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¿Cómo se forman los paisajes con grandes bolas de rocas?

LOS TERRONES 061

Para referencia de tamaño, el arbusto que se ve en primer plano es apenas más alto que un hombre de estatura normal.

Aquí voy a referirme a aquellas grandes bochas que se encuentran incluidas en el relieve circundante, no a las formas esferoidales que aparecen a veces como elementos depositados sobre un terreno dado, como si fueran relativamente independientes de él, fenómeno del que conversaremos en otro momento.

Los paisajes  en los que el modelado in situ arroja un espacio de formas redondeadas de gran dimensión, generan un gran atractivo turístico e impacto visual. Vale la pena que veamos cómo se generan.

¿Dónde se ven estos modelados?

Debido a su génesis, son típicos de rocas cristalinas, del tipo de los granitos y granitoides, que tienden a ser afectados por diaclasamientos (o sea fracturas sin desplazamiento relativo de los bloques resultantes) de direcciones claramente definidas, normalmente según dos sistemas conjugados aproximadamente perpendiculares entre sí.

Sobre este tema de fracturas y diaclasas hablaremos en detalle en algún otro post, pero por hoy basta con recordar que las rocas propensas a generar relieves con grandes bolas, son las que como requisito previo tienen «grietas» que se cortan entre sí en «enrejados» que dibujan ángulos rectos.

En nuestras Sierras de Córdoba son comunes en las áreas de batolitos o stocks graníticos expuestos.

¿Cómo se los denomina científicamente?

El conjunto del paisaje se conoce como de «erosión en bolas», aunque el nombre más correcto sería de «meteorización en bolas», ya que ocurre in situ, faltando el transporte  significativo de materiales, que es propio de los verdaderos procesos erosivos.

¿Por qué procesos se forman?

Como señalé más arriba, el requisito previo es la existencia de un sistema de diaclasas en enrejados perpendiculares. Esas fisuras definen volúmenes groseramente cúbicos en las rocas afectadas, y dan ingreso al agua, los organismos y demás agentes activos de la meteorización, tanto física como química, pero dominando esta última.

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Los detalles de lo dicho y lo que sigue a continuación se pueden observar bien en la figura adjunta, tomada del texto de Sawkins et al.

Ahora pensemos en que siempre las reacciones de meteorización química  son más intensas y veloces en las superficies de contacto entre los agentes de ataque y la roca atacada.

En este caso, vemos que cada cara de ese cubo teórico en que las diaclasas dividen al cuerpo litológico, es una superficie de ataque. En las aristas, en cambio, se ponen en contacto dos superficies de ataque, de modo que allí la meteorización se acelera.

Por último, en los vértices, son tres las superficies de ingreso de los agentes agresivos que se reúnen, con lo cual es todavía más rápida la descomposición. Esas diferencias en la velocidad del cambio se reflejan en la forma final casi esférica.

Y ¡voilá!, ya tenemos explicada nuestra incógnita.

¿Cómo evolucionan luego?

En muchos casos, las bolas graníticas tienden a ahuecarse, tal como vemos en la foto que ilustra el post, donde se observa una minicaverna natural, formada en uno de los bochones originales.

Esas oquedades se denominan taffoni, o tafoni, pero cabe agregar que no todos los tafonis responden al origen arriba descrito, sino que lo dicho es sólo una de las posibles génesis. De otras causas posibles iremos conversando con el tiempo en el blog.

La palabra tafoni podría tener diversas interpretaciones etimológicas, ya sea haciéndola derivar del  término griego taphos, que significa tumba; o del italiano de Sicilia, en el que taffoni, quiere decir ventana, y tafonare,  es perforar.

La razón por la cual se generan esas cavernas, que generalmente se ensanchan por su piso, es que allí, precisamente, es donde permanece más tiempo la humedad, y ya sabemos que el agua es un vector muy activo en la evolución del paisaje.

Precisamente por esa razón, es que muchas veces, el desgaste en la base quita sustentación al «techo» del tafoni, que termina por desplomarse.

A lo largo de una meteorización continuada, y en tiempos geológicos, también las bolas terminan desapareciendo.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

P.S.: La imagen que ilustra el post es tomada de: SAWKINS,F.J; CHASE,C.; DARBY,D.G.; RAPP.G. Jr.1974. “The evolving earth” Mac Millan Publishing Co.

La foto es de la Provincia de Córdoba, camino a Traslasierra.

Algunas «normas» de la evolución biológica. Parte 2

Como este post es continuación del de la semana anterior, en caso de que no lo hayan hecho ya, les recomiendo ir a leer la primera parte, antes de internarse en ésta de hoy.

La semana pasada contesté las siguientes preguntas:

¿Por qué es posible señalar algunas reglas evolutivas?

¿Cuáles serían las reglas evolutivas que han alcanzado mayor consenso entre los investigadores?

¿Qué es la complejidad progresiva de la biosfera?

Hasta aquí llegamos el lunes pasado, ahora seguiremos desde ese punto.

¿Qué es la ortogénesis?

Esta ley se relaciona claramente con la siguiente, según ya veremos.  Pero definámosla ahora.

Comencemos por decir que en su concepción original, el término ortogénesis implicaba algún grado de contaminación teológica y filsosófica, que no resiste las objeciones científicas.

En efecto, su formulación antigua implicaba un «diseño preestablecido» en la evolución, a la que se consideraba  encaminada hacia algún fin último. Se proponía pues, para la evolución un camino prácticamente lineal hacia una meta perfecta. Y aquí, la contaminación religiosa atribuía la definición de esa meta a un propósito divino.

No obstante, los científicos propusieron mecanismos medianamente orientados en una dirección dada, pero que respondían a procesos genéticos regidos por principios biológicos y físico químicos, respondiendo en gran medida a factores ambientales, pero que no excluían mutaciones aleatorias.

El término ortogénesis requirió, con el tiempo una redefinición profunda. En su concepción más actual, la ortogénesis se refiere simplemente a un principio según el cual  se puede observar que allí donde se cuenta con los fósiles suficientes como para documentar los cambios progresivos de un género o familia en particular, dichos cambios no representan saltos en cualquier dirección, sino que una vez instalados, parecen seguir una dirección definida.

Esto se relaciona también con el éxito alcanzado por cada cambio en materia de supervivencia y adaptación a las condiciones ambientales. Una vez que un cambio, que inicialmente puede ser aleatorio, como ya vimos en otro post, mejora la competencia de los individuos portadores de dicho cambio, las sucesivas mutaciones tienden a acentuarlo.

¿Qué significa la irreversibilidad de la evolución?

El proceso evolutivo es aditivo, es decir que va sumando cambios, lo cual hace tan complejos los resultados, que una vez que se desarrolla un taxón diferente, sus individuos no retroceden jamás a ser lo que sus antepasados fueron.

Las aves, que evolucionaron desde los reptiles pueden sufrir mil cambios evolutivos generando nuevas especies, pero nunca regresarán a ser reptiles.

La explicación es simple: en cada estructura- y su correspondiente función-  de los organismos vivos intervienen numerosos genes, combinados de manera compleja. Una nueva mutación, no reproduce esa misma combinación de genes. En situaciones de organismos más simples, con combinaciones más sencillas puede eventualmente producirse lo que se conoce como «homomorfismo», dando individuos parecidos, pero no idénticos en todos sus caracteres a los que quedaron atrás en el camino evolutivo.

Digamos entre paréntesis que el homomorfismo puede relacionarse con la convergencia adaptativa que veremos más abajo; pero puede ser también tema para un post en el futuro, porque es bastante entretenido.

¿Qué se entiende por especialización progresiva?

No es otra cosa que una gradual adaptación a las condiciones de vida en un lugar y situación dadas. Por supuesto ocurre a lo largo de extensos intervalos y a través de numerosas generaciones. Normalmente la especialización se va acentuando no en el organismo en su conjunto, sino sobre alguna de sus partes. Tal el caso de las extremidades anteriores que a partir de los reptiles se fueron especializando para el vuelo hasta generar las alas que ostentan hoy sus descendientes, las aves.

Algunos científicos señalan que una especialización progresiva particular sería el aumento de la talla que culmina en un auténtico gigantismo, muchas veces preludio de la extinción de géneros, especies o inclusive taxones más altos. Ellos citan ejemplos como los anmonites, y dinosaurios, entre otros casos de desarrollo extremo previo a la extinción. Profundizaremos esto en el post que dedicaremos a las extinciones, pero ya hemos adelantado algo en el post sobre  tipogénesis, tipostasia y tipólisis.

¿Cómo ocurre la adaptación al ambiente?

Se da en dos niveles: el del individuo, que aprende estrategias para mejorar sus condiciones particulares de vida, como podría ser la conducta juguetona, sumisa o hasta agresiva que asumen los animales callejeros en las zonas urbanas, para obtener comida; y a lo largo de generaciones, en el proceso evolutivo general. Ya explicamos aquí y en otro post que solamente los rasgos favorables para mejorar la adaptación al medio, son los que se perpetúan en el tiempo.

Como ya están esas explicaciones básicas, elijo ahora dos aspectos particulares que quiero destacar aquí y que están explicitados en la imagen que ilustra el post. Ellas son el isomerismo o convergencia adaptativa, morfológica o evolutiva, y la radiación adaptativa.

La convergencia evolutiva conduce a que individuos de grupos distintos, y hasta de biocrones muy separados entre sí, asuman formas muy semejantes, simplemente porque son las que mejor responden a las exigencias del medio.

En la imagen ven tres animales acuáticos, es decir que viven o vivieron en el mismo medio, y que perteneciendo a grupos muy diferentes, adoptaron todos una morfología  hidrodinámicamente óptima para medrar en el océano, como es la fusiforme. Se trata de un mamífero, el delfín; un reptil extinguido, el ictiosaurio; y un pez, el tiburón. Los tres se parecen, sin ser de un mismo género.

El efecto inverso también ocurre, cuando desde un antepasado común surgen diversas especies adaptadas a ambientes diversos. En la imagen ven diversos ursus, es decir osos, que se ven morfológicamente diferentes porque también lo son los climas, relieves y alimentos disponibles en cada uno de sus hábitats.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.
P.S.: La imagen que ilustra el post es de este sitio.

Algunas «normas» de la evolución biológica. Parte 1

Este tema que empezamos a conversar hoy, nos ocupará dos semanas con sendos posts de lunes, porque es un poco extenso.

Por otra parte, este tópico tiene ya en el blog, muchos antecedentes que deberían leer. Todos ellos están con la etiqueta fósiles,  y/o en la categoría Paleontología, e incluyen desde la definición de los fósiles hasta las pruebas y falsas contrapruebas de la evolución biológica, pasando por ítems como tipos de fósiles, procesos de fosilización, excavaciones paleontológicas, etc. Les diría que paseen un poco por todos esos posts para ir completando el conocimiento.

Volviendo al post de hoy, nuestra conversación trata una serie de «reglas» (así entre comillas, porque sabemos bien que la Naturaleza no sigue las reglas que nosotros proponemos) que se observan en el proceso evolutivo, y que tienen un cierto consenso entre los científicos. Hago esta salvedad porque la complejidad de la evolución ha determinado la existencia de diversas opiniones, casi todas muy autorizadas pero que no siempre son coincidentes. Tanto es así, que hasta hay quienes niegan de plano la evolución.

Por supuesto, el tema no se agotará en estos dos posts, sino que más adelante deberemso referirnos a muchos otros conceptos que completan estas ideas básicas, como son los relativos a extinciones, micro, macro y megaevolución, etc., etc. Pero eso será en algún momento futuro. Sólo ármense de paciencia, la Geología y sus ciencias afines son campos inagotables y llenos de sorpresas.

Dicho todo lo cual, elijo ahora algunas de esas «normas evolutivas», para tratar de comprenderlas.

¿Por qué es posible señalar algunas reglas evolutivas?

Estudios y análisis estadísticos sobre los registros fósiles permiten el reconocimiento de ciertas regularidades en el proceso evolutivo, indicando que no se trata de cambios caóticos que puedan dispararse en cualquier dirección, sino que responden a algunas pautas de una cierta lógica interna.

Esas «pautas rectoras» se complementan muchas veces con otras conocidas en el ámbito de la Biología y van acompañando, medianamente, los mayores cambios climáticos y ambientales de los que también se lleva registro.

¿Cuáles serían las reglas evolutivas que han alcanzado mayor consenso entre los investigadores?

Repito por enésima vez que mucho de lo que aquí les diga permanece en revisión crítica constante (bah, en realidad toda la ciencia está siempre revisándose, no sólo esta parte) y por eso tal vez mañana elegiría las reglas de otro modo, pero por hoy discutiremos las siguientes:

  • Complejidad progresiva de la biosfera.
  • Principio de ortogénesis.
  • Irreversibilidad de la evolución.
  • Especialización progresiva.
  • Adaptación al medio.

¿Qué es la complejidad progresiva de la biosfera?

Si observamos los clásicos esquemas en que se pretende sintetizar las sucesivas apariciones de géneros y especies, lo que primero salta a la vista es que tienen un aspecto dendriforme, con un tronco común cuyas raíces se internan en los tiempos más remotos, y cuyas ramas van subdividiéndose y generando cada vez una copa más y más frondosa.

Esto es así, prcisamente porque hay un aumento neto del número de especies que constituyen la flora y la fauna, aun después de descontar las muchísimas que corresponden a ramas que se truncan por las extinciones.

Y al hablar de complejidad creciente, no se trata sólo de una apreciación cuantitativa como señalamos más arriba, sino también cualitativa; puesto que las biotas más próximas al presente, también son más complejas en cuanto a sus anatomísa, fisiologías y grados de organización en general. Comparadas en cambio con biosferas de tiempos muy remotos, la mayoría de estas últimas eran mucho más rudimentarias y más simples. Esto no implica la desaparición de organismos simples, sino lo inverso, es decir la aparición de organismos más complejos, que coexisten en muchos casos con aquéllos.

Lotze señaló en 1963 que las diferencias entre floras y faunas actuales y las de otros tiempos geológicos son una función directa de su distancia cronológica. A más distancia, mayores diferencias cuali y cuantitativas.

Hasta aquí llega el post de hoy. El lunes próximo responderemos a:

¿Qué es la ortogénesis?

¿Qué significa la irreversibilidad de la evolución?

¿Qué se entiende por especialización progresiva?

¿Cómo ocurre la adaptación al medio o ambiente?

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.
P.S.: La imagen que ilustra el post ha sido generada sobre la base de dos diapositivas de  una presentación de la Profesora Paola Vázquez, que encontré en este sitio.

La ley de Stokes

Como un avance más, aplicable tanto a la dinámica fluvial, como a la eólica, y a cálculos de laboratorio, hoy veremos la ley de Stokes y su derivación hacia un caso particular: el de las partículas pequeñas que sedimentan en un fluido.  Pero vayamos por partes.

¿A quién debe su nombre la ley de Stokes?

A Sir George Gabriel Stokes, primer Baronet del Reino Unido, un matemático y físico irlandés que realizó contribuciones importantes a la dinámica de fluidos, y a quien se considera como uno de los tres más importantes estudiosos de las ciencias naturales de su época, junto a James Clerk Maxwell y Lord Kelvin.

Fueron ellos tres los que inauguraron la fama de la escuela  físico matemática de Cambridge  a mediados del siglo XIX.

¿Qué conocemos de Sir Stokes, su vida y su trabajo?

Nació en Skreen, condado de Sligo, Irlanda,  el 13 de agosto de 1819, y falleció en Cambridge, Inglaterra, el 1.º de febrero de 1903.  Sus primeros estudios fueron en Skreen, Dublín y Bristol, pero se graduó en 1841 en Pembroke College, de la Universidad de Cambridge, habiendo obtenido tan altos honores como el título de Senior Wrangler y el Premio Smith.

En seguida fue contratado como profesor, pero en 1857 renunció a su cátedra por haberse casado, lo cual no estaba permitido en los estatutos de su Facultad. Debió esperar doce años hasta la modificación de esos estatutos para retomar la docencia que ejerció en esa Universidad hasta su muerte.

Entre 1885 y 1890 fue presidente de la Royal Society, y a lo largo de su carrera produjo más de un centenar de publicaciones.

Merece destacarse el hecho de que siempre reunía el análisis teórico matemático y la comprobación experimental, lo que dio una gran solidez a sus múltiples contribuciones a la ciencia.

Algunos de los temas que abordó fueron: el movimiento uniforme de fluidos incompresibles, la fricción de fluidos en movimiento, el equilibrio y movimiento de sólidos elásticos y numerosos tópicos de la teoría del sonido. Muchos de sus trabajos impulsaron el conocimiento de la hidrodinámica y fenómenos asociados a ella.

Entre los numerosos honores que se le dispensaron, cabe mencionar que la unidad de medida de la viscosidad cinemática en el Sistema Cegesimal lleva su nombre; como también lo lleva la ley que hoy nos ocupa, un teorema de geometría diferencial, las ecuaciones de Navier-Stokes, de dinámica de fluidos, y los Parámetros usados para cuantificar la polarización de las ondas electromagnéticas. Todo eso solamente en el campo de la Ciencia Física, pero también en Astronomía, llevan su nombre un cráter lunar y uno marciano, y el asteroide 30566.

Como si eso no bastara para engrandecer su figura, recibio otras distinciones, como la Medalla Rumford  de la Royal Society, la Medalla Copley y el título de Baronet, para citar unos pocos ejemplos. En 1891 publicó sus conferencias Gifford en un volumen titulado Teología Natural.

¿Cuál es la formulación original de la ley de Stokes?

En su formulación original, la ley de Stokes se refiere a una fuerza de fricción, aunque luego veremos que también se conoce con ese nombre a una derivación posterior con la que se miden velocidades de caída de partículas en el seno de un fluido.

Pero no nos apresuremos, inicialmente la ley de Stokes cuantifica la fricción que experimentan objetos esféricos pequeños que se mueven a baja velocidad dentro de un fluido viscoso en régimen laminar.

La expresión matemática es:

Fd= 6 π.Rνµ

donde R es el radio de la esfera, v su velocidad y η es la viscosidad del fluido. Aclaremos que la viscosidad de un fluido es la medida de su resistencia a las deformaciones graduales debidas a las tensiones cortantes o de tracción.

¿Cómo se aplica a la sedimentación de partículas muy finas en un fluido?

Una consecuencia de esa formulación fue obtener la velocidad de caída vertical- sólo debida a su propio peso- de una partícula muy fina en el interior de un fluido. Ese fluido puede ser en la naturaleza, un curso de agua, o el propio viento. Dicha velocidad se expresa en la siguiente formulación matemática:

donde:

V es la velocidad de caída de las partículas;

g es la aceleración de la gravedad;

es la densidad de la partícula;

df  es la densidad del fluido;
μ es la viscosidad del fluido; y
r es el radio equivalente de la partícula.

Aclaremos que esa velocidad se mide para ciertos supuestos:

  • La partícula debe ser esférica. Pero como en la naturaleza la esfera perfecta difícilmente exista, se habla de un radio equivalente, que es aquél que corresponde a la esfera teórica o ideal, en la que mejor se inscribe la partícula real de que se trate.
  • La temperatura del fluido debe ser constante, de modo que se mantenga también invariable su viscosidad.
  • No debe haber otras fuerzas intervinientes que pueden cambiar el flujo de laminar a turbulento.

¿Qué aplicaciones prácticas tiene esta ley?

Muchas. Para empezar explica claramente por qué partículas muy finas, cuya velocidad de caída es muy baja pueden permanecer en suspensión por largos intervalos, ya sea en la atmósfera, donde los vientos pueden llevarlas a cientos o aún miles de kilómetros de distancia de su fuente de origen; o en los cursos de agua.

Estos datos son importantes a la hora de calcular las plumas de contaminación de las que hablaremos en algún otro post.

Pero además, el cálculo de la velocidad de caída es la base de las metodologías por sedimentación y por densimetría que se usan  para calcular la granulometría de la fracción fina de materiales sedimentarios y suelos.  Esto se los he explicado en un apunte que puede ver en este post.

También contribuye a entender la gradación de los materiales en columnas sedimentarias, y a reconstruir sistemas de paleocorrientes e interpretar paisajes y relieves, pero eso es tema para otros posts.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

P.S.: La imagen que ilustra el post tiene el correspondiente crédito al pie.

Una nueva reflexión sobre los sismos, con relación al evento en Tanti

Hoy hemos sentido en Córdoba, capital, los efectos de un sismo cuyo epicentro fue bastante cercano, en las proximidades de Tanti. Su magnitud fue 4,3 Richter, la cual es bastante modesta. Sólo nos ha parecido imponente por su cercanía y la escasa habitualidad con que esos fenómenos se perciben en nuestra ciudad.

¿Qué datos concretos podemos agregar?

Según los datos oficiales del Inpres, (Instituto Nacional de Prevención sísmica) el sismo se produjo a las 6 y 43 am de hoy, viernes 29 de enero de 2021, con epicentro 39 kilómetros al Oeste de la ciudad de Córdoba, y 5 km al Sudoeste de Tanti, con coordenadas aproximadas 31°35′ de Latitud S y 64° 56′ de Longitud W. La profundidad de su hipocentro se estableció alrededor de los 21 km.

No se han registrado daños materiales ni personales.

¿Cuál fue la causa probable?

Considerando que no hace mucho tiempo se ha movilizado bruscamente la zona del contacto entre las placas de Nazca y Sudamericana, lo que se manifestó en el sismo de San Juan de la semana pasada, no es de extrañar que todavía se esté acomodando ese rompecabezas. Nuestra posición parece distante, pero ya he explicado antes en este post que les recomiendo ir a leer, que la posición tan tendida del plano de subducción hace que sus efectos lleguen hasta muy adentro del continente.

No obstante como ya he explicado muchas veces los efectos mismos de la actividad sísmica, lo que quiero señalar hoy es otra cosa, como verán en la siguiente pregunta:

¿Se están haciendo cada vez más habituales estos eventos?

Como es corriente cuando se suceden fenómenos de alguna espectacularidad, comienzan a aparecer toda clase de teorías, desde las conspirativas, pasando por las religiosas, hasta las pseudocientíficas.

Y por eso escuchamos cosas como que «la Tierra está reaccionando a la agresión hacia el ambiente», o que se acerca «el Juicio Final», pero ninguna de tales aseveraciones tiene fundamento alguno.

Y digo esto, porque, como se ve claramente en el cuadro que ilustra el post, los temblores son parte de la dinámica habitual del planeta. No pasa día sin que ocurran varios eventos sísmicos en alguna parte de la Tierra. Y siempre ha sido así.

Es verdad que cada tanto a lo largo de la historia terrestre ocurren pulsos de mayor actividad, que suelen durar miles de años, y pulsos de relativa calma que también se miden en milenios. Pero en ninguno de los pulsos hay quietud.

Todos los días, cada dos o tres horas, como promedio, se suceden movimientos telúricos, algunos de los cuales se consideran instrumentales porque liberan tan poca energía que sólo los sismógrafos los detectan. Otros en cambio son de magnitud tal que destruyen poblaciones enteras. Afortunadamente, a mayor magnitud, menor frecuencia.

De hecho, todos los pequeños movimientos van liberando gradualmente la energía, y sólo es alarmante cuando esos microsismos se distancian entre sí, porque eso significa que en el lugar se está acumulando la energía y cuando finalmente se libere, lo hará de manera más violenta. Por esa razón, lo que se llama silencio sísmico es una de las señales de alarma en la prevención sísmica.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

P.S.: La imagen que ilustra el post es un recorte del cuadro con los últimos sismos acontecidos en Argentina, tomado de la página oficial del INPRES.

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