Los asteroides: concepto, origen, composición, dimensiones y órbita

Los asteroides son cuerpos celestes de forma irregular y menor tamaño que los planetas, que también giran en torno al Sol, en sentido antihorario como aquéllos, describiendo órbitas casi circulares. Carentes de atmósfera, su origen se encuentra, probablemente, en la desintegración de un planeta de gran tamaño. El espacio situado entre Marte y Júpiter presenta la mayor concentración de asteroides de nuestro Sistema Solar.

- Origen y composición de los asteroides

Como se ha indicado, los asteroides podrían ser fragmentos de un gran planeta originario, a partir del cual se habrían formado los restantes planetas del Sistema Solar. La teoría más aceptada sugiere que la gravedad de Júpiter actuó agrupando estos fragmentos en un cinturón de asteroides, donde, viajando a grandes velocidades, chocaron unos contra otros.

Estructura de la atmósfera terrestre: sus capas

La atmósfera es la envoltura gaseosa que rodea a la Tierra. Está formada por una serie de capas de distintas características en cuanto a composición y comportamiento. En su capa más baja, la troposfera, se desarrolla la vida.

La importancia de la atmósfera terrestre radica no solamente en el hecho de que es indispensable para la vida, sino también en que interacciona con la hidrosfera y con la Tierra sólida provocando la evolución del planeta.

- Estructura de la atmósfera

Desde el punto de vista térmico la atmósfera se divide en una serie de capas horizontales diferenciadas entre sí:

. Troposfera y estratosfera, que constituyen la atmósfera inferior.

. Mesosfera, termosfera, exosfera y magnetosfera, que forman la atmósfera superior.

Las piedras preciosas | Clasificación de los minerales (III)

Desde la antigüedad las piedras preciosas han sido empleadas en la decoración personal o en la de objetos que el ser humano quería dignificar o enriquecer. Una piedra preciosa es, en realidad, un mineral que recibe el nombre de mineral gema.

Los minerales gema son, en principio, indistinguibles del resto de minerales y rocas de un yacimiento cualquiera. Sin embargo, tras ser tallados y pulidos por buenos profesionales adquieren la hermosura que les da el sobrenombre de piedras preciosas. Además de su belleza, son minerales difíciles de encontrar y de una gran fragilidad. Así, de todos los minerales conocidos, sólo 70 pueden ser considerados como minerales gema y sólo 15 de éstos son considerados como gemas o piedras preciosas importantes.

Los minerales no silicatos | Clasificación de los minerales (II)

Las otras 11 grandes familias de minerales (ya vimos la restante, los silicatos) se pueden agrupar bajo la categoría de no silicatos en contraposición con la familia más importante.

- Elementos nativos

Los elementos nativos son los minerales formados por un solo elemento químico. Es un grupo muy heterogéneo, del que destacan el grafito (sólo carbono), el azufre, el oro, la plata, el diamante y el cobre.

Los minerales silicatos | Clasificación de los minerales (I)

Existen 12 grandes familias de minerales, si bien, más del 90% de los minerales pertenecen a la familia de los silicatos. Un hecho lógico, si pensamos que el oxígeno y el silicio son los elementos químicos más abundantes en la corteza. La combinación de estos dos elementos químicos determina la aparición de los silicatos.

El olivino debe su nombre a su color verde oliva. Presenta un peso específico de 3,3 y una dureza entre 6,5 y 7. Cristaliza en el sistema rómbico y presenta un brillo vítreo. El origen de este mineral es magmático.

- Concepto y tipos de silicatos

Es la familia más importante al ser el componente fundamental de la corteza. Todos los silicatos comparten la misma estructura unidad: 4 átomos de oxígeno que ocupan los vértices de un tetraedro regular que rodean al átomo de silicio. La estabilización de la estructura se debe a un tipo especial de enlace que hay entre los átomos de silicio y oxígeno. Este enlace es 50% iónico y 50% covalente. Por tanto, la fórmula molecular básica del silicato es SiO4. Dado que el oxígeno tiene valencia -2 y el silicio +4, el tetraedro tal cual tiene carga -4. Este hecho explica el porqué los silicatos presentan en su estructura cationes metálicos como el hierro, el sodio, el potasio, el calcio o el aluminio. Estos cationes al introducir cargas positivas estabilizarán la estructura del silicato.

Propiedades físicas de los minerales

El estudio de las propiedades físicas de los minerales constituye un campo de trabajo necesario para su aplicación posterior. Así, gracias a que sabemos que el diamante es el mineral de mayor dureza, las brocas de los dentistas están bañadas por dicho mineral para poder actuar mejor sobre el esmalte. Las propiedades físicas más importantes de los minerales son: la densidad, el peso específico, la dureza, la exfoliación, la fractura y el brillo.

- 1ª Propiedad física de los minerales: la densidad

La densidad es la masa de un mineral por unidad de volumen que ocupa. Esta propiedad varía con la temperatura y con la presión, hecho de enorme importancia en el entendimiento del interior de la Tierra.

Introducción a los minerales

La ciencia que estudia los minerales recibe el nombre de Mineralogía. Un mineral es una sustancia sólida, que se encuentra en la Tierra de forma natural, es decir, que aparece como resultado de procesos geológicos naturales. Así, según esta definición, el petróleo no es un mineral, ni tampoco cualquier sustancia o material que el ser humano fabrique. Además, un mineral también ha de presentar una composición química definida, aunque puede variar dentro de unos límites. Por ejemplo, el olivino es el silicato de hierro/magnesio. La proporción de hierro y magnesio puede variar de una especie de olivino a otra.

Finalmente, el mineral ha de poseer una estructura atómica perfectamente ordenada en el espacio. El grado de esta ordenación interna determinará que el mineral forme o no cristales.

La acción modeladora del mar

La acción modeladora del mar se debe sobre todo al movimiento de las olas que, especialmente durante las tormentas, se lanzan con violencia sobre la costa rompiendo constantemente en las rocas. Los detritos transportados por las olas ejercen, además, una intensa acción abrasiva facilitada por el movimiento continuo y repetitivo del oleaje.

- Las costas

+ Costas altas y bajas, recortadas o rectas

Las costas se dividen en altas y bajas según estén elevadas sobre el nivel del mar, o bien desciendan hacia el mar plácidamente.

La acción mecánica de las aguas: morfología fluvial y glacial

Vamos a ver en esta ocasión la acción mecánica de las aguas, atendiendo en primer lugar a la morfología fluvial, y en un segundo término a la glacial.

- Morfología fluvial

El agua, además de una acción química considerable, desarrolla también una importante acción mecánica. Las aguas impetuosas de los torrentes erosionan fuertemente las rocas del lecho ejerciendo una acción abrasiva debido al material que llevan en suspensión.

La transformación química y la morfología cárstica

El aire contiene sustancias capaces de alterar el quimismo de muchos minerales contenidos en las rocas superficiales. En particular, el oxígeno es capaz de transformar en óxidos los minerales de muchos metales, así como puede también transformar los sulfuros en sulfatos. Las reacciones químicas alteran también las características físicas de los minerales que en algunos casos pierden grados de dureza o de resistencia y se vuelven frágiles, siendo más fáciles de disgregar por el viento.

- El papel determinante del vapor de agua y el dióxido

Incluso el vapor de agua y el dióxido tienen un papel determinante, porque transforman el carbonato de calcio en bicarbonato de calcio, que es mucho más soluble que el primero.

Morfología eólica o del viento

La acción del viento se explica según dos modelos: deflación y abrasión. Después se produce el transporte y deposición de los materiales arrastrados por deflación o de material suelto.

- Los efectos del viento en las rocas

Al transportar granos de arena y, a veces, clastos mayores, el viento ejerce también una acción abrasiva importante sobre las rocas. Si la acción de pulido es prolongada las rocas pueden presentar formas extrañas con caras pulidas, estrías o agujeros. Puestas al desnudo por el viento, las rocas están también a merced del proceso disgregante de la contracción y dilatación térmica.

La temperatura: dilataciones y contracciones térmicas

La temperatura es uno de los principales factores exógenos capaces de disgregar las rocas. Por efecto de la radiación térmica, la temperatura de las rocas y del suelo varía notablemente provocando dilataciones (aumentos de volumen), que corresponden a las elevaciones de temperatura, y contracciones, cuando la temperatura disminuye. La alternancia de dilataciones y contracciones de la roca, ligadas a los cambios térmicos, provocan la rotura de la misma.

- La acción disgregadora de la temperatura

A medida que la fisuración progresa, las grietas se ensanchan y la roca se rompe en fragmentos de pequeñas dimensiones. Se forman así detritos sueltos y sobre la superficie de la roca se observan láminas despegadas como escamas. La acción disgregadora de la temperatura es muy intensa en zonas sujetas a variaciones térmicas elevadas entre el verano y el invierno y entre el día y la noche.

La formación de los Pirineos

Hace unos 200 millones de años, durante el jurásico (período de la era secundaria en el que se sucedieron importantes movimientos orogénicos que originaron grandes emersiones), empezó a formarse un gran océano, el Tetis, que se extendía desde donde hoy en día se encuentra Turquía hasta el Caribe (cabe recordar que América del Norte y Europa formaban un solo continente, la denominada Laurasia).

El Tetis separaba Laurasia de Gondwana. La microplaca ibérica se encontraba con el margen cantábrico pegado al margen oeste de Francia, es decir, el golfo de Vizcaya se encontraba cerrado. Entre el sur de Iberia y el norte de África (que formaba parte del supercontinente Gondwana) se extendía pues el Tetis, que bañaba también el sur de Francia, y donde se producía una sedimentación de rocas carbonatadas y areniscas sobre un zócalo de rocas volcánicas y subvolcánicas más antiguas.

El motor de la tectónica de placas

Actualmente se cree que el mecanismo que mueve las placas litosféricas por encima de la astenosfera, que es una delgada zona a 100 km de profundidad, está relacionado con movimientos de material en el interior del manto debido a diferencias de temperatura.

- La hipótesis de Holmes

Según una hipótesis ya propuesta en 1931 por Holmes, en el manto inferior existe material caliente menos denso que asciende en las zonas de dorsal, donde, como consecuencia de la disminución de presión, se expande lateralmente por la astenosfera. Aquí se enfría, aumenta de densidad y vuelve a descender en profundidad, donde se recalienta y vuelve a entrar en el ciclo. De esta manera se obtiene un movimiento en célula convectiva (porque el material caliente sube a través de material frío más denso). El flujo lateral del material ascendido hasta la astenosfera arrastra las placas litosféricas que se encuentran en sentido horizontal. La conjunción de dos células ascendentes provoca la expansión de las placas, mientras que dos flujos descendentes de dos células convectivas contiguas provoca la subducción litosférica.

La teoría de la tectónica de placas

A finales de los años sesenta, gracias a la contribución de numerosos científicos, sobre todo norteamericanos, fue formulada la teoría dinámica de la tectónica de placas: un modelo geodinámico (es decir, relativo al movimiento y a la evolución de la Tierra) capaz de explicar concluyentemente todos los fenómenos geológicos principales observables en nuestro planeta.

- División de la litosfera según la tectónica de placas: las placas y microplacas

Este modelo reúne en sí mismo las ideas de Wegener sobre la deriva de los continentes, y la teoría de la expansión de los fondos oceánicos, encuadrándolas en un modelo global en el que se propone un "motor" único, situado en el manto, sobre cuyo funcionamiento existen algunas dudas. Según la tectónica de placas la litosfera se divide en varios fragmentos llamados placas que se mueven sobre la astenosfera fluida. Las placas principales son seis: antártica, pacífica, americana, africana, indoaustraliana y eurasiática, pero a éstas cabe añadir un gran número de placas menores, algunas de dimensiones muy reducidas llamadas microplacas. Las placas en general no están constituidas sólo de litosfera continental u oceánica sino que son de ambos tipos.

La expansión de los fondos oceánicos

Los estudios de geofísica y las campañas oceanográficas de los años cincuenta revelaron la existencia de las dorsales oceánicas por las que sale continuamente nuevo material magmático. Al datar las rocas de los fondos, se observó que su edad aumentaba a medida que se alejaban de la dorsal: las rocas más jóvenes fueron encontradas cerca de las dorsales mientras que las más antiguas estaban confinadas a lo largo de los márgenes continentales o en las fosas oceánicas.

Además fue posible constatar que, sorprendentemente, ninguna roca oceánica presentaba edades por encima de 200 millones de años, mientras que en los continentes se habían encontrado rocas con más de 3 millardos de años.

Las inversiones de polaridad del campo magnético terrestre

Muchas rocas, sobre todo ígneas, contienen minerales de hierro (magnetita, hematites, etc.) que tienen propiedades magnéticas. Éstos, de hecho, como las agujas de las brújulas, se orientan paralelamente a la dirección del campo magnético terrestre en el momento de su cristalización, y si las rocas que los contienen son erosionadas, después sedimentadas y diagenizadas, los minerales de hierro pueden reorientarse en otras direcciones distintas de la original.

- El paleomagnetismo y el estudio de las variaciones de posición de los polos magnéticos terrestres

La particularidad de estos minerales es que conservan de todas maneras una "memoria" del magnetismo terrestre del pasado (paleomagnetismo). El estudio de las rocas que contienen estos minerales, tanto rocas ígneas originales como sedimentarias, ha permitido reconstruir con bastante precisión las variaciones de posición de los polos magnéticos terrestres (y así también los geográficos) durante las eras geológicas. Los geofísicos que llevaron a cabo estas investigaciones en los años cincuenta se dieron cuenta que rocas de la misma edad, pero localizadas en continentes distintos, proporcionaban resultados discordantes respecto a las trayectorias que los polos magnéticos habrían seguido en el pasado. Este hecho se podía explicar de dos maneras: los polos magnéticos habían migrado verdaderamente, o bien fueron los continentes los que se desplazaron, causando el aparente movimiento de los polos.

La hipótesis de la deriva continental de Wegener

Ya en el siglo XVII el gran filósofo inglés Francis Bacon, observando la excepcional correspondencia entre las costas orientales de Sudamérica y las occidentales de África y Europa, estableció la hipótesis que estos continentes debían haber estado unidos en el pasado, y que sólo en una segunda fase se separaron y alejaron, yendo a la deriva. Sin embargo, fue Wegener el primero en formular una hipótesis científica de la tectónica de placas de forma científicamente rigurosa.

- La hipótesis de la deriva continental de Wegener: desde Pangea y Panthalasa, a hoy día

+ Pangea: único y enorme continente en el Paleozoico y casi todo el Triásico

Según la hipótesis de Wegener, dada a conocer en 1912, en el Paleozoico y durante casi todo el Triásico las tierras emergidas estaban agrupadas en un único y enorme continente que el propio Wegener llamó Pangea.

El principio de isostasia

El principio de isostasia fue formulado por el científico inglés Airy en 1885, después de atentas mediciones de las anomalías de la gravedad en el Himalaya.

- ¿En qué consiste el principio de isostasia?

El principio de isostasia afirma que los bloques flotan sobre el manto gracias a un empuje desde abajo similar al empuje hidrostático de Arquímedes. Así, este principio determina que los bloques litosféricos continentales de mayor espesor y menos densos que los oceánicos se hunden más.

Este fenómeno es similar al que se produce cuando se colocan dos bloques de madera de igual masa pero de densidad distinta (es decir, de volumen distinto) en un recipiente con agua: el bloque más voluminoso se hunde tanto más en el agua cuanto más alta es la parte emergida. Si los bloques litósfericos no se encuentran en equilibrio isostático tenderán a conseguirlo disminuyendo o aumentando la parte sumergida en la astenosfera, según si la parte emergida ha sufrido algún tipo de levantamiento o hundimiento.

Por ejemplo, la región escandinava está actualmente sometida a un empuje vertical que provoca un levantamiento, en algunos puntos de hasta 1 cm por año, como respuesta a la disminución de carga como consecuencia de la fusión del casquete de hielo de 2.000 metros que recubría esta región hasta hace 10.000 años.

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- La tectónica de placas: artículos en nuestro blog de Biología y Geología

+ La hipótesis de la deriva continental de Wegener

+ Las inversiones de polaridad del campo magnético terrestre

+ La expansión de los fondos oceánicos

+ La teoría de la tectónica de placas

+ El motor de la tectónica de placas

+ La formación de los Pirineos

Topografía de los fondos oceánicos: principales elementos morfológicos

Los mapas oceánicos muestras algunos elementos principales característicos de todos los océanos; así, se habla de márgenes continentales, de cuencas oceánicas profundas y de dorsales oceánicas.

- Los márgenes continentales

Los márgenes continentales son la continuación de los continentes bajo el agua oceánica y están constituidos por corteza continental. Alejándose de la coste se pueden ir distinguiendo tres elementos morfológicos: plataforma continental, talud continental y elevación continental.