FUNDAMENTOS DE GEOFÍSICA 1) La Geofísica como ciencia de la Tierra Denici!n de la Geofísica como ciencia de la Tierra" Desarrollo Desarrollo #is$!rico de es$a disci%lina" &amas de la Geofísica ' s( relaci!n con o$ras Ciencias" Diisi!n %ro%(es$a %or la Uni!n In$ernacional de Geodesia ' Geofísica *IUGG)" Cam%o de acci!n ' e+em%los de %ro,lemas in#eren$es a es$a disci%lina" -) Formaci!n ' eol(ci!n del %lane$a Tierra Ori.en del sis$ema solar ' los %lane$as" /i%!$esis de la ne,(losa %rimi$ia" Edad0 eol(ci!n ' dimensiones dimensiones del sis$ema solar" solar" Formaci!n Formaci!n del %lane$a Tierra" Tierra" roceso de diferenciaci!n" Es$r(c$(ra in$erna de la Tierra2 cor$e3a0 man$o ' n4cl n4cleo eo"" In$r In$rod od(c (cci ci!n !n a la $eor $eoría ía de la $ec$ $ec$!n !nic ica a de %lac %lacas as"" /idr /idros osfe fera ra"" A$m!sfera" 5iosfera" 6) La Tierra en el es%acio La es esfe fera ra ce cele les$ s$e" e" Co Coor orde dena nada das" s" Moi Moimi mien en$o $oss de ro$ac o$aci! i!n n ' $ras $rasla laci ci!n !n"" Moim Moimien ien$os $os de %rece %recesi si!n !n ' n($ac n($aci!n i!n"" Moimi Moimien$ en$o o del del %olo" %olo" Nocion Nociones es del $iem%o2 #ora local0 $iem%o (niersal0 $iem%o sid7reo" Le'es de 8e%ler" 9) Cam%o de .raedad ' forma de la Tierra Denici!n de la f(er3a de a$racci!n .rai$a$oria" .rai$a$oria" E+em%los" F(er3a ' aceleraci!n cen$ríf(.a" Denici!n de .raedad" Cam%o de .raedad de (na $ierra esf7rica" :ariaci!n de la .raedad con la la$i$(d" F!rm(la de .raedad de %rimer orden" Forma de la Tierra" Geoide" Eli%soides de referencia" Medici!n de la .raedad" Medi Medida dass a,so a,sol( l($a $ass ' rela$ ela$i ias as"" 7nd( 7nd(lo los" s" Gra Graím íme$ e$rros" os" Den Denic ici! i!n n e in$er%re$aci!n de las anomalías de aire li,re ' 5o(.(er" Isos$asia" /i%!$esis de Air'" ;) Mareas A$racci!n del Sol ' de la L(na so,re la Tierra" Mareas oce) Sismicidad $erres$re Denici!n de medio el
los $erremo$os" Teoría de re,o$e el
@) Cam%o ma.n7$ico $erres$re Imanes" Cam%o ma.n7$ico de (n di%olo" Líneas de f(er3a" Cam%o ma.n7$ico $erres$re" Descom%osici!n ec$orial del cam%o .eoma.n7$ico" Declinaci!n e inclinaci!n ma.n7$ica" :ariaciones %eri!dicas ' no %eri!dicas del cam%o" Tormen$as ma.n7$icas" Coordenadas .eoma.n7$icas" Ma.ne$!me$ros" Cam%o .eoma.n7$ico in$ernacional de referencia *IG&F)" Ori.en del cam%o in$erno" Cam%o e=$erno" Ionosfera" Ma.ne$osfera" A(roras" Ma.ne$i3aci!n de las rocas" Ma.ne$i3aci!n ind(cida ' remanen$e" aleoma.ne$ismo" Inersiones de %olaridad" ) Geo$ermia ' (lcanolo.ía Gradien$e .eo$7rmico" rocesos B(e con$ri,('en al calor in$erno $erres$re" Fl(+o de calor en la cor$e3a" rocesos de conecci!n en el man$o" :(lcanolo.ía" Modelos er(%$ios de olcanes" Ma$eriales e=%(lsados d(ran$e (na er(%ci!n" :olcanes ' ,ordes de %lacas" Arco de islas" (n$os calien$es" ) Geodin
1-) Glaciares Los casB(e$es de #ielos %olares ' los .laciares con$inen$ales" Ciclos de .laciaci!n" Es%esores ' masa de #ielo .laciar" 5alance de masa ' ?(+o de #ielo" Erosi!n .laciar" Dis$ri,(ci!n ' des%rendimien$os de $7m%anos"
16) Oceano.rafía Carac$erís$icas .enerales de los oc7anos" 5a$ime$ría" &eliee del fondo oce
FUNDAMENTOS DE GEOUÍMICA Ciencia B(e es$(dia la com%osici!n B(ímica de la TierraH s( dis$ri,(ci!n ' a,(ndancia de elemen$os B(ímicos *incl('endo a los is!$o%os) en minerales0 rocas0 s(elos0 a.(a ' a$m!sferaH así como las ca(sas de la dis$ri,(ci!n ' la circ(laci!n de es$os elemen$os en la na$(rale3a en ,ase a las %ro%iedades de s(s <$omos e iones" Es$a ciencia se enc(en$ra li.ada con las ciencias de la Tierra0 ' en es%ecial0 con la cris$alo.rafía0 mineralo.ía0 %e$rolo.ía0 #idrolo.ía ' clima$olo.íaH %ero la con$in(a eol(ci!n B(e e=%erimen$a la e=%loraci!n %lane$aria #a s(%(es$o B(e la .eoB(ímica am%líe s(s cam%os de es$(dio" Los %ro,lemas B(e %rinci%almen$e anali3a la .eoB(ímica son el ori.en ' la a,(ndancia de los elemen$os B(ímicos en el (nierso0 n(es$ra .ala=ia0 sis$ema solar ' s(s %lane$asH s( dis$ri,(ci!n en a$m!sfera0 #idrosfera0 cor$e3a0 man$o ' n4cleo $erres$reH los elemen$os ' .r(%os i!nicos %resen$es en las es$r(c$(ras cris$alinas de las dis$in$as fases mineralesH las reacciones B(ímicas B(e carac$eri3an los dis$in$os %rocesos me$am!rcos ' %rod(cen la desa%arici!n de cier$as es%ecies minerales en faor de o$ras n(easH el $rans%or$e de elemen$os B(ímicos en disol(ci!n %or acci!n de a.(as me$e!ricas0 s(,$err
La consideraci!n de la .eoB(ímica como ciencia es m(' recien$e0 no es #as$a %rinci%ios del si.lo c(ando los %e$r!lo.os de ori.en escandinao:" M" Goldsc#mid$ ' " E" EsJola0 llean a ca,o los es$(dios %ioneros en es$e cam%o ' es$a,lecen los %rinci%ios B(e ri.en los cam,ios %resen$es en las reacciones me$am!rcas"
EsJola .e!lo.o nland7s *16K1>9) es$(dia el eB(ili,rio de las fases minerales %resen$es en las rocas me$am!rcas del esc(do escandinao0 así como las facies B(e %resen$an" En s(s es$(dios0 isl(m,ra la relaci!n e=is$en$e en$re la com%osici!n B(ímica ' mineralo.ía de las rocas0 de manera B(e (na e3 alcan3ado el eB(ili,rio de las mismas0 s( %osi,le com%osici!n mineral s!lo es$a con$rolada %or la com%osici!n B(ímica" En la ac$(alidad se sa,e B(e la e=is$encia de (na fase mineral de%ende de o$ras m(c#as aria,les como %or e+em%lo la %resi!n ' la $em%era$(ra" La a%arici!n de n(eas $7cnicas de es$(dio como la difracci!n de los ra'os *denida %or Ma= :on La(e0 en 11-)0 %ermi$e a Goldsc#mid$ *B(ímico ' %e$r!lo.o escandinao) denir en 1-1 la %rimera clasicaci!n .eoB(ímica de los elemen$os B(ímicos0 con el es$a,lecimien$o de la es$r(c$(ra cris$alina de m
La .eoB(ímica %resen$a n(merosas a%licaciones en diferen$es ramas de la .eolo.ía0 así como con o$ras ciencias" s$e es el caso de la as$ronomía0 en la c(al la .eoB(ímica %ro%orciona (na ines$ima,le a'(da en la de$erminaci!n de la a,(ndancia rela$ia de los diferen$es elemen$os B(e e=is$en en la Tierra0 la L(na ' el res$o de los %lane$as del sis$ema solarH así como la de$erminaci!n de la edad radiom7$rica de me$eori$os ' rocas %resen$es en la cor$e3a $erres$re0 median$e la es$imaci!n de s(s concen$raciones rela$ias en de$erminados elemen$os radiac$ios" Geoquímica orgánica
Con el $7rmino de .eoB(ímica or.
d(ran$e la .7nesis de cier$os de%!si$os sedimen$arios" /a' B(e $ener en c(en$a B(e los or.anismos ios concen$ran de$erminados com%(es$os B(ímicos0 como %or e+em%lo los car,ona$os B(e cons$i$('en las conc#as de mol(scos ' %ar$es esB(el7$icas de or.anismos s(%erioresH o los a34cares ' %ro$eínas B(e ac(m(lan las %lan$asH c('a concen$raci!n llea como consec(encia la formaci!n de (n $i%o de de%!si$o denominado ,io.7nico" Al.(nos de ellos %resen$an (n .ran in$er7s econ!mico0 ' la .eoB(ímica es$(dia $odos los as%ec$os relacionados con s( formaci!n0 enriB(ecimien$o ' e=%lo$aci!nH $al es el caso de los de%!si$os de fosfori$a0 cali3a0 dolomía0 car,!n ' %e$r!leo" Geoquímica ambiental
&ama de la .eoB(ímica oc(%ada de los een$os li.ados al en$orno del ser #(mano0 B(e afec$an direc$amen$e a la sal(d %4,lica" E=is$en elemen$os ' com%(es$os B(ímicos *como el %lomo o el ni$ra$o) de c('a concen$raci!n0 a4n en %eB(eas can$idades0 %resen$an (na .ran $o=icidad o res(l$an enormemen$e cancerí.enos %ara el or.anismoH losoli.oelemen$os *?4or0 co,al$o0 níB(el0 e$c")0 %or el con$rario0 son esenciales %ara el or.anismo en %eB(eas can$idades0 mien$ras B(e el a(men$o en s( concen$raci!n los conier$e en $!=icos" El es$(dio de s( concen$raci!n en el a.(a se #ace im%rescindi,le %ara es$a,lecer el .rado de con$aminaci!n o la %o$a,ilidad" El s(s$ra$o rocoso im%rime .ran %ar$e de las carac$erís$icas B(ímicas de (n s(elo0 s(s elemen$os0 la e.e$aci!n B(e a a desarrollar ' los iones en disol(ci!n de las a.(as s(,$err
Es$a rama $iene (n im%or$an$ísimo %a%el en .eolo.ía" El enriB(ecimien$o ' em%o,recimien$o en cier$os is!$o%os radiac$ios de de$erminadas s(s$ancias0 ' el conocimien$o de las concen$raciones rela$ias de s(s masasH %ermi$e el conocimien$o e=ac$o de la an$i.edad corres%ondien$e a las rocas B(e los con$ienen0 ' en ocasiones0 em%learlos como .eo$erm!me$ros" or e+em%lo0 la medida de la %ro%orci!n en$re los is!$o%os de o=í.enoK1> ' o=í.enoK1 %resen$e en el car,ona$o c
B(e se encon$raron los mares en aB(ella 7%oca" Median$e es$e m7$odo0 se #a %odido ded(cir las ariaciones B(e %resen$aron los oc7anos d(ran$e ' en$re las dis$in$as .laciaciones0 median$e el anH en$re el (ranioK-6; ' el %lomoK-@H o la e=is$en$e en$re el %o$asioK9 ' el ar.!nK9" Cada (no de es$os casos $iene (na elocidad de desin$e.raci!n carac$erís$ica0 en el %rimer caso la ida media del U-6 es de 9";1 m"a"0 la del U-6; de @16 m"a" ' el caso del 89 1"6 m"a" La %ec(liaridad %or la c(al cada elemen$o radio.7nico %resen$a (na ida media de desin$e.raci!n diferen$e0 carac$eri3a a cada elemen$o %ara (n de$erminado (so" Los m7$odos ,asados en is!$o%os de (ranio son los m
Las $7cnicas de an
%rod(c$o de sol(,ilidad cons$i$('e la ,ase $e!rica de $oda B(ímica analí$ica c(ali$a$ia" La de$erminaci!n c(an$i$a$ia de (na s(s$ancia o de (n ion con$enido en (n de$erminado %rod(c$o o en (na disol(ci!n0 %(ede reali3arse de dos maneras2 .raim7$ricamen$e ' ol(m7$ricamen$e" Los m7$odos .raim7$ricos se ,asan en $ransformar la s(s$ancia o ion en (na n(ea s(s$ancia insol(,le0 B(e se aísla en es$ado %(ro ' se %esaH el c
Son (n $i%o de $7cnica de iden$icaci!n mineral c(an$i$a$ia m(' sencilla0 de manera B(e los ensa'os se reali3an de forma direc$a so,re la %ro%ia m(es$ra" Los ensa'os m
Es$os ensa'os de$erminan c(ali$a$ia ' c(an$i$a$iamen$e la com%osici!n mineral0 median$e el em%leo de reac$ios *normalmen$e
clorídrico des%rendiendo /-S *s(lf(ro de #idr!.eno)0 .as con (n carac$erís$ico olor a %odrido" Los !=idos de man.aneso al ser dis(el$os ' calen$ados con
El an elemen$os dis$in$os %rinci%almen$e me$ales" La a%licaci!n de los m7$odos es%ec$rosc!%icos %ermi$e o,$ener da$os so,re los com%onen$es de la ma$eria0 $ales como la com%osici!n mineral o la dis$ri,(ci!n de los elemen$os es$r(c$(rales" Al.(nos de es$os m7$odos son la ?(orescencia de ra'os 0 la microsonda elec$r!nica0 la es%ec$rosco%ía de l(3 isi,le0 (l$raiole$a0 infrarro+os0 la es%ec$rosco%ía &aiman0 la resonancia ma.n7$ica n(clear0 la resonancia %arama.n7$ica elecr!nica0 e$c"