es aquel que comprende todos aquellos fenómenos dinámicos cuyo origen está en el interior de la corteza terrestre. Estos fenómenos dinámicos son los responsables de la formación del relieve, su acción es constructiva agrupándose en fenómenos tectónicos, sísmicos y volcánicos.

Los fenómenos físicos y volcánicos son orogénicos en la medida en que contribuyen a la formación de las montañas, y también son tectónicas, ya que ayudan a configurar la estructura de la corteza terrestre. Actualmente, una rama de la geodinámica interna, la tectónica, se ocupa de estudiar a las manifestaciones actuales de la actividad de la corteza que, según todas las apariencias, tiene una intensidad equivalente a la de los más activos periodos del pasado.

La geodinámica interna se basa, a su vez, en las diferentes ramas de la geología, aunque se apoya muy especialmente en la petrología, la estratigrafía y la sedimentología, la estratigrafía y la sedimentología, que ayudan a entender los procesos que se producen.

En la actualidad se admiten en carácter general tres principios básicos de comportamiento de estos fenómenos: vitalismo, isostasia y actualismo. El primero de ellos se refiere a que en el interior de la tierra se producen movimientos derivados de la propia energía del planeta: calor, reacciones químicas, etc. Estos movimientos provocan la inestabilidad de la corteza, la epirogénesis o formación de los continentes y la orogénesis, el desarrollo extremo de este principio, hecho extensible al conjunto de fenómenos que se producen en el planeta, ha desembocado en la teoría de Gaia, según la cual la Tierra incluido los seres que la habitan es en sí mismo un complejo mecanismo orgánico. Según esta teoría, las masas sólidas de la corteza se se comportan como si flotaran, según el principio de Arquímedes que establece que todo cuerpo sumergido sufre un empuje ascendente igual al del volumen del agua que desaloja.

Se agrupan en fenómenos tectónicos, sísmicos y volcánicos:

Los materiales que componen la superficie terrestre están sometidos a una serie de incesantes movimientos en el transcurso de los tiempos geológicos, debido a la acción de los denominados agentes geológicos internos o endógenos. 

Los movimientos sísmicos o terremotos

 son sacudidas de la corteza terrestre caracterizadas por su corta duración y gran intensidad, y, muchas veces por sus efectos destructores, que alcanzan en ocasiones caracteres catastróficos.

Los volcanes son los aparatos naturales por los cuales salen al exterior materiales fundidos del interior de la corteza, que al derramarse en la superficie, constituyen las lavas. 

5.7 Etapas de estudio: Estudios preliminares de detalle, durante y después de la obra

Estudio Del Terreno. Se distinguen los terrenos rocosos y los terrenos sueltos, en cada uno de estos tipos, existen grados correspondientes a diferentes durezas. Es de conocimiento general que los terrenos sueltos tienen una capacidad portante reducida y por lo tanto exigen cimentaciones complicadas y a veces costosas.

Condiciones Climáticas. Las características climáticas de la región tienen gran importancia en la organización previa de la obra, ellas pueden impedir el trabajo en ciertas épocas del año, o en otros casos, durante ciertas horas al día. Como ejemplo, se podría dar el caso de un tanque de tierra que tiene que paralizarse por las lluvias y por el exceso de humedad, que hace imposible la compactación de las tierras, o el vaciado de hormigón para su correcto fraguado

Obtención Del Personal El traslado de operarios de otra región, significa casi siempre dificultades y mayores inversiones, que sólo se justifican en el caso de operarios especializados o de operadores de equipos.

Condiciones Económicas. Convendrá conocer las condiciones económicas de la región, como ser, su comercio, bancos, industrias relacionadas con los materiales de construcción, maestranzas, etc., por la relación que ellas tienen con el abastecimiento de la obra y con el suministro de los artículos de consumo para el personal.

Suministro. En una obra de cierta importancia, que esté alejada de un pueblo o ciudad, se forma una pequeña población de empleados y operarios que necesita disponer de una serie de servicios como ser: servicio médico, dental, etc., los cuales deberán existir en la obra o bien en un pueblo cercano al cual puedan ser transportadas las personas que necesiten usar de ellos, con rapidez, comodidad y seguridad

Geotecnia: La Geotecnia Consiste en la aplicación de los conocimientos y prácticas de la geología para la ejecución de cimentaciones para las obras de ingeniería. Esta ciencia estudia las características y propiedades mecánicas de suelos y rocas de las superficies del terreno donde se realizará el proyecto

Hidrología superficial. Ejecutar el análisis y estudios de hidrología con el objetivo de conocer todos los escurrimientos superficiales cercanos al proyecto (ros, arroyos, canales, etc.) que se encuentran en la superficie y así determinar el nivel de agua que podrá alcanzar, esto para prevenir futuros datos en tu proyecto

5.8 Presas, túneles, vías terrestres, edificaciones, ordenación del territorio y planificación urbana

Presas: Es una obra civil que se construye en un valle fluvial con el objeto de almacenar agua. El agua cae desde la presa hasta unas turbinas que se encuentran en su base. Al recibir la fuerza del agua las turbinas comienzan a girar. 

 

 

Geología en túneles: La geotecnia es esencial en la construcción de túneles. La ingeniería geotécnica es la rama de la ingeniería civil e ingeniería geológica que se encarga del estudio de las propiedades físicas, mecánicas e hidráulicas de los materiales que componen el suelo y el subsuelo, por debajo de la superficie.

 

vías terrestres:

¿Qué es un proyecto de vías terrestres?: El proyecto geométrico de carreteras es el conjunto de trabajos desde los estudios de campo, la selección de la ruta, la determinación de los parámetros de diseño, el análisis y cálculo del alineamiento vertical y horizontal de carreteras, que tienen como resultado la geometría general de un camino o intersección

 

Geología En Edificaciones: La geología en las edificaciones constituye la zapata en la cual se apoyan todas las edificaciones existentes en la actualidad, pues, se debe realizar siempre un estudio del suelo sobre la cual nosotros los ingenieros civiles debemos construir.

ordenación del territorio y planificación urbana: La planificación territorial, ordenamiento territorial u ordenación del territorio es la ciencia interdisciplinaria que es a su vez ciencia aplicada, política y técnica administrativa, concebida con un enfoque interdisciplinario y global, que analiza, desarrolla y gestiona los procesos de planificación y desarrollo.

5.9 Métodos Geofísicos

¿Qué es la geofísica?

La geofísica es la ciencia que estudia la Tierra desde el punto de vista de la física. Su objeto de estudio abarca todos los fenómenos relacionados con la estructura, condiciones físicas e historia evolutiva de la Tierra. Al ser una disciplina principalmente experimental, usa para su estudio métodos cuantitativos físicos como la física de reflexión y refracción de ondas mecánicas, y una serie de métodos basados en la medida de la gravedad, de campos electromagnéticos, magnéticos o eléctricos y de fenómenos radiactivos. En algunos casos dichos métodos aprovechan campos o fenómenos naturales (gravedad, magnetismo terrestre, mareas, terremotos, tsunamis, etc.) y en otros son inducidos por el hombre (campos eléctricos y fenómenos sísmicos).

¿Cómo se clasifica la geofísica?

-geofísica pura: Se denomina Geofísica Pura a la investigación del planeta en que habitamos con fines de conocimiento científico.

-geofísica aplicada: Geofísica Aplicada es el estudio de prospectos de interés económico, buscando anomalías de los campos físicos terrestre utilizando tecnología que le permite obtener algún beneficio para la humanidad.

Geofísica interna y externa

La Geofísica interna que analiza el interior de la Tierra como son:

Sismología.- Que estudia los terremotos y la propagación de las ondas elásticas (sísmicas) que se generan en el interior de la Tierra. La interpretación de los sismogramas que se registran al paso de las ondas sísmicas permite estudiar el interior de la tierra.

Geotermometría.- estudia los procesos relacionados con la propagación de calor en el interior de la tierra, particularmente los relacionados con desintegraciones radioactivas y vulcanismo.

Geodinámica.- estudia la interacción de esfuerzos y deformaciones en la tierra que causan movimientos del manto y de la litosfera.

Prospección geofísica.- usa métodos cuantitativos para la localización de recursos naturales como petróleo, agua, yacimientos de minerales, cuevas, etc. o artificiales como yacimientos arqueológicos.

Ingeniería geofísica o geotecnia.- usa métodos cuantitativos de prospección para la ubicación de yacimientos de minerales e hidrocarburos, así como para obras públicas y construcción en general.

Tectonofísica.- La Tectonofísica, también conocida como geodinámica de la litosfera, es una subdisciplina de la geofísica que estudia la dinámica y la cinemática de los procesos que deforman de la litosfera (p.e., la tectónica de placas y la formación de orógenos) mediante métodos cuantitativos.

Vulcanología.- La vulcanología (de la palabra latina Vulcānus, Vulcano, el dios romano del fuego) es la rama de la geología que estudia el vulcanismo y todas sus manifestaciones, como volcanes, géiseres, fumarolas, erupciones volcánicas, magmas, lavas, tefras, etc..

La Geofísica externa estudia las propiedades físicas del entorno terrestre.

Geomagnetismo.- estudia el campo magnético terrestre, tanto el interno generado por la propia tierra como el externo, inducido por la tierra y por el viento solar en la ionosfera.

Paleomagnetismo.- El Paleomagnetismo es la disciplina que, enmarcada dentro del Geomagnetismo, se encarga del estudio del campo magnético de la Tierra (o de cualquier otro cuerpo planetario) en el pasado. se ocupa del estudio del campo magnético terrestre en épocas anteriores del planeta.

Gravimetría.- La gravimetría es definida, como todo aquel método de análisis que se fundamenta en la medida y los cambios de la masa, el instrumento fundamental para estos métodos es la balanza analítica el cual posee gran exactitud y precisión. La gravimetría es sin duda una de las técnicas analíticas más antiguas.

Oceanografía u Oceanología.- La oceanografía es la ciencia que estudia los océanos y mares en sus aspectos físicos, químicos, geológicos y biológicos. El conocimiento de los océanos y mares es fundamental, ya que de acuerdo a las teorías aceptadas los mares son el centro de origen de la vida en la Tierra.

Meteorología.- Lo que estudia la meteorología principalmente es el estado del tiempo en un corto periodo, el medio atmosférico, los fenómenos que se producen en el mismo y las leyes bajo las que están sometidas. No puede tenerse una completa definición de meteorología sin involucrar dos conceptos elementales, como lo son el tiempo y el clima.

Aeronomía.- Aeronomía es la ciencia que estudia las capas superiores de la atmósfera, donde los fenómenos de ionización y disociación son importantes. El término aeronomía fue introducido por Sydney Chapman y la definición anterior fue hecha en 1960. ​ Hoy en día el término incluye la ciencia de las regiones correspondientes de otros planetas y es una rama de la física atmosférica.

Climatología.- La climatología 1 es la ciencia o rama de la geografía y de las ciencias de la Tierra que se ocupa del estudio de los fenómenos meteorológicos y sus variaciones a lo largo del tiempo cronológico. estudio de la ionosfera y magnetosfera.

5.10 Cartografía 

Es la disciplina que se ocupa de la concepción, producción, difusión y estudio de mapas, de igual manera explorando el arte, la ciencia y la tecnología de la elaboración de mapas y el estudio de estos como documentos científicos y obras de arte. La cartografía es un campo complejo que incluye desde la recopilación, evaluación y procesamiento de datos de origen, a través del diseño intelectual y gráfico del mapa, hasta el dibujo y la reproducción del documento final.

Elementos de la cartografía:

•       LA ESCALA: Dependiendo de la escala empleada, las distancias que normalmente se miden en kilómetros pasarán a medirse en centímetros o milímetros, construyendo así un criterio de equivalencia.

       LOS PARALELOS: Si el planeta se divide en dos hemisferios a partir del ecuador, entonces los paralelos son líneas paralelas a ese eje horizontal imaginario, que seccionan el globo en franjas climáticas, a partir de otras dos líneas conocidas como trópicos.

       LOS MERIDIANOS: El segundo conjunto de líneas que dividen por convención al globo terrestre, los meridianos cruzan los paralelos de manera perpendicular, siendo el “meridiano de Greenwich” que coincide en teoría con el eje de rotación de la tierra.

  LAS COORDENADAS: Cruzando paralelos y meridianos se logra una cuadrícula, y con ella un sistema de coordenadas que permite asignar a cualquier punto terrestre una latitud y una longitud.

LOS SÍMBOLOS CARTOGRÁFICOS: Los mapas poseen su propio lenguaje, que permite identificar los elementos de interés, en base a una convención específica.

Igualmente, en la cartografía existen formas de plasmarlo o desarrollarlo mediante proyecciones:

Azimutal

Cónica

 

Polar

  5.10.1 Cartografía General.

Se encarga de elaborar, pero también estudiar los aspectos o características de superficies terrestres de manera más general ocupándose de las representaciones del mundo de carácter amplio y de la producción de mapas destinados al público más amplio, con diversas referencias, como un ejemplo muy claro el planisferio o el mapa de un país. Los mapas generales exhiben muchas referencias y los sistemas de localización se producen a menudo en series.

  5.10.2 Cartografía temática

Para un determinado tipo de público. Es un tipo de mapa que elabora imágenes graficas enfocándose en estudiar aspectos de una región en específico, características como los tipos de suelos, la vegetación, densidad de población, pueden ser estados, ciudades, entre otros; todo para un determinado tipo de público igualmente.

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