Ciències i Tecnologia II: Història i estructura de la Terra

Història de la Terra

Ciències i tecnologia IIT 1.1 Historia de la Terra
La Terra té una edat aproximada de 4550 Ma

Esdeveniments clau en la història de la Terra

Alguns esdeveniments clau en la historia de la Terra
Diferenciació planetària
Formació de la Terra i la
Lluna (~4550-4527 Ma)
Aparició dels cianobacteris
> fotosintesi al fons marí
(3500 Ma)
Inici de la Tectónica de
plaques (3200 Ma)
Oxigenació de
l'atmosfera per saturació
dels oceans (2300 Ma)
Fauna ediacariana:
primers "animals" (635 Ma)
Explosió del Cambrià
(543 Ma)
Primeres plantes
terrestres (470Ma) i
Carbonífer: boscos i
insectes (360 Ma)
P-T
Aparició dels dinosaures
(230 Ma)
K-T
Increment dels mamifers
i apariciò de l'ésser humà

Estructura de la Terra

T 1.2 Estructura de la Terra
Estructura general de la Terra

Components de la Terra

Conjunt de tota l'aigua que hi
ha a la terra. A la superfície,
subterrània o a l'aire; líquida,
sòlida o gasosa
Aigua
Aire
Capa externa que envolta la
Terra, constituïda per gasos
(78% Nitrogen, 21% Oxigen ... )
Hidro-
Atmo-
-sfera
Geo
Éssers vius
Roques
Capa solida formada per
minerals i roques . Des de la
superfície fins al centre.
Bio-
Capa on es troben els éssers
vius. Des del fons dels
oceans fina a 10km per sobre
del nivell del mar

Formació de la Terra

1. Formació d'un disc protoplanetari al voltant d'un
   sol primigeni, esta en gravetat
2. Acreació planetaria, hi ha una alta radioactivitat i
   impactes que produeixen:
3. Fusió de l'interior del protoplaneta causant
   diferenciació planetaria

Diferenciació planetària

Què és la diferenciació planetària?
Conjunt de processos pels quals un cos
protoplanetari inicialment "homogeni",
format per material primordial, es separa
en capes amb diferents propietats
químiques i/o físiques. Si un cos planetari
és prou gran, desenvoluparà un nucli, un
mantell i una escorça.
Durant la diferenciació planetària, els
elements tendeixen a concentrar-se en
diferents capes de la Terra en funció de
les seves afinitats
quimiques
i
propietats.
Diferenciació planetària

Classificació de Goldschmidt

La classificació de Goldschmidt
1
2
1
He
3
4
6
7
9
10
2
Li
BE
C
O
F
Ne
11 12
13
16
18
3
Na Mg
S
P
S
C
Ar
19
21
22
23
25
2
28
31
32
33
34
36
4
K
Ca
SC
Tİ
V
Cr
37
38
39
40
41
42
Rb
Y
Zr
Nb
Mo
TC
Cd
In
Sn SD
Te
Xe
6
*
Cs
Ba
Ht
W
87 88
**
Rf |Db
Sg Bh
HS
Mt DS Rg |Cn Uut FI Uup Lv Uus Uud
*
57
58
59
60 61 62 63
64
65
67
68
70 71
La
Ce Pr
Nd Pm Sm Eu |Gd
Tb Dy Ho
Er Tm
Yb Lu
89
90 91
92
93 94
95 96 97
98 99 100 101 102 103
Es Fm Md No Lr
AC
Th
Pa
U
Np Pu Am Cm Bk |Cf
Chalcophile
Atmophile
Synthetic
Litòfils: afinitat pels silicats.
Sideròfils: afinitat pel ferro
Calcòfils: afinitat pels
calcògens (S, Se, Te, Po)
(formant sulfurs)
Atmòfils (o volàtils): molt
lleugers, típicament en estat líquid
o gasós en superfície.
PLANETARY EMBRYO
PLANETARY EMBRYO &
HI ATOMSPHERE
MODERN EARTH
Goldschmidt
classification:
Lithophile
Siderophile
Hq
TI
Pb
B
Po
At
Rn
104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118
7
Fr Ra
72
74
76
79
80
81
82
83
84
85
86
55 56
73
75
45
47
48
49
50
51
52
54
5
20
24
26
29
35
Cu
Ga
Ge
As
Se
Br
Kr
43
46
53
SI
Ag
-
Ta
AU
5
8
B
N
14
15
17
AI
30
Zn
Victor Goldschmidt (1888-1947)
Els element mes habituals de l'escorca terrestre
són: Ca (calci), K (potassi), O (oxigen) Na (sodi), Si
(silici), Mg (magnesi) i Al (Alumini).

Classificació de l'estructura de la geosfera

***Hi ha dos maneres de classificar l'estructura de la geosfera:
•
segons la seva composició
•
Segons el comportament reològic: com es deformen o flueixen quan són sotmesos a una força

Estructura de la geosfera segons la composició

Segons la seva composició
Escorça
•
és la capa més superficial
•
Gruix variable
Granit
Escorça continental
•
gruix: aprox. 20 a 70 km
ESCORÇA
•
Tot tipus de roques (ignes, metamorfiques, .
sedimentàries
Més densa i jove
•
Principalment roques ignies (basats,
gabres)
-700km (
O, Si, Mg, Fe, Ca
Mantell
•
des de la base de l'escorça a 2900 km de
profunditat
MANTELL
2900km (
•
El mantell té una elevada concentració d'oxigen,
silici, magnesi, formant típicament unes roques
anomenades peridotites
5150km (
Fe, Ni, S, O, Si
Nucli
6370 km
•
capa més interna i molt densa
NUCLI
•
Des dels 2900km fins al centre de la Terra
(6370km)
•
Composta principalment per aliatges de ferro i
níquel
•
Es coneix la composició per els meteorits
Pallassita
•
Ones S: moviment de puja i baixa,
no es propaguen per medis líquids
•
Ones superficials: com ones i
desplaçament lateral
Menys densa i més antiga
•
gruix: aprox. 3 a 10 km
-100 km
Escorça oecànica
Basalt
O, Si, Ai, Fe, Ca, Na, Mg, K
Gres
Nucli extrem
Astenosfera
•
Es dedueix l'estat de les capes de la
terra segons el moviment de les ones,
hi han 3 tipus de onades:
ones P: empeny el material
•
Peridotita
en basalt

Comportament reològic de la geosfera

Segons el comportament reologic
Litosfera
•
Capa més superficial i de gruix variable: ~ 5 km (oceans) fins als 150-200 km de
profunditat (continents)
Inclou l'escorca i els primers quilometres del mantell, formant les plaques
tectoniques
•
Solida amb comportament rigid i fragil.
Ocean
•
En superfície: Processos de meteorització, erosió, transport i sedimentació.
m (60 mi)
LITOSFERA
•
Entre els 100-700 km de profunditat
9 (430 mi)
•
Seguix sent sòlida (0.1% de fusió)
ASTENOSFERA
•
Aquesta fusió fa que l'asternosfera tingui un comportament dúctil, facilment
el desplaçament de les plaques tectoniques (arrossega la litosfera)
(1800 mi)
Mantell inferior
MANTELL
INFERIOR
(MESOSFERA)
•
Des dels 700 km fins als 2900km de profunditat
•
Entre 1600 i 2400 C de temperatura
•
Capa sòlida, però amb deformació dúctil
•
S'hi generen corrents de convecció que son els responsables del moviment de les
plaques tectoniques
: (3200 mi)
NUCLI EXTERN
•
Dels 2900km als 5150 km de profunditat
•
És l'unica part de l'interior de la Terra que és liquida
•
El seu moviment genera el camp magnetic terrestre
(genera un escut protector que protegeix del vent solar i
permet perservar l'atmosfera).
(3960 ml)
NUCLI INTERN
Nucli intern
•
part més interna
•
Arriba als 5400- 6000 C, temperatura molt alta a
causa de la preciosos també alta, guanya la pressió
per aixó es sòlid.
•
Es sòlid
Generat pel moviment
de les partícules de Fe
al nucli intern, resultat
de les turbulències que
es generen al nucli
extern pel refredament
del nucli intern.
El nord magnetic no
coincideix amb el nord
geogràfic, varia de
posició al llarg del temps
Camp magnetic
terrestre:

Geodinàmica interna

T 1.3 Geodinamica interna
La Terra en un inici esta unida, s'anomenava Pangea amb els anys s'ha convertit en com es ara, en la historia s'ha intentat esbrinar aquest fenomens.
Tectonica de plaques.
Des de 1889 fins 1909 estava la teoria de que la terra s'anava expandint i es separava però no hi havia cap tesis que funciones. (Charles Darwin, Roberto
Mantovani)

Teoria de la Deriva Continental

L'any 1912 el cientific Alfred Wegger va fer la teoria de la Deriva Continental, en aquesta tesis hi havien les següent evidencies de que la terra en un principi
estava unida i es va anar desplaçant:

• geogràfiques (s'observa com la terra encaixa)
• Geologiques (mateix tipus de roques en diferents continents)
• Paelontologiques (fosils iguals)
• Paleoclimatiques (mateix clima)

Evidències de la Tectònica de Plaques

EVIDENCIES DE LA TECTONICA DE PLAQUES
1. Batimetria dels fons oceanics:
existència de grans serralades
(dorsals oceaniques) al fons dels
oceans i profundes fosses
abissals a alguns marges
continentals. Marie Tharp geologa
i oceanografa va descobrir les
dorsals marines i va fer un mapa
del fons marins.
2. Paleomagnetisme i
edat de les roques:
canvis de polaritzat
magnetica als fons
marins, simètrica a les
dorsals oceaniques.
3. Sismicitat:
concentració de
terratrèmols en zones
de formació i sobretot,
subducció de
plaques.
4. Vulcanisme:
concentració d'erupcions
volcaniques en xinès de
formació i sobretot, de
subducció de plaques.
També en zones de rift.
The pattern of anomalies
is symmetrical, relative
to mid-ocean ridges.
Canada
TUreted
States
Crest of
Juan de Fuca
Crest of
Gorda Ridge
(e) A map showing areas of positive anomalies (dark) and
negative anomalies fight) off the west coast of North America.
The pattern of anomalies resembles candy-cane strips.
Dorsal oceánica
Punto
caliente
Océano
Arco
insular
Astenosfera
Mesosfera
Continente
Capa D"
Núcleo externo
Destrucción
Núcleo interno
do piaca
Solid
Solid
Líqulid
Solid
Semifosa
Zona de separación
o divergencia
Fosa oceánica
Cordillera marginal
-
Dorsales oceânicas
Placa oceánica
Placa continental
-
-
--
Zona de
subducción
Zona de
deslizamiento
o transcurrente
Movimiento del magma en el
manto superior
Zona de contacto
o convergencia
Piuma
de
1 Comments
convencidosLimits divergents o constructius

Límits divergents o constructius

• Límit entre 2 plaques litosfèriques que se separen
• Construcció de placa per vulcanisme, començant per un rif
  continental i formant finalment grans dorsals oceaniques
• Hi ha sismes, però de menor magnitud
• Ex: Mar Roig

Límits convergents o destructius

Limits convergents o destructius
•
Límit entre 2 plaques litosfèriques que xoquen
•
Formació de muntanyes, arcs d' illes o destrucció de la
placa per subducció

Tipus de límits convergents

1. Placa oceanica - placa oceanica:

• Una placa oceanica subdueix sota l'altra
• Es produeix fusió parcial de la placa que subdueix i es
  generen arc d' illes
• Ex: Japó

1. Placa oceanica - placa continental

• La placa oceànica (més densa) subdueix per sota la placa
  continental (mens densa)
• Es formen grans fosses oceaniques al limit entre plaques i
  serralades d' arcs volcanics a la placa continental.
• Elevada sismicitat i activitat volcanica
• Ex: Andes

1. Placa continental - placa continental

• Principal mecanisme de formació d'orògens (muntanya)
• Es generen terratrèmols
• Alta sismicitat
• Ex: Himalaia

Límits transformats o conservatius

Limits transformats o conservatius
•
Límit entre 2 plaques litosfèriques que es desplacen lateralment entre elles
•
Genera grans terratrèmols
•
Ex: Falla de San Andres
Juan de Fuca
Pigeo del
Poco del
Plate
Poca
tudomorcona
Placa
Nosce
Plate
Falles transformants
Divergents o constructius > dorsals oceaniques
Placa oceanica-oceanica > arcs d'illes
De subducció
Actius
Convergents
Placa oceanica-continental >
serralades d'arc
volcanic + fosses
oceaniques
De col.lisió entre placa continental-continental > grans orògens
Transformants o conservatius > falles transformants
Passius
Dorsals oceàniques
Placa euroasiática
Subplaca
Placa
norteamericana
Placa de
Juan de Fuca
Placed
Placa del
Carlbe
Placa
africana
Ilping
Ploco del
Pacifico
Placa de
Cocos
Subplaca
Ploca
sudamericana
Placa de
Nazce
Placa
australiana
Poca de Scania
Maca antártica
Límits convergents
Cartoza oceânica
Litecfors oceanica
Asterestes
placa oceanica -placa oceanica
Arco wLMLO
cordnertal
Ourteca ovebrisa
Certeza contrerest
continenta
Achonoctera
placa oceanica -placa continental
Lostera
Coniner tal
placa continental -placa continental
Mocą antártica
MARGES