Las aguas subterráneas ( Gonzalo Fernández)

Importancia de las aguas subterráneas

El agua subterránea es la que se encuentra bajo la superficie terrestre y ocupa los poros y las fisuras de las rocas más sólidas.

A nivel global, el agua subterránea representa unas veinte veces más que el total de las aguas superficiales de todos los continentes e islas, de ahí la importancia de esta agua como reserva y como recurso de agua dulce. Además, tiene un importante papel en la naturaleza. El efecto de la gran reserva de agua respecto al flujo anual, es esencial para mantener el caudal de base de muchos ríos y la humedad del suelo en las riberas y áreas bajas.

Partes de la hidrosfera	Volumen de agua en (Km3)	Porción de volumen total de agua dulce (%)	Tasa de intercambio de agua
Casquetes polares y glaciares	24.000.000	84,945	8000 años
Aguas subterráneas	4.000.000	14,158	280 años
Lagos y embalses	155.000	0,549	7 años
Humedad del suelo	83.000	0,294	1 año
Vapor de agua en la atmosfera	14.000	0,049	9,9 días
Agua de los ríos	1.200	0,004	11,3 días
Total	28.253.200	100,000

Distribución de las aguas subterráneas

Cuando llueve, parte del agua discurre por la superficie, parte se evapora y el resto se infiltra en el terreno. Esta última vía es la fuente primaria de prácticamente toda el agua subterránea. La cantidad de agua que sigue cada uno de esos caminos, sin embargo, varía mucho en función del tiempo y del espacio. Los factores que influyen en esta variación son lo fuerte de la pendiente, la naturaleza del material, la intensidad de la lluvia, y el tipo y cantidad de vegetación. Algo del agua que se infiltra no viaja muy lejos, porque es retenida por atracción molecular como una capa superficial sobre las partículas sólidas. Esa zona cercana a la superficie se denomina cinturón de humedad del suelo. El agua que no es retenida como humedad del suelo percola hacia abajo hasta que alcanza una zona donde todos los espacios libres del sedimento y la roca están completamente llenos de agua. Esta es la zona de saturación. El agua situada en el interior se denomina agua subterránea. El límite superior de esta zona se conoce como el nivel freático. Extendiéndose hacia arriba desde el nivel freático se encuentra la franja capilar en la cual el agua subterránea es mantenida por la tensión superficial en diminutos conductos comprendidos entre los granos de suelo o de sedimento.  El área situada por encima del nivel freático que abarca la franja capilar y el cinturón de humedad del suelo se denomina zona de aireación. Aunque puede haber una cantidad considerable de agua en la zona de aireación, esta agua no puede ser bombeada por los pozos porque está demasiado aferrada a la roca y las partículas sólidas. Por el contrario, por debajo del nivel freático, la presión del agua es lo bastante grande como para permitir que el agua entre en los pozos, permitiendo así que el agua subterránea pueda sacarse para su uso.

El nivel freático

El nivel freático puede definirse como el nivel superior del agua en un acuífero ( o de la zona de saturación) o más correctamente como el lugar donde la presión del agua es igual a la de la presión atmosférica.

Factores que influyen en el almacenamiento y la circulación de las aguas subterráneas

-Porosidad:

El agua empapa el terreno porque el lecho de roca, el sedimento y el suelo contienen innumerables huecos o aperturas. Estas aperturas son similares a las de una esponja y a menudo se denominan poros. La cantidad de agua subterránea que puede almacenarse depende de la porosidad del material, que se define como el porcentaje del volumen total de roca o de sedimento formado por poros. 

-Permeabilidad, acuicludos y acuíferos:
El agua subterránea se mueve serpenteando y girando a través de pequeñas aperturas interconectadas. Cuantas menores sean los espacios porosos más lento será el movimiento del agua. La porosidad eficaz indica cuánta agua es realmente asequible para su uso) mientras que la retención específica indica cuánta agua permanece unida al material. Por ejemplo, la capacidad de la arcilla para almacenar agua es grande debido a su gran porosidad. pero sus espacios porosos son tan pequeños que el agua es incapaz de moverse a través de ellos.

Por tanto, la porosidad de la arcilla es grande, pero, debido a su baja permeabilidad, la arcilla tiene un rendimiento específico muy bajo.

Los estratos impermeables que obstaculizan o impiden el movimiento del agua se denominan acuicluidos. La arcilla es un buen ejemplo. Por otro lado, las partículas más grandes. como la arena o la grava, tienen espacios porosos mayores, Por consiguiente, el agua se mueve con relativa facilidad. Los estratos de roca o sedimentos permeables que transmiten libremente el agua subterránea se denominan acuíferos, Las arenas y las gravas son ejemplos comunes.

Circulación de las aguas subterráneas

El movimiento de la mayor parte del agua subterránea es extraordinariamente lento, de poro a poro. Por extraordinariamente lento entendemos velocidades típicas de unos pocos centímetros al día.

La energía que hace moverse el agua subterránea la proporciona la fuerza de la gravedad. En respuesta a la gravedad, el agua se mueve desde áreas donde el nivel freático es elevado a zonas donde éste es bajo. Esto significa que el agua tiende hacia un cauce de corriente, lago o manantial. Aunque algo del agua tome el camino más directo hacia debajo de la pendiente del nivel freático, gran parte sigue caminos curvos, largos, hacia la zona de descarga.

Manantiales o fuentes

Cuando el nivel freático interseca la superficie terrestre, se produce un flujo natural de salida del agua subterránea, que se denomina manantial o fuente. Los manantiales se forman cuando un acuicluido detiene la circulación descendente del agua subterránea y la obliga a moverse lateralmente. Allí donde aflora un estrato permeable, aparece un manantial. Los manantiales, sin embargo, no están confinados a lugares donde un nivel freático colgado crea un flujo hacia la superficie. Muchas situaciones geológicas llevan a la formación de manantiales porque las condiciones subterráneas varían mucho de un lugar a otro. Incluso en áreas donde las capas subyacentes son rocas cristalinas impermeables, pueden existir zonas permeables en forma de fracturas o canales de disolución. Si estas aperturas se llenan con agua y hacen intersección con la superficie de terreno a lo largo de una pendiente, se producirá un manantial.

-Fuentes termales y géiseres

Los géiseres son fuentes termales intermitentes en las cuales las columnas de agua son expulsadas con gran fuerza a diversos intervalos, alcanzando a menudo 10-60 metros en el aire. Después de cesar el chorro de agua, se lanza una columna de vapor normalmente con un rugido atronador.  Cuando agua subterránea relativamente fría entra en las cámaras, se calienta gracias a la roca circundante. En el fondo de las cámaras, el agua está bajo una gran presión debido al peso del agua suprayacente. Esta gran presión evita que el agua hierva a la temperatura superficial normal de 100 ºC. Por ejemplo, el agua del fondo de una cámara llena de agua situada a 300 metros debe alcanzar casi 230º C antes de hervir. El calentamiento hace que el agua se expanda, con el resultado de que algo del agua se ve forzado a salir a la superficie.

Pozos y pozos artesianos

El método más común para extraer agua subterránea es el pozo, un agujero taladrado en la zona de saturación. Los pozos sirven a modo de pequeños depósitos a los cuales migra el agua subterránea y de los cuales puede bombearse a la superficie. La utilización de pozos se remonta a muchos siglos y sigue siendo un método importante para la obtención de agua en la actualidad.

En la mayoría de los pozos, el agua no puede ascender por sí misma. Si el agua se encuentra por primera vez a 30 metros de profundidad, permanecerá a ese nivel, fluctuando quizá un metro o dos con los períodos estacionales de humedad y sequía. Sin embargo, en algunos pozos, el agua asciende, derramándose a veces por la superficie, estos pozos son llamados pozos artesianos.

 Problemas relacionados con la extracción del agua subterránea

Como ocurre con muchos de nuestros valiosos recursos naturales, el agua subterránea está siendo explotada a un ritmo creciente. En algunas zonas, la sobreexplotación amenaza la existencia del abastecimiento de agua subterránea. En otros lugares, su extracción ha hecho que se hunde el terreno y todo lo que descansaba sobre él. En otros lugares hay preocupación por la posible contaminación del abastecimiento de las aguas subterráneas.

Muchos sistemas naturales tienden a establecer un estado de equilibrio. El sistema de aguas subterráneas no es una excepción. La altura del nivel freático refleja un equilibrio entre la velocidad de infiltración y la velocidad de descarga y extracción. Cualquier desequilibrio elevará o reducirá el nivel freático. Desequilibrios a largo plazo pueden inducir una caída significativa del nivel freático si hay una reducción de la recarga debido a una sequía prolongada o a un aumento de la descarga o la extracción de las aguas subterráneas.

El terreno puede hundirse también cuando el agua se bombea desde los pozos más rápidamente de lo que pueden reemplazarla los procesos de recarga natural. Este efecto es particularmente pronunciado en áreas con estratos potentes de sedimentos no consolidados superpuestos. Conforme se extrae el agua, la presión del agua desciende y el peso de la sobrecarga se transfiere al sedimento. La mayor presión compacta herméticamente los granos de sedimento y el terreno se hunde.

El agua dulce es menos densa que el agua salada, de manera que flota sobre ella y forma un cuerpo lenticular grande que puede extenderse a profundidades considerables por debajo del nivel del mar. En dicha situación, si el nivel freático se encuentra a un metro por encima del nivel del mar, la base del volumen de agua dulce se extenderá hasta una profundidad de unos 40 metros por debajo del nivel del mar

-Contaminación del agua subterránea

Un origen común de la contaminación del agua subterránea son las aguas fecales. Entre sus fuentes se cuenta un número creciente de fosas sépticas, así como sistemas de alcantarillado inadecuados o rotos y los desechos de las granjas. Si las aguas residuales que están contaminadas con bacterias entran en el sistema de aguas subterráneas pueden purificarse mediante procesos naturales. Las bacterias peligrosas pueden ser filtradas mecánicamente por el sedimento a través del cual el agua percola, destruidas por oxidación química o asimiladas por otros microorganismos. Otras fuentes y tipos de contaminación amenazan también los suministros de agua subterránea. Entre ellos se cuentan sustancias muy utilizadas como la sal de carretera, los fertilizantes que se extienden por toda la superficie del terreno y los pesticidas. Además, puede escaparse una amplia variedad de productos químicos y materiales industriales de las tuberías, los tanques de almacenamiento, los depósitos y los estanques de retención.

El trabajo geológico del agua subterránea

El agua subterránea disuelve la roca. Este hecho es clave para comprender cómo se forman cavernas. La caliza es casi insoluble en el agua pura, pero se disuelve con bastante facilidad en el agua que contiene pequeñas cantidades de ácido carbónico, y la mayor parte del agua subterránea contiene este ácido. La mayoría de las cavernas se crea en el nivel freático, o inmediatamente debajo de él, en la zona de saturación. Aquí, el agua subterránea ácida sigue las Líneas de debilidad de la roca, como diaclasas y planos de estratificación. Conforme pasa el tiempo, el proceso de disolución crea lentamente cavidades, que aumentan de tamaño de manera gradual hasta convertirse en cavernas. El material disuelto por el agua subterránea acaba siendo descargado en las corrientes y transportado al océano. Las zonas kársticas típicas están compuestas por un terreno irregular interrumpido por muchas depresiones denominadas dolinas. En las zonas calizas de Florida. Kentucky y el sur de Indiana, hay literalmente decenas de miles de esas depresiones, cuya profundidad oscila entre tan sólo 1 o 2 metros y un máximo de más de 50 metros. Las dolinas se forman normalmente de dos maneras. Algunas se desarrollan de manera gradual a lo largo de muchos años sin alteración física de la roca. En esas situaciones, la caliza situada inmediatamente debajo del suelo se disuelve por el agua de la lluvia descendente, que está recién cargada de dióxido de carbono. Con el tiempo, la superficie rocosa se va reduciendo y las fracturas en las cuales entra el agua se van agrandando. A medida que las fracturas aumentan de tamaño, el suelo se hunde en las aperturas ensanchadas, de las que se ve desalojado por el agua subterránea que fluye hacia los conductos inferiores. Estas depresiones suelen ser superficiales y tienen pendientes suaves.

Preguntas

1.¿Qué porcentaje de agua dulce es agua subterránea?

2.Comparando la zona de aireación con la de saturación, ¿cuál de estas contiene más agua subterránea?

3.¿Por qué el nivel freático no es plano?

4.¿Cuál es la diferencia entre porosidad y permeabilidad?

5.¿Diferencia entre acuicluido y acuífero?

6.¿Por qué un material puede ser muy poroso, pero no ser un buen acuífero?

7.¿De dónde se origina el calor para la mayoría de las fuentes termales y los géiseres?

8.¿Cómo de llaman los paisajes que reflejan en gran medida el trabajo erosivo de las aguas subterráneas?¿ qué características tiene? 

 

El paisaje de Nueva Zelanda. Una introducción a la geodinámica

 Hace ahora poco más de cuatro años realicé el viaje de mi vida. Abandoné todas mis responsabilidades durante quince días y volé hacia Nueva Zelanda para viajar allí en una autocaravana por la isla sur con mis dos hijas. Mirad en el mapa, al estar en las antípodas es uno de los vuelos más largos del mundo, si vas más allá se hace más corto ir por el otro lado. 

Ese país es como un mundo en miniatura a nivel geológico y naturalístico (en una superficie relativamente pequeña hay glaciares, picos altísimos, selvas tropicales, volcanes, fiordos,  playas espectaculares…además de pájaros que no vuelan y otras especies autóctonas muy curiosas). El modelado de semejante paisaje tan variado tiene dos causas principales que interfieren y se complementan: los agentes geológicos externos y los agentes geológicos internos. Vamos a ver si podemos determinar cuál es la causa de algunas de las maravillas naturales de esta isla.

Terremotos, fiordos, montañas y glaciares.

Estos cuatro elementos son los causantes del modelado del paisaje de la isla sur de Nueva Zelanda.  

0- Por cierto, antes de empezar, busca Nueva Zelanda en un mapamundi y sitúala 

a) compara el tamaño, posición geográfica y latitud respecto al Ecuador entre estas dos islas y la península ibérica). 

b)Usa este link para averiguar donde están las antípodas de Barcelona y de Madrid.

1-El día trece de noviembre se produjo un terremoto de 7,1 de magnitud en la escala de Ritcher en la isla sur de Nueva Zelanda, justo un día antes de nuestro vuelo desde la isla norte a la sur. Cuando nos despertamos y nos enteramos del suceso no sabíamos si podríamos volar a la otra isla , pero nuestro vuelo no se canceló y finalmente cogimos el avión. El epicentro se situaba lo suficientemente al norte de la ciudad donde aterrizábamos ( Christchurch) que allí no se notaron los efectos tanto como para alterar la vida normal, simplemente había que tener precaución y no viajar hacia el norte. En el 2011 la ciudad del Christchurch sufrió los efectos de un terremoto devastador del que todavía quedan cicatrices en sus calles, que pude fotografiar. 

a   a)      ¿Qué es la escala de Ritcher? ¿ que mide? ¿ Hay otra manera de medir un terremoto? ¿ Qué significa un 7,1 de magnitud?

     b)    ¿Cuál es la causa que origina los terremotos? ¿ Está producido por un agente geológico externo o interno? ¿Cuál? ¿puedes relacionarlo con las dos últimas ilustraciones?

     c)   Busca información sobre los efectos que tuvo el terremoto de Christchurch en febrero del 2011

    2- Juntamente con Noruega, Nueva Zelanda tiene los fiordos más espectaculares del planeta. El de la fotografía es el fiordo de Milford Sound

 d)¿ Qué es un fiordo?

e) ¿ Por qué no se dan en latitudes ecuatoriales o templadas?

f) ¿ Tiene alguna relación con los glaciares?

g) ¿La causa de los fiordos es un agente geológico externo o interno?  ¿Cuál y en que condiciones ?

3- A las montañas del sur de la isla se les llama “los Alpes del Sur”. 

g) ¿Gracias a qué proceso geológico crees que se formó esta cordillera que recorre el oeste de la isla? Dedúcelo comparando este mapa con el de más arriba.

h) Las rocas de la fotografía te pueden dar una idea del tipo de proceso al que han estado sometidas. Identifícalas y explica su origen relacionado con la formación de esas montañas.

4- Durante la última glaciación todo el país estaba enterrado bajo un casquete glaciar, esto modeló la forma de las montañas actuales: enormes valles glaciares, montañas con aristas y picos que todavía conservan restos de ese hielo. En la foto el glaciar Franz Joseph

                                         Los lagos son típicos de la morfología glaciar

                                            Río atravesando un valle glaciar

                            Morfología típica del modelado glaciar, muy distinta de la de las montañas modeladas por ríos, como la siguiente.

                                            Secuencia de la formación de un paisaje glaciar:

h) ¿ Cuando sucedió la última glaciación? ¿ hasta qué latitudes llegaron sus efectos? ¿ nuestra península estuvo cubierta por esa masa de hielo?

i) ¿Qué diferencias hay entre una montaña modelada por un río y una modelada por un glaciar? Explica el proceso partiendo de una montaña modelada por ríos hasta su transformación cuando está sometida a la acción de un glaciar. 

j) Describe cómo se originan los valles, los  lagos, los picos y las aristas de estos paisajes glaciares. 

5- Haz un resumen y clasifica todos los paisajes que has visto en esta entrada según la causa sea un agente geológico externo o uno interno. 

Diseña tu propia práctica sobre la viscosidad

                        

Formula un protocolo para una práctica sobre la viscosidad partiendo de el siguiente material.

Material: Champú, aceite, agua u otras sustancias, cronómetro, bandejas, transportador de ángulos, tablillas de madera o de otros materiales.
Plantéala como un experimento que use el método científico ( hipótesis,diseño del experimento, control de variables...)

-Viscosidad en diferentes materiales en este enlace ( observa los experimentos sobre viscosidad)

Recordatorio sobre los principales puntos del método científico ( aquí completo, en la web de las PAUS de biología)

Las variables a estudiar son: composición ( diferentes fluidos), temperatura, material sobre el que se vierte, contenido en volátiles ( mayor o menor contenido en agua). Cada grupo diseñará un experimento para una de estas variables.  

1-El problema

Una pregunta que no té una resposta segura. S’ha de plantejar en forma de pregunta, fent l’esforç de concretar al màxim. Si es vol relacionar dos factors, haurien d’aparèixer en la pregunta. 

 

2-Les hipòtesis

Són possibles respostes al problema. Han de ser falsables (s’ha de poder comprovar si són falses). Les hipòtesis haurien de formular-se començant amb “Potser”.

 

3-Les variables independent i dependent

• Variable independent: Variable que modifiquem en l’experiment per tal de comprovar si influeix en els resultats. Els diferents valors que donarem a aquesta variable s’anomenen tractaments.

    • Variable dependent: Variable que observem si s’ha modificat durant l’experiment.  La variable dependent depèn de la variable independent.

 

4-El disseny  de l’experiment

 S’ha de desenvolupar la situació imaginada detallant clarament tots els passos a seguir. S’ha de modificar la variable independent i observar els canvis en la variable dependent.

Control: Conjunt de mesures que prenem per assegurar-nos que els resultats són deguts a les modificacions que introduïm en la variable independent. 

 

Les variables controlades 

Són factors, diferents de la variable independent, que raonablement podrien influir en els resultats. Per evitar que interfereixin en els resultats, s’han de mantenir constants, és a dir s’han de fixar en uns valors que permetin l’obtenció de resultats durant tot l’experiment.

Les variables controlades s’han de mantenir constants en tots els tractaments. 

 

Rèpliques: No n’hi ha prou amb un sol experiment per a demostrar un fet. S’han de fer rèpliques, repetir l’experiment una o dues vegades més. Això permet descartar que els resultats siguin deguts a l’atzar (o a factors desconeguts). S’ha de fer la mitjana dels resultats de totes les repliques. 

 

 

5-Els Resultats

S’observen els canvis en la variable dependent al llarg de l’experiment, així com qualsevol altre canvi o fet que ens sembli rellevant. Les dades dels resultats s’enregistren (notes, taules, gràfics, arxius, dibuixos, fotografies...) 

 

6-Les Conclusions

S’analitzen i interpreten els resultats, d’acord amb el marc teòric de l’investigador. Es descarten les hipòtesis que haguessin predit resultats diferents dels obtinguts.

 

Tectònica de plaques: la síntesi global

 A mesura que creixien els arguments a favor de l’expansió del fons oceànic, aquesta hipòtesi anava generant un entusiasme creixent. Testimonis dels anys seixanta, expliquen que els geofísics varen començar a saludar-se mútuament preguntant-se, «Creu vostè en l’expansió del fons oceànic?», i la resposta era sempre, «Sí!». Trobades, congressos i articles d’arreu del món anaven aportant més i més dades amb gran rapidesa. Calia, tanmateix, arribar a una teoria que unifiqués tot aquell allau d’informació.

Tornem a examinar la distribució dels hipocentres dels terratrèmols, però aquesta vegada, en un mapamundi.

Resulta evident que la majoria de terratrèmols es produeixen seguint una mena de línies, franges, que ressegueixen les dorsals oceàniques, els arcs d’illes del Pacífic, o les zones ocupades per les grans serralades (Pirineu-Alps-Himàlaia a Euràsia,  i Muntanyes Rocalloses-Sierra Madre-Andes a Amèrica). A l’interior dels grans continents i en les extenses planes abissals en canvi, els terratrèmols són gairebé inexistents. Com es pot interpretar aquesta distribució tan particular?

 La Geofísica explica que un terratrèmol es produeix quan una zona sotmesa a pressió, es trenca i allibera de cop tota l’energia acumulada. Una primera explicació lògica d’aquest fet és pot resumir així:

-Les línies dels epicentres (punt de la superfície situat just al damunt dels hipocentres) ens marquen els límits entre una colla de “peces”, resistents i bastant rígides, que divideixen la superfície terrestre.

-Aquestes peces o blocs es belluguen les unes respecte les altres.

-El moviment de les peces provoca terratrèmols a les seves vores però no n’afecta l’interior.

Tot això semblava bastant lògic, però com són aquestes peces? Quin gruix tenen? Arriben fins la base de l’escorça o s’endinsen dins del mantell?

 M’haureu de creure si us dic que l’estudi de la velocitat de propagació de les ones sísmiques, ha permès conèixer força bé l’estructura i la composició de l’interior de la Terra. La informació acumulada per una gran quantitat d’estudis semblava demostrar que la capa més superficial de la Terra, fins a uns 70 km de profunditat de mitjana, (més de 100 km als continents, al voltant de 50 km als oceans), és rígida. Aquesta capa, que passà a anomenar-se litosfera, inclou l’escorça i la part més superficial del mantell

 Per sota de la litosfera, es va demostrar que el mantell era relativament plàstic (deformable), parcialment fos (entre l’1 i el 10%). Com recordareu, és en aquesta zona on se suposa que es desenvolupen els corrents de convecció. Es va batejar amb el nom d’astenosfera. El seu límit inferior es va situar inicialment en els 260 km de profunditat, però alguns autors pensen que arriba fins gairebé els 700 km.

Estructura interna de la Terra : Per sota de l`Astenosfera , la resta del Mantell, anomenada també Mesosfera, arriba fins als 2900 km de profunditat. El nucli, conegut també com Endosfera , arriba fins al centre de la terra situat a 6371km de mitjana ( recordeu que el radi equatorial és una mica més gran que el polar.

Tot era a punt per al naixement de la nova teoria. Només calia que algú, posés en ordre tota la informació existent. Encara que fos parcialment, el primer en fer-ho, l’any 1965, va ser Tuzo Wilson (1908-1993), un geofísic nascut a Escòcia però traslladat a Canadà quan era un nen. Immediatament després, altres científics varen fer més aportacions importants i això va permetre, l’any 1968, el “naixement oficial” de la nova teoria que passà a anomenar-se Tectònica de Plaques o Tectònica Global. Els principis bàsics d’aquesta teoria són els següents:

-La litosfera està fragmentada en una colla de peces anomenades plaques litosfèriques.

 -Les plaques litosfèriques són rígides i es troben damunt l’astenosfera lleugerament plàstica.

 -Les plaques litosfèriques es desplacen les unes respecte de les altres. En desplaçar-se, les plaques poden allunyar-se, apropar-se o lliscar lateralment entre sí.

 Segons el tipus de moviment, distingim tres tipus de límits o marges de placa: constructius o divergents, destructius  o convergents i passius.

 Quantes plaques hi ha? Són totes de la mateixa mida? Què vol dir això de “marge constructiu, destructiu o passiu”? Què vol dir la paraula “tectònica”? Per què s’hi afegeix l’adjectiu “global”? I d’en Wegener, què se n’ha fet? Una mica de paciència, si us plau. Vosaltres mateixos us podreu respondre aquestes i d’altres preguntes, si intenteu resoldre les activitats següents.

Activitats

4.1 Aquí teniu un mapamundi diferent del que esteu acostumats a veure. És una mena de puzzle gegant. Cada peça és una placa litosfèrica. Com s’han pogut definir-ne els límits?

4.2. La majoria de les plaques són mixtes, és a dir, formades per litosfera continental i litosfera oceànica. També n’hi ha que són oceàniques, és a dir, formades exclusivament per litosfera oceànica. Finalment, també hi ha plaques continentals, formades gairebé exclusivament per litosfera continental. (Prescindirem d’aquestes últimes. No hi ha cap de les plaques principals, representades en aquest mapa, que sigui una placa continental)

Observant el mapa, completeu la taula següent:

Plaques mixtes	Plaques oceàniques

4.3. Observeu la il·lustració adjunta. Una gran esquerda, coneguda com a “Rift Valley” (vall del rift), s’estén des de la Mar Roja cap al sud, al llarg de més de 3.000 km. Grans llacs africans (Turkana, Victòria, Tanganika, NIasa-Malawi) i enormes edificis volcànics com el Mount Kenya (5.199m) o el Kilimanjaro (5.916m), el sostre d’Àfrica.

La mateixa Mar Roja és una altra immensa esquerda (440.000 km2 de superfície, 2.600m de profunditat màxima) ja envaïda per les aigües.

Podríeu explicar què està passant en aquesta zona?

4.4. Saltem de l’Àfrica a Islàndia i observeu-ne aquesta fotografia, feta recentment. Aquesta illa no és més que un fragment de la dorsal atlàntica que treu el cap per damunt les aigües de l’oceà. Ara imagineu-vos que podem tornar a aquest mateix lloc d’aquí uns quants anys, res, poca cosa, uns milions, per exemple... La fotografia que podríem fer seria segurament diferent. Intenteu descriure-la.

4.5. No us deixeu impressionar per l’anglès. “Trench” vol dir fossa i “crust”, escorça. La resta s’entén. Es tracta que trobeu una zona del planeta on es pugui aplicar aquest esquema.  (Pista: fixeu-vos que una serralada amb força volcans, es troba a prop d’una costa molt propera, al seu torn, a una fossa). Quan l’hagueu trobat, intenteu explicar què està passant.

4.6. Ara una activitat molt semblant a l’anterior. Localitzeu una zona de la Terra on es pugui aplicar aquest esquema. Quan ho hagueu fet, intenteu descriure què està passant.

4.7. L’explicació d’aquest esquema és una mica més difícil que els anteriors.

Us dono més pistes. Imagineu-vos que la serralada (“mountain range”) és l’Himàlaia i l’altiplà (hihg plateau) el Tibet. Abans de seguir, agafeu el vostre mapamundi, i situeu-ho.

Més pistes: a la vostra esquerra, la placa de l’Índia. A la vostra dreta, la placa Euroasiàtica.

I encara una altra: recordeu que en parlar de la deriva continental vàrem veure que

l’ Índia havia fet un viatge extraordinari cap el nord, separant-se de l’Antàrtida i d’Austràlia fins que va “topar” amb Euràsia.

L’última i, potser, la més important: fixeu-vos en la presència i la situació d’una escorça oceànica antiga (“ancient oceanic crust”)...

Per cert, el fenomen representat en aquest esquema s’anomena obducció.

4.8. Finalment, compareu els esquemes de les tres darreres activitats. Si consulteu el mapa de sismicitat al món podreu comprovar sense dificultat que a les zones representades en aquests esquemes, els terratrèmols són freqüents.

Pel que fa als volcans, en canvi, les coses són diferents: Hi ha volcans a les dues primeres, però no a la tercera. Com podríeu explicar-ho? (Pista: compareu el gruix de l’escorça continental)

4.9.  La falla de San Andrés és, en realitat, un conjunt de falles que en total mesuren més 1200 km de longitud i gairebé 100 d’amplada, i s’estén des del golf de Califòrnia fins el cap de Mendocino. És una falla activa, en la qual els blocs implicats es mouen uns 5 cm/any, l’un respecte l’altre. Els estudis realitzats fan pensar que en un futur proper, es produeixi un gran terratrèmol. És l’esperat “big one”, i es considera que podria arribar a mesurar 9 graus a l’escala de Richter. Seria el terratrèmol més gran que mai s’hagués enregistrat a Califòrnia.

Com podeu observar al mapamundi, la Falla de San Andrés  posa en contacte els marges de les plaques Nord-americana i Pacífica. La teoria de la Tectònica de Plaques ens diu que aquests marges són de tipus passiu. Veient la intensa activitat sísmica que hi ha en aquests marges, com pot ser que rebin aquest nom? Pista (molt generosa): penseu en la litosfera. Se’n fa de nova?, Se’n destrueix? 

Per cert, us heu fixat que les ciutats de  Los Ángeles i San Francisco estan cada una a un bloc (costat) diferent de la Falla de San Andrés? Si observeu el moviment relatiu dels blocs us adonareu que cada any, les dues ciutats estan més a prop. (Si us voleu entretenir a calcular quants anys trigarien a trobar-se, aquí teniu aquestes dades: la distància entre Los Ángeles i San Francisco és d’uns 625 km i l’apropament és d’uns 5 cm/any)

4.10. L’arxipèlag de les Hawaii està format per quatre illes principals: Kauai, Oahu, Maui i Hawaii. Situeu-les en el vostre mapamundi. Quan ho hagueu fet us adonareu que estan situades damunt la Placa Pacífica. Aquestes illes volcàniques, molt conegudes entre els turistes, especialment nord-americans, tenen una característica molt especial que ara ens interessa assenyalar:

Els punts calents ( Hot Spots)

Les illes estan alineades talment com si fossin els cims d’una serralada submarina. En un extrem hi ha l’illa Hawaii i a l’altre, Kauai. Ara bé, allò que sorprèn és que l’edat de les roques de les illes creix, de manera absolutament ordenada, des de Hawaii, la més jove (0,7 milions d’anys) fins la més antiga, Kauai (5,5 milions d’anys). Com es pot interpretar aquest fet?

4.11. Tuzo Wilson va ser el primer en proposar la hipòtesi dels “punts calents”, segons la qual en el mantell hi ha punts fixos productors de magma que ascendeix cap a la litosfera. Com que la litosfera es mòbil...

 Observeu la figura de la plana anterior. Us veieu amb cor d’acabar vosaltres mateixos la hipòtesi de Wilson?

4.12. La paraula “tectònica” prové del grec “tektonikos” (edifici). Així doncs, l’expressió “Tectònica de Plaques” fa referència als “edificis”, les estructures, construïts pel moviment de les plaques, com per exemple, les serralades. Ara bé, aquesta teoria també rep el nom de Tectònica Global perquè permet explicar, no només la formació de serralades, sinó bona part dels processos geològics que s’esdevenen a la superfície terrestre... Feu-ne una llista.

4.13.  Abans de l‘habitual “recapitulem”, mireu-vos aquest esquema global. Menys l’obducció, totes les altres situacions possibles previstes a la teoria de la Tectònica de Plaques hi són representades. Es tracta que assigneu a cada número la denominació que li correspon, d’entre les següents: Fossa Oceànica, Arc d’illes volcàniques, Escorça Oceànica, Zona de Subducció, Marge Passiu (Falla Transformant), Punt Calent, Marge Constructiu desenvolupat (Dorsal Oceànica), Serralada Volcànica Continental,  Litosfera, Marge Constructiu incipient (Rift Valley), Marge Destructiu, Astenosfera, Escorça Continental

Esquema sintètic dels diferents tipus de marges de placa

Ha arribat el moment d’acabar aquest llarg viatge que ens ha portat a passejar-nos per terres tan fascinants com Groenlàndia, el Petrified Forest National Park d’Arizona, les illes Spitsbergen, l’Antàrtida, el Brasil, l’India, el Rift Valley de l’Àfrica Oriental, el “ring of fire” de l’oceà Pacífic, les serralades de l’Himàlaia, els Andes, les Muntanyes Rocalloses, la Sierra Madre...

 També hem baixat a les profunditats marines i hem descobert coses no menys fascinants: la més gran i increïble serralada de la Terra, la dorsal oceànica, sorprenents crancs aranya, cloïsses i cucs gegants, fosses profundíssimes que “s’empassen” el fons marí...

 Mentre viatjàvem plegats us he anat fent preguntes per ajudar-vos a comprendre el que anàvem descobrint. Deixeu-me que us faci l’última. Si sou capaços de respondre-la aportant arguments convincents i ben raonats, voldria dir que heu aprofitat realment el viatge:

Tenia raó Wegener?

La falla de San Andrés i la fi del món

Mentre buscava informació a Internet per preparar tot aquest material, el Google em va subminstrar l’adreça d’una plana titulada “Está cerca el fin del mundo?”

En entrar a la plana, http://www.portalmix.com/misterios/monograficos/findelmundo/fallasanandres.shtml

, trobo un text que no té preu de tant interessant com és... Us n’he seleccionat alguns paràgrafs. No hi he afegit ni un punt ni una coma. Només m’he limitat a destacar en vermell algunes paraules. Diu així: 

« Algunos videntes han profetizado que San Francisco desaparecerá un día en el Pacífico sin que nada de la ciudad sobresalga de las aguas. La costa de California se abrirá y retrocederá hasta las montañas.

Robert C. Doc Anderson, el “vidente de Georgia”, predijo que un potente terremoto provocará graves daños en Los Angeles y San Francisco.

Diane McLeod, vidente, “vio” en Los Angeles una escala sísmica que señalaba 9,2 en la escala de Ritcher. En la visión, muchos rascacielos quedaban reducidos a escombros y el monte Sasha entraba en erupción. El océano se abatía sobre Los Ángeles, cubriendo la mayor parte de la ciudad.

Jasper Pierce, en marzo de 1967,  “se sintió arrebatado” a los aires y transportado al Valle Imperial, en California. Desde allí, contempló cómo toda la costa desde San Francisco hasta el golfo deCalifornia se hundía en el océano. El gran Cañón se ensanchaba, parte de las montañas rocosas se desmoronaban sobre Colorado y una enorme ola barría Florida y los estados del golfo de México, al tiempo que toda la costa este se alzaba lentamente unos cien metros.

Paul Solomon no sólo insiste en la destrucción de California, sino que aventura una guerra civil para los EEUU, la invasión del país por parte de otra potencia, la capital de la nación trasladada más al norte, la aparición de nuevas tierras en el Atlántico y el Pacífico... Salomon predice también que Japón se hundirá en el mar. Y que el norte de Europa sufrirá grandes cambios físicos, que las Islas Británicas se verán recubiertas por los hielos, y que se producirá un cambio de polaridad de la tierra que cambiará el perfil de los continentes.»

Què us ha semblat? No trobeu que aquests personatges tenen molta barra i molt poca “vidència”? Com a aprenents de científics que sou, què els podríeu respondre?