Locos por la Geología

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Muchas veces se habla de las extinciones de especies como si fueran un invento de los seres humanos, y sobre ellos (nosotros, bah) se carga toda la responsabilidad.

¿Cuál es el curso normal de la evolución de las especies?

A lo largo de toda la historia de los hallazgos fósiles, ha podido establecerse una cierta regularidad en la gran mayoría de los grupos biológicos ya extinguidos.

Lo que se observa es que dentro de un género, familia, etc., aparece un aumento progresivo de taxones, que después de alcanzar un número máximo en su diversificación, se mantienen sin cambios por un cierto tiempo, para más tarde comenzar a decrecer en cantidad, hasta desaparecer por completo del registro fósil.

Esas tres etapas que han podido reconocerse fueron denominadas tipogénesis, tipostasia y tipólisis.

¿Qué es la tipogénesis?

¿Qué es la tipostasia?

¿Qué es la tipólisis?

Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

P.S.: La imagen que ilustra el post es de aquí.

Como les prometí en su momento, lentamente iremos hablando de los lugares en el mundo que vale la pena conocer, sobre todo para un geólogo.

Hoy he elegido el estado de Arizona, en Estados Unidos, y dentro de él, un rasgo específico: su desierto de Sonora.

¿Dónde se localiza el desierto de Sonora?

El desierto de Sonora, cuyo nombre en inglés es Sonoran Desert, se encuentra en América del Norte, y se extiende entre Estados Unidos  de América y México, con una superficie aproximada de unos 311.000 km². En Estados Unidos ocupa una amplia región de los estados de Arizona y California; mientras que en México se sitúa en el estado de Sonora, por el cual se lo ha denominado.

Esta región desértica también tiene que ver con el nombre del estado de Arizona, que según algunos historiadores habría sido acuñado por los pobladores españoles que llamaban al territorio «zona árida» (arid zone en inglés), y más tarde lo habrían deformado a la forma actual.

Hay también otras teorías, entre ellas, la que afirma que el nombre provendría del idioma vasco, en el cual Haritz Ona significa «Buen Roble», tipo de árbol muy abundante en ese espacio natural. Como quiera que sea, Arizona comenzó a pertenecer a los Estados Unidos recién en 1912, y a partir de allí progresó a partir de la construcción de presas y de sistemas de irrigación, que permiteron paliar la natural aridez.

¿Qué características tiene el desierto de Sonora?

El desierto de Sonora está lejos de presentar un paisaje homogéneo, lo cual ha permitido su subdivisión en diversas ecorregiones, como son el Valle del Bajo Colorado, las Tierras Altas de Arizona, la Llanura Sonorense, las Estribaciones de Sonora, y la Costa del Golfo Central. Algunos autores incluyen también las regiones de El Vizcaíno y La Magdalena, aunque muchos otros las consideran ajenas al Desierto de Sonora.

Estas divisiones responden al hecho de que tanto los estilos de depositación, como la preservación, y exposición desde el Plioceno al Holoceno, presentan amplias variaciones, además de los cambios en las comunidadades bióticas.

No obstante, puede generalizarse que el Desierto de Sonora presenta amplias extensiones de materiales aluviales, y acumulaciones locales de arena eólica, en amplias cuencas intermontanas, con escasa disección. Pueden encontrarse también algunos afloramientos basálticos.

Respecto a los elementos típicamente desérticos, se cuenta como el más importante, al Mar de Arena (Sand-Sea), que cubre un área aproximada de 5.500 km², con su centro alrededor de los 32° de latitud N, y los 114° de longitud W. Esto es, adentrándose en el continente desde las costas de California, hasta el delta del Río Colorado

Al oeste del Mar de Arena, se encuentra la Mesa de Sonora, que lo separa del Valle del Colorado.

Hacia el norte, en las tierras altas, se encuentra la Sierra del Rosario, que forma un inselberg granítico, con rumbo NW-SE.

A lo largo de la costa, hay afloramientos de una espesa secuencia de depósitos deltaicos del Pleistoceno, y también algunos depósitos de playa elevados hasta alcanzar una altitud de 8 m, y con probable génesis durante el Último Interglacial.

Respecto al clima del presente, es árido y entre cálido y templado. Las precipitaciones ocurren mayormente entre septiembre y diciembre, y alcanzan un monto anual de alrededor de 73 mm en el sur y 62 mm en el sur. En la misma forma cambian también las temperaturas, descendiendo sus valores de norte a sur, y a medida que se abandona la costa hacia el este.

Los vientos dominantes proceden del sur en verano, y del norte y noroeste en invierno y primavera. Patrones de vientos más localizados se producen por la circulación asociada al relieve.

¿Qué tipos de dunas hay en Sonora?

Como también prometí en el post de la semana pasada, toda la dinámica eólica y las dunas resultantes de ella, serán analizadas en profundidad en futuros posts, pero por hoy, les adelanto lo que sucede en el desierto de Sonora.

Existen en el Mar de Arena de Sonora, tres tipos principales de depósitos eólicos:

• Láminas de arena y zibar. Les adelanto que el zibar se forma con partículas algo más gruesa que la arena media y gruesa. Se podría considerar que se trata del nombre local para los sábulos.
• Dunas transversales o crecientes, de tipos simples, compuestos y complejos. Son cuerpos con eje medianamente recto, sin «cuernos» a favor ni en contra del viento.
• Dunas en estrella y parabólicas, (o inversas), compuestas o aisladas. Las primeras presentan diversos ejes, y las segundas presentan sus «cuernos» apuntando hacia la dirección de la que procede el viento. Las causas de estas formas las veremos en otros posts como ya les dije.

Un poco por fuera del Mar de Arena, existen dunas fijadas por la vegetación y simplemente lineales, o barjanoides, con no más de 3 a 4 m de altura.

La provisión de los sedimentos sería desde zonas de alimentación situadas al sur y al oeste, derivadas en última instancia del transporte del Río Colorado, lo que define un diseño general característico de casi todos los grandes desiertos, en el que las mayores estructuras se encuentran más o menos centralmente, con disminución progresiva del tamaño de los cuerpos hacia los bordes.

¿Qué puede decirse de su contexto geológico y geomorfológico?

El estado de Arizona forma parte de la provincia geológica de Cuencas y Sierras (Basins and Ranges), ubicada en el suroeste de los Estados Unidos.

Ya dijimos que es el Río Colorado quien aporta sedimentos al desierto, y de él puede decirse que constituye el límite geográfico entre los estados de Nevada y Arizona, y también entre Arizona y California. Sus principales afluentes son el río Gila, el río Pequeño Colorado, y el Bil Williams.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

P.S.: La foto que ilustra el post es de Wikipedia.

En un post ya lejano, les sugerí diez lugares de Argentina que un geólogo debería conocer, y luego se los fui presentando, según prometí en el primer momento.

Cumpliendo esa promesa, hoy quiero contarles acerca de las dunas de Catamarca, un poco someramente por ahora, ya que más adelante vendrán también posts en los que explique en detalle qué son, cómo se forman y cómo evolucionan las dunas o médanos.

Pero hoy nos vestiremos de turistas curiosos, y haremos una visita introductoria, con sólo unas pocas explicaciones geológicas, para no aburrirlos.

Aclaremos que además de las dunas hay en Catamarca otros bellos paisajes dignos de conocer, pero he seleccionado esto en particular por lo que verán más abajo.

¿Qué se entiende por dunas en Geomorfología?

Como ya dije más arriba, por ahora solamente les adelanto que una duna es una acumulación de arena generada por el viento, y formada por partículas con una granulometría dominante de aproximadamente 0,2 mm de diámetro promedio.

La formación y posterior evolución de las dunas es tan interesante, repito, que será analizada con más detalle cuando les vaya presentando la dinámica eólica y sus paisajes asociados.

¿Dónde se encuentran las dunas catamarqueñas?

Las importantes dunas de que vamos a hablar se conocen por el nombre del cercano paraje de Taton, y se encuentran dentro del Bolsón de Fiambalá, que a su vez se localiza unos 60 km al norte de la ciudad de Tinogasta, cabecera del Departamento homónimo donde está el campo eólico, en el oeste de la provincia de Catamarca.

El Bolsón de Fiambalá forma un valle semicircular y ha sido repetidamente cubierto por la arena eólica, generando al menos tres dunas bien identificables, que se encuentran entre las más altas de Sudamérica. Hay también dunas menores que llegan a ascender por las propias Sierras de Fiambalá.

Las coordenadas de la base de la mayor de las dunas son 27º 32′ S y 67º 34′ W.

¿Cómo es el contexto geológico y geomorfológico?

¿Qué características y qué origen tienen estas dunas?

Ya dijimos que las dunas son acumulaciones de arena, y las de Catamarca, en recientes mediciones arrojaron los siguientes resultados: Duna C, la situada más al norte se extiende desde los 1.735 msm en la base, hasta los 2.219 en la cima; la Duna B, en la parte media, ocupa las alturas entre 1.695 msm en el valle, hasta 1.421 m en su cúspide; y la Duna A, la más meridional, tiene en la base una altura de 1.615 msm, y en la cumbre alcanza los 2.845 msm.

Esto define, para la más alta, una diferencia de altitud entre la base y la cima, de 1.230 meters, lo que constituye la altura de la propia acumulación de arena.

Según las investigaciones más modernas, el suministro de arenas para estas dunas procede de los fanglomerados localizados al oeste, en la formación Medanitos. Las partículas más finas podrían también derivar desde el domo volcánico de Cerro Blanco, según lo acredita el alto porcentaje de vidrios volcánicos presente en la composición.

Todo el sistema se vio favorecido por el reciente aumento de aridez acontecido en el intervalo 1919-1957.

A ese respecto, recordemos las características actuales del clima local, que lo definen como de tipo continental semiárido, lo que se manifiesta en la gran amplitud térmica tanto diurna como estacional, una temperatura media anual elevada, y precipitaciones escasas y torrenciales. Durante el periodo estival, que se extiende entre Noviembre y Marzo, la temperatura puede llegar a los 43 o 44ºC.

¿Por qué esta zona ha cobrado notoriedad en los últimos tiempos?

Ya en el comienzo del Siglo pasado, el Geólogo Doctor Alfred Stelzner, reconoció estas dunas entre las más altas del mundo, y las llamó «Sandgletscher», lo que puede traducirse como «glaciar de arena», término que alude a su movilidad, comparable a la del descenso de los ríos de hielo alpinos. En ese momento Stelzner estimó su altura en no menos de 800 metros, aunque hoy sabemos que es mucho mayor.

Sin embargo, no se lo consideró un sitio de interés turístico sino hasta muy recientemente cuando las carreras Dakar lo pusieron en el radar informativo del mundo, cosa no necesariamente afortunada para la preservación del lugar, que podría considerarse un parque geológico.

Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

P.S.: En la foto que ilustra el post pueden verme, parada sobre el techo de una antigua vivienda que hace algunos años fue cubierta completamente por el avance de la arena. Lo que ven detrás mío es lo que queda de lo que una vez fue el parapeto de la terraza vecina. En un círculo algo por delante de mis pies, les he señalado lo que todavía aflora del viejo techo.

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Hoy voy a ocuparme de un sitio atractivo desde el punto de vista del turismo, pero también desde el análisis de las costumbres e historias populares.

¿Dónde queda y qué características tiene el Volcán Tolimán?

El volcán Tolimán se encuentra en el Departamento de Sololá, en Guatemala, a orillas del lago de Atitlán.

Se trata de un estratovolcán, con una altura de 3.158 m, relativamente joven, ya que data del Pleistoceno.

Sus coordenadas son 14°36’48» N, y 91°11’20» W, y la composición dominante es de andesita piroxenítica porfírica. Un rasgo característico es la presencia de un cono gemelo, algo más bajo que el principal (3.134 m); y de un domo formado al norte del cráter por las lavas que desde él se liberaron, y que se conoce como Cerro de Oro.

¿Qué cuenta la leyenda del Volcán Tolimán?

Como casi todas las leyendas de los aborígenes de América, involucra la historia romántica de una pareja víctima de un amor desventurado.

En este caso, se trata de la princesa Ixim, hija del cacique Tolimán, y de Pedro, el modesto artesano de la tribu. La diferencia en el status social de los enamorados impidió que la pareja se consolidara. Al cabo de un tiempo, un cazador forastero, deslumbrado por la belleza de Ixim, la raptó y la llevó hacia los montes.

Toda la tribu salió a buscar a la joven, pero tras varios días de exploraciones infructuosas, cundió el desánimo y la gente volvió a sus tareas habituales. Todos salvo Pedro, que siguió para siempre vagando por la región en busca de su amada.

Pasado un tiempo, la princesa logró quitarle un puñal a su raptor, con el cual se quitó la vida, generando en su pecho una herida redonda como el cráter volcánico. El suspiro final de Ixim se convirtió en flor y voló hasta Pedro, quien siguiendo esa señal localizó a la princesa, que ya estaba muerta. Fue tanto su llanto, que llenó el valle de lágrimas, dando nacimiento al lago Atitlán; y él mismo, en señal de su ardiente amor y su desesperación, se transformó en volcán.

¿Cuál es el verdadero origen de ese volcán?

Por cierto, las explicaciones geológicas son bastante menos románticas, y revelan tres ciclos de crecimiento del complejo volcánico, con grandes erupciones meso silíceas a silíceas, y la formación de calderas.

El primero de los ciclos ocurrió hace entre 14 y 11 millones de años (Ma) y culminó con la formación de la gran caldera llamada Atitlán I, situada al norte del actual lago homónimo.

El segundo ciclo es de hace aproximadamente 10 a 8 Ma, y termina con los siguientes eventos: erupción de San Jorge, colapso generador de la caldera Atitlán II y un estadio final de inyección en forma de diques anulares.

El tercer ciclo ocurre durante el último millón de años, e incluye el crecimiento de los estratovolcanes cuaternarios, entre ellos el Tolimán, y la formación de la moderna caldera de Atitlán III.

Durante cada ciclo, los magmas máficos (básicos) cambiaron su composición, al fundir corteza andesítica (mesosilícea), y llegando a emitir también grandes volúmenes de magmas riolíticos (ácidos).

Tan larga historia eruptiva responde a la presencia de un juego bien definido de fallas con rumbo NW y NE que dan paso al ascenso de magmas profundos, que son a su vez provistos por la presencia de una anomalía térmica importante.

Se trata de un «punto caliente» o hotspot, que se relaciona con la subducción de la Placa de Cocos y el movimiento hacia el este sudeste de la pequeña Placa del Caribe.

Pero no se asusten, todo esto les quedará más claro cuando avancemos un poco más en el conocimiento de la Tectónica Global.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

P.S.: La imagen que ilustra el post es de Wikipedia.

En un post anterior, fui preparando el terreno para éste de hoy, explicando las muchas metodologías que dan indicios acerca de la composición interna de la Tierra.

En ese momento la conclusión era que la mejor metodología era, en definitiva la Sismología, ya que son precisamente los terremotos los únicos fenómenos capaces de liberar una cantidad de energía suficiente como para atravesar el planeta entero y traer a la superficie información desde el centro mismo de la Tierra.

Pero también por otro lado fui explicando algunos temas relativos a los sismos y las ondas que transmiten la energía que en ellos se genera; y todavía, en otras publicaciones les presenté nociones básicas acerca de los sistemas de registro.

Todos esos posts deberían ser revisados por ustedes antes de empezar a leer el de hoy.

De todos esos conceptos presentados en los posts que les recomiendo leer, es básico que recuerden que son las ondas p y las s las que se transmiten de manera profunda, y por ende, ellas serán las observadas con el objeto de entender el interior profundo.

La otra cosa que es básica, y ya les expliqué en detalle, es que las longitudinales o p, se transmiten en todos los estados de la materia; mientras que las s o transversales, sólo se desplazan en medios en estado sólido o pastoso muy denso. Si encuentran en su camino medios fluidos, comienzan a vibrar como ondas p, cesando su desplazamiento con carácter de ondas s.

Y ahora sí, veamos otros conceptos para avanzar en el conocimiento de la Tierra.

¿Qué sucede con las ondas sísmicas cuando atraviesan los límites de medios de diferente composición y/o estructura?

Todo lo que sucede cuando las ondas (en este caso sísmicas, pero podrían ser también otras, como veremos más adelante en otros posts, que pasa con las olas marinas) inciden en la superficie de separación entre dos medios físicos diferentes, es debido fundamentalmente a sus propias características.

En efecto, cada tipo de ondas (p, s, etc.,) se desplazan en un medio dado, con una velocidad que es característica de la onda y del medio.

Ahora bien, si vamos a referirnos a una misma onda, su trayectoria va a depender ya exclusivamente de las condiciones del medio que está atravesando. En general, cuanto más compacto es un medio, más rápidamente se traslada una onda por él. Igual nos pasa a nosotros: si corremos sobre arena lo haremos con menos velocidad que sobre un pavimento compacto.

Ahora bien, debido a que las sucesivas capas de la Tierra están sometidas cada vez a más presión, a medida que aumenta la profundidad, cabe esperar que sean ellas más compactas, y que la velocidad de las ondas aumente también. Cualquier desviación de esa regla general, será motivo de análisis, pero no en este post, sino en otro a futuro.

Ahora me voy a referir al caso más general, en que la onda pasa de un medio de menor velocidad a uno de mayor velocidad.

Sea ése o no el caso, siempre en el pasaje de un medio a otro, ocurrirán al menos cuatro cosas con la energía, y el movimiento del rayo que asumimos como la representación más simple de la onda. Ese rayo es una abstracción que nos permite una mejor comprensión del fenómeno, pero recuerden que las partículas a lo largo del camino estarán vibrando en realidad, y que se transmitirán la energía unas a otras.

La energía se dividirá en fracciones correspondientes a:

• Absorción, pérdida o disipación, que significa que la energía al alejarse del punto de emisión será cada vez menor. Esto ocurre no sólo en la separación entre dos medios, sino a lo largo de todo el trayecto en cada medio también.
• Reflexión.
• Refracción.
• Difracción.

¿Qué es la reflexión?

Este fenómeno, que ocurre al pasar el rayo (que hemos imaginado para una mejor explicación), desde un medio a otro de diferente velocidad, implica el regreso de parte de la energía, siguiendo un camino que está bien predeterminado.

Si se asume una línea perpendicular a la superficie de separación de los dos medios, el rayo incidente define con esa línea, un á¡ngulo igual al que describirá el camino del rayo que retorna al medio original. Veánlo en la figura 1.

Podemos representarlo concretamente con el rebote de una pelotita que arrojáramos contra la pared, y que si lo observamos con cuidado, también salta hacia atrás, formando con la perpendicular a la pared un ángulo igual al que trazó al golpear contra ella.

¿Qué es la difracción?

La difracción ocurre cuando la onda pasa de un medio a otro por una abertura estrecha, y una vez que la franquea, se distribuye en el otro medio como si se abriera en abanico.

¿Qué es la refracción?

Figura 1

Durante la refracción, el rayo atraviesa la superficie de separación, desviándose de la perpendicular a esa superficie.

Si se compara la dirección de refracción con la de incidencia, el rayo se alejará de la perpendicular mencionada arriba, si la velocidad del segundo medio es mayor, y se acercará en cambio, si la velocidad es menor.

La desviación responde a una ley conocida como Ley de Snell y que se expresa matemáticamente como:

n₁ sen i = n₂ sen r,

donde
n₁ = índice de refracción del primer medio
n₂ = índice de refracción del segundo medio
sin i = seno del ángulo de incidencia
sin r = seno del ángulo de refracción

En todos los casos, el índice de refracción es función de la velocidad de transmisión de la energía de que se trate, en cada medio.

Permítanme que les explique por qué pasa esto. Vean la Figura 2, e imaginen una serie de rayos paralelos que llegan a la supeficie de separación de dos medios con un cierto ángulo como el que les he dibujado.

Pero imaginen un poco más: supongan que están observando un plano desde arriba, donde dos personas (A y B en el dibujo) vienen corriendo mientras sostienen cada una el extremo de un palo (el que les dibujé de verde). La parte desde la que vienen corriendo tiene un suelo de arena, la que queda después de la superficie de separación (el trazo negro horizontal) es en cambio de cemento. (Otra vez el ejemplo que les mencioné arriba)

La persona A, (debido al ángulo en que vienen corriendo, y que representa el ángulo de incidencia de los rayos que se van a refractar) llega primero al cemento, y por ende, se acelera porque es mejor correr allí que en la arena.

Pero como A y B están unidos por el palo rígido, A se adelanta respecto a B, y la trayectoria del conjunto de los rayos que representan el frente de onda, se desvía, alejándose de la perpendicular a la superficie de separación de los medios, que es la línea celeste.

¿Entienden el mecanismo por el cual los rayos se alejan de la perpendicular al aumentar la velocidad del segundo medio respecto a la del primero?

Figura 2.

¿Qué es el ángulo crítico?

Bueno, ahora piensen un poco, que si para cada ángulo de incidencia, la ley de Snell define un ángulo de refracción dado, llegará un momento en que para un cierto ángulo, digamos bastante próximo a la superficie de separación, la refracción será paralela a esa superficie. Ese ángulo de incidencia es llamado ángulo crítico. En todos los ángulos que superen al crítico, la refracción se pierde, y hay en cambio una reflexión total, es decir que toda la energía vuelve al medio de la cual procede. Vean la figura 3.

Figura 3.

¿Qué sucede en profundidad con los estratos sucesivos?

Como adelanté un poco más arriba, en general, los estratos cada vez más compactos, aumentan la velocidad de los rayos que los atraviesan, de modo que se van alejando cada vez más de la perpendicular, y acercándose en cambio a la superficie de separación entre los medios, y por ende al ángulo crítico.

¿Qué consecuencia práctica tiene todo lo dicho a la hora de definir las características profundas de la Tierra?

Es vital, porque esa tendencia a la reflexión total que se va haciendo más acusada a medida que aumenta la profundidad, es la que vuelve a las ondas sísmicas tan «serviciales» como para traer de regreso a la superficie información desde la profundidad del planeta. Entre las ondas reflejadas y las refractadas, podemos informarnos de lo que pasa en capas muy profundas, como lo sugiere el esquema que ilustra el post.

Con estas nociones previas, ya el próximo post sobre este tema será más sencillo de entender.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

P.S.: La imagen que ilustra el post es de este website.

La figura 1 fue tomada de este sitio.