LA GEOLOGÍA
INTRODUCCIÓN:
DEFINICIÓN:
La
geología (del griego γεια, geo "Tierra" y λογος,
logos "Estudio")
1.1 SOBRE LA GEOLOGÍA
1.1 SOBRE LA GEOLOGÍA
La Geología es la ciencia que estudia el planeta Tierra en su conjunto, describe los materiales que la forman para averiguar su historia y su evolución e intenta comprender la causa de los fenómenos endógenos y exógenos. La unidad de tiempo en geología es el millón de años. El estudio de la Tierra de manera aislada fue objeto de interés en la antigüedad, pero la Geología como ciencia se inicia en los siglos XVII y XVIII obteniendo su mayor desarrollo en el siglo XX, donde diversas ramas de la Geología se encargan del anterior propósito.
La teoría de la tectónica global o de placas de los años 60 ofrece hoy explicaciones plausibles a la mayoría de los fenómenos y hechos geológicos tales como la formación de montañas, océanos, localización de volcanes y epicentros sísmicos, etc., quedando sin embargo algunos puntos oscuros
por resolver. En la actualidad las ciencias geológicas están adquiriendo mayor importancia para enfrentar la escasez de materias primas y energéticas y los problemas ambientales. Esto exige el conocimiento profundo de la geología del terreno y el concurso de personal especializado en geología, geotecnia, geofísica y geoquímica, entre otras disciplinas y profesiones.
La
cristalografía es la ciencia geológica que se
dedica al estudio científico de los cristales, definidos como "sólidos
con una estructura interna formada por átomos, iones o moléculas ordenados
periódicamente".
Para ello, es necesario conocer, por un lado, la estructura que presentan las
partículas constituyentes del cristal; y por otro lado, es importante
determinar su composición química.
Los
estudios de la estructura se apoyan
fuertemente en el análisis de los patrones de difracción que surgen de una muestra
cristalina al irradiarla con un haz de rayos X, neutrones o electrones. La estructura cristalina también puede ser estudiada por
medio de microscopia electrónica.
LA
ESPELEOLOGÍA
La
espeleología, es una ciencia que estudia la
morfología y formaciones geológicas (espeleotemas) de las cavidades naturales del
subsuelo. En ella se investigan, cartografían y catalogan todo tipo de
descubrimientos en cuevas. Forma parte de la Geomorfología y sirve de apoyo a
la Hidrogeología (Geodinámica externa). Suele ser considerada actualmente más
bien un deporte, como anunciaba Noel Llopis Lladó en 1954, que la auténtica
espeleología peligraba ya que existía un "confusionismo" entre el
deporte (Espeleismo) y la ciencia (Espeleología).
La
estratigrafía es la rama de la geología que
trata del estudio e interpretación de las rocas sedimentarias estratificadas, y
de la identificación, descripción, secuencia, tanto vertical como horizontal;
cartografía y correlación de las unidades estratificadas de rocas.
En
la geología
del petróleo
se combinan diversos métodos o técnicas exploratorias para seleccionar las
mejores oportunidades para
encontrar hidrocarburos (petróleo y gas).
La geología económica se encarga del estudio de las rocas con el fin de encontrar depósitos minerales que puedan ser explotados por el hombre con un beneficio práctico o económico. La explotación de estos recursos es conocida como minería.
La gemología es la ciencia, arte y profesión de identificar y evaluar las gemas.
La geología histórica es la rama de la geología que estudia las transformaciones que ha sufrido la Tierra desde su formación, hace unos 4.500 millones de años, hasta el presente. Para establecer un marco temporal absoluto, los geólogos han desarrollado una cronología a escala planetaria dividida en eones, eras, periodos, épocas y edades, vinculada a su vez con una escala relativa, dividida en eonotemas, eratemas, sistemas, series y pisos que se corresponden uno a uno con los anteriores. Estas escalas se basan en los grandes eventos biológicos y geológicos.
La Hidrogeología es una rama de las ciencias
geológicas que estudia las aguas subterráneas en lo relacionado con su origen,
su circulación, sus condicionamientos geológicos, su interacción con los
suelos, rocas y humedales (freatogénicos); su estado (líquido, sólido y gaseoso) y
propiedades (físicas, químicas, bacteriológicas y radiactivas) y su captación.
Por
mineral se entiende una materia de origen
inorgánico, que presenta una composición química definida además, generalmente,
por una estructura cristalográfica (minerales cristales, de lo contrario son
llamados minerales amorfos) y que suele presentarse en estado sólido y
cristalino a la temperatura media de la Tierra, aunque algunos, como el agua y
el mercurio, se presentan en estado líquido
La vulcanología es el estudio de los volcanes, la
lava, el magma y otros fenómenos geológicos relacionados. El término
vulcanología viene de la palabra latina Vulcānus, Vulcano, el Dios romano del
fuego. Un volcanólogo es un estudioso de este campo. Los volcanólogos visitan
frecuentemente los volcanes, en especial los que están activos, para observar
las erupciones volcánicas, recoger restos volcánicos como el tephra (ceniza o piedra pómez), rocas y
muestras de lava. Una vía de investigación mayoritaria es la predicción de las
erupciones; actualmente no hay manera de realizar dichas predicciones, pero
prever los volcanes, al igual que prever los terremotos, puede llegar a salvar
muchas vidas.
Los
procesos exógenos son un conjunto de acciones (desagregación, desgaste,
movilización y acumulación) llevadas a cabo sobre las rocas superficiales por
unos agentes propios de la dinámica del planeta (cambios de temperatura, gases
atmosféricos, escorrentía superficial, hielo, viento, oleaje, seres vivos...),
que actúan a la vez y que producen unos resultados en el terreno (generación de
modelados). Todo ello implica una continua transformación y redistribución de
los materiales hasta su deposición en las cuencas sedimentarias.
IMPORTANCIA DE LA GEOLOGÍA EN LA INGENIERÍA CIVIL:
TIEMPO GEOLÓGICO:
El
tiempo geológico del planeta se divide y distribuye en bloques de años
relacionados con acontecimientos importantes que los han caracterizado. Como la
edad de la Tierra es de aproximadamente 4600 millones de años, cuando se habla
de tiempo geológico la unidad base es el millón de años y siempre se relaciona
como "antes del presente".
Existen
varias formas de definir los límites de cada lapso en el que se divide la
historia geológica del planeta. Las más usadas son las unidades
geocronológicas y las unidades
cronoestratigráficas.
Las
unidades geocronológicas son las más conocidas y dividen el tiempo geológico,
en orden descendente de jerarquía, de la siguiente manera:
§ Eón
§ Era geológica
§ Período geológico
§ Época geológica
§ Edad geológica
§ Cron
Las
unidades cronoestratigráficas a su vez dividen el tiempo geológico de la
siguiente forma:
§ Eonotema
§ Eratema
§ Sistema geológico
§ Serie geológica
§ Piso geológico
§ Cronozona
Aunque
los límites cronológicos no son absolutos, están bien definidos por el
contenido fósil de las rocas, estudios magnéticos y de elementos radiactivos.
Estos límites siempre llevan consigo un posible rango de inexactitud que se
arrastra de los diferentes métodos de datación que se utilizan para determinar
la edad de las rocas. Cuando se habla, por ejemplo, del Eón Fanerozoico, este abarca los últimos 540
millones de años del planeta y el error en su datación es de +- 1,6m.a., el cual no es muy
alto para la cantidad de tiempo de la que se habla.
A
pesar de los problemas para determinar la nomenclatura y concretar el número de
años de cada fase de tiempo, existe una concordancia en el ordenamiento de la
inmensa mayoría de nombres y acontecimientos que en cada período se produjeron.
RAMAS DE LA GEOLOGÍA
CRISTALOGRAFÍA:
La
cristalografía es la ciencia geológica que se
dedica al estudio científico de los cristales, definidos como "sólidos
con una estructura interna formada por átomos, iones o moléculas ordenados
periódicamente".
Para ello, es necesario conocer, por un lado, la estructura que presentan las
partículas constituyentes del cristal; y por otro lado, es importante
determinar su composición química.
Los
estudios de la estructura se apoyan
fuertemente en el análisis de los patrones de difracción que surgen de una muestra
cristalina al irradiarla con un haz de rayos X, neutrones o electrones. La estructura cristalina también puede ser estudiada por
medio de microscopia electrónica.
LA
ESTRATIGRAFÍA
LA GEOLOGÍA DEL PETROLEO
LA GEOLOGÍA ECONÓMICA
La geología económica se encarga del estudio de las rocas con el fin de encontrar depósitos minerales que puedan ser explotados por el hombre con un beneficio práctico o económico. La explotación de estos recursos es conocida como minería.
LA GEOLOGÍA ESTRUCTURAL
La
geología
estructural
es la rama de la geología que se dedica a estudiar la corteza terrestre, sus
estructuras y su relación en las rocas que las contienen. Estudia la geometría
de las formaciones rocosas y la posición en que aparecen en superficie.
Interpreta y entiende el comportamiento de la corteza terrestre ante los
esfuerzos tectónicos y su relación espacial, determinando la deformación que se
produce, y la geometría subsuperficial de estas estructuras.
LA
GEMOLOGÍA
La gemología es la ciencia, arte y profesión de identificar y evaluar las gemas.
LA GEOLOGÍA HISTÓRICA
La geología histórica es la rama de la geología que estudia las transformaciones que ha sufrido la Tierra desde su formación, hace unos 4.500 millones de años, hasta el presente. Para establecer un marco temporal absoluto, los geólogos han desarrollado una cronología a escala planetaria dividida en eones, eras, periodos, épocas y edades, vinculada a su vez con una escala relativa, dividida en eonotemas, eratemas, sistemas, series y pisos que se corresponden uno a uno con los anteriores. Estas escalas se basan en los grandes eventos biológicos y geológicos.
LA
ASTROGEOLOGÍA
La
astrogeología, también llamada geología
planetaria o exogeología, es una disciplina científica que
trata de la geología de los cuerpos celestes (planetas y sus satélites, asteroides, cometas y meteoritos).
LA GEOLOGÍA REGIONAL
La
geología regional es una rama de las ciencias geológicas que se ocupa de la
configuración geológica de cada continente, país, región o de zonas
determinadas de la Tierra.
LA
GEOMORFOLOGÍA
La Geomorfología tiene por objeto la descripción y
la explicación del relieve terrestre, continental y marino, como resultado de
la interferencia de los agentes atmosféricos sobre la superficie terrestre.
Se
puede subdividir, a su vez, en tres vertientes:
- Geología Estructural que trata de la caracterización y génesis de las “formas del relieve”, como unidades de estudio.
- La Geología Dinámica, sobre la caracterización y explicación de los procesos de erosión y meteorización por los principales agentes (viento y agua).
- Y la Geología Climática, sobre la influencia del clima sobre la morfogénesis (dominios morfoclimáticos).
LA GEOQUÍMICA
La geoquímica es la rama de la geología que
estudia la composición y el comportamiento químico de la Tierra, determinando
la abundancia absoluta y relativa de los elementos químicos, distribución y migración de los
elementos entre las diferentes partes que conforman la Tierra (hidrosfera, atmósfera, biósfera y litosfera) utilizando como principales
muestras minerales y rocas componentes de la corteza terrestre, intentando determinar las leyes o
principios en las cuales se basa tal distribución y migración.
En
1923 el químico V.W Goldschmidth clasificó los elementos químicos
en función a su historia geológica de la siguiente forma: «atmósfilos» que forman la atmósfera como son
los gases, «calcófilos» como son las arenas y cristales
(silicatos y carbonatos), «litófilos» corteza son sencillos como
sulfuros, y «siderófilos» que son metales que se conservan
puros.
LA GEOFÍSICA
La
geofísica estudia la Tierra desde el punto
de vista de la física y su objeto de estudio está
formado por todos los fenómenos relacionados con la estructura, condiciones
físicas e historia evolutiva de la Tierra. Al ser una disciplina experimental,
usa para su estudio métodos cuantitativos físicos como la física de reflexión y refracción, y una serie de métodos basados en
la medida de la gravedad, de campos electromagnéticos, magnéticos o eléctricos
y de fenómenos radiactivos. En algunos casos dichos métodos aprovechan campos o
fenómenos naturales (gravedad, magnetismo terrestre, mareas, terremotos, tsunamis, etc.) y en otros son inducidos
por el hombre (campos eléctricos y fenómenos
sísmicos).
LA HIDROGEOLOGÍA
La Hidrogeología es una rama de las ciencias
geológicas que estudia las aguas subterráneas en lo relacionado con su origen,
su circulación, sus condicionamientos geológicos, su interacción con los
suelos, rocas y humedales (freatogénicos); su estado (líquido, sólido y gaseoso) y
propiedades (físicas, químicas, bacteriológicas y radiactivas) y su captación.
LA MINERALOGÍA
La
mineralogía es la rama de la geología que
estudia las propiedades físicas y químicas de los minerales que se encuentran
en el planeta en sus diferentes estados de agregación.
Por
mineral se entiende una materia de origen
inorgánico, que presenta una composición química definida además, generalmente,
por una estructura cristalográfica (minerales cristales, de lo contrario son
llamados minerales amorfos) y que suele presentarse en estado sólido y
cristalino a la temperatura media de la Tierra, aunque algunos, como el agua y
el mercurio, se presentan en estado líquido
LA
PALEONTOLOGÍA
La
Paleontología es la ciencia que estudia e
interpreta el pasado de la vida sobre la Tierra a través de los fósiles. Parte de sus fundamentos y
métodos son compartidos con la Biología. Se subdivide en Paleobiología, Tafonomía y Biocronología y aporta información necesaria a
otras disciplinas; estudio de la
evolución de los seres vivos,
bioestratigrafía, paleogeografía o paleoclimatología, entre otras.
LA
PETROLOGÍA
La
petrología es ciencia geológica que consiste en el estudio de las
propiedades físicas, químicas, minerológicas, espaciales y cronológicas de las
asociaciones rocosas y de los procesos responsables de su formación. La petrografía, disciplina relacionada, trata de
la descripción y las características de las rocas cristalinas determinadas por
examen microscópico con luz polarizada.
LA
SEDIMENTOLOGÍA
La
sedimentología es la rama de la geología que se
encarga de estudiar los procesos de formación, transporte y depósito de
materiales que se acumulan como sedimentos en ambientes continentales y marinos
y que normalmente forman rocas sedimentarias. Trata de interpretar y
reconstruir los ambientes sedimentarios del pasado. Se encuentra estrechamente
ligada a la estratigrafía, si bien su propósito es el de
interpretar los procesos y ambientes de formación de las rocas sedimentarias y
no el de describirlas como en el caso de aquella.
LA
SISMOLOGÍA
La
sismología es la rama de la geofísica que se
encarga del estudio de terremotos y la propagación de las ondas elásticas (sísmicas), que estos generan, por
el interior y la superficie de la Tierra. Un fenómeno que también es de interés
es el proceso de ruptura de rocas, ya que este es causante de la liberación de
ondas sísmicas. La sismología también incluye el estudio de las marejadas
asociadas (maremotos o tsunamis) y los movimientos sísmicos
previos a erupciones volcánicas.
LA
VULCANOLOGÍA
LOS PROCESOS GEOLÓGICOS ENDÓGENOS:
- Estructura y dinámica de la geósfera
- La estructura de la geósfera
La
geósfera es la esfera de roca
y metales que concentra casi toda
la masa de la Tierra. Posee un calor interno y está estructurada en capas
concéntricas de densidad creciente hacia el interior (corteza, manto y núcleo).
A partir de los datos obtenidos mediante el análisis de la velocidad de las
ondas sísmicas al atravesar el planeta.
LOS PROCESOS GEOLOGÍCOS EXÓGENOS:
- El modelado del relieve
- Los procesos geológicos exógenos
Los
procesos exógenos son un conjunto de acciones (desagregación, desgaste,
movilización y acumulación) llevadas a cabo sobre las rocas superficiales por
unos agentes propios de la dinámica del planeta (cambios de temperatura, gases
atmosféricos, escorrentía superficial, hielo, viento, oleaje, seres vivos...),
que actúan a la vez y que producen unos resultados en el terreno (generación de
modelados). Todo ello implica una continua transformación y redistribución de
los materiales hasta su deposición en las cuencas sedimentarias.
IMPORTANCIA DE LA GEOLOGÍA EN LA INGENIERÍA CIVIL:
En
ingeniero civil se enfrenta a una gran variedad de problemas, en los que el
conocimiento de la geología es necesario. Indudablemente aprenderá más geología
en el campo y en la práctica que la que puede enseñarle en las aulas o en el
laboratorio de una escuela. Pero este aprendizaje será más fácil y más rápido y
su aplicación más eficaz, si en sus cursos de ingeniería se incluyen los
principios básicos de la geología. Merecen citarse especialmente algunas
ventajas especifica las cuales algunas de ellas al desarrollare con más pausa a
través del trabajo.
- Conocimiento sistematizados de los materiales.
- Los problemas de cimentación son esencialmente geológico. Los edificios, puentes, presas, y otras construcciones, se establecen sobre algún material natural.
- Las excavaciones se pueden planear y dirigir más inteligentemente y realizarse con mayor seguridad.
- El conocimiento de la existencia de aguas subterráneas, y los elementos de la hidrología subterránea, son excelentes auxiliares en muchas ramas de la ingeniería práctica.
- El conocimiento de las aguas superficiales, sus efectos de erosión, su transporte y sus sedimentaciones, es esencial para el control de las corrientes, los trabajos de defensa de márgenes y conservación de suelos y otras actividades.
- La capacidad para leer e interpretar informes geológicos, mapas, planos geológicos y topográficos y fotografía, es de gran utilidad para la planeación de muchas obras.
- La capacitación para reconocer la naturaleza de los problemas geológicos
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