Corteza oceánica (según su edad) 0-20Ma 20-65Ma >65Ma
Corteza continentalEscudos o cratones antiguos Plataformas (escudos con cobertera sedimentaria) Cadenasorogénicas Cuencas tecto-sedimentarias Provincias ígneasCorteza adelgazada (por extensión cortical)
Lageología (delgriego γῆ /guê/, 'Tierra', y -λογία /-loguía/, 'tratado')[1][2] es laciencia natural que estudia la composición y estructura tanto interna como superficial del planetaTierra, y los procesos por los cuales ha ido evolucionando a lo largo deltiempo geológico.[3]
La misma comprende un conjunto degeociencias, así conocidas actualmente desde el punto de vista de supedagogía, desarrollo y aplicación profesional. Ofrece testimonios esenciales para comprender latectónica de placas, la historia de lavida a través de lapaleontología, y cómo fue la evolución de esta, además de losclimas del pasado. En la actualidad, la geología tiene una importancia fundamental en la exploración de yacimientos minerales (minería) y de hidrocarburos (petróleo ygas natural), y la evaluación de recursos hídricos subterráneos (hidrogeología). También tiene importancia fundamental en la prevención y entendimiento defenómenos naturales comoremoción de masas, en generalterremotos,tsunamis, erupcionesvolcánicas, entre otros. Aporta conocimientos clave en la solución de problemas de contaminación medioambiental, y provee información sobre loscambios climáticos del pasado. Juega también un rol importante en lageotecnia y laingeniería civil.
Aunque laminería y laspiedras preciosas han sido objeto del interés humano a lo largo de la historia de la civilización, su desarrollo científico dentro de la ciencia de la geología no ocurrió hasta el siglo XVIII. El estudio de laTierra, en especial lapaleontología, floreció en el siglo XIX, y el crecimiento de otras disciplinas, como lageofísica con lateoría de las placas tectónicas en los años 60, que tuvo un impacto sobre las ciencias de laTierra similar a lateoría de la evolución sobre labiología.
Elpapiro de Turín muestra un boceto de la ubicación de un distrito minero egipcio, alrededor del año 1160 a. C., con la leyenda: «Las montañas donde se lava el oro. Son de este color rojo». El papiro se considera el mapa geológico más antiguo que se conserva en el mundo.Mapa geológico de Gran Bretaña deWilliam Smith, publicado en 1815.Frontispicio dePrincipios de geología deCharles Lyell, 1830.Animación que ilustra la teoría de deriva continental deAlfred Wegener
Lahistoria de la geología estudia el desarrollo a lo largo de la historia de la geología comociencia —que hoy se ocupa de la composición, estructura, historia y evolución de las capas internas y externas de laTierra y de los procesos que la conforman—. La geología, como ciencia de la Tierra, comparte tronco común con muchas disciplinas que se han desgajado de ella, o compartido campo, como lapaleontología, lavulcanología, lasismología o lageomorfología y por ello, parte de su historia es común con esas y algunas ramas más de la ciencia.
Algunos de los fenómenos geológicos más visibles —terremotos,volcanes yerosión— así como algunos temas de su estudio —rocas,minerales,menas ymetales,piedras preciosas,fósiles— han interesado a la humanidad desde siempre. El primer vestigio de tal interés es una pintura mural que muestra unaerupción volcánica en elNeolítico enÇatal Hüyük (Turquía) que data del milenio VI a. C.. La antigüedad se preocupó poco de la geología, y cuando lo hizo sus escritos apenas tuvieron influencia directa sobre la fundación de la geología moderna. El estudio de la materia física de la Tierra se remonta a laantiguos griegos, que conocían la erosión y el transporte fluvial de sedimentos, y cuyos conocimientos compendiaTeofrasto (372-287 a. C.) en la obraPeri lithon [Sobre las rocas]. En la época romana,Plinio el Viejo escribió en detalle sobre los muchosminerales y metales que se utilizaban en la práctica, y señaló correctamente el origen delámbar.
Algunos estudiosos actuales, comoFielding H. Garrison, opinan que la geología moderna comenzó en el mundo islámico medieval, cuando la noción de capa aparece explícitamente durante el período árabe clásico y de forma más clara en China, aunque esas contribuciones tampoco influyeron en el nacimiento de la geología moderna.Abu al-Rayhan al-Biruni (973-1048) fue uno de los primeros geólogos musulmanes, cuyos trabajos comprenden los primeros escritos sobre la geología de la India, con la hipótesis de que elsubcontinente indio fue una vez un mar. El erudito islámicoAvicena (981-1037) propuso una explicación detallada de la formación de las montañas y el origen de los terremotos, además de otros temas centrales de la geología moderna, que proporcionan una base esencial para el posterior desarrollo de esta ciencia. En China, el eruditoShen Kuo (1031-1095) formuló una hipótesis para el proceso de formación de la Tierra, y basándose en su observación de las conchas de los animales fósiles que aparecían en un estrato geológico en una montaña a cientos de kilómetros del mar, logró inferir que la Tierra se habría formado por la erosión de las montañas y por la deposición de sedimentos.
La misma situación continuó en Europa durante la Edad Media y el Renacimiento, sin que surgiera ningún paradigma, y estando los estudiosos divididos sobre la importante cuestión delorigen de los fósiles. Durante los primeros siglos de exploración europea[4] se inició una etapa de conocimientos mucho más detallados de los continentes y océanos. Los exploradores españoles y portugueses acumularon, por ejemplo, un detallado conocimiento del campo magnético terrestre y en 1596,Abraham Ortelius vislumbró ya la hipótesis de laderiva continental, precursora de la teoría de latectónica de placas, comparando los perfiles de las costas de Sudamérica y de África.[5]
Richard de Bury (1287-1345), en un libro tituladoPhilobiblon oFilobiblión [El amor a los libros], utilizó por primera vez el términogeología, ociencia terrenal. Sin embargo, no parece que el término fuese usado para definir una ciencia cuyo objeto de estudio fuese la Tierra, sino más bien el términociencia terrenal aparece por oposición al término deteología u otros términos con connotaciones espirituales. El naturalista italianoUlisse Aldrovandi (1522-1605) usó por primera vez la palabrageología con un sentido próximo al que tiene hoy, en un manuscrito encontrado después de su muerte.[6] Consideró la geología como la ciencia que se ocupaba del estudio de losfósiles, pero hay que tener en cuenta que el términofósil incluía también en esa época los minerales y las rocas. Posteriormente, en 1657 apareció un trabajo deMickel Pederson Eschilt, escrito en danés, y tituladoGeologia Norwegica, en el que estudiaba un terremoto que afectó a la parte meridional de Noruega. En 1661,Robert Lovell (1630-1690), escribióUniversal History of Minerals [Historia Universal de los Minerales], una de cuyas partes denominó con el nombre latinizado deGeología. Después esta palabra fue usada por Fabrizio Sessa en 1687, en su trabajo tituladoGeologia -nella quale se spiega che la Terre e non le Stelle influisca né suaoi corpi terrestre, afirmando que «la geología es verdaderamente la que habla de la Tierra y de sus influencias».Erasmus Warren, en 1690, publicó un libro tituladoGeologia or a Discourse concerning the Earth before the Deluge [Geología, o un discurso concerniente a la Tierra antes del diluvio]; no obstante, el término «Geología» aparece solamente en el título de la obra, no encontrándose después en el texto. La palabraGeología fue establecida definitivamente como un término de uso general en 1778 porJean-André Deluc (1727-1817) y en 1779 porHorace-Bénédict de Saussure (1740-1799).
El nacimiento de la geología occidental moderna es difícil de fechar:Descartes, fue el primero en publicar una «teoría de la Tierra» en 1644;Nicolás Steno (1638-1686) publicó en 1669 un libro de 76 páginas que describía los principios fundamentales de laestratigrafía, elprincipio de la superposición de estratos, el principio de la horizontalidad original, y el principio de la continuidad lateral; en 1721,Henri Gautier, inspector de carreteras y puentes, publicóNouvelles conjectures sur le globe de la terre, où l'on fait voir de quelle manière la terre se détruit journellement, pour pouvoir changer à l'avenir de figure... [Nuevas conjeturas sobre el globo de la tierra, donde se hace ver de que manera la tierra se destruye diariamente, para poder cambiar en el futuro de figura ...].
James Hutton, a menudo visto como el primer geólogo moderno, presentó en 1785 un documento tituladoTheory of the Earth, with Proofs and Illustrations para laSociedad Real de Edimburgo. En su ponencia, explicaba su teoría de que la Tierra debía de ser mucho más antigua de lo que se suponía, con el fin de tener el tiempo suficiente para que las montañas pudieran haber sido erosionadas y para que los sedimentos lograsen formar nuevas rocas en el fondo del mar, y estos a su vez aflorasen a la superficie para poder convertirse en tierra seca. Hutton publicó una versión en dos volúmenes de sus ideas en 1795. Los seguidores de Hutton fueron conocidos comoplutonistas porque creían que algunas rocas se formaron porvulcanismo, que es la deposición de lava de los volcanes, a diferencia de losneptunistas, que creían que todas las rocas se habían formado en el seno de un gran océano cuyo nivel habría disminuido gradualmente con el tiempo.William Smith (1769-1839) dibujó algunos de los primeros mapas geológicos y comenzó el proceso de ordenar cronológicamente losestratos rocosos mediante el estudio de los fósiles contenidos en ellos, fundando, junto conGeorges Cuvier yAlexandre Brongniart, labioestratigrafía en los años 1800.
Charles Lyell publicó su famoso libroPrincipios de geología en 1830. El libro, que influyó en el pensamiento deCharles Darwin, promovió con éxito la doctrina deluniformismo. Esta teoría afirma que los procesos geológicos que han ocurrido a lo largo de lahistoria de la Tierra, aún se están produciendo en la actualidad. Por el contrario, elcatastrofismo es la teoría que indica que las características de la Tierra se formaron en diferentes eventos individuales, catastróficos, y que la tierra se mantuvo sin cambios a partir de entonces. Aunque Hutton creyó en el uniformismo, la idea no fue ampliamente aceptada en el momento. En la década de 1750, la geología aún no estaba fundada como una ciencia, pero en la década de 1830 sí estaba definitivamente establecida y tenía sus propiassociedades científicas ypublicaciones científicas.
Gran parte de la geología del siglo XIX giró en torno a la cuestión de laedad exacta de la Tierra. Las estimaciones variaban enormemente de unos pocos cientos de miles, a miles de millones de años. En el siglo XX, ladatación radiométrica permitió que la edad de la Tierra se estimase en aproximadamente 2 millones de años. La conciencia de esta enorme cantidad de tiempo abrió la puerta a nuevas teorías sobre los procesos que dieron forma al planeta. Hoy en día se sabe que la Tierra tiene aproximadamente 4500 millones de años.
Los avances más importantes en la geología del siglo XX han sido el desarrollo de la teoría de latectónica de placas en la década de 1960, y el refinamiento de las estimaciones de la edad del planeta. La teoría de la tectónica de placas —que surgió a partir de dos observaciones geológicas por separado, laexpansión del fondo oceánico y laderiva continental— revolucionó completamente lasciencias de la Tierra.
La mayoría de los datos geológicos proceden de la investigación de los materiales sólidos de la Tierra. Los meteoritos y otros materiales naturales extraterrestres también se estudian con métodos geológicos.
Los minerales son elementos y compuestos naturales con una composición química homogénea definida y una composición atómica ordenada.
Cada mineral tiene propiedades físicas distintas, y hay muchas pruebas para determinar cada una de ellas. Los especímenes pueden someterse a las siguientes pruebas:[7]
Lustre: Calidad de la luz reflejada en la superficie de un mineral. Ejemplos: metálico, nacarado, ceroso, opaco.
Color: Los minerales se agrupan por su color. La mayoría son de diagnóstico, pero las impurezas pueden cambiar el color de un mineral.
Rayado: Se realiza rayando la muestra en un plato deporcelana. El color de la raya puede ayudar a nombrar el mineral.
Dureza: La resistencia de un mineral al rayado.
Patrón de rotura: Un mineral puede mostrar fractura o escisión, siendo la primera una rotura de superficies desiguales, y la segunda una rotura a lo largo de planos paralelos muy espaciados.
Peso específico: el peso de un volumen específico de un mineral.
Efervescencia: Consiste en hacer gotearácido clorhídrico sobre el mineral para comprobar la efervescencia.
Magnetismo: Consiste en utilizar un imán para comprobar elmagnetismo.
Sabor: Los minerales pueden tener un sabor distintivo, como lahalita (que sabe asal de mesa).
Una roca es cualquier masa sólida de origen natural o agregado de minerales omineraloide. La mayor parte de la investigación en geología está asociada al estudio de las rocas, ya que proporcionan el registro primario de la mayor parte de la historia geológica de la Tierra. Existen tres tipos principales de rocas:ígneas,sedimentarias ymetamórficas. Elciclo de las rocas ilustra las relaciones entre ellas (ver diagrama).
Cuando una roca sesolidifica ocristaliza a partir de un fundido (magma olava), es una roca ígnea. Esta roca puede sermeteorizada yerosionada, luegoredepositada ylitificada en una roca sedimentaria. A continuación, puede convertirse en unaroca metamórfica mediante calor y presión que cambian su contenido deminerales, dando lugar a una conformación característica. Los tres tipos pueden volver a fundirse y, cuando esto ocurre, se forma un nuevo magma, a partir del cual puede volver a solidificarse una roca ígnea.La materia orgánica, como el carbón, el betún, el petróleo y el gas natural, está ligada principalmente a las rocas sedimentarias ricas en materia orgánica.
Para estudiar los tres tipos de roca, los geólogos evalúan los minerales que las componen y sus otras propiedades físicas, como latextura[8] y lafábrica.[9]
Los geólogos también estudian los materiales no litificados (denominadosdepósitos superficiales) que se encuentran por encima de laroca madre.[10] Este estudio suele conocerse comogeología cuaternaria, por elperiodo cuaternario de la historia geológica, que es el periodo más reciente del tiempo geológico.
El magma es la fuente original no litificada de todas lasrocas ígneas. El flujo activo de roca fundida se estudia detenidamente en lavulcanología, y lapetrología ígnea tiene como objetivo determinar la historia de las rocas ígneas desde su fuente original fundida hasta su cristalización final.
Eltiempo geológico abarca toda la historia de la Tierra y se mide por medio de unaescala del tiempo geológica (GTS de sus siglas en inglésGeological Time Scale).[11] Esta escala de tiempo geológico se basa en laTabla Cronoestratigráfica Internacional[12] que divide las rocas de lacorteza terrestre enunidades cronoestratigráficas, que son unidades de roca internacionales ordenadas según su tiempo relativo de formación, en las que quedaron registradas los acontecimientos más importantes de lahistoria de la Tierra y de lavida que son los hitos que marcan las subdivisiones de la Tabla y por tanto del tiempo geológico. La escala del tiempo geológico indica que la edad aproximada de la Tierra es de 4567 millones de años, edad obtenida con base en dataciones de los primeros materiales acrecionados del sistema solar,[13] al comienzoeón Hádico, eón considerado informal debido a que es la única unidad de tiempo geológico para el que no hay ningún registro en rocas de la Tierra[11] El tiempo actual, o presente, pertenece a la más reciente división de la escala, laEdadMegalayense, que se inició hace 4200 añosantes del presente y está incluida en laÉpocaHoloceno delPeriodoCuaternario.[11]
Cuando se habla de tiempo geológico suele expresarse casi siempre en millones de años (Ma) omegaaños, pero cuando se llega a mil millones de años, se emplea también el términogigaaños (1 Ga = mil millones de años).[14] Para intervalos de tiempo más cortos de tan solo miles de años se prefiere emplear el término dekiloaños (1 ka = mil años). En todos los casos siempre referidos a «antes del presente». Las unidades usadas para dividir el tiempo geológico son de dos tipos: las referidas a tiempo relativo (unidades geocronológicas), que ordenan cronológicamente los acontecimientos geológicos, y las referidas a tiempo absoluto (unidades geocronométricas), expresadas en valores absolutos, en millones de años.
Las relaciones de secciones transversales se pueden utilizar para determinar las edades relativas de los estratos rocosos y otras estructuras geológicas. Explicaciones: A - estratos de roca plegados cortados por una falla de empuje ; B - gran intrusión (cortando A); C - discordancia angular erosiva (cortando A y B) en la que se depositaron los estratos rocosos; D - dique volcánico (atravesando A, B y C); E - estratos rocosos aún más jóvenes (superpuestos C y D); F - falla normal (cortando A, B, C y E).
Los métodos para la datación relativa se desarrollaron cuando la geología surgió por primera vez como ciencia natural. Losgeólogos todavía utilizan los siguientes principios en la actualidad como un medio para proporcionar información sobre la historia geológica y el momento de los eventos geológicos.
Elprincipio del uniformismo establece que los procesos geológicos observados en funcionamiento que modifican la corteza terrestre en la actualidad han funcionado de manera muy parecida a lo largo del tiempo geológico.[24] Un principio fundamental de la geología propuesto por el médico y geólogo escocés del siglo XVIII James Hutton es que "el presente es la clave del pasado". En palabras de Hutton: "la historia pasada de nuestro globo debe explicarse por lo que se puede ver que está sucediendo ahora".[25]
Elprincipio de las relaciones intrusivas se refiere a las intrusiones transversales. En geología, cuando unaintrusión ígnea atraviesa una formación de roca sedimentaria , se puede determinar que la intrusión ígnea es más joven que la roca sedimentaria. Los diferentes tipos de intrusiones incluyen cepas , lacolitos , batolitos , umbrales y diques .
Elprincipio de relaciones transversales se refiere a la formación de fallas y la antigüedad de las secuencias por las que cortan. Las fallas son más jóvenes que las rocas que cortan; en consecuencia, si se encuentra una falla que penetra algunas formaciones pero no las que están encima de ella, entonces las formaciones que se cortaron son más antiguas que la falla, y las que no se cortan deben ser más jóvenes que la falla. Encontrar la plataforma clave en estas situaciones puede ayudar a determinar si la falla es una falla normal o una falla de empuje.[26]
Elprincipio de inclusiones y componentes establece que, con rocas sedimentarias, si se encuentran inclusiones (o clastos ) en una formación, entonces las inclusiones deben ser más antiguas que la formación que las contiene. Por ejemplo, en las rocas sedimentarias, es común que la grava de una formación más antigua se rompa y se incluya en una capa más nueva. Una situación similar con las rocas ígneas ocurre cuando se encuentran xenolitos . Estos cuerpos extraños se recogen como flujos de magma o lava, y se incorporan para luego enfriar en la matriz. Como resultado, los xenolitos son más antiguos que la roca que los contiene.
La estratigrafía delPérmico alJurásico del área de lameseta de Colorado en el sureste deUtah es un ejemplo tanto de la horizontalidad original como de la ley de superposición. Estosestratos componen gran parte de las famosas formaciones rocosas prominentes en áreas protegidas muy espaciadas como elparque nacional Capitol Reef y elparque nacional Canyonlands. De arriba abajo: Cúpulas redondeadas de color canela de la Arenisca Navajo, Formación Kayenta roja estratificada, Arenisca Wingate roja, formando acantilados, articulada verticalmente, Formación Chinle violácea, formadora de pendientes, Formación Moenkopi de color rojo claro en capas y arenisca blanca de la Formación Cutler en capas . Imagen del área recreativa nacional de Glen Canyon , Utah.
Elprincipio de horizontalidad original establece que la deposición de sedimentos ocurre como lechos esencialmente horizontales. La observación de sedimentos marinos y no marinos modernos en una amplia variedad de entornos apoya esta generalización (aunque los estratos cruzados están inclinados, la orientación general de las unidades con estratos cruzados es horizontal).[26]
Elprincipio de superposición establece que una capa de roca sedimentaria en una secuencia tectónicamente inalterada es más joven que la que está debajo y más vieja que la que está encima. Lógicamente, una capa más joven no puede deslizarse debajo de una capa previamente depositada. Este principio permite que las capas sedimentarias se vean como una forma de la línea de tiempo vertical, un registro parcial o completo del tiempo transcurrido desde la deposición de la capa más baja hasta la deposición del lecho más alto.[26]
Elprincipio de sucesión faunística se basa en la aparición de fósiles en rocas sedimentarias. Como los organismos existen durante el mismo período en todo el mundo, su presencia o (a veces) ausencia proporciona una edad relativa de las formaciones donde aparecen. Basado en principios que William Smith estableció casi cien años antes de la publicación de la teoría de la evolución de Charles Darwin , los principios de sucesión se desarrollaron independientemente del pensamiento evolutivo. El principio se vuelve bastante complejo, sin embargo, dadas las incertidumbres de la fosilización, la localización de los tipos de fósiles debido a los cambios laterales en el hábitat ( cambio de facies en los estratos sedimentarios) y que no todos los fósiles se formaron globalmente al mismo tiempo.[27]
Los geólogos también usan métodos para determinar la edad absoluta de muestras de rocas y eventos geológicos. Estas fechas son útiles por sí solas y también pueden usarse junto con métodos de datación relativa o para calibrar métodos relativos.[28]
A principios del siglo XX, el avance de la ciencia geológica se vio facilitado por la capacidad de obtener fechas absolutas precisas de los eventos geológicos utilizandoisótopos radiactivos y otros métodos. Esto cambió la comprensión del tiempo geológico. Anteriormente, los geólogos solo podían usarfósiles y correlación estratigráfica para fechar secciones de roca entre sí. Con las fechas isotópicas, fue posible asignar edades absolutas a las unidades de roca, y estas fechas absolutas podrían aplicarse a secuencias fósiles en las que había material datable, convirtiendo las edades relativas antiguas en nuevas edades absolutas.
Para muchas aplicaciones geológicas, las proporciones de isótopos de elementos radiactivos se miden en minerales que dan la cantidad de tiempo que ha pasado desde que una roca pasó por su temperatura de cierre particular , el punto en el que los diferentes isótopos radiométricos dejan de difundirse dentro y fuera de la red cristalina.[29][30] Estos se utilizan en estudios geocronológicos y termocronológicos. Los métodos comunes incluyen la datación poruranio-plomo, datación porpotasio-argón, datación por argón-argón y datación por uranio-torio. Estos métodos se utilizan para una variedad de aplicaciones. Dataciones de las capas delava ycenizas volcánicas que se encuentran dentro de una secuencia estratigráfica pueden proporcionar datos de edad absoluta para las unidades de rocas sedimentarias que no contienen isótopos radiactivos y calibran las técnicas de datación relativa. Estos métodos también se pueden utilizar para determinar las edades de emplazamiento de plutones. Se pueden utilizar técnicas termoquímicas para determinar los perfiles de temperatura dentro de la corteza, la elevación de las cadenas montañosas y la paleo-topografía.
El fraccionamiento de los elementos de la serie delantánidos se utiliza para calcular las edades desde que se eliminaron las rocas del manto.
Se utilizan otros métodos para eventos más recientes. Laluminiscencia estimulada ópticamente y la datación por radionúclidos cosmogénicos se utilizan para datar superficies y/ o tasas de erosión. La dendrocronología también se puede utilizar para la datación de paisajes. La datación por radiocarbono se utiliza para materiales geológicamente jóvenes que contienen carbono orgánico.
En la década de 1960 se descubrió que lalitosfera de la Tierra, que incluye lacostra y la parte superior rígida delmanto superior, está separada enplacas tectónicas que se mueven a través del manto superior sólidoplástico deformable, que se denominaastenosfera. Esta teoría se apoya en varios tipos de observaciones, como la propagación del fondo marino[31][32] y la distribución global del terreno montañoso y la sismicidad.
Existe un íntimo acoplamiento entre el movimiento de las placas en la superficie y laconvección del manto (es decir, la transferencia de calor causada por el lento movimiento de la roca dúctil del manto). Así, las placas oceánicas y las corrientes deconvección del manto adyacentes se mueven siempre en la misma dirección, porque la litosfera oceánica es en realidad lacapa límite térmica superior rígida del manto convectivo. Este acoplamiento entre las placas rígidas que se mueven en la superficie de la Tierra y elmanto convectivo se denomina tectónica de placas.
En este diagrama basado en latomografía sísmica, lasslabs subductoras están en azul y los márgenes continentales y algunos límites de placas están en rojo. La mancha azul de la sección de corte es laPlaca de Farallón, que está subyaciendo bajo América del Norte. Los restos de esta placa en la superficie de la Tierra son laPlaca de Juan de Fuca y laPlaca Exploradora, ambas en el noroeste de Estados Unidos y el suroeste de Canadá, y laPlaca de Cocos en la costa oeste de México.
El desarrollo de la tectónica de placas ha proporcionado una base física para muchas observaciones de la Tierra sólida. Las largas regiones lineales de características geológicas se explican como límites de placas.[33]
Los arcos volcánicos y los terremotos se consideranlímites convergentes, en los que una placasubduce, o se mueve, bajo otra.
Losbordes transformantes, como el sistema defalla de San Andrés, dieron lugar a potentes terremotos generalizados. La tectónica de placas también ha proporcionado un mecanismo para la teoría deAlfred Wegener sobre laderiva continental,[34] en la que loscontinentes se mueven por la superficie de la Tierra a lo largo del tiempo geológico. También proporcionaron una fuerza motriz para la deformación de la corteza, y un nuevo escenario para las observaciones de la geología estructural. El poder de la teoría de la tectónica de placas radica en su capacidad para combinar todas estas observaciones en una única teoría sobre cómo se mueve la litosfera sobre el manto convectivo.
La estructura en capas de laTierra. (1) núcleo interno; (2) núcleo externo; (3) manto inferior; (4) manto superior; (5) litosfera; (6) corteza (parte de la litosfera).Estructura de capas de la Tierra. Las trayectorias típicas de las ondas de los terremotos, como éstas, permitieron a los primeros sismólogos comprender la estructura estratificada de la Tierra.
Los avances ensismología, modelización numérica ymineralogía ycristalografía a altas temperaturas y presiones permiten conocer la composición y estructura internas de la Tierra.
Los sismólogos pueden utilizar los tiempos de llegada de lasondas sísmicas para obtener imágenes del interior de la Tierra. Los primeros avances en este campo mostraron la existencia de unnúcleo externo líquido (donde lasondas de corte no podían propagarse) y unnúcleo interno sólido y denso. Estos avances condujeron al desarrollo de un modelo estratificado de la Tierra, con unacorteza y unalitosfera en la parte superior, elmanto por debajo (separado en su interior pordiscontinuidades sísmicas a 410 y 660 kilómetros), y el núcleo externo y el núcleo interno por debajo. Más recientemente, los sismólogos han podido crear imágenes detalladas de las velocidades de las ondas en el interior de la Tierra, del mismo modo que un médico obtiene imágenes de un cuerpo en una tomografía. Estas imágenes han permitido obtener una visión mucho más detallada del interior de la Tierra y han sustituido el modelo simplificado de capas por un modelo mucho más dinámico.
Los mineralogistas han podido utilizar los datos de presión y temperatura de los estudios sísmicos y de modelización junto con el conocimiento de la composición elemental de la Tierra para reproducir estas condiciones en entornos experimentales y medir los cambios en la estructura cristalina. Estos estudios explican los cambios químicos asociados a las principales discontinuidades sísmicas del manto y muestran las estructuras cristalinas esperadas en el núcleo interno de la Tierra.
Lacristalografía es laciencia que estudia loscristales. La mayoría de losminerales,compuestos orgánicos y numerosos materiales, adoptanestructuras cristalinas cuando se han producido las condiciones favorables. Originalmente el estudio de la cristalografía incluía el estudio del crecimiento y lageometría externa de estos cristales, pasando posteriormente al estudio de su estructura interna y de sucomposición química.[35] Los estudios de la estructura interna se apoyan fuertemente en el análisis de los patrones dedifracción que surgen de una muestra cristalina al irradiarla con un haz derayos X,neutrones oelectrones. Laestructura cristalina también se puede estudiar por medio demicroscopía electrónica. Uno de sus objetivos es conocer la posición relativa de losátomos,iones ymoléculas que los constituyen y sus patrones de repetición o empaquetamiento, es decir, su estructura tridimensional.
Cuando las condiciones son favorables, cada elemento o compuesto químico tiende a cristalizarse en una forma definida y característica. Así, lasal común tiende a formar cristalescúbicos, mientras que elgranate, que a veces forma también cubos, se encuentra con más frecuencia endodecaedros otriaquisoctaedros. A pesar de sus diferentes formas de cristalización, la sal y el granate cristalizan siempre en la misma clase y sistema.
En teoría son posibles treinta y dos clases cristalinas, pero solo una docena incluye prácticamente a todos los minerales comunes y algunas clases nunca se han observado. Estas treinta y dos clases se agrupan en seis sistemas cristalinos, caracterizados por la longitud y posición de sus ejes. Los minerales de cada sistema comparten algunas características desimetría y forma cristalina, así como muchas propiedades ópticas importantes.
La cristalografía es una técnica importante en varias disciplinas científicas, como laquímica,física ybiología y tiene numerosas aplicaciones prácticas enmedicina,mineralogía y desarrollo de nuevos materiales. Por su papel en «hacer frente a desafíos como las enfermedades y los problemas ambientales», laUNESCO declaró el 2014 como elAño Internacional de la Cristalografía.[36]
Laespeleología (delgriego σπηλαιουspelaiou que significa «cueva» y-logía, tratado) es la práctica de explorar y/o estudiar lascavidades naturales del subsuelo. A partir de sus raíces griegas, se considera a la espeleología como el estudio científico que, apoyado en la geología, analiza el desarrollo, evolución yformaciones geológicas de lascavidades naturales[37] (espeleotemas o espeleolitos). En ella se investigan, cartografían y catalogan todo tipo de descubrimientos en cavernas. Desde el punto de vista geológico, forma parte de lageomorfología y sirve de apoyo a lahidrogeología.
Se pueden distinguir varios tipos de espeleología, y no necesariamente está ligado a la investigación, ni estudio como lo indican sus raíces griegas. Existen diversos tipos de espeleología como lo son los recorridos turísticos (espeleoturismo), la espeleología técnica-deportiva,espeleorrescate (o espeleosocorro), espeleología científica, entre otros. Además, la espeleología se puede clasificar también según el tipo de cavidad en que se desarrollan. La geología con sus subdivisiones (geomorfología,hidrogeología, etc.) es considerada una de las principalesciencias del karst.[38]
La espeleología oferta multitud de atractivos, tanto lúdicos como científicos a diversos niveles, lo que hace de ella una actividad muy completa. Los espeleólogos intervienen asimismo en el rescate en cavidades, denominadoespeleosocorro. Se considera a menudo undeporte, como anunciabaNoel Llopis Lladó en 1954, que la auténtica espeleología peligraba, ya que existía un «confusionismo» entre el deporte (espeleismo) y la ciencia (espeleología).
Se ha propuesto que aquellas ocasiones en que su práctica se asemeja más bien a undeporte, sería más apropiado denominarlaespeleísmo; aunque, no deja de tener sus orígenes en una ciencia que estudia la morfología de las cavidades naturales del subsuelo. Se investiga, setopografía y se catalogan todo tipo de descubrimientos subterráneos. Es más, la espeleología es una ciencia en la que se hallan implicadas varias otras: la formación y las características de las cavidades interesan a losgeógrafos ygeólogos; loscursos subterráneos de agua a loshidrólogos; la fauna (más variada y numerosa de lo que se cree) a losbioespeleólogos; los vestigios del hombre prehistórico a losantropólogos yarqueólogos y los fósiles de animales a lospaleontólogos, etc.
La espeleología se encuentra ligada a la geología, la biología, la antropología, la topografía, la paleoclimatología y otras, por esto debe considerarse como una aplicación de varias ciencias y no como una cienciaper se, además, la espeleología también puede realizarse sin intenciones científicas ni académicas, como el espeleoturismo, espeleología técnica-deportiva, espeleosocorro, entre otras. Por todo eso, la definición actual sobrepasa el origen griego que se le dio «estudio de las cuevas».
Édouard Alfred Martel es considerado el padre de la espeleología moderna, inició las primeras exploraciones científicas y en 1895 fundó laSociedad Espeleológica de Francia.
Estratos policromáticos en laQuebrada de Cafayate,provincia de Salta,Argentina.Laestratigrafía (dellatínstratum, 'lecho', y delgriegoγραφή [graphḗ], 'escritura') es la rama de la geología que trata del estudio e interpretación de las rocas estratificadas, tantosedimentarias, comovolcánicas estratificadas. Este estudio incluye la identificación, descripción y secuencia, tanto vertical como horizontal, de las rocas estratificadas, incluyendo sucartografía y correlación; con el fin de inferir o determinar el orden y el momento en el tiempo geológico, en que ocurrieron los eventos que produjeron estas rocas.[39][40]
Sección geológica de las cuencas del Canal y Weald (sur deGran Bretaña), mostrando estructuras apropiadas para la prospección de petróleo.
Lageología del petróleo es la rama de la geología que estudia todos los aspectos relacionados con la formación deyacimientos petrolíferos y su prospección. Entre sus objetivos están la localización de posibles yacimientos, caracterizar su geometría espacial y la estimación de sus reservas potenciales.
En la geología del petróleo se combinan diversos métodos o técnicas exploratorias para seleccionar las mejores oportunidades oplays para encontrarhidrocarburos (petróleo ygas natural).
El desarrollo de la geología del petróleo tuvo lugar principalmente entre las décadas de los años 1970 y 1980, cuando las empresas del petróleo crearon grandes departamentos de geología y destinaron importantes recursos a la exploración. Los geólogos de esta industria aportaron a su vez nuevos avances a la Geología, desarrollando, por ejemplo, nuevos tipos de análisisestratigráfico (estratigrafía secuencial,microfacies,quimioestratigrafía, etcétera) ygeofísicos.
Salar de Uyuni, el mayor desierto de sal del mundo, posee grandes reservas de sal y litio de las cuales se extrae regularmente con fines económicos.
Lageología económica es la rama de la geología que estudia las rocas con el fin de encontrardepósitos minerales que puedan ser explotados con un beneficio práctico oeconómico. El geólogo económico se encarga de hacer todos los estudios necesarios para poder encontrar las rocas o minerales que puedan ser potencialmente explotados. La explotación de estos recursos se conoce comominería.
La búsqueda de dichas materias ha dado origen a viajes de descubrimiento y colonización de nuevas tierras; su propiedad ha determinado la supremacía comercial o política, y ha sido causa de luchas y guerras. En la búsqueda de estas sustancias minerales se ha ido acumulando gradualmente un caudal de conocimientos sobre su distribución, carácter y lugares donde se encuentran, así como sobre sus usos, y este caudal de conocimientos ha llevado a la formación de teorías sobre su origen.
Los recursos minerales tienen una gran importancia en la vida diaria del hombre actual, ya que estos proveen muchos elementos básicos que ayudan a hacer más fácil la vida moderna y que nos permiten tenercalefacción,electricidad, llenar eldepósito de combustible de nuestros vehículos, hacerabonos para fertilizar nuestras tierras, obtener materiales para construir viviendas y edificios, producirmedicamentos, accesorios, etc.
Los estudios de geología económica o de prospección, se hacen mediante la evaluación geológica de la zona de interés y se complementan con estudios asociados de otras ramas de la geología como lageoquímica,geología estructural,geofísica,sedimentologia, que nos permiten conocer más a fondo el potencial mineralógico y hacer la delimitación y cuantificación de la fuente de material.
Para que un depósito se pueda considerar económico, debe haber una disponibilidad suficiente de material en el mismo para que sea rentable o justificable su explotación, ya que la inversión necesaria para el desarrollo minero es generalmente considerable.
La «ley» de un depósito metálico es la relación de cantidad de roca que se requiere para producir una unidad del mineral; por ejemplo, una mina deoro con una ley de 1g/t requiere de la extracción de una tonelada de mineral para obtener 1 gramo de oro. La rentabilidad del depósito mineral es fuertemente dependiente del precio del mineral o elemento extraído y los costos de producción. En la actualidad, con altos precios de la mayoría de los metales, muchas minas o proyectos que no eran rentables han sido puestos en producción nuevamente.
Aunque normalmente se hace hincapié enyacimientos o depósitos de minerales metálicos (oro,cobre,aluminio, etc.) los depósitos de minerales no-metálicos son de gran importancia en el desarrollo de los países. Elementos como elpetróleo,calizas,gravas y otros materiales de construcción son de gran importancia, especialmente enpaíses en vías de desarrollo.
Los depósitos minerales no son infinitos y por lo tanto su explotación se debe hacer en forma racional dentro de un esquema desostenibilidad para que no se agoten antes de tiempo y evitar que futuras generaciones queden desprovistas de estos recursos. Este aspecto es muy importante para los depósitos deagua potable, ya que este es un recurso vital y cada vez más escaso por lasobreexplotación, lacontaminación y otras causas externas como las quemas y ladeforestación.
Dentro de la geología económica también se puede considerar la prospección petrolífera, pero esta se discute más a fondo en la sección degeología del petróleo.
Intrusión derocas ígneas.Lageología estructural es la rama de la geología que se dedica a estudiar la corteza terrestre, sus estructuras y su relación en las rocas que las contienen. Estudia la geometría de las formaciones rocosas y la posición en que aparecen en superficie. Interpreta y entiende el comportamiento de la corteza terrestre ante los esfuerzos tectónicos y su relación espacial, determinando la deformación que se produce, y la geometría subsuperficial de estas estructuras.
Lagemología es la rama de lamineralogía y de la geología que se dedica al estudio, identificación, análisis y evaluación de las piedras preciosas ogemas.[41] Una tarea central de la gemología es poner a disposición métodos y procedimientos rigurosos que permitan distinguir las gemas naturales de sus imitaciones y versiones sintéticas. Entre estos procedimientos se cuentan las mediciones realizadas con distintos instrumentos y aparatos (por ejemplo, medicionescristalográficas yfotométricas,microscopía,espectroscopía,análisis de difracción por rayos X, etc.).[42] Se trata, por tanto, de una disciplina científica que no guarda ninguna relación con las prácticasesotéricas que asignan significados o supuestas propiedades terapéuticas a las gemas.
Debido al valor de las piezas estudiadas, prescinde de aquellos métodos mineralógicos que requieren de la extracción de muestras y utiliza solo aquellos procedimientos que las conservan intactas.
Se estudian la composición, propiedades físicas, origen y yacimientos, los tratamientos de diversa naturaleza, los tipos de talla que realzan la belleza de las gemas, los minerales sintéticos y características así como de las propiedades de estos materiales que imitan a las gemas naturales. Algunas de las aplicaciones frecuentes son la tasación y la peritación.
Lageología histórica es la rama de la geología que estudia las transformaciones que ha experimentado laTierra desde su formación, hace unos 4570 millones de años,[43] hasta el presente.
Para establecer un marco temporal relativo, los geólogos han ordenado las rocas en una secuencia continua deunidades cronoestratigráficas a escala planetaria, dividida eneonotemas,eratemas,sistemas,series ypisos, basada en laestratigrafía, esto es, en el estudio e interpretación de losestratos, apoyada en los grandes eventos biológicos y geológicos. Por ejemplo, la transición entrePérmico yTriásico se establece en función de un evento deextinción masiva. Las divisiones anteriores tienen sus equivalentes temporales, una a una, en una escala deunidades geocronológicas:eones,eras,períodos,épocas yedades respectivamente. Lasdataciones por radioisótopos han permitido la datación absoluta (años) de la mayoría de las divisiones establecidas, definiendo las unidades geocronométricas equivalentes. Las etapas de la Tierra anteriores alFanerozoico, de las que no se dispone de registro fósil adecuado, son definidas cronométricamente, esto es, fijando un valor de tiempo absoluto.
Haber limpiado la vecindad de su órbita; es decir unadominancia orbital, significando que es el cuerpo dominante y que no hay otros cuerpos de tamaño comparable con excepción de objetos bajo su influencia gravitacional.
Plutón solo cumple dos de estos tres criterios y por eso es considerado «planeta enano».[44][45] Esta definición abarca tanto a planetas como a satélites, que son geológicamente iguales.
El envío desondas espaciales a los diversos cuerpos planetarios de nuestrosistema solar a partir de los años sesenta está proporcionando valiosos datos, de cuyo análisis se deriva una revolución en el conocimiento geológico de nuestro propio planeta, acerca de cómo se formó y cual será el futuro que le espera. Así, la finalidad de la astrogeología es conocer laevolución de los planetas.
Titán, planeta secundario (luna de Saturno). Llamativo por tener una geología fría (90 K)basada enhidrocarburos y una posible existencia de vida extraterrestre bacteriana. La astrogeología estudiaría los procesos geológicos deplanetas como este. Por otra parte Es laastrobiología la que estudiaría lavida extraterrestre
Por su campo de estudio, la geomorfología tiene vinculaciones con otrasciencias. Uno de los modelos geomorfológicos más popularizados explica que las formas de la superficie terrestre son el resultado de un balance dinámico —que evoluciona en el tiempo— entre procesos constructivos y destructivos, dinámica que se conoce de manera genérica comociclo geográfico.
La geomorfología se centra en el estudio de las formas del relieve, pero dado que estas son el resultado de la dinámicalitosférica que en general integra, comoinsumos, conocimientos de otras ramas de laGeografía física, tales como laclimatología, lahidrografía, lapedología, laglaciología, y también de otras ciencias, para abarcar la incidencia de fenómenosbiológicos,
geológicos yantrópicos, en el relieve. La geomorfología es una ciencia relacionada tanto con lageografía humana (por causa de los riesgos naturales y la relación del hombre con el medio) como con lageografía matemática (por causa de la topografía).
Estudia la composición y dinámica de loselementos químicos en la Tierra, determinando su abundancia absoluta y relativa y su distribución. También estudia la migración de esos elementos entre las diferentesgeósferas —litósfera,hidrósfera,atmósfera ybiósfera— utilizando como principales evidencias las transformaciones de las rocas y de los minerales que componen la corteza terrestre, con el propósito de establecer leyes sobre las que se base su distribución.
Los principales elementos químicos en función de su abundancia, denominados también como «elementos mayoritarios» en una escala de mayor a menor, son: oxígeno, silicio, aluminio, hierro, calcio, sodio, potasio y magnesio.
Manantial artesiano en Francia.Sección geológica explicando un pozo artesiano (ca. 1885).
Lahidrogeología es la rama de la geología aplicada, dentro de lageodinámica externa, que estudia lasaguas subterráneas en lo relacionado con su origen, su circulación, sus condicionamientos geológicos, su interacción con los suelos, rocas yhumedales (freatogénicos); suestado (líquido, sólido y gaseoso) y propiedades (físicas, químicas, bacteriológicas y radiactivas) y su captación.[51]
Los estudios hidrogeológicos son de especial interés no solo para la provisión de agua a la población sino también para entender el ciclo vital de ciertos elementos químicos, como así también para evaluar el ciclo de las sustancias contaminantes, su movilidad, dispersión y la manera en que afectan almedio ambiente, por lo que esta especialidad se ha convertido en una ciencia básica para la evaluación de sistemas ambientales complejos.
El abordaje de las cuestiones hidrogeológicas abarcan: la evaluación de las condiciones climáticas de una región, su régimen pluviométrico, la composición química del agua, las características de lasrocas comopermeabilidad, porosidad, fisuración, su composición química, los rasgos geológicos y geotectónicos, es así que la investigación hidrogeológica implica, entre otras, tres temáticas principales:
el estudio de las relaciones entre la geología, lascuevas y las aguas subterráneas;
el estudio de los procesos que rigen los movimientos de las aguas subterráneas en el interior de las rocas y de los sedimentos;
el estudio de la química de las aguas subterráneas (hidroquímica e hidrogeoquímica).
Exposición de mineralesLamineralogía es la rama de la geología que estudia las propiedades físicas y químicas de los minerales que se encuentran en el planeta en sus diferentes estados de agregación.[53] Unmineral es un sólido inorgánico de origen natural, que presenta una composición química definida. Los minerales aportan al ser humano loselementos químicos imprescindibles para sus actividades industriales.
Entre sus objetivos están, además de la reconstrucción de losseres vivos que vivieron en el pasado, el estudio de suorigen, de sus cambios en el tiempo (evolución yfilogenia), de las relaciones entre ellos y con su entorno (paleoecología, evolución de labiosfera), de su distribución espacial y migraciones (paleobiogeografía), de lasextinciones, de los procesos de fosilización (tafonomía) o de la correlación y datación de las rocas que los contienen (bioestratigrafía).
La paleontología tuvo (y tiene) muchísima importancia al permitir entender que la Tierra y sus seres vivos están en constante cambio, los cuales se remontan muchosmiles de millones de años en el pasado.[56] Esta comprensión, desarrollada de la mano de los avances en elconocimiento de los procesos geológicos, motivó un cambio en la percepción del tiempo, dando origen al concepto de "tiempo profundo".
La paleontología permite entender la actual composición (biodiversidad) y distribución de los seres vivos sobre laTierra (biogeografía) —antes de la intervención humana—, ha aportado pruebas indispensables para la solución de dos de las más grandes controversias científicas del pasado siglo, la evolución de los seres vivos y laderiva de los continentes, y, de cara a nuestro futuro, ofrece herramientas para el análisis de cómo loscambios climáticos pueden afectar al conjunto de labiosfera.[56] Además, la paleontología, al generar conocimiento sobre etapas de la historia de la Tierra donde los ambientes y los seres vivos fueron muchas veces radicalmente diferentes a los que se observan hoy, permite desarrollar hipótesis o especular sobreel origen y lapotencial presencia de vida en otros cuerpos celestes.[57]
«La paleontología tiene la respuesta no sólo para reconstruir y describir la historia de la vida, sino también para explorar los procesos ecológicos que se desarrollan durante períodos de tiempo de dimensiones geológicas y, por lo tanto, inaccesibles a enfoques experimentales».
Abundancia de elementos en la corteza terrestre en función de su número atómico.
Elpetología (delgriegoΠέτρος [petros] 'piedra'; yλόγος [logos] 'estudio') o litología[59] (del griegoλίθος [litos] 'piedra') es la rama de la geología que se ocupa del estudio de lasrocas, de sus propiedades físicas, químicas, mineralógicas, espaciales y cronológicas, de las asociaciones rocosas y de los procesos responsables de su formación. Es considerada una de las principales ramas de la geología.
La petrología se encarga de tres tipos de rocas específicamente. La primera y más abundante de todas se basa en estudio de lasrocas ígneas que deben su origen al enfriamiento lento delmagma en el interior de la Tierra (rocas ígneas intrusivas) o a de lalava expulsada por los volcanes (rocas ígneas extrusivas). El segundo tipo son lasrocas sedimentarias que se originan por laerosión, desgaste de las rocas por el viento, agua o hielo. El tercer tipo son lasrocas metamórficas que se forman cuando los tipos anteriores se ven sometidos a elevadas presiones y temperatura en el interior de la Tierra.
Estratos sedimentariosLasedimentología es la rama de la geología que se encarga de estudiar los procesos de formación, transporte y deposición de material que se acumula comosedimento en ambientes continentales y marinos y que finalmente formanrocas sedimentarias. Trata de interpretar y reconstruir los ambientes sedimentarios del pasado. Se encuentra estrechamente ligada a laestratigrafía, si bien su propósito es el de interpretar los procesos y ambientes de formación de las rocas sedimentarias y no el de describirlas como en el caso de aquella.
Mapa de la actividad tectónica global.Volcán Tungurahua 2011 (aún activo), julio de 2015. El Instituto Geofísico,EPN monitorea actividad Volcán Tungurahua.[60]Sismograma.
Lasismología o seismología (del griegoσεισμός (seismós) que significa "sismo" yλογία (logia), "estudio de") es una rama de lageofísica que se encarga del estudio deterremotos y la propagación de lasondas elásticas (sísmicas) que se generan en el interior y la superficie de laTierra, asimismo de lasplacas tectónicas. Estudiar la propagación de lasondas sísmicas incluye la determinación delhipocentro (o foco), la localización del sismo y el tiempo que este haya durado. Un fenómeno que también es de interés es el proceso de ruptura derocas, ya que este es causante de la liberación de ondas sísmicas.
Sus principales objetivos son:
El estudio de la propagación de las ondas sísmicas por el interior de la Tierra a fin de conocer su estructura interna;
El estudio de las causas que dan origen a los temblores;
La prevención del daño sísmico;
Alertar a la sociedad sobre los posibles daños en la región determinada.
La sismología incluye, entre otros fenómenos, el estudio demaremotos y marejadas asociadas (tsunamis) y vibraciones previas a erupcionesvolcánicas. En general los terremotos se originan en los límites deplacas tectónicas y son producto de la acumulación de tensiones por interacciones entre dos o más placas. Del mismo modo, las placas tectónicas (placas litosféricas) son una unidad estructural rígida, con un espesor de 100 km aproximadamente, que constituye la capa esférica superficial de la tierra, según la teoría de la tectónica de placas[61] (esta teoría explica la particularísima distribución, en zonas alargadas y estrechas, de terremotos, volcanes y cordilleras; así mismo, la causa de la deriva continental).[62]
La interpretación de lossismogramas que se registran al paso de las ondas sísmicas permiten estudiar el interior de la tierra. Existen 3 tipos de ondas sísmicas. Las ondas P y L (son las productoras de Tsunamis) se propagan a través del globo, y las primeras, longitudinales y de comprensión-descomprensión, lo hacen en todos los medios. Las ondas S, transversales a la dirección en que se propagan, solo se transmiten en medios sólidos.[63]
Latectónica (del latín «tectonicus», del griego antiguo τεκτονικός(tektonikós), «el que construye») es la rama de la geología que estudia las estructuras geológicas producidas por deformación de lacorteza terrestre, las que lasrocas adquieren después de haberse formado, así como los procesos que las originan.
Analiza la mecánica y la dinámica de lalitosfera, para explicar las deformaciones (pliegues yfallas) y formaciones estructurales como son lasplacas tectónicas. De igual manera explica el origen y estructura de las mayores formas del relieve, como son lasfosas tectónicas o lascordilleras. Estudia las megadeformaciones a niveles corticales en ambientes continentales y oceánicos para lograr entender la formación de la Tierra y cómo evoluciona constantemente. El estudio de la tectónica se complementa en otras áreas de la ciencia como elpaleomagnetismo, lasismología o la termodinámica interna de la Tierra.
Una vía de investigación mayoritaria es la predicción de las erupciones; actualmente no hay manera de realizar dichas predicciones, sin embargo lo que se realiza es el monitoreo de la actividad a través de diversas técnicas y herramientas con instrumentación tanto en el lugar como percepción remota. Algunos ejemplos son el monitoreo sísmico, análisis de infrasonido, emisión de plumas, deformación de la estructura, análisis de emisiones difusas y manifestaciones termales, entre otros, lo que permite poder activar protocolos de protección civil, los cuales van desde emitir alertas de actividad y restricción de acceso, hasta desalojar las áreas de posible afectación según los mapas de peligros.
A raíz de la exploración espacial se observó que existe vulcanismo de baja temperatura (criovulcanismo) en los cuerpos helados comoEncélado, por citar un ejemplo. Este tipo de vulcanismo presenta el mismo fenómeno físico que conocemos aquí en la Tierra, es decir que se tiene un material que se funde por una diferencia de temperatura y este es eyectado a la superficie, de tal forma que la vulcanología moderna, se refiere al fenómeno de vulcanismo como un proceso en donde es necesario contar con una fuente de calor y un material capaz de fundirse, de tal manera que se enfoca en el estudio del material eyectado, las estructuras que conforman, los procesos e interacciones asociadas a la formación y evolución del fundido en su ascenso, así como al origen de la fuente de calor.[64]
Departamentos o cátedras de la carrera de ciencias geológicas
La geología comprende distintas ciencias o disciplinas, que configuran los planes formativos educativos universitarios o profesionales. Debido a la gran diversidad de disciplinas o ciencias geológicas, estas se agrupan en distintas unidades de enseñanza independientes, donde se lleva a cabo una mejor organización modular de la propia enseñanza e investigación de la Geología sobre las distintas ciencias que comprende. Una de las estructuras generales en como se componen estos departamentos, es:
Geólogo recogiendo una muestra delava en el volcánKilauea.Lageoética (delgriego γῆ /guê/, ‘Tierra’, y -ἠθικός /ēthikós/, ‘ética’), geología ética o ética geológica, es el estudio y la reflexión de los valores que apuntan a prácticas y comportamientos apropiados del ser humano donde sea que interactúen con el sistema Tierra desde un punto de vistaético[65] y del comportamientodeontológico de los profesionales relacionados con las mismas.[66] Se le considera un punto de intersección entregeociencias,sociología,filosofía yeconomía. Trata con las implicaciones éticas, sociales, culturales, geocientíficas, investigativas, prácticas, educacionales y comunicacionales, junto con la responsabilidad del geocientífico en su actividad profesional. Sus principales temas tratan la reducción y el manejo de losriesgos naturales y antrópicos, manejo de la tierra, áreas costeras, playas y océanos, polución y su impacto en la salud, cambios ambientales globales que incluyencambio climático, protección de ambientes naturales, investigación e integridad en el desarrollo de códigos de conducta científicos y profesionales, y el uso sostenible de los recursos naturales. Se ocupa de las prácticas científicas, técnicas, educativas,geodiversidad,patrimonio geológico,explotación racional de los recursos minerales, responsabilidad en la predicción y mitigación deriesgos naturales, entre otras, tanto en laTierra como, con vistas al futuro, en otroscuerpos espaciales.[66][67]
Mente et malleo, «Con la mente y el martillo», lema internacional de los geólogos[68]Herramientas de geólogo: martillo y lupa.
Un geólogo es un especialista y profesional en el estudio, observación o experimentación relacionados con la Tierra, su composición, estructura, dinámica, origen y evolución. En su trabajo profesional debe aplicar los principios de lageoética.
Un geólogo se destaca por poseer las siguientes competencias:
Realiza estudios petrográficos y análisis químicos para determinar el origen, composición y evolución de las rocas.
Establece la estratigrafía de una región y realiza el análisis estructural para establecer el orden genético de las unidades geológicas en una región y para definir tanto las macro-estructuras como las microestructuras, con el fin de describir la evolución tectónica de dicha región.
Elabora la geomorfología, morfometría y morfotectónica para establecer las formas del relieve de una región, y los factores que las formaron que le permitan identificar las áreas de mayor energía, límites de cuencas, erodabilidad y desarrollar su actividad profesional con un sentido de servicio a la sociedad y con apego a su calidad y apego profesional.
Efectúa estudios geoquímicos y geofísicos para determinar tanto el contenido de especies iónicas en aguas superficiales, subterráneas, hidrotermales, como la composición química de rocas, y sus aplicaciones en evolución geoquímica de aguas naturales y en prospección mineral. Determina las propiedades físicas de la corteza terrestre, el profesional se mantiene crítico ante el avance científico y el desarrollo de su entorno.
Diseña estudios de prospección y exploración de minerales realiza análisis para determinar áreas con posibilidades de depósitos minerales, y la cuantificación. Las técnicas y las determinaciones de parámetros son: muestras tomadas, km² explorados, metros perforados, eficiencia de la perforación, ley de las muestras ensayadas y costos unitarios.
Elabora estudios de aguas subterráneas y calidad del agua, define el proceso o procesos económicos necesarios para definir los depósitos, extraer y administrar los recursos hídricos del subsuelo con respeto así mismo, a los demás y al medio ambiente.
Diseña estudios geotécnicos para conocer las propiedades físicas de suelos y rocas para determinar zonas de riesgo o problemas de subsidencia y fallamiento activo.
Realiza la planeación, diseño y desarrollo de proyectos geológicos para planear, diseñar y desarrollar estudios de geología general y aplicada, las cuales resolverán problemas específicos o se realizarán tareas determinadas dentro de un proceso u operación unitarias.[69]
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