Todas las entradas de: Javier Elez

Artículos de geología general (temáticas), Didáctica, Geología planetaria, Minerales y rocas

Viaje desde el espacio al corazón de la Tierra

Deja un comentario

Texto: Javier Elez, Anabel Casado y Gabriel Castilla

En el momento de escribir este post, la tripulación de la misión Artemis II de la NASA ha regresado ya felizmente de una nueva misión alrededor de la Luna.  Su trabajo nos ofrecen nuevas fotos del planeta Tierra visto desde el espacio exterior (Fig. 1).

Imagen tomada desde la nave Orion durante la misión Artemis II, en el espacio cerca de la Luna. El fondo es completamente negro, representando el vacío del espacio. En la parte inferior se extiende la superficie de la Luna, de color gris oscuro y con una textura rugosa llena de cráteres. En primer plano destaca un cráter grande, con bordes en forma de escalones y una zona central con pequeñas elevaciones o picos. Por encima del horizonte lunar aparece la Tierra, solo parcialmente visible, como si se estuviera ocultando detrás de la Luna. Este fenómeno se conoce como “puesta de la Tierra”. La Tierra tiene un tono azul suave con nubes blancas brillantes. Una parte del planeta está en oscuridad, indicando la noche, mientras que en la zona iluminada se observan nubes sobre la región de Australia y Oceanía.
Figura 1. Fotografía de la Tierra desde la nave espacial Artemis II, la Luna en primer plano el planeta azul en segundo. Créditos NASA

Además, hoy 22 de abril es el Día Internacional de la Tierra, así que vamos a aprovechar estas dos coincidencias para contaros la dimensión y la estructura general de nuestro planeta. Lo haremos desde un punto de vista fundamentalmente geológico y más que incidir en todos y cada uno de los elementos que dividen esas distintas zonas, pondremos el foco en por qué son tan interesantes cada una de estas capas para entender la dinámica del planeta.

DESDE EL ESPACIO EXTERIOR AL PLANETA AZUL

Si hiciéramos un viaje interestelar de vuelta desde el espacio exterior a nuestro planeta azul, a nuestra casa, como ha hecho Artemis II, lo primero con lo que nos encontraríamos sería el campo magnético terrestre. Este protege la Tierra como si fuera un escudo, desviando el viento solar, principalmente partículas atómicas y subatómicas procedentes del Sol (Fig. 2). Al atravesar ese escudo entraríamos en la atmósfera, la capa más exterior de nuestro planeta. Esta se caracteriza por estar compuesta fundamentalmente por gases que envuelven completamente el planeta.

Imagen ilustrativa del espacio con fondo negro. En el centro aparece la Tierra, vista como una esfera azul con nubes blancas y algunas zonas de tierra. Está iluminada parcialmente, lo que le da volumen. Alrededor de la Tierra se ven varias líneas curvas que la envuelven formando una especie de burbuja alargada. Estas líneas representan el campo magnético terrestre, una especie de escudo invisible que rodea el planeta. Las líneas son de colores azul y rojo, y salen desde un lado de la Tierra, rodeándola y extendiéndose mucho más lejos por el lado opuesto. La forma no es simétrica: En el lado izquierdo, las líneas están más comprimidas y cercanas a la Tierra. En el lado derecho, se estiran mucho hacia afuera, formando una especie de cola larga. Cerca de la Tierra aparecen pequeñas etiquetas que indican regiones llamadas “cusp” (zonas donde las líneas se abren), una arriba y otra abajo del planeta. En la esquina superior derecha se ve el logotipo de la NASA, indicando que es una imagen científica o educativa.
Figura 2. Campo magnético terrestre visiblemente deformado por el viento solar que en este esquema viene de la izquierda. Créditos NASA Ciencia

La atmósfera no tiene límite superior definido, consideramos que empieza cuando gracias a ese escudo magnético deja de predominar la atmósfera solar. Podríamos darle una distancia aproximada de unos 10.000km a partir de la superficie del planeta Tierra.

Desde el punto de vista de la composición química nuestra atmósfera se puede dividir en dos grandes envolventes, la Heterosfera y la Homosfera (Fig. 3). Siguiendo en nuestro viaje de entrada a la Tierra, cruzaremos primero la Heterosfera.

La Heterosfera está estratificada pero no tiene una composición química homogénea, de forma que tiene capas donde predomina el hidrógeno, el helio, el oxígeno o el nitrógeno y en general presenta muy poca masa. La Heterosfera se acaba a unos 80-85km de la superficie de la Tierra, dando paso a lo que denominamos Homosfera.

Por tanto, la Homosfera se extiende desde esos 80-85km de elevación hasta la superficie del planeta y presenta una composición química muy constante:  21% de oxígeno, 78% nitrógeno y 1% de Dióxido de carbono, Argón, vapor de agua y otros gases. 

En la atmósfera sucede una cosa muy curiosa, y que tiene que ver con cómo se comportan los gases desde el punto de vista físico. Los gases son compresibles, esto es, las moléculas gaseosas se pueden apretar en menos espacio. La gravedad de la Tierra atrae esos gases, evitando que escapen al espacio exterior, y los acumula preferentemente en su parte inferior.

La imagen es un esquema vertical que representa las capas de la atmósfera de la Tierra, ordenadas desde la superficie hacia el espacio. En el lado izquierdo aparecen dos grandes categorías escritas en vertical: Homosfera (parte inferior) Heterosfera (parte superior) Estas categorías agrupan las distintas capas. Parte inferior: Homosfera Troposfera (desde el suelo hasta aproximadamente entre 6 y 20 kilómetros) Es la capa más cercana a la Tierra. Se muestra una montaña, identificada como el Monte Everest, y un avión volando. Es la zona donde ocurren los fenómenos meteorológicos. Estratosfera (hasta unos 50 kilómetros) Se representa un globo meteorológico flotando. Es una capa más estable que la troposfera. Mesosfera (hasta unos 85 kilómetros) Se observan meteoros como líneas que atraviesan la atmósfera. En esta capa se desintegran la mayoría de los meteoritos. Parte superior: Heterosfera Termosfera (desde unos 85 hasta unos 690 kilómetros) Se muestra una aurora como una forma difusa de color verde y un transbordador espacial. También aparece la línea de Kármán a unos 100 kilómetros, que se considera el límite entre la atmósfera y el espacio. Exosfera (desde unos 690 hasta unos 10.000 kilómetros) Es la capa más externa. Se representa como una zona muy oscura con pequeños puntos que sugieren el espacio. Organización de la imagen La información se presenta de abajo hacia arriba, indicando mayor altitud. Cada capa tiene un color diferente y se indican alturas aproximadas en kilómetros. Los dibujos ayudan a identificar qué ocurre en cada zona.
Figura 3. Estructura típica de la Atmósfera. Modificado de Wikipedia. Notar que para que quepan todas las capas e indicaciones en el gráfico, la escala vertical en kilómetros no es homogénea. Créditos: Wikipedia

De esta forma el 95% de masa de la atmósfera, prácticamente toda, se encuentra en los primeros 15km. El resto, hasta esos 10.000 kilómetros aproximados donde termina, es una zona que apenas tiene materia.

Una de las consecuencias de esta distribución es que justo en la superficie del planeta, que es donde se desarrolla la vida, es donde se encuentra la mayor densidad y presión en el aire.

También como consecuencia, en esta parte más cercana a la superficie del planeta (Troposfera y parte de la Estratosfera) es donde se dan gran parte de los fenómenos atmosféricos y climáticos típicos: nubes, lluvia, rayos, etc. ya que esta acumulación de masa permite la dinámica atmosférica, y también la sustentación de los aviones sin ir más lejos. Este cambio en la densidad de la atmósfera lo podemos notar al ascender una montaña de varios kilómetros que cada vez el aire es menos denso y podemos tener problemas para respirar precisamente porque hay menos oxígeno en el mismo volumen de aire que cogemos en cada exhalación.

SOBRE LA SUPERFICIE DE LA TIERRA

En nuestra llegada al planeta azul aterrizamos la nave espacial en la superficie rocosa del planeta, en la Troposfera (Fig. 3). Tras atravesar la atmósfera gaseosa encontramos un nuevo mundo en lo que a estados de la materia se refiere, los estados sólido y líquido.

La Tierra dispone de gran cantidad de agua en superficie, aproximadamente cuatro quintas partes de la superficie del planeta está cubierto de forma permanente por el agua de nuestros mares y océanos. Y aunque en proporción es una cantidad de masa muy pequeña con respecto al global del planeta, tiene una relevancia fundamental a la hora de entender la vida en general y de acoger a la humanidad en particular.

Esta agua superficial forma la hidrosfera, os dejamos algunos datos sorprendes que ayudan a dimensionar su volumen (Fig. 4):

  • Si toda el agua del planeta Tierra (océanos, glaciares y casquetes polares, lagos, ríos y agua subterránea, agua atmosférica, etc.) lo ponemos en una esfera, el radio de esa bola sería de aproximadamente 682km.
  • El volumen total de toda esa agua sería de unos 1.386 millones de km3.
  • Toda el agua que se encuentra en la atmósfera, la mayor parte en forma de vapor, en un día normal suma unos 12.900km3. Si toda ella lloviera sobre el planeta en un instante, la Tierra se cubriría con una capa continua  de unos 2,5cm de espesor.
  • Solo el 2,5% del agua que existe en la superficie del planeta es agua dulce y la mayor parte de ella está en la Antártida.
La imagen muestra el planeta Tierra visto desde el espacio, con fondo negro. La Tierra ocupa casi toda la imagen y está representada como una esfera. Se distinguen claramente los continentes de América del Norte, América Central y América del Sur en el centro. También se ve parte de África y Europa en el lado derecho. Los océanos aparecen en tonos claros y las zonas de tierra en colores verdes y marrones. Sobre América del Norte, en la parte izquierda del planeta, hay una esfera azul brillante superpuesta. Esta esfera no forma parte real de la Tierra, sino que parece añadida para comparar tamaños. Es de color azul intenso, con un aspecto luminoso y ligeramente transparente. Debajo de esa esfera grande hay otra mucho más pequeña, también azul, colocada cerca de la misma zona geográfica.
Figura 4. De las tres esferas azules, la mayor representa toda el agua en la superficie del planeta, incluyendo la de los glaciares, la Antártida, mares y océanos, etc. La pequeña representa toda el agua dulce del planeta incluyendo glaciares y acuíferos, y la más diminuta de todas, apenas perceptible en el gráfico, el agua de ríos y lagos. Créditos: Howard Perlman, USGS/illustration by Jack Cook, WHOI.

A toda esta agua superficial hay que añadir la existencia de una cantidad importante de agua formando parte de las rocas y los minerales del interior de nuestro planeta, aunque es bastante difícil evaluar cuanta agua supone. Aquí las cifras son relativamente variables en función de las fuentes, pero apuntan a cantidades importantes de entre un 30 y un 85% del total de agua del planeta.

HACIA EL CENTRO DE LA TIERRA

Después de esta parada en la superficie, volvamos a nuestro viaje hacia el corazón del planeta, con una nave imaginaria que nos permita viajar a través de la geosfera. Por el camino veremos que, como ya pasara en la atmósfera, los materiales se estructuran en capas concéntricas que hacia el interior tienen cada vez más densidad, los elementos más pesados hacia el interior. En total, atravesar la geosfera son unos 6.380km.

Pero antes hay que hacer una advertencia, la estructura del interior del planeta es distinta a los ojos de la geología si hablamos de su composición (tipos de rocas y minerales que la forman) o si nos referimos a su estado físico: sólido y por tanto rígido, dúctil o semifundido y líquido, y con todos sus estadios intermedios.

Esto es importante ya que al igual que el hielo de un glaciar tiene la misma composición química que el agua que corre por un río o el vapor de agua de una nube, sus implicaciones en la dinámica planetaria son distintas. Es por esto que hacemos dos clasificaciones de las capas en el interior de la Tierra, una que tiene que ver con la composición en función de los tipos de roca y minerales y otra que tiene en cuenta esos estados físicos, lo que llamamos mecánica o reología en términos científicos. El conjunto de ideas que aportan ambas clasificaciones nos permite entender y explicar entre otras muchas cosas los mecanismos que mueven las placas tectónicas o por qué la Tierra tiene un campo magnético que nos protege del abrasador viento solar.

La estructura Interna en relación a la composición es bastante sencilla tenemos de fuera a dentro Corteza, Manto y Núcleo (Fig. 5, izquierda). La Corteza, donde dejamos aparcada nuestra nave interestelar y vivimos, se compone fundamentalmente de silicatos y apenas representa un 1% de la masa de la Tierra. Tiene un espesor bastante variable que puede ir desde los 6 hasta los 70-80 km y cuenta con todos los tipos de rocas: ígneas, sedimentarias y metamórficas. Un dato muy importante es que su densidad media es relativamente baja, se sitúa entre los 2,7-3 g/cm3. 

Esta baja densidad comparada con los materiales del Manto y Núcleo justifica su presencia en superficie. La Corteza es la capa más superficial porque acumula lo más ligero y flota. De igual forma que el agua del mar o de los ríos se sitúa sobre la superficie rocosa de la Corteza porque es menos densa que las rocas y por lo tanto flota sobre ellas. Recuerda que cuando tiras una piedra al mar esta se hunde porque es más densa que el agua. 

La imagen muestra un esquema de la Tierra en corte, como si se hubiera extraído una porción para ver su interior. En la parte izquierda aparece un círculo incompleto que representa el planeta visto desde fuera, con varias capas concéntricas en diferentes colores. A la derecha se muestra un corte en forma de cuña, como una porción triangular que va desde la superficie hasta el centro de la Tierra. Este corte permite ver las capas internas en detalle. Capas visibles en el corte En la parte superior del corte se ve la superficie terrestre. Aparecen montañas y una zona azul que representa el océano. Debajo de la superficie hay varias capas: Una capa delgada en la parte superior, que corresponde a la corteza terrestre. Debajo, una capa mucho más gruesa de color anaranjado, que representa el manto. En esta zona aparece el número “2900 km”, indicando la profundidad aproximada hasta el final del manto. Más abajo, una capa de color amarillo intenso con textura irregular, que representa el núcleo externo. En esta zona aparece el número “5100 km”, indicando la profundidad aproximada de esta capa. En el centro hay una pequeña zona clara, que representa el núcleo interno.
Figura 5. Estructura interna del planeta Tierra. Notar que la escala vertical en el gráfico de la derecha no es homogénea, para que quepan todos los elementos a describir. En el gráfico de la izquierda, la escala vertical si es homogénea y la corteza queda desaparecida ya que es extremadamente delgada comparada con el manto y el núcleo. La corteza que tenemos en los continentes tiene unas características diferentes a las que hay bajo los océanos y por eso hablamos de Corteza oceánica y continental. En la clasificación por estados, la Litosfera está separada del Manto por la Astenosfera. Créditos: Wikipedia

En esta clasificación composicional, inmediatamente debajo de la corteza se encuentra el Manto. Esta capa se extiende desde el final de la corteza hasta los 2.900km de profundidad, ocupa un 83% del volumen de la Tierra y el 68% de su masa. Se compone fundamentalmente rocas de silicatos ricos en magnesio (Mg) y hierro (Fe) como la Peridotita que presentan densidades altas de 3 a 4,5 g/cm3.

Y llegamos ya al corazón de la Tierra, el Núcleo, que se encuentra desde los 2.900 km de profundidad hasta el centro de la Tierra a 6.380 km. Es solo el 16 % del volumen del planeta, pero el 30% de su masa ya que está compuesto por los materiales más densos y pesados, fundamentalmente por una aleación de hierro y níquel con una densidad muy alta, de 9-13 g/cm3.

Esta estratificación de materiales cada vez más densos hacia el interior se define con la formación del planeta y es la que responsable de la dinámica de tectónica de placas de nuestro planeta.

Sin embargo, al entender la estructura interna del planeta desde el punto de vista de los estados de la materia la cosa cambia ligeramente. Hagamos esta última parte del viaje de nuevo, pero esta vez fijándonos en el estado de los materiales de la geosfera. Así, desde la parte más externa hacia el interior atravesaríamos primero la Litosfera, y luego la Astenosfera, la Mesosfera, el Núcleo externo y finalmente el Núcleo interno (Figura 5 derecha).

La Litosfera, con un espesor aproximado de unos 100 km incorporaría toda la corteza y la parte más superficial del Manto. Presenta un comportamiento general frágil (más rígido) a relativamente dúctil (se deforma sin romperse, algo parecido a la plastilina), variando en función de la presión y la temperatura y está segmentado en placas tectónicas (también llamadas placas litosféricas) que actúan en sus bordes. Esta Litosfera está separada mecánicamente de la capa inferior, la Astenosfera.

La Astenosfera se encuentra entre los 100km de contacto con la Litosfera hasta incluso los 600km de profundidad. Se presenta en un estado menos rígido, sobre todo hacia su parte superior. Esta capa más blanda permite el movimiento de las placas litosféricas de forma relativamente libre sobre ella.

Por debajo de la Astenosfera encontramos la Mesosfera (la parte inferior del Manto) y que acaba en la superficie del Núcleo (desde los  aproximadamente 600 km a los 2900 km). Aunque está en discusión, probablemente se encuentran en estado dúctil a semi-fundido. Esta capa es donde se transmite el calor del Núcleo hacia niveles más altos y donde se generan tanto plumas de calor verticales como células convectivas que finalmente serán las causantes de mover las placas continentales. 

El Núcleo Externo, desde los 2900 km y hasta los 5200 km de profundidad, está en estado líquido, a diferencia del Núcleo Interno (desde los 5.200 km hasta los 6.380km) que se encuentra en estado sólido. Se trata de un complejo núcleo metálico en el cual la parte exterior líquida rota en un sentido y la capa interior sólida rota en el sentido contrario. Este movimiento del núcleo interno y el núcleo externo que genera un efecto de enorme dinamo que produce nuestro campo magnético.

Y así llegamos al final de nuestro viaje, desde el espacio al corazón de la Tierra. Un camino que comenzamos a unos 10.000 kilómetros por encima de la superficie de la Tierra, desde el viento solar y la atmósfera hasta 6380 km en el interior de la Tierra.

Para que el viaje fuera relajado y rápido, no nos hemos detenido a indicar todas y cada una de las pruebas que nos permiten saber con razonable seguridad lo que nos encontramos a lo largo de este viaje. Como no podemos viajar realmente dentro de la Tierra, mucho de lo que sabemos de la composición interna del planeta tiene que ver con los meteoritos encontrados sobre la superficie del planeta y con algunos pedazos (pocos) del interior del planeta que han llegado a la superficie.  Mucho de lo que sabemos de la estructura de capas del interior del planeta tiene que ver con el estudio de las ondas sísmicas generadas por los terremotos y de las variaciones menores en los campos gravitatorio y magnético, pero todo eso es otra historia que contaremos en otro momento….



Para saber más…

Si tenéis curiosidad sobre los datos del agua en el planeta os recomendamos esta referencia:

Datos interesantes de la distribución del agua en la Tierra
Artículos de geología general (temáticas), Didáctica, Geoarqueología, Historia de la Geología

¿Qué es un Tsunami?

Deja un comentario

Los tsunamis son unas manifestaciones fuertemente energéticas de la dinámica de nuestro planeta, espectaculares, pero también responsables de algunas de las catástrofes naturales recientes más tristes.

Los tsunamis de Japón en 2011 y del sudeste asiático en 2004 y su difusión a nivel global por redes cambiaron por completo nuestro imaginario colectivo al respecto de estos fenómenos (Fig. 1). Las estimaciones de víctimas mortales para ambos eventos son terroríficas, en Japón murieron cerca de 16.000 personas (hay todavía más de 2.500 desaparecidos) y en Indonesia fallecieron más de 280.000 personas.

Descripción accesible de la imagen: A la izquierda, sobre un fondo azul, aparece el texto: “5 de noviembre. Día Mundial de Concienciación sobre los Tsunamis. Empoderando a la próxima generación con las lecciones del Tsunami del Océano Índico de 200_” (el último número está incompleto). A la derecha, ocupa la mayor parte de la imagen la fotografía de un gran barco oxidado y volcado de lado, parcialmente hundido en el mar. La estructura muestra tuberías, pasarelas metálicas y una cabina de color rojizo deteriorada. La imagen transmite la magnitud de la destrucción asociada a los tsunamis.
Figura 1. El 5 de noviembre es el día mundial de concienciación sobre los tsunamis. UNDRR, https://tsunamiday.undrr.org/es

Sus efectos nos resultan inquietantes. Un ejemplo claro es la película Lo imposible (2012), dirigida por J. A. Bayona, que narra la historia real de una familia que sobrevivió al devastador tsunami de 2004. Otro ejemplo es la preocupación por que se pueda repetir una catástrofe como la sucedida en la central nuclear de Fukushima, dañada por el tsunami de 2011, y que continúa generando contaminación y riesgo debido a los problemas aún no resueltos en su control.

La mayor parte de los tsunamis se generan como un efecto colateral de un gran terremoto.

¿Qué necesitamos para que se produzca un tsunami? Dos cosas:

  1. Un terremoto tan grande como para modificar la superficie del planeta
  2. Que el terremoto ocurra bajo el mar.

Cuando se genera un terremoto de gran magnitud (Fig. 2), si se produce cerca de la superficie de nuestro planeta pasan dos cosas, por un lado una rotura y desplazamiento de la superficie del planeta y por otro las conocidas ondas sísmicas que se propagan desde la zona de rotura y hacen vibrar el terreno.

Descripción accesible de la imagen: La imagen es un esquema dividido en tres secciones horizontales que explican cómo se forma un tsunami debido a un terremoto submarino. Primera sección: “Antes del terremoto” Se muestra el fondo marino con una pendiente suave hacia la costa. A la izquierda, el océano tiene unos 4.000 metros de profundidad. La línea azul representa el “nivel del mar original”. En la orilla, sobre una pequeña loma, hay una palmera. Bajo el fondo marino se ve una línea roja que simboliza una falla geológica aún sin movimiento. Segunda sección: “En el terremoto” La falla se desplaza y genera un levantamiento del fondo marino. Aparecen flechas que indican el movimiento ascendente de la superficie y el desplazamiento del agua. El texto señala “Desplazamiento del mar” y “Desplazamiento de la superficie”. Una estrella roja marca el epicentro del “Terremoto”. El nivel del mar se modifica temporalmente, elevándose en una zona y descendiendo en otra. Tercera sección: “Tsunami después del terremoto” El fondo marino queda deformado de forma permanente. El agua se mueve en ondas que avanzan hacia la costa. En mar abierto, las olas son largas y bajas (menos de 1 metro de altura, velocidad de 150 a 300 km/h). Cerca de la costa, las olas se hacen mucho más altas (varias decenas de metros, velocidad de hasta 50 km/h). El texto “Tsunami en la costa” aparece en rojo, junto al dibujo de grandes olas que se acercan a la playa donde sigue en pie la palmera. En conjunto, el esquema ilustra el proceso completo: desde la calma inicial, pasando por el sismo submarino, hasta la llegada del tsunami a la costa.
Figura 2. Esquema temporal del proceso de generación de un Tsunami. Necesitamos un terremoto que deforme la superficie del fondo del mar, de forma que desplace hacia arriba el agua del mar. Esta agua desplazada, al buscar su equilibrio gravitacional genera una onda que se propaga por el océano hasta llegar a la costa. Al llegar al litoral el tren de ondas se frena con el fondo marino más superficial y construye el tsunami. A mayor masa de agua desplazada por el terremoto, mayor velocidad de las ondas y mayor el tsunami resultante. Grafico: Javier Elez.

En geología llamamos falla a la fractura por la que se produce el desplazamiento del terreno. Para que os hagáis una idea el terremoto de Japón de 2011 desplazo hasta 2,4 metros la isla de Honshu, la mayor del archipiélago Japonés.

Si el desplazamiento de la corteza terrestre durante un terremoto ocurre bajo una gran masa de agua, como en el fondo del océano, el movimiento del suelo marino empuja la columna de agua que tiene encima. Si esto sucede a una profundidad de unos 4.000 metros, implica que se están moviendo cuatro kilómetros de columna de agua.

Cuanto mayor sea la magnitud del terremoto, más extensa será la zona afectada y mayor la cantidad de agua desplazada.

En ese momento el agua sube sobre su nivel habitual y luego por gravedad baja, oscilando de forma similar a cuando tiramos una piedrita a un lago y se forman las típicas ondas. La consecuencia de este movimiento oscilatorio es una onda estacionaria en el mar (Fig. 3).

Descripción accesible de la imagen: La imagen muestra un conjunto de ondas concéntricas en la superficie del agua, vistas desde arriba. En el centro, un punto más oscuro indica el lugar donde una gota acaba de caer, formando un pequeño cráter circular rodeado por anillos que se expanden hacia fuera. Las ondas son simétricas y reflejan la luz, creando un efecto metálico o plateado. El fondo es difuso y grisáceo, lo que resalta el movimiento suave y regular de las ondas. La imagen transmite calma y representa visualmente cómo se propaga la energía a través del agua.
Figura 3. Ondas en el agua que se propagan de forma concéntrica al origen, igual que un tsunami. Fuente Wikipedia.

Estas ondas se mueven por los océanos a velocidades de cientos de km/h. En el océano abierto no son peligrosas, los barcos en muchas ocasiones ni siquiera las notan porque tienen longitudes de onda muy largas (de hasta 300 km) y amplitudes muy pequeñas (menores a un metro). Pueden cruzar el Océano Pacífico de Japón a California en unas 9 horas.

Pero cuando llegan a la costa la cosa cambia, al disminuir la profundidad la onda roza con el fondo, se frena, crece en la vertical y acumula agua y presión. Como el tren de ondas es continuo llega un momento en el que el agua amontonada en la zona litoral crece tanto que se cae hacia el continente inundando las zonas costeras en muchas ocasiones de forma violenta y generando los daños que tenemos todos en la retina.

En japonés, tsunami significa “Ola de Puerto” haciendo referencia a la dinámica del fenómeno, pues en mar abierto no se aprecia y solo cuando llega a la costa es cuando vemos las grandes olas.

En España tenemos registro geológico de Tsunamis, siendo los más recientes en la costa atlántica de Andalucía. El más conocido fue causado por el terremoto de Lisboa en 1755, con más de mil víctimas mortales solo en Andalucía. Este terremoto provocó en las costas andaluzas un tsunami con olas de 10 a 12 m de altura (equivalente a un edificio de cuatro plantas), con tiempos de inundación máximos superiores a los 8 minutos, llegando a inundar zonas situadas a más de 5 km hacia el interior de la costa.

Pero no ha sido el único. En la costa atlántica de Andalucía tenemos registro de siete grandes tsunamis en los últimos 7.000 años, de ellos cuatro se consideran que responden a terremotos de magnitudes muy importantes (mayores a 8)

¿Qué hacer en caso de tsunami?
En caso de riesgo de tsunami, debes seguir únicamente las indicaciones oficiales y acudir a fuentes fiables como la Instituto Geográfico Nacional (IGN) o la Dirección General de Protección Civil y Emergencias. Ve a un lugar seguro: aléjate de la costa, desembocaduras y ríos, y sube a una zona alta o planta elevada si ya estás en el agua. Evacúa inmediatamente si escuchas una alerta oficial, sientes un terremoto intenso o prolongado, observas una retirada rápida del mar o escuchas un rugido fuerte como de tren. Mantén la calma, no regreses hasta que las autoridades lo indiquen y conserva una radio a pilas, linterna y suministros básicos.

Para más información:
https://www.ign.es/web/resources/sismologia/qhacertsu/qhacertsu.html
https://www.interior.gob.es/opencms/pdf/archivos-y-documentacion/documentacion-y-publicaciones/publicaciones-descargables/proteccion-civil/Guia_de_informacion_riesgo_tsunamis_126230890.pdf

Bibliografía:
https://earthobservatory.nasa.gov/images/148036/ten-years-after-the-tsunami
Lario , J., Za Zo, C., Goy, J. L., Silva , P. G., Bardaji, T., Cabero , A., Dabrio, C. J. (2011). Holocene palaeotsunami catalogue of SW Iberia. Quaternary International. doi:10.1016j.quaint.2011.01.036

Entradas relacionadas:

Magnitud e intensidad en los terremotos
Los riesgos geológicos y la vida moderna
GEOLODÍA 23. Los daños del terremoto de Lisboa en el interior de la península ibérica
#Geopostales | Punta Arenas (California, USA)
Cambio climático, Geomorfología, La Serrota, Paleoclima

GEOLODÍA 24. Paleoglaciar de la Serradilla. ¿Cómo sabemos que en Cepeda quedan restos de un glaciar?

Deja un comentario

Al norte del pueblo de Cepeda la Mora, dentro de La Serrota, y en un paraje que se llama Alto de las Serradillas, queda una morfología singular, muy bien preservada y sin embargo muy habitual en el Parque Regional Sierra de Gredos y en todo el Sistema Central. Se trata de un paleoglaciar (Figura 1).

Figura 1. Fotografía del paleoglaciar de la Serradilla, conserva todas las formas pero ya no hay hielo. El relieve no está en equilibrio con el clima actual. Fotografía de Javier Elez.
Figura 1. Fotografía del paleoglaciar de la Serradilla. Conserva todas las formas del antiguo glaciar, pero ya no hay hielo. El relieve no está en equilibrio con el clima actual. Fotografía de Javier Elez.

Un paleoglaciar son los restos de formas y sedimentos de lo que un día fue un glaciar y que ahora ya no tiene hielo. Esto no nos impide ver sus formas típicas (circos y morrenas) y nos invita a pensar que el clima de nuestro planeta ha cambiado de forma habitual a lo largo de su historia.

El paleoglaciar de la Serradilla

Hemos elegido este paleoglaciar específicamente, y no otro de los muchos que hay en Gredos y la Sierra de Béjar, por tener unas dimensiones modestas y ser de fácil acceso desde Cepeda La Mora (Figura 2).

Figura 2. Localización del Paleoglaciar de la Serradilla, en el recuadro en rojo.
Figura 2. Localización del Paleoglaciar de la Serradilla, en el recuadro en rojo.

Estas condiciones, junto con el buen grado de preservación que tiene, hacen que se pueda abarcar en su conjunto con la mirada desde el campo y se puedan entender de forma fácil sus formas más destacadas, depósitos de sedimentos y evolución.

En concreto, este paleoglaciar de la Serradilla está muy bien conservado (aunque le falte el hielo) y presenta varios niveles de morrenas y algunos circos como elementos más característicos (Figura 3).

Figura 3. Esquema geomorfológico del paleoglaciar de la Serradilla. En colores azules las distintas morrenas, cuanto más oscuro más altas topográficamente. Las líneas en azul oscuro indican el límite de los distintos circos (cresta) asociados a las morrenas. Las zonas verdes son antiguos lagos postglaciares tipo la laguna grande de Gredos, que ahora están llenos de sedimento y vegetación y por tanto no son lagos ya. Mapa: Javier Elez.
Figura 3. Esquema geomorfológico del paleoglaciar de la Serradilla. En colores azules las distintas morrenas, cuanto más oscuro más altas topográficamente. Las líneas en azul oscuro indican el límite de los distintos circos (cresta) asociados a las morrenas. Las zonas verdes son antiguos lagos postglaciares tipo la laguna grande de Gredos, que ahora están llenos de sedimento y vegetación y por tanto no son lagos ya. Mapa: Javier Elez.

Recuerda que las morrenas son esos acúmulos de sedimentos que el hielo del glaciar arrastra, en su zona central o en los laterales, en su movimiento cuesta abajo (Figura 4).

Literalmente, el hielo se desborda del circo (que es la zona en donde se acumula la nieve y se compacta para formar hielo) y se cae en función de la pendiente existente.

Figura 4. Fotografía de primer plano de las morrenas del glaciar de las Serradillas, se observa su estructura caótica compuesta por bloques de todos los tamaños. Fotografía: Gabriel Castilla.
Figura 4. Fotografía de primer plano de las morrenas del glaciar de las Serradillas, se observa su estructura caótica compuesta por bloques de todos los tamaños. Fotografía: Gabriel Castilla.

¿Cuándo estuvo activo el glaciar?

Si pensamos en el pasado, este paleoglaciar estuvo activo, incluyendo su lengua de hielo, probablemente al mismo tiempo que los grandes conjuntos de Gredos tan conocidos por las personas aficionadas a las montañas.

No hay dataciones geológicas concretas de la actividad de este paleoglaciar, pero si lo comparamos con los datos de edad que sí existen en otras zonas cercanas, podríamos interpretar que estuvo activo durante el Último Máximo Glaciar (hace unos 20.000 o 30.000 años) y que probablemente el hielo desaparecería definitivamente hace solo unos 13.000 años.

Todo esto es muy tentativo, ya que comparamos con datos de otros paleoglaciares más estudiados en el Sistema Central (Carrasco et al. 2020; Oliva et al., 2019), pero es una interpretación razonable, sujeta a cambiar cuando tengamos datos más precisos.

Figura 5. Vistas 3D desde el NE del paleoglaciar de la Serradilla. A) modelo sombreado con elementos geomorfológicos. B) modelo sombreado únicamente en donde se aprecia el relieve. C) foto de satélite. Mapa: Javier Elez.
Figura 5. Vistas 3D desde el NE del paleoglaciar de la Serradilla. A) modelo sombreado con elementos geomorfológicos. B) modelo sombreado únicamente en donde se aprecia el relieve. C) foto de satélite. Mapa: Javier Elez.

El final de la glaciación

Las morrenas están pintadas en colores azules en los mapas de las Figuras 3 y 5, los escarpes de los distintos circos (la zona más alta erosionada por el hielo en el circo) en azul oscuro.

El hielo ocupaba desde los escarpes hasta las morrenas. En muchos glaciares de nuestro planeta, las morrenas más bajas topográficamente son más antiguas y corresponden a los episodios de máxima extensión de los hielos, mientras que las más altas topográficamente son más recientes.

Al incrementarse poco a poco la temperatura al final de la glaciación, el hielo se refugia en zonas cada vez más altas, moviendo los sedimentos y generando las morrenas en esas zonas, hasta que finalmente la temperatura sube lo suficiente como para que desaparezcan definitivamente los hielos.

En el paleoglaciar de la Serradilla vemos al menos 4 o 5 conjuntos de morrenas escalonadas en la vertical (Figura 5), marcando claramente esa retirada de los hielos que acompaña a un ciclo de calentamiento del planeta, en el cual, como sabes, estamos inmersos a día de hoy. Es una evidencia más de los cambios de clima del planeta en el que vivimos, siempre extremadamente dinámico.

Las zonas pintadas en verde son lagos de origen glaciar. Al desaparecer el hielo por el progresivo calentamiento del planeta, éste se transformó en agua, que fue retenida por las morrenas y dio origen a esos lagos. Estos, como el de la Laguna Grande de Gredos o la Laguna de la Nava o tantas otras, son muy efímeros en tiempo geológico y se rellenan rápidamente de sedimentos, dejando esas praderas planas con mucha vegetación que se ven en el interior del paleoglaciar de la Serradilla.

Este contenido forma parte del Geolodía 2024 de Ávila en Cepeda la Mora, Ávila (España).

Referencias

Carrasco, R.M. et al. (2020). Glacial geomorphology of the High Gredos Massif: Gredos and Pinar valleys (Iberian Central System, Spain). Journal of Maps, 16:2. Pp. 790-804.

Oliva, M. et al. (2019). Late Quaternary glacial phases in the Iberian Peninsula. Earth-Science Reviews 192. Pp. 564-600.

Artículos de geología general (temáticas), Geoarqueología, La Moraña, Riesgos

GEOLODÍA 23. Los daños del terremoto de Lisboa en el interior de la península ibérica

1 comentario

Si lo prefieres, puedes escuchar este post aquí:

A pesar de que en el centro-oeste de la península (Ávila incluida) apenas hay terremotos que hayan generado daños -casi todos han sido de intensidades pequeñas-, sí hay un evento que provocó daños generalizados en gran parte del patrimonio histórico de muchos de nuestros municipios y ciudades.

Me refiero al terremoto de Lisboa de 1755, ese evento catastrófico que golpeó gran parte de la costa atlántica de la península y norte de África, causando daños muy importantes en Portugal y que provocó cerca de 100.000 víctimas mortales. Solo en España murieron más de 1200 personas por causas asociadas al tsunami causado por el terremoto .

El terremoto de Lisboa sucede en 1755 y aún no tenemos claro ni su origen -qué falla fue la que se disparó-, aunque sabemos que el epicentro se sitúa en el mar al suroeste del cabo de San Vicente, en Portugal. Ni tampoco su magnitud (probablemente en torno a 9, una de las mayores registradas en los últimos siglos).

Grabado de 1755 que muestra las ruinas de la ciudad en llamas y un maremoto arrollando los barcos del puerto tras el gran terremoto.
Grabado de 1755 que muestra las ruinas de la ciudad de Lisboa en llamas y un maremoto arrollando los barcos del puerto tras el gran terremoto. Autor desconocido. Dominio público. Obtenida de Wikipedia.

Pero sí conocemos la distribución de daños que generó en superficie. Esto es, su intensidad.

Si no conoces la diferencia entre magnitud e intensidad de un terremoto, aquí te lo explicamos: Magnitud e intensidad en los terremotos

En este mapa puedes ver la distribución de intensidades del terremoto de Lisboa, desde la máxima X hasta IV, que afectó a toda la península ibérica.

Salamanca, Segovia, Ávila, Madrid o Toledo quedan dentro de la zona de intensidad V, en la cual ya se producen ciertos daños. Aunque la incidencia en esta zona está muy lejos de la destrucción enorme provocada en Lisboa o en la costa atlántica de la península, por supuesto.

Mapa de distribución de intensidades, desde la máxima X hasta IV. Salamanca, Segovia, Ávila, Madrid o Toledo quedan dentro de la zona de intensidad V, en la cual ya se producen ciertos daños.
Mapa tomado de Silva y colaboradores (2023).

Grietas en los muros

Sin embargo, este fenómeno natural de proporciones enormes dejó un registro de daños muy característico en la zona central de la península ibérica.

Son visibles en iglesias, palacios, monasterios y murallas construidas con anterioridad a 1755 y muchas veces pasan desapercibidas: las grietas que en ocasiones tienen un calado importante que rompe la continuidad de muros. Muchas de ellas reparadas en su momento, como esta en la calle de Tentenecio, en Salamanca.

Grieta provocada por el terremoto de Lisboa en la calle Tentenecio, Salamanca.

Claves caídas

Otra de las huellas más comunes que podemos observar en el patrimonio es la caída de las claves en los arcos, muy visibles también en pórticos de palacios e iglesias como esta en la Iglesia de Santo Domingo de Silos en Arévalo.

Vista del arco de la puerta de la iglesia de Santo Domingo de Silos, en Arévalo, Ávila, España.

La sacudida sísmica hace que todo el conjunto del edifico se mueva (A) y la clave hace su trabajo de fijación del arco bajando (C), de manera que cuando el terremoto cesa ésta queda atrapada en esa posición más baja de la que originalmente tenía. La cotidianidad de su vista hace que nos habituemos a la presencia de estos elementos y no nos fijemos en su existencia.

Esquema tipo de un arco (A) con la clave antes (B) y después (C) de un terremoto. Típicamente, la clave se mueve por gravedad y se queda encajada en una posición más baja que la original.
Esquema tipo de un arco (A) con la clave antes (B) y después (C) de un terremoto. Típicamente, la clave se mueve por gravedad y se queda encajada en una posición más baja que la original.

¿Qué es la Arqueosismología?

Estos daños en el patrimonio sirven también para estudiar las características del terremoto que las generó. En geología hay una disciplina que estudia la intensidad de los terremotos antiguos a partir de los daños en el patrimonio histórico y arqueológico.

Se denomina Arqueosismología y permite definir parámetros de estos fenómenos naturales que sucedieron hace siglos o milenios de forma muy precisa.

Como curiosidad, en España se han encontrado incluso evidencias de estructuras megalíticas afectadas por terremotos, con lo que podemos descifrar la actividad sísmica a pesar del tiempo transcurrido.

Este contenido forma parte del Geolodía 2023 de Ávila en Arévalo, Ávila (España).

Bibliografía

Pablo G. Silva, Javier Elez, Raúl Pérez-López, Jorge Luis Giner-Robles, Pedro V. Gómez-Diego, Elvira Roquero, Miguel Ángel Rodríguez-Pascua, Teresa Bardají, 2023. The AD 1755 Lisbon Earthquake-Tsunami: Seismic source modelling from the analysis of ESI-07 environmental data. Quaternary International, 651, 6-24, ISSN 1040-6182.

Riesgos

Magnitud e intensidad en los terremotos

1 comentario
Si lo prefieres, puedes escuchar este artículo en formato audio.

En Ávila, al igual que en el resto de la meseta norte (Castilla y León, España), la ocurrencia de terremotos es muy escasa. La zona es estable desde el punto de vista tectónico y solo aparecen algunos terremotos de pequeña magnitud de vez en cuando.

En esta imagen puedes ver la distribución en función de la magnitud de todos los terremotos ocurridos desde aproximadamente la década de los 50 del siglo pasado hasta la actualidad en esta región española. No son muchos, ¿no? Los puntos más pequeños indican magnitudes de hasta 3, los intermedios de entre 3 y 4 y los más grandes de entre 4 y 5.2.

Mapa de la distribución de terremotos ocurridos desde la década de los 50 del siglo XX hasta la actualidad en Castilla-León en función de la magnitud. Los puntos más pequeños indican magnitudes de hasta 3, los intermedios de entre 3 y 4 y los más grandes de entre 4 y 5.2.
Mapa de localización epicentral de terremotos en el centro-oeste peninsular, datos del Instituto Geográfico Nacional (IGN)

En líneas generales, estos terremotos apenas han dejado daños en superficie y la mayor parte de ellos ni siquiera se ha sentido.

¿Qué es la magnitud?

  • En torno a magnitud 3 es cuando los terremotos se empiezan a notar en superficie.
  • Y en torno a una magnitud 5 es cuando comienzan a generar daños en superficie.

Pero no siempre. ¿Por qué?

Pues porque la magnitud de un terremoto es solo una de sus medidas.

Me explico. Imagínate un petardo marca ACME…

GIF animado tipo cartoon de dinamita explotando en una vía de tren, tipo Correcaminos.
Imagen de upklyak en Freepik

Cuanto más grande sea el petardo, más energía libera y más ruido hace.

Este sería el equivalente a la magnitud de un terremoto: a más energía liberada, mayor es la magnitud.

Hay varias escalas de magnitud distintas. La más conocida por el público es la de Richter. Se suelen dividir en 12 grados, 1 el más bajo y 12 el más alto, siendo cada paso diez veces mayor que el anterior (son escalas logarítmicas).

¿Qué es la intensidad de un terremoto?

Ahora imagínate cómo de cerca o de lejos estás de tu petardo. Cuanto más lejos, menos te va a llegar el sonido del petardo, hasta tal punto que si estás muy lejos puede que ni lo oigas.

Ocurre igual con los terremotos: al producirse en el interior del planeta, la distancia a la que suceden con respecto a la superficie es crucial para saber si van a ocasionar daños en superficie o no.

En un terremoto de magnitud importante que se origine a mucha profundidad (pongamos 60 km), la energía se va a disipar en su ascenso a la superficie y por tanto va a generar muchos menos daños que si se produjera muy cerca (pongamos a 5 km).

Cómo de cerca o de lejos de la superficie esté el foco del terremoto es fundamental para explicar los daños. A esta variable, los daños que genera en superficie un terremoto, la denominamos intensidad.

Escalas de intensidad

Las escalas de intensidad, al igual que las de magnitud, se dividen en 12 grados (de I a XII, de menos a más, y en números romanos) y describen y catalogan el conjunto de daños que se observan en superficie.

Una de las más utilizadas en geología es la escala de efectos ambientales ESI-07, que define la intensidad sufrida en las zonas afectadas por terremotos en función de los efectos geológicos generados en superficie y sus dimensiones. Esta es su forma gráfica:

Escala de intensidad de los terremotos a partir de los efectos ambientales ESI-07 (Michetti et al., 2007)
Escala de intensidad de los terremotos a partir de los efectos ambientales ESI-07 (Michetti et al., 2007)

El conjunto, magnitud e intensidad, permiten caracterizar una parte importante de la energía liberada por un terremoto y su distribución espacial.

Los terremotos más grandes en Castilla y León

Si te fijas en el mapa de terremotos al inicio del artículo, hay una agrupación al noroeste, en la provincia de Zamora, con algunos de los terremotos más grandes de la región. Estos se encuentran en torno a la presa de Ricobayo.

Aquí sucede un fenómeno que es habitual en los embalses: el llenado o vaciado de agua de forma rápida provoca variaciones en la carga vertical que sufren las rocas que hay por debajo y éstas responden moviéndose o rompiéndose, generando un terremoto.

Vista de la presa de Ricobayo, Zamora (España). Imagen cedida por jlois, miembro del foro embalses.net a Wikipedia, CC BY-SA 4.0.

Los terremotos de Ricobayo nunca han ocasionado daños en superficie y por tanto su intensidad es muy baja.

Referencias

  • Michetti, A.M., Esposito, E., Guerrieri, L., Porfido, S., Serva, L., Tatevossian, R., Vittori, E., Audemard, F., Azuma, T., Clague, J., Comerci, V., Gurpinar, A., McCalpin, J., Mohammadioun, B., Morner, N.A., Ota, Y., Roghozin, E., 2007. Intensity scale ESI 2007. Memorie descrittive della Carta Geologica d’Italia, 74, 11–20.
  • Silva, P.G., Michetti, A.M., Guerrieri, L., 2015. Intensity scale ESI 2007 for assessing earthquake intensities. In: Beer, M., Kougioumtzoglou, I., Patelli, E., Au, I.K. (Eds.), Encyclopedia of Earthquake Engineering. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-36197-5_31-1.
Riesgos

Los riesgos geológicos y la vida moderna

Deja un comentario

También puedes escuchar esta entrada aquí.

Una de las aplicaciones más directas del estudio científico de los procesos naturales se encauza a través de una disciplina que denominamos Riesgos Geológicos.

Esta disciplina estudia la interacción entre los procesos geológicos potencialmente dañinos, como terremotos, tsunamis, erupciones volcánicas, inundaciones, hundimiento (subsidencia) del terreno, deslizamientos de ladera, riesgos relacionados con la evolución de las costas, etc., con las personas (y nuestros bienes y servicios).

Tenemos que ser conscientes de que los procesos naturales interaccionan con nosotros, queramos o no. Y aunque en entornos urbanos altamente desarrollados en ocasiones parezca que vivimos aislados de la dinámica natural, la realidad es que ésta nos afecta, a veces de forma trágica y desde luego no deseada.

Imágenes como esta de un deslizamiento en la costa noruega circulan de forma habitual en las redes sociales.

En las últimas décadas y tras las catástrofes de Fukushima en 2011 o del tsunami de Indonesia en 2004, ambas retransmitidas prácticamente en directo, somos cada vez más conscientes como sociedad de este tipo de peligros.

¿Hay más desastres naturales ahora?

Por lo que sabemos a día de hoy, los procesos geológicos potencialmente peligrosos siguen siendo prácticamente los mismos que hace unas décadas. Desde la Geología no hemos encontrado un incremento relevante ni de su número ni de la energía que desarrollan.

Tampoco hay un incremento de los procesos de alta energía-baja frecuencia, esto es, los que desencadenan un nivel de energía inusitado, como son los terremotos más violentos o las erupciones volcánicas más explosivas, tsunamis, etc.

Sin embargo, organismos como la ONU constatan un incremento relevante del riesgo de origen geológico en las últimas décadas.

Entonces, ¿cómo interpretamos esta aparente contradicción?

El aumento de la población y el concepto de ‘riesgo’

La explicación está en la evolución de la población en el planeta a lo largo del tiempo y en el significado del concepto de ‘riesgo’.

Por un lado, la población mundial prácticamente se ha triplicado desde la década de los 60 del siglo pasado y hemos incrementado de forma notable nuestros bienes e infraestructuras: edificaciones, expansión de las ciudades… Además, los hemos distribuido por todo el planeta.

Esto implica que el mismo fenómeno ahora es capaz de generar un impacto mucho mayor, afectar a más personas y provocar muchas más pérdidas.

Gráfico de evolución de la población total mundial, incluida la predicción de aumento hasta el año 2100. Fuente: ONU.

En la jerga de los riesgos geológicos llamamos:

  • Peligrosidad, a la probabilidad de que se produzca un proceso geológico en una zona en concreto.
  • Susceptibilidad, a las características del espacio en donde se desarrolla el proceso geológico y cómo afecta a su evolución.
  • Vulnerabilidad, al impacto en función de parámetros sociales (densidad de población, tipo de edificaciones, etc.).
  • Exposición, a la distribución de las personas y bienes en relación al proceso estudiado.

La combinación de estas cuatro variables caracteriza el riesgo, que termina siempre midiéndose en términos económicos.

Por tanto, un fenómeno natural de altísima energía, como pueda ser un terremoto de magnitud muy alta, presenta un riesgo cero si no afecta a nadie y no causa pérdidas ni económicas ni personales porque se produce en una zona completamente desierta (la vulnerabilidad es muy baja o inexistente).

La expansión humana, acelerada sobre el planeta desde la década de los 60 del siglo XX, hace que los mismos procesos tengan cada vez mayor impacto y por tanto aumente el riesgo de forma muy notable.

Un ejemplo: el terremoto de Torrevieja de 1829

El 21 de marzo de 1829 se produjo un terremoto de magnitud próxima a 7 (muy fuerte) con epicentro en las cercanías de Torrevieja. Sabemos, según los registros de la época, que murieron 389 personas y otras 375 fueron heridas. Unas 3.000 casas quedaron completamente destruidas, cuatro pueblos tuvieron que ser relocalizados y, como podéis imaginar, las pérdidas económicas fueron también muy cuantiosas para la época.

Vista general de Torrevieja desde el puerto. Enero de 1908. Dominio público. Fuente: Wikipedia.

¿Qué pasaría hoy?

Si este fenómeno natural sucediera hoy de forma exacta a como sucedió en 1829, los daños serían mucho mayores (habría aumentado el riesgo) porque la vulnerabilidad (cantidad de gente, casas, carreteras, infraestructuras, etc.) se ha incrementado de forma muy importante desde 1829. Basta con decir que la ciudad de Torrevieja tiene a día de hoy más de 85.000 habitantes empadronados mientras que en 1829 no llegaban a 4.000, con lo que la población se ha multiplicado por más de 20 desde entonces.

Vista aérea de Torrevieja, 29 de octubre de 2020. Autor: Werner Wilmes. CC BY 2.0
Vista aérea de Torrevieja, 29 de octubre de 2020. Autor: Werner Wilmes. CC BY 2.0

Los riesgos también «se modernizan»

Otro ejemplo más, relacionado con la vida moderna. Imagina que un deslizamiento de rocas bajo el mar, consecuencia indirecta de un terremoto, corta un cable submarino de los que soportan la banda ancha de Internet. Pues no lo imagines, sucedió en 2006 en Taiwan.

Como consecuencia de este episodio, se producen daños materiales: se pierden unos cables, caros de instalar y reparar, y se corta la red a una zona del planeta. Esto último va a generar unas pérdidas sustancialmente mayores que el daño material, ya que conlleva una caída en un número importante de servicios de todo tipo: comerciales, sanitarios, bancarios…

Aunque deslizamientos submarinos hay desde siempre, este riesgo concreto no existía tiempo atrás, ya que Internet nace en la década de los 80 del siglo pasado. Pero ahora es un riesgo muy real.

Mapa de cables submarinos en el mundo. Actualizado a 22 de febrero de 2023. Fuente: https://www.submarinecablemap.com/
Mapa de cables submarinos en el mundo. Actualizado a 22 de febrero de 2023. Fuente: submarinecablemap.com

Estudio y prevención de los efectos de los riesgos geológicos

El estudio de las Ciencias de la Tierra ofrece herramientas para evaluar, prevenir y predecir los riesgos geológicos.

En general no podemos saber cuándo se va a producir un fenómeno natural potencialmente dañino de forma exacta (aunque en muchas ocasiones se pueden acotar rangos temporales razonablemente precisos). Pero sí podemos saber dónde, con qué intensidad y cómo se van a distribuir espacialmente sus efectos.

Incluso en los casos más impredecibles como son los terremotos, tsunamis, erupciones volcánicas muy explosivas o avenidas en zonas de alta montaña, se han puesto en funcionamiento con éxito redes de monitorización que permiten una alerta temprana del suceso y dan minutos muy valiosos a personas y administraciones para ejecutar planes de respuesta de emergencia definidos de antemano.

Aquí un ejemplo muy cercano y pionero a nivel mundial de alerta de riadas e inundaciones puesto en marcha por el Instituto Geológico y Minero de España en Navaluenga (Ávila).

Noticia: Inauguran en Ávila una ruta didáctica para aprender sobre las riadas. 12 de agosto de 2020. Fuente: elagoradiario.com

Cada vez sabemos más sobre cómo funcionan los procesos geológicos, lo que incide en una mejor valoración de la susceptibilidad. Y somos más capaces de definir sus consecuencias de forma precisa y por tanto de definir esas interacciones no deseadas con nuestras poblaciones e infraestructuras.

Esto ha permitido que el estudio de los riesgos geológicos se haya ido incorporando a la planificación del territorio. En algunos países es algo que cuenta con una larga tradición.

Prevenir es la herramienta más eficaz y económicamente rentable para reducir las pérdidas tanto de vidas humanas como económicas.

Desafortunadamente, el ritmo al que se incorporan las novedades y avances técnicos a las distintas normativas de construcción, planificación, diseño o desarrollo de planes de emergencia post-catástrofe es más lento de lo que nos gustaría, no solo en España.

Todo este trabajo se desarrolla en su mayor parte desde centros de investigación públicos financiados con el dinero de los estados. Un recordatorio más de que la inversión en ciencia base nunca es un gasto y que siempre revierte de muchas formas a la sociedad.

Agradecimientos

Andrés Díez Herrero, IGME.

Eduardo Casanova y Lorenzo Martín Peña por la imagen de los efectos de la ‘vejiga’ de Miraflores que encabeza este artículo.

Bibliografía

La Moraña, Paleontología

El proceso de fosilización

Deja un comentario

Los fósiles son los restos de seres vivos del pasado que quedan preservados en el tiempo transformados en roca.

La sustitución mineral átomo a átomo es lenta y permite conservar la estructura de los restos originales. Los detalles en los fósiles facilitan el estudio de una especie concreta, pero también del conjunto de especies que vivían en un tiempo determinado, lo que nos acerca al concepto de ecosistema del pasado. También a conocer la evolución de las especies a lo largo del tiempo.

Capa donde encontramos fósiles de pequeños vertebrados del Mioceno (hace unos 14 millones de años). Imagen de Gabriel Castilla.
Capa donde encontramos fósiles de pequeños vertebrados del Mioceno (hace unos 14 millones de años). Imagen de Gabriel Castilla.

¿Cuáles son las condiciones que han de darse para que un resto de vertebrado se conserve? En esta parada encontrarás y tocarás fósiles de vertebrados continentales del Mioceno que hablan de la vida en el pasado geológico de Ávila.

En esta parada geológica del Geolodía 22 de Ávila explicamos cómo se forma un fósil y qué información aportan los fósiles.

Este fue uno de los contenidos del Geolodía 2022 de Ávila, que tuvo lugar el domingo 8 de mayo de 2022 en Villaflor, Ávila, España.

Geología como profesión, Minerales y rocas, Sedimentología

Cómo se forma el petróleo

4 comentarios

La mayor parte del petróleo que conocemos se forma fundamentalmente a partir de zooplancton y fitoplancton marino que murió y se sedimentó junto con arcillas en los fondos marinos en unas condiciones de falta de oxígeno (anoxia).

Esto hace que la materia orgánica de estos organismos no se descomponga y que sea enterrada gradualmente al continuar la sedimentación en estas cuencas marinas.

Zooplancton. Especie no identificada de copepoda. Imagen de Uwe Kils – English Wikipedia. CC BY-SA 3.0

Presión y temperatura

Con el enterramiento aumentan también la presión y la temperatura. Los sedimentos arcillosos que contienen la materia orgánica se trasforman en una roca que llamamos lutita.

Hay que imaginarse que esto en algunas ocasiones se ha producido a escala planetaria y ha generado capas de decenas o centenares de metros de espesor con porcentajes de materia orgánica que pueden superar el 10%.

Capas de lutitas y margas de origen marino con contenidos altos de materia orgánica. Cuenca de Jaca, Pirineo Oscense. Imagen de Javier Elez.
Capas de lutitas y margas de origen marino con contenidos altos de materia orgánica. Cuenca de Jaca, Pirineo Oscense. Imagen de Javier Elez.

En ocasiones, estos mismos procesos se han dado en lagos de gran tamaño, que atraparon cantidades importantes de materia orgánica en los sedimentos de su fondo, generando condiciones similares (más reducidas en tamaño) a las producidas en las cuencas marinas.

Cuando los contenidos en materia orgánica son altos y la roca es capaz de generar hidrocarburos, se la suele denominar informalmente roca madre (hot shale o black shale en terminología anglosajona).

El incremento de presión, pero sobre todo el de temperatura, hace que la materia orgánica (CHONP) se transforme en petróleo.

Esto ocurre en una ventana de temperaturas pequeña que va desde los 50 a los 150ºC, ya que:

  • Por encima (175º C), el petróleo termina desnaturalizándose y transformándose primero en gas y después en carbono.
  • Y por debajo de 50ºC no existe transformación.
Sondeo para la explotación de petróleo. El testigo recuperado está teñido de negro por el crudo. Imagen cedida por Israel Polonio.

Como ves, las condiciones ambientales globales y geológicas para que se formen esas rocas que contienen tanta cantidad de materia orgánica son complejas:

  • Anoxia en los océanos (poco oxígeno).
  • Alta productividad biótica (mucha vida).
  • Sedimentación de arcillas.
  • Enterramiento.
  • Incremento de presión y temperatura.

Sin embargo, estas situaciones las hemos tenido reiteradas veces a lo largo de la evolución del planeta (en repetidas ocasiones durante los periodos Paleozoico, Mesozoico y Cenozoico).

Las condiciones para la formación de petróleo se han dado repetidas veces a lo largo de la historia de la Tierra, en el Paleozoico, Mesozoico y Cenozoico. Descubre cuánto abarcan estas eras en la Tabla Cronoestratrigráfica Internacional.

Y en ocasiones han afectado a gran parte del planeta al mismo tiempo; por eso hay petróleo en tantos lugares diferentes del mundo.

Las condiciones ambientales globales y geológicas favorables para la formación del petróleo se han dado muchas veces a escala planetaria. En este gráfico se puede ver la producción de petróleo en todo el mundo en el año 2019, lo que da una idea de su distribución global. Fuente de los datos: BP Statistical Review of World Energy; gráfico: https://ourworldindata.org/fossil-fuels.

Petróleo de origen vegetal

En menor cantidad también hay una serie de hidrocarburos que vienen derivados del enterramiento de materia orgánica de origen vegetal continental (árboles y similares).

El ejemplo típico: en zonas de desembocadura de ríos en deltas en las que el rio arrastra la vegetación y la acumula en zonas preferentes junto con los sedimentos del delta. Sabemos que este proceso, aunque tiene un alcance geográfico menor, también se ha producido innumerables ocasiones a lo largo de la historia del planeta.

¿En cuánto tiempo se forma el petróleo?

Es difícil saber cuánto tiempo se necesita para que tenga lugar la transformación de la materia orgánica en petróleo, ya que el tiempo geológico es un elemento que no podemos simular en un laboratorio. Pero habitualmente hablamos de cientos de miles a millones de años.

Muestras tomadas de sondeos de exploración de hidrocarburos teñidas de negro en donde destaca la materia orgánica, el petróleo. De Israel Polonio.
Muestras tomadas de sondeos de exploración de hidrocarburos teñidas de negro en donde destaca la materia orgánica, el petróleo. De Israel Polonio.
Muestras tomadas de sondeos de exploración de hidrocarburos bajo luz ultravioleta en donde destaca la materia orgánica, el petróleo. De Israel Polonio.
Muestras tomadas de sondeos de exploración de hidrocarburos bajo luz ultravioleta en donde destaca la materia orgánica, el petróleo. De Israel Polonio.
Muestras tomadas de sondeos de exploración de hidrocarburos teñidas de negro (arriba) y bajo luz ultravioleta (abajo) en donde destaca la materia orgánica, el petróleo. Imágenes proporcionadas por Israel Polonio.
Didáctica, Historia de la Geología

Cómo se entiende el tiempo en Geología

3 comentarios

– Una de las particularidades de la Geología como ciencia es que es una ciencia histórica.

– ¿Qué quiere decir esto?

– Que los procesos que estudiamos y que son responsables de la dinámica de nuestro planeta se han dado en un espacio y sucesión temporal determinados.

Este orden es muy relevante, ya que mucho de lo que acontece en un momento dado suele estar fuertemente condicionado por su pasado más o menos inmediato.

Versión de 2021 de la Tabla Cronoestratigráfica Internacional en español publicada por la International Commission on Stratigraphy (ICS).
Versión de 2021 de la Tabla Cronoestratigráfica Internacional en español publicada por la International Commission on Stratigraphy (ICS).

¿Cómo entendemos el tiempo en los procesos geológicos?

Por lo general, en el imaginario colectivo se entiende que los procesos geológicos son todos lentos, que requieren de mucho tiempo (millones de años) para tener lugar y que solo el paso del tiempo constante y tenaz es capaz de generar cambios significativos en el planeta.

Pero esto no es así, necesariamente. Por ejemplo, la erupción de La Palma ha durado poco más de dos meses y sin embargo ha cambiado significativamente la topografía de un sector de la isla para los próximos miles de años.

Recopilatorio diario visual del volcán de la erupción de Cumbre Vieja, La Palma. IGME.

Es por eso que queríamos explicar aquí cómo se entiende el tiempo en Geología ⤵️.

Procesos lentos vs. rápidos

Es cierto que algunos procesos son constantes, progresivos y lentos. Y que necesitan de millones de años para que se observen los efectos. Por ejemplo:

Pero muchos otros son (extremadamente) rápidos. Por ejemplo:

  • Un terremoto puede cambiar la posición y topografía de una zona concreta del planeta en cuestión de minutos.
  • En los fondos marinos más profundos y tranquilos puede producirse sedimentación que registre decenas de millones de años de forma continua. Pero en otros contextos es muy habitual encontrarnos en el registro geológico sedimentos de fenómenos de tormenta, tsunamis, explosiones volcánicas, etc. que sabemos que solo pudieron durar unas pocas horas o minutos.

Además, que un proceso necesite de millones de años para culminar, como la formación de cordilleras, no quiere decir necesariamente que se produzca de forma lenta y pausada. Puede desarrollarse a pulsos, acelerando y desacelerando en función de un número importante de variables.

Tiempos diferentes, resultados similares

El mismo proceso se puede dar en intervalos temporales diferentes dando lugar a resultados muy similares.

  • Por ejemplo, los volcanes pueden estar activos durante millones de años, pero a veces hay edificios volcánicos pequeños que comienzan a funcionar en pocas semanas. De igual forma, su desaparición puede ser lenta y progresiva por erosión o corta y violenta si explotan.
  • También es posible encontrar sedimentos continuos de fondos tranquilos de lagos que abarcan solo unas pocas decenas de miles de años (los lagos se llenan rápidamente de sedimentos). En contraposición a los sedimentos de fondos marinos profundos que hemos comentado y que pueden abarcar decenas de millones de años.

Procesos únicos vs. procesos cíclicos

Algunos procesos son únicos y otros cíclicos, con independencia de su duración. Por ejemplo:

  • El clima ha ido oscilando de glaciación a deglaciación de forma cíclica (y por causas perfectamente conocidas) a lo largo de los últimos 2,5 millones de años (periodo Cuaternario) unas 55 veces.
Curva del nivel del mar y estadios isotópicos marinos (MIS) en los diferentes ciclos glaciares-interglaciares durante los últimos 200.000 años. Figura incluida en el artículo El Periodo Cuaternario: La Historia Geológica de la Prehistoria, de Silva, P.G.; Bardají, T.; Roquero, E.; Baena-Preysler, J.;Cearreta, A.; Rodríguez-Pascua, M.A.; Rosas, A.;Cari Zazo; Goy, J.L.

Curva del nivel del mar y estadios isotópicos marinos (MIS) en los diferentes ciclos glaciares-interglaciares durante los últimos 200.000 años. Figura incluida en el artículo El Periodo Cuaternario: La Historia Geológica de la Prehistoria, de Silva, P.G.; Bardají, T.; Roquero, E.; Baena-Preysler, J.;Cearreta, A.; Rodríguez-Pascua, M.A.; Rosas, A.;Cari Zazo; Goy, J.L.
  • Sin embargo, la formación de los océanos, probablemente a partir de un bombardeo de cometas de hielo procedentes de los márgenes exteriores del sistema solar, es un proceso único e irrepetible.

Interacción y condicionamiento

Y además el conjunto de procesos interacciona entre sí, de forma que unos procesos y sus resultados condicionan a otros y su desarrollo. En general, los intervalos temporales de los procesos se mezclan e interfieren entre ellos:

  • La evolución de unas especies en otras puede ser un fenómeno lento y progresivo. O completamente súbito por causas puramente evolutivas. A esto último lo llamamos radiación adaptativa.
Diversidad de picos en distintas especies de pinzones de las islas Galápagos, derivados de una misma especie ancestral y adaptados a distintos modos de alimentación. Darwin, 1845. Journal of researches into the natural history and geology of the countries visited during the voyage of H.M.S. Beagle round the world, under the Command of Capt. Fitz Roy, R.N. 2d edition. 1. Dominio público en Wikipedia Commons.
Diversidad de picos en distintas especies de pinzones de las islas Galápagos, derivados de una misma especie ancestral y adaptados a distintos modos de alimentación. Darwin, 1845. Journal of researches into the natural history and geology of the countries visited during the voyage of H.M.S. Beagle round the world, under the Command of Capt. Fitz Roy, R.N. 2d edition. 1. Dominio público en Wikipedia Commons.
  • Sin embargo, un fenómeno puntual como el impacto de un meteorito puede causar extinciones masivas y en cuestión de pocos años cambiar completamente la distribución de fauna a nivel planetario (sí, por ejemplo el de los dinosaurios, pero a diversas escalas hay muchos más ejemplos de meteoritos y extinciones).

El sesgo de conocimiento en Geología

Además, tenemos un sesgo de conocimiento en función de los datos de los que disponemos y sus márgenes de error.

Muchas de las rocas más antiguas del planeta han sido destruidas (recicladas) en lo que conocemos como ciclo de Wilson. Por lo tanto, hay un mayor volumen de roca que se conserva de épocas recientes, de manera que somos capaces de identificar muchos (pero muchos) más procesos y fenómenos cuanto más nos acercamos al presente. De la última parte de la evolución del planeta incluso tenemos las formas relictas (heredadas, que se formaron en épocas pasadas) de fenómenos que ya no existen y que nos ayudan también a caracterizar el pasado. Por ejemplo, los circos glaciares de Gredos y de todo el Sistema Central: ya no existen los glaciares que los originaron, pero sí sus huellas.

Laguna glaciar de El Duque, en Solana de Ávila, Ávila. Imagen de Gabriel Castilla.
Laguna glaciar de El Duque, en Solana de Ávila, Ávila. Imagen de Gabriel Castilla.

Y no menos importante: los métodos de datación absoluta de los que disponemos (los que nos dan edades numéricas) tienen en general mayor precisión cuanto más nos acercamos al presente, de forma que:

  • Dataciones de hace más de 3000 millones de años pueden tener márgenes de error de más/menos 200 millones de años.
  • Y dataciones de hace 3000 años pueden tener márgenes de error de más/menos 250 años.

Desafortunadamente, a día de hoy no es posible modelizar en laboratorio cómo afecta el parámetro tiempo a los distintos procesos y materiales geológicos. Y por eso no tenemos más remedio que «imaginarnos» el tiempo, que como has visto es un parámetro escurridizo.

Próximamente: Cómo entender la tabla del tiempo geológico

Profundiza en Actualismo: el método científico que alumbró la geología moderna

Prácticas y herramientas para entender el tiempo geológico

Construir una escala gráfica en una cinta para comprender la dimensión del tiempo geológico
Herramienta para la creación de escalas geológicas personalizadas
Tabla Cronoestratigráfica Internacional interactiva
Didáctica

Qué es y para qué sirve un corte geológico

5 comentarios

Un corte geológico es un esquema que representa lo que está debajo del suelo que pisamos.

Si te imaginas una tarta, cuando la cortas por la mitad ves las capas de bizcocho y nata que la componen (y también las de chocolate si las hay 😋 ).

Un corte geológico es como un trozo de tarta: «cortamos» una sección del terreno para ver qué materiales lo componen.

En un corte geológico lo que dibujamos son las capas que hay en el interior de la tierra y cómo están dispuestas.

El corte geológico se realiza habitualmente desde un punto hasta otro del terreno a lo largo de una línea recta. Para ello, nos suele ayudar representar primero el perfil topográfico de la zona por la que pasa el corte geológico (la representación de valles y cimas, como en las rutas ciclistas).

Perfil topográfico de la etapa 13 (Candás-La Camperona) de la Vuelta Ciclista a España 2018. Fuente: RTVE.

Al final, el corte geológico no es más que un modelo que interpreta la forma y distribución de materiales que atravesaría nuestro cuchillo si cortásemos hacia abajo la superficie del terreno.

Talud al pie de un camino que nos muestra un conjunto de pliegues apretados en materiales carbonatados, como si estuvieran representados en un corte geológico. Los taludes son cortes geológicos "al natural". Cuenca de Jaca, Pirineo Oscense. Imagen: Javier Elez.
Talud al pie de un camino que nos muestra un conjunto de pliegues apretados en materiales carbonatados, como si estuvieran representados en un corte geológico. Los taludes son cortes geológicos «al natural». Cuenca de Jaca, Pirineo Oscense. Imagen: Javier Elez.

¿Hasta qué profundidad llega un corte geológico?

Pues hasta donde decida su autor según la aplicación que le quiera dar.

Los cortes geológicos son herramientas que tienen muchas aplicaciones y que siempre están construidos con un objetivo claro de inicio. En función de ese objetivo se define la profundidad.

Los hay que van desde pocos metros hasta los que llegan al núcleo y dibujan las capas principales de la Tierra.

Corte geológico desde el Sistema Central hasta la cuenca geológica del Duero. En este modelo aproximado la profundidad sería superior a los 1000 m desde la superficie.
Corte geológico desde el Sistema Central hasta la cuenca geológica del Duero. En este modelo aproximado la profundidad sería superior a los 1000 m desde la superficie. Gráfico de Javier Elez.

¿Qué información contienen?

Los cortes incorporan información de fallas y estructuras, discordancias y discontinuidades, tipos de rocas (mediante la leyenda gráfica), etc.

Se pueden hacer a mano alzada para expresar una idea o proceso o a escala para poder medir ángulos, espesores de capas (potencia), profundidades o cualquier cosa que se nos ocurra.

En ocasiones el modelo final también nos permite reconstruir lo que ya no está, es decir, lo que fue erosionado (lo que habría desde el perfil topográfico hacia arriba)…

Un buen corte geológico permite, no solo ver cómo están dispuestas las rocas en el subsuelo, sino interpretar de forma muy detallada los procesos geológicos involucrados en ese resultado final.

¿Para qué sirven los cortes geológicos?

Este es uno de los cortes que acompañaba al mapa geológico británico de 1815 de William Smith, primer mapa geológico moderno que cubría un país completo y en el que se implementa por primera vez un código de colores para caracterizar materiales y edades diferentes. Fuente: Natural History Museum, Great Britain.
Este es uno de los cortes que acompañaba al mapa geológico británico de 1815 de William Smith, primer mapa geológico moderno que cubría un país completo y en el que se implementa por primera vez un código de colores para caracterizar materiales y edades diferentes. Fuente: Natural History Museum, Great Britain.

Los cortes geológicos son imprescindibles en la búsqueda de recursos naturales que se encuentran en el subsuelo, desde minerales y rocas de interés económico hasta hidrocarburos, ya que permiten por un lado cuantificar cantidades y por otro estimar cuánto esfuerzo económico será necesario para extraer el recurso y por tanto saber si es rentable su explotación o no antes de empezar.

En hidrogeología se utilizan para identificar el recurso: dónde y cuánta agua hay en una zona. Y son imprescindibles en la gestión de aguas subterráneas, ya que permiten identificar las vías preferentes de recarga o de contaminación del acuífero y ayudan en el diseño de las medidas de corrección y recuperación.

En obra civil contribuyen a anticipar qué materiales vamos a encontrar en el subsuelo a la hora de hacer una infraestructura (un túnel, un puente, una cimentación de un edificio o una presa) y a prever los problemas y ventajas que el terreno nos ofrece para la realización de esas obras.

Son herramientas imprescindibles en ciencia base, pero también en campos de aplicación de la ciencia como el estudio de los riesgos geológicos (terremotos, deslizamientos de ladera, riesgos volcánicos, etc.).

Más información

Para más información sobre cortes geológicos te recomendamos esta web del Instituto Cartográfico y Geológico de Cataluña:

Échale un ojo también a este vídeo de Geological Legacy en YouTube:

Interpretación de CORTES GEOLÓGICOS (Pasos y Reconstrucción de la Historia Geológica), de Geological Legacy en Youtube.

Prácticas de cortes geológicos en practicasgeologia.com

Encuentra las mejores prácticas de cortes geológicos para Secundaria, Bachillerato y Universidad: