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7/17/2019 Ciencias de la Tierra
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Universidad Nacional AutnomaUniversidad Nacional Autnomadede Honduras Honduras
Escuela de FsicaEscuela de Fsica
Ciencias de la Tierra FS-001Ciencias de la Tierra FS-001I Perodo !01"I Perodo !01"
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Introduccin a la #eolo$aIntroduccin a la #eolo$aCa%tulo ICa%tulo I
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Ciencias de la TierraCiencias de la TierraSon las ciencias que estudian principalmente laSon las ciencias que estudian principalmente la
estructura, evolucin y dinmica de la Tierra,estructura, evolucin y dinmica de la Tierra,constituyendo una herramienta para explotar de maneraconstituyendo una herramienta para explotar de manerasostenible los recursos naturales.sostenible los recursos naturales.
As como entender los procesos naturales como ser losAs como entender los procesos naturales como ser losprocesos ssmicos, meteorolgicos y volcnicos queprocesos ssmicos, meteorolgicos y volcnicos que
amenazan la vida del hombre.amenazan la vida del hombre.
ntre las ciencias de la tierra podemos mencionar!ntre las ciencias de la tierra podemos mencionar!Hidrogeologa,Hidrogeologa, estudia el agua subterrnea"estudia el agua subterrnea"HidrologaHidrologa, estudia el agua en la super#cie", estudia el agua en la super#cie"
Climatologa,Climatologa, estudia el clima en el pasado y presente"estudia el clima en el pasado y presente"GeofsicaGeofsica, estudia la tierra desde el punto de vista $sico", estudia la tierra desde el punto de vista $sico"MeteorologaMeteorologa, estudio de la atms$era", estudio de la atms$era"GeologaGeologa, estudia las rocas, subsuelo, terremotos, volcanes y, estudia las rocas, subsuelo, terremotos, volcanes y$siles.$siles.
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%eologa
Cundo habr otra
erupcin?Cundo habr otro
terremoto? Qu
magnitud tendr elsiguiente
terremoto?
Cundo habr otro
perodo glacial?
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#eolo$a Fsica#eolo$a Fsica
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Un Planeta &in'mico +a Tierra es un planeta dinmico algunos cambios son
rpidos y violentos y otros lentos, a di$erencia de la+una cuya super#cie es la misma que hace .///millones de a0os.
+a dinmica terrestre es doble! externa e interna.
1odi#ca tanto el exterior del planeta 2paisa'e3, comolas condiciones y materiales del interior.
()ules son e'emplo de cambiosinternos y externos*
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(a $eolo$a el )om*re + el medio am*iente xisten numerosas relaciones importantes entre la
humanidad y el entorno natural entre ellas encontramos!
+os procesos geolgicos tienen un impacto sobre laspersonas y adems la humanidad tiene in4uencia sobre losmismos, (e'emplos*
rupcin de volcanes, terremotos, deslizamientos, entre otros.
()undo se vuelven peligrosos estos eventos*
+os recursos naturales, (e'emplos* Agua, suelo, minerales, energa, entre otros" la %eologa
aborda la $ormacin y existencia de estos recursos naturales.
1ane'o y sostenibilidad de los recursos naturales,crecimiento de la poblacin atenta contra la sostenible.
)uestionamientos ambientales derivados del accionarhumano.
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(os riesgos geolgicos son procesosnaturales slo se convierten en ries$oscuando las %ersonas intentan vivir dondeestos %rocesos tienen lu$ar,
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ese.as Histricas de la #eolo$aese.as Histricas de la #eolo$a+a naturaleza de nuestro planeta 2materiales y procesos3 ha+a naturaleza de nuestro planeta 2materiales y procesos3 ha
sido ob'eto de estudio durante siglos y se remonta a lossido ob'eto de estudio durante siglos y se remonta a losgriegos, hace 5,6// a0os!griegos, hace 5,6// a0os!
AristtelesAristteles, 2#lso$o griego de la dad 1edia3 las rocas haban sido, 2#lso$o griego de la dad 1edia3 las rocas haban sidocreadas ba'o la in4uencia de estrellas, los terremotos debido a lacreadas ba'o la in4uencia de estrellas, los terremotos debido a la$uerza del aire que entraba, se calentaba y luego se escapaba en$uerza del aire que entraba, se calentaba y luego se escapaba en$orma explosiva al en$rentarse a un pez $sil.$orma explosiva al en$rentarse a un pez $sil.
7o se bas en observaciones ni experimentos sino en opiniones7o se bas en observaciones ni experimentos sino en opinionesarbitrarias.arbitrarias.
Catastrosmo,Catastrosmo, 2Siglo 89:, ;ames a.). asegurando que los paisa'esla Tierra $ue creada en el >//> a.). asegurando que los paisa'eshaban sido $ormados por grandes catstro$es 2rpidas y violentas3.haban sido $ormados por grandes catstro$es 2rpidas y violentas3.
)atstro$e ? corta vida de la Tierra.)atstro$e ? corta vida de la Tierra.
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stos procesos del pasado no tendrn la mismastos procesos del pasado no tendrn la mismaimportancia y velocidad en el presente y $uturo.importancia y velocidad en el presente y $uturo.:ncluso algunos no se observan en la actualidad sin:ncluso algunos no se observan en la actualidad sinembargo hay evidencias que existieron.embargo hay evidencias que existieron.
EjemploEjemplo,,
)lculos indican que el continente norteamericano)lculos indican que el continente norteamericano
est disminuyendo su altura a 6 cm cada ///est disminuyendo su altura a 6 cm cada ///a0os. s decir, en // millones de a0os lasa0os. s decir, en // millones de a0os lasmonta0as disminuiran 6/// m.monta0as disminuiran 6/// m.
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Naturale/a de la Investi$acin
Toda laciencia se basa en la suposicin de que el mundo secomporta de una manera constante y predecible.
l objetio general de la ciencia es descubrir los modelosen la naturaleza y usar ese conocimiento para hacer
predicciones dependiendo de los hechos y circunstancias. @or e'emplo, los gelogos pueden predecir los sitios ms
$avorables para la exploracin de petrleo en un sitio,conociendo la composicin del subsuelo.
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Hiptesis, es una explicacin provisional, no probada. Antesde ser aceptada como conocimiento cient#co deber desometerse a pruebas y anlisis ob'etivos, sino deber de serdescartada 2la Tierra es el centro del universo3.
Teora, una hiptesis puede elevarse a teora cuando hasobrevivido a una comprobacin intensiva y ha sido aceptada.
l m=todo cient#co no es una receta estndar implicaconocimiento, creatividad e intuicin.
Sin embargo, podemos resumir el mtodo cientfco en lassiguientes etapas! recopilacin de datos por medio de la observacin y la
medida, desarrollo de una o varias hiptesis que expliquen esos datos, desarrollo de observaciones y experimentos para probar la2s3
hiptesis2s3, aceptacin, modi#cacin o rechazo de las hiptesis luego delas pruebas correspondientes.
-asta las teoras ms convincentes siguen siendo soloexplicaciones simpli#cadas.
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ri$en + eri$en + evolucin tem%rana de lavolucin tem%rana de la
TierraTierra+os terremotos y erupciones recientes representan slo+os terremotos y erupciones recientes representan slolos <imos acontecimientos por medio de los cuales ellos <imos acontecimientos por medio de los cuales elplaneta Tierra alcanz su actual $orma y estructura.planeta Tierra alcanz su actual $orma y estructura.
stos procesos se pueden entender me'or en el contextostos procesos se pueden entender me'or en el contextode acontecimientos muy anteriores en la Tierra.de acontecimientos muy anteriores en la Tierra.
)omo todas las hiptesis cient#cas, el escenario de la)omo todas las hiptesis cient#cas, el escenario de la
$ormacin del sistema solar que a continuacin$ormacin del sistema solar que a continuacinabordaremos, esta su'eto a revisin e incluso al rechazoabordaremos, esta su'eto a revisin e incluso al rechazoabsoluto. Sin embargo hoy da este escenario es laabsoluto. Sin embargo hoy da este escenario es laexplicacin ms ampliamente aceptada en el ambienteexplicacin ms ampliamente aceptada en el ambientecient#co.cient#co.
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l ig ang
sta historia comienza hace B,/// millones de a0os con elig ang, una explosin que lanz al exterior toda lamateria del universo a velocidades increbles. )asi latotalidad de la materia estaba compuesta por hidrgenoy
helio" luego los restos de la explosin comenzaron aen$riarse, condensarse en las primeras estrellas y galaxias.
+os investigadores han deducido que la Tierra y el resto delos %lanetas se ormaron a la misma ve/ + de lamisma materia 2ue el Sol debido a la naturalezaordenada del sistema solar.
+a hiptesis de la nebulosa primitiva sugiere que loscuerpos de nuestro sistema solar se $ormaron a partir deuna enorme nube en rotacin denominada nebulosahttp://www.outube.com/watch?!"p#n$%!&t's
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ormacin del Sistema Solar de acuerdo a laormacin del Sistema Solar de acuerdo a lahiptesis de la nebulosa primitiva!hiptesis de la nebulosa primitiva!
+os planetas los podemos dividir en dos!+os planetas los podemos dividir en dos! 4 %lanetas4 %lanetasinterioresinteriores contienen poca cantidad de gases ligeroscontienen poca cantidad de gases ligeros2hidrgeno y helio3. Cebido a las altas temperaturas estos no2hidrgeno y helio3. Cebido a las altas temperaturas estos no
podan acumular estos gases y estos $ueron barridos porpodan acumular estos gases y estos $ueron barridos porvientos solares.vientos solares.
Al contrario a losAl contrario a los 4 %lanetas e5teriores4 %lanetas e5teriores 2;&piter, Saturno,2;&piter, Saturno,
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ormacin del Sistema Solar de acuerdo a lanebulosa primitiva!
1. Colapso
gravitacional de
la nebulosa
2. Contraccin de
nebulosa
4. Colisiones y unin de
partculas
3. Enfriamiento y
condensacin
5. Formacin de
planetas.
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%&nde estamos en el 'niverso(
%rupo +ocal
%alaxias
)lasi#cacin de galaxias seg&n su
$orma!
lipse spiral
:rregulares
)lasi#cacin seg&n la cantidad de estrellas!
peque0as 2/D3
grandes 2/53
Va
Lctea es
un
miembrodel Grupo
Local.
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6&nde estamos en el Universo76&nde estamos en el Universo7
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lanetas Enanos: Plutn(considerado planeta
hasta )**$+, Eris, Makemake, Haumea Ceresson
cuerpos con -orma es-rica &ue no tienen la
su-iciente masa para haber atrado o epulsado
todos los cuerpos a su alrededor.
!at"lites: cuerpos maores orbitando
los planetas. %emplo, la luna en la
0ierra, 1anmedes en 23piter 0itn
en 4aturno, entre otros.
#steroides: cuerpo rocoso
carbonceo o metlico &ue
orbita alrededor del 4ol.
http://wzus1.search-results.com/r?t=a&d=apn&s=zuk&c=p&app=aoth&ti=1&ai=30751&l=dis&o=14899&sv=0a652921&ip=ba02905b&cu.wz=0&u=http%3A%2F%2Fwww.ugis.it%2Fpic%2Fluna.jpghttp://wzus1.search-results.com/r?t=a&d=apn&s=zuk&c=p&app=aoth&ti=1&ai=30751&l=dis&o=14899&sv=0a652931&ip=ba02905b&cu.wz=0&u=http%3A%2F%2Fwww.conquista-cosmos.com%2Fpluton.jpghttp://wzus1.search-results.com/r?t=a&d=apn&s=zuk&c=p&app=aoth&ti=1&ai=30751&l=dis&o=14899&sv=0a652929&ip=ba02905b&cu.wz=0&u=http%3A%2F%2Fwww.astrosurf.com%2Fastro_virtu%2Fimages%2Fjpg%2Fasteroid.jpg7/17/2019 Ciencias de la Tierra
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Una visin de la TierraUna visin de la Tierra
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-idros$era s la masa de agua dinmica que esta en
movimiento continuo evaporndose de los oc=anosa la atms$era, precipitndose a la Tierra yvolviendo de nuevo a los oc=anos por medio de losros y de las aguas subterrneas.
l agua hace &nicoa nuestro planeta.
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Atms$era )apa gaseosa, delgada y tenue que rodea la
Tierra, la mitad se encuentra en los primeros B.EFm y el G/H se encuentra antes de una altura deE Im desde la super#cie de la Tierra.
7os proporciona el aire que respiramos, proteccindel calor solar y de las peligrosa radiacionesultravioletas.
+os intercambios de energa entrela atms$era y la super#cie de la Tierra
y la atms$era y espacio produce los e$ectos
del tiempo y clima.
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ios$era :ncluye toda la vida en la Tierra, est concentrada
cerca de la super#cie en una zona que se extiendedesde el suelo ocenico hasta varios Iilmetrosdentro de la atms$era.
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Tierra Slida J +itos$era sta se re#ere a la Tierra excluyendo la atms$era
e hidrs$era. l t=rmino puede inducir a con$usinpues incluye buena parte del interior de la Tierraque no se comporta como un slido rgido enescalas de tiempo humanas ni mucho menos aescalas de tiempo geolgicas.
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+a Tierra como sistema+a Tierra como sistema
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(Ku= es un sistema*
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n nuestro sistema vemos la interaccin entrees$eras!
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uentes de nerga que Alimentan elSistema
. l Sol, el sistema Tierra obtiene su energa del Sol que impulsalos procesos externos en la! Atms$era
-idros$era
+a super#cie de la Tierra.
5. l interior de la Tierra, el calor que queda de cuando se $ormel planeta y el calor que esta siendo continuamente generado porla desintegracin radioactiva impulsan los procesos internos queproducen los volcanes, terremotos y monta0as.
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Tiempo %eolgicoTiempo %eolgico
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Huttonentre otros persona'es que reconoci que el tiempogeolgico era extremadamente largo, no tena m=todosdirectos para determinar con precisin la edad de la Tierra.
#$%&, descubrimiento de la radioactividad para la datacin.
#%'(, primer intento de utilizar la radioactividad para ladatacin.
+uego de las investigaciones y desarrollo de laradioactividad ahora se pueden asignar $echas con muchaprecisin.
+os gelogos y geo$sicos modernos consideran que la edadde la Tierra es de unos >B// millones de a0os.
sta edad ha sido determinada mediante t=cnicas de$echado radiom=trico de material proveniente de
meteoritos y es consistente con la edad de las muestrasms anti uas de material de la Tierra de la +una.
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)a datacin relativa $ escala del tiempo
Siglo 8:8, se desarroll una escala de tiempo geolgico
utilizando la datacin relativa. &atacin relativa, los acontecimientos se colocan en unorden apropiado sin conocer su edad aplicando la ley de lasuperposicin 2super! sobre,positum! situar3 que estableceque la capa ms 'oven se encuentra en la parte superior yla ms antigua en la parte in$erior.
+a )e* de +uperposicin establece el orden de las capas delas rocas pero *+su edad num=rica.
+os $siles, restos o impresiones de la vida prehistrica$ueron esenciales para el desarrollo del tiempo geolgico.
+os $siles son la base del ,rincipio de sucesin bitica,el cual establece que los organismos $siles sucedieronunos a otros en un orden de#nido y determinable y portanto cualquier perodo geolgico puede reconocerse por
su contenido en $siles.
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&atacin relativa&atacin relativa
Para la ma+ora de nosotros al$o o al$uien de :0 a.os esPara la ma+ora de nosotros al$o o al$uien de :0 a.os esmu+ vie3o de 1000 a.os es anti$uo, Sin em*ar$o %ara losmu+ vie3o de 1000 a.os es anti$uo, Sin em*ar$o %ara los$elo$os un acontecimiento de )ace 10 millones de a.os$elo$os un acontecimiento de )ace 10 millones de a.os
es reciente + una roca de esa edad es 3oven,es reciente + una roca de esa edad es 3oven,
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Escala de tiem%o$eol$ico
+as ci$ras representan eltiempo en millones dea0os antes del presente.
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orma de la Tierraorma de la Tierra
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+as ideas relacionadas a la $orma de la Tierra enun inicio estuvieron relacionadas a creenciasreligiosas.
orma de huevo, Antiguos egipcios, $orma de huevo protegido en las
noches por la luna. Gnsticos * msticos cristianos del siglo : y ::,
perciban al cielo y Tierra como un huevo en el centrodel universo y una serpiente enroscada en el huevoque lo entibiaba y protega y adems se alimentabade =l.
eda un sabio cristiano di'o que la Tierra era la yema,la clara el agua, la membrana del huevo por $ueracomo el aire y por ultimo el $uego como la cscara delhuevo.
Forma cuadrada
-eruanos, la Tierra cuadrada, un co$re con un te'ado
donde viva un gran Cios.
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(os Hind;es(os Hind;es
)uatro ele$antes sobre un caparazn de una tortuga)uatro ele$antes sobre un caparazn de una tortuga
y esta sobre las aguas del universo. +osy esta sobre las aguas del universo. +os ma+asma+asdecan lo mismo solo que sobre un cocodrilo endecan lo mismo solo que sobre un cocodrilo enlugar de la tortuga.lugar de la tortuga.
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Hecateo de
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Eratstenes + (a Tierra N P(ANAEratstenes + (a Tierra N P(ANAratstenes, nacido en )irene en el a0o 5L> a.)., yratstenes, nacido en )irene en el a0o 5L> a.)., ymuerto en Ale'andra a los G5 a0os, $ue el primermuerto en Ale'andra a los G5 a0os, $ue el primercient#co de la historia de la -umanidad en medircient#co de la historia de la -umanidad en medir
con bastante precisin, la circun$erencia de nuestrocon bastante precisin, la circun$erencia de nuestroplaneta.planeta.
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6Cu'l es la orma de la Tierra76Cu'l es la orma de la Tierra7
#eoide#eoide
Se denominaSe denomina $eoide$eoide 2$orma que tiene la Tierra3 al2$orma que tiene la Tierra3 alcuerpo de $orma casi es$=rica aunque con un ligerocuerpo de $orma casi es$=rica aunque con un ligeroachatamiento en los polos.achatamiento en los polos.
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structura :nterna de lastructura :nterna de laTierraTierra
F i d l t t d l
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Formacin de la estructura en ca%as de laTierra
El aumento constante de /emperatura, $ue provocado por!el impacto de los restos de la nebulosa. la desintegracin de
los elementos radioactivos. A //Im de pro$undidad latemperatura es de 5// a 5>//M) y en el centro de laTierra puede ser mayor a ED//M).
Calentamiento intenso de la /ierra, el hierro y nquel
comenzaron a $undirse, concentrndose en el centro delplaneta $ormando el n;cleo. ste $ue un rpido procesoen la escala geolgica.
+a capa de roca ms gruesa que se encuentra entre eln&cleo y la corteza es el manto"
-roceso de diferenciacin 0umica, durante el @N:1Nperodo de calentamiento, masas de roca 4otantesascendieron y se solidi#caron en la super#cie, $ormandouna capa delgada denominada corte/a %rimitiva,
sos materiales rocosos, estaban enriquecidos en oxgeno,materiales como silicio, aluminio, y cantidades menores de
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+a corte.a primitia se perdi a causa de la erosin yotros procesos geolgicos.
Se cree que la corteza continental se $orm de
manera gradual durante los <imos >,/// millones dea0os. +a Tierra es un planeta en evolucin cuyoscontinentes han cambiado constantemente de $orma.
+as rocas ms antiguas hasta hoy estn ubicadas alnoroeste de )anad y tienen $echa de >,/// millonesde a0os.
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! < t
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!,
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C ; i d d
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Ca%as se$;n sus %ro%iedadessicas
1, (itosera 33es$era de roca44 )apa externa, rgida y $ra. )omprende corteza y parte alta del manto
superior. spesor de // a 5B/ Im en continentes, en
oc=anos pocos Im. Nocas son ms calientes y d&ctiles a medidaaumenta la pro$undidad.
!, Astenosera33es$era d=bil44
)apa blanda. @orcin superior tiene una peque0a porcin de roca$undida que la separa de la lits$era y esta puedemoverse.
@arte ba'a del manto superior. EE/ Im pro$undidad, capa d&ctil. +a litos$era es capaz de moverse independiente de
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", , N;cleo interno )ompuesto por hierro y nquel. s$era de 5E Im de radio, se comporta como
slido.
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6Cmo conocimos la com%osicin +estructura interna de la Tierra7
(Se han extrado muestras del interior de la Tierra* +a mina ms pro$unda del mundo tiene >Im en
Sud$rica.
+a per$oracin ms pro$unda del mundo es de 5Im
en Nusia.
Se han desarrollado teoras que describen lanaturaleza del interior y que coinciden con los datosde las observaciones.
'emplos!a. +a estructura de las capas de la Tierra, terremotos.b. 1anto, rocas que se originaron en el manto se han
recogido en la super#cie, diamantes.c. 7&cleo meteoritos.
S ? i d l Ti
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Su%er?cie de la TierraSu%er?cie de la Tierra
Se divide en!Se divide en!
a. )ontinentesa. )ontinentesSuper#cies planas que sobresalen por encima del mar.Super#cies planas que sobresalen por encima del mar./Im.)ompuestos de rocas granticas con una densidad de)ompuestos de rocas granticas con una densidad de
5.DgPcm5.DgPcm66..
b. )uencas ocenicasb. )uencas ocenicas @ro$undidad media del $ondo ocenico es de 6.LIm a@ro$undidad media del $ondo ocenico es de 6.LIm a>.BIm.>.BIm.%rosor medio de DIm.%rosor medio de DIm.)ompuesto por rocas baslticas con una densidad de)ompuesto por rocas baslticas con una densidad de6gPcm6gPcm66..
+a corteza continental es menos densa y ms gruesa, es+a corteza continental es menos densa y ms gruesa, esms 4otante ue la ocenica.
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Princi%ales caractersticas de los continentesPrinci%ales caractersticas de los continentesCos categoras! regiones elevadas de roca 2cinturones monta0osos3 yCos categoras! regiones elevadas de roca 2cinturones monta0osos3 yreas extensas 2planas y estables3.reas extensas 2planas y estables3.Cinturones monta5ososCinturones monta5osos, zonas 'venes tienden a ser largos y estrechos, zonas 'venes tienden a ser largos y estrechosy se encuentran en los mrgenes continentales.y se encuentran en los mrgenes continentales.6nterior estable6nterior estable, reas llanas, en el interior de los continentes llamados, reas llanas, en el interior de los continentes llamadoscratonescratones, estos han permanecido estables durante los <imos, estos han permanecido estables durante los <imosE//millones de a0os. Centro de los interiores estables existen zonasE//millones de a0os. Centro de los interiores estables existen zonasconocidas como a.conocidas como a. escudosescudos! regiones extensas y llanas compuestos por! regiones extensas y llanas compuestos porrocas cristalinas de$ormadas" b.rocas cristalinas de$ormadas" b. %lataormas esta*les%lataormas esta*les, escudos, escudoscubiertos por roca sedimentaria.cubiertos por roca sedimentaria.
$usia
%apn
P i i l i d l d ' iP i i l t ti d l d ' i
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Princi%ales caractersticas del ondo oce'nicoPrinci%ales caractersticas del ondo oce'nicol paisa'e es casi tan diverso como el de los continentes. -ayl paisa'e es casi tan diverso como el de los continentes. -aycadenas de volcanes, ca0ones pro$undos, llanuras y largascadenas de volcanes, ca0ones pro$undos, llanuras y largasextensiones de altiplanicies.extensiones de altiplanicies.
Se divide en tres grandes unidades topogr#cas!Se divide en tres grandes unidades topogr#cas! M7rgenes continentalesM7rgenes continentales, es la porcin de $ondo ocenico, es la porcin de $ondo ocenicoadyacentes a las principales masas continentales, incluyendoadyacentes a las principales masas continentales, incluyendoplata$orma continental, talud continental 2marca el lmite entre laplata$orma continental, talud continental 2marca el lmite entre lacorteza continental y ocenica3 y pie de talud 2donde no existencorteza continental y ocenica3 y pie de talud 2donde no existen$osas el talud continental tiene ms inclinacin3.$osas el talud continental tiene ms inclinacin3.
Cuencas oce7nicas profundasCuencas oce7nicas profundas entre los mrgenes, entre los mrgenes
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Cuencas oce7nicas profundasCuencas oce7nicas profundas, entre los mrgenes, entre los mrgenescontinentales y las dorsales ocenicas.
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Ciclo de las ocasCiclo de las ocas