Origen del Universo y el Sistema Solar
Origen del universo: Se contemplan desde el origen religioso hasta la Teoría del Big Bang.
Teoría Inflacionaria
Esta teoría explica el origen y los primeros instantes del universo. Se basa en estudios de campos gravitatorios extremadamente fuertes, similares a los que existen cerca de un agujero negro. Supone que una fuerza única se dividió en cuatro fuerzas fundamentales, lo que produjo el origen del universo tal como lo conocemos.
Origen del Sistema Solar: Hipótesis Nebular
El proceso comenzó hace aproximadamente 4600 Ma (millones de años). Existen cinco teorías razonables que explican gran parte de los problemas planteados en la cosmogonía:
- Teoría de la Acreción
- Teoría de los Protoplanetas
- Teoría de la Captura
- Teoría Laplaciana Moderna
- Teoría de la Nebulosa Moderna
Postulados para la validez de una teoría
Cualquier teoría que aspire a ser considerada válida debe cumplir con los siguientes cinco postulados:
- El Sol: Gira lentamente y solo posee el 1% del momento angular del Sistema Solar, a pesar de contener el 99,9% de su masa. Los planetas poseen el resto del momento angular.
- Planetas terrestres: Explicación de la formación de planetas con núcleos sólidos.
- Planetas gaseosos: Explicación de la formación de gigantes gaseosos.
- Satélites: La formación de los satélites planetarios.
- Ley de Titius-Bode: Una explicación coherente para esta ley de distancias planetarias.
Cronología Geológica: Los Eones
En la historia de la Tierra se reconocen cuatro eones principales:
- Hadeano: 4600 – 3800 Ma
- Arqueano: 3800 – 2500 Ma
- Proterozoico: 2500 – 542 Ma
- Fanerozoico: 542 Ma – actualidad
Mineralogía y Cristalografía
Conceptos Fundamentales
Minerales: Son cuerpos de materia sólida del suelo que pueden aparecer de formas muy diversas. Se estudian a partir de sus propiedades, tales como dureza, geometría en cristales, composición química y densidad.
Cristalografía: Es la ciencia que se ocupa de la forma y propiedades de las sustancias cristalinas, estudiando específicamente las propiedades de los sólidos cristalinos.
Sistemas de Cristalización
Los minerales se organizan en los siguientes sistemas: Cúbico, Hexagonal, Trigonal, Tetragonal, Ortorrómbico, Monoclínico y Triclínico.
Clasificación de los Minerales
Los minerales se clasifican por sus propiedades físicas, ópticas, eléctricas, magnéticas y su composición química. También se consideran criterios como:
- Color y color pulverizado (raya).
- Brillo e índice de refracción.
- Birrefringencia y luminiscencia.
Propiedades físicas: Incluyen la dureza, cohesión, fractura y electricidad.
Escala de Mohs (Dureza)
De mayor a menor dureza, la escala se compone por: Diamante, corindón, topacio, cuarzo, feldespato, apatito, fluorita, calcita, yeso y talco.
Clasificación Química
Se dividen en: nativos, sulfuros, sulfosales, óxidos, haluros, carbonatos, nitratos, boratos, fosfatos y arseniatos.
Fenómenos Específicos
- Polimorfismo: Habilidad de una sustancia química para cristalizar en más de un tipo de estructura. Ejemplo: Sustancia química: C (Carbono) / Minerales: Diamante y grafito.
- Mineraloides: Se forman en condiciones de baja temperatura y baja presión, originándose generalmente por la intemperie.
- Maclas: Crecimiento conjunto simétrico de dos o más cristales de la misma sustancia, relacionados por un elemento de simetría inexistente en un cristal individual.
Petrología: Estudio de las Rocas
1. Rocas Ígneas
Se forman por el enfriamiento y solidificación del magma, lo que conlleva al entrelazamiento de los minerales. Se dividen en:
- Intrusivas
- Extrusivas (lavas y piroclastos)
- Hipoabisales
Fases de consolidación magmática: Ortomagmática, Pegmatítica e Hidrotermal.
Vulcanismo
- Partes del volcán: Cráter, chimenea y cámara magmática.
- Aparatos volcánicos: Estratovolcanes, monogenéticos, escudo, calderas volcánicas y domos.
- Tipos de erupciones: Hawaiana, estromboliana, vesubiana, peleana y pliniana.
- Material proyectado: Sólido (piroclastos: bombas, bloques, lapilli, ceniza), Líquido (lavas ácidas, básicas e intermedias) y Gaseoso (vapor de agua).
Magmatismo intrusivo o hipoabisal: Es la ascensión del magma desde focos subcorticales que penetra en la corteza sin alcanzar la superficie. Ejemplos: Sill, diques, batolitos, lacolitos y stock.
Clasificación: Se clasifican por su textura (afanítica, fanerítica, amigdaloidea) y por su composición mineral (cuarzo, plagioclasa, ortosa y feldespatos), utilizando herramientas como la Tabla TAS.
2. Rocas Sedimentarias
Se forman por la acumulación de sedimentos, restos de organismos vivientes y procesos de evaporación, sometidos a cambios físicos y químicos. Se dividen en tres familias:
- Clásticas: Formadas por la acumulación de partículas de desintegración de rocas preexistentes. Se clasifican según el tamaño y composición de sus granos.
- Origen Bioquímico: Formadas bajo la influencia de organismos vivientes.
- Origen Físico-químico: Formadas por la precipitación directa de soluciones sobresaturadas.
Principios de la Estratigrafía
- Superposición: Los estratos inferiores son más antiguos.
- Uniformismo: Los procesos históricos han sido uniformes a los actuales.
- Sucesión faunística: Los fósiles se suceden en el tiempo en un orden determinado.
- La Formación: Es la unidad básica; conjunto de estratos con semejanza en superficie y profundidad, representable en un mapa.
- Hiatos: Predominio de interrupciones en el registro sedimentario.
3. Rocas Metamórficas
El metamorfismo es un proceso endógeno que conduce a la adaptación mineral de rocas sólidas a condiciones físico-químicas distintas a las originales. Existen dos tipos principales: de contacto y regional.
- Textura Foliada: Pizarra, esquistos, gneis.
- Textura No Foliada: Mármol, cuarcita, asbesto.
Estructura y Dinámica Terrestre
Interior del Planeta
: Núcleo, Manto, Corteza (Oceánica y Continental).
La litosfera: Formada por la corteza y la zona externa del manto superior, es rígida. La astenosfera: Franja inferior del manto superior, que se encuentra fundida parcialmente.
Núcleo Interno, Discontinuidad Lehman, Núcleo externo, Discontinuidad Gutemberg, Manto interno, Manto superior, Discontinuidad Moho, Corteza.
Epicentro: en la superficie. Hipocentro: adentro.
Los sismos se miden con sismografos.
Escalas: Richter, Momentum (Mw), Mercalli
Deriva Continental: Alfred Wegener (Pangea). La expansión del fondo marino y la Deriva continental dieron origen a la tectónica de placas. Pruebas de la deriva continental: Geográficas, geológicas, paleoclimáticas, paleontológicas.
La Expansión del fondo marino ocurre en las dorsales oceánicas
Tectónica de placas: el fenómeno del desplazamiento sucede desde hace miles de millones de años gracias a la convección global en el manto. La parte más externa de la tierra o litosfera está formada por diversas placas rígidas. Estas flotan sobre una capa caliente de materiales flexibles, tipo plástico o pasta, denominada astenosfera.
Bordes: Convergentes, Divergentes y Transformantes
Proceso formación de montañas: Orogénesis (cuando dos placas tectónicas chocan o cuando una de ellas es forzada a subducirse o bajar)
Orogénesis en la Historia de la Tierra: Plegamiento caledoniano, Plegamiento herciniano, Plegamiento alpino.
Isostacia: Es la condición de equilibro que presenta la superficie terrestre debido a la diferencia de densidad de sus diferentes partes.
Formación de CR: hace unos 100 -150 millones.
Costa Rica se originó como un arco de islas volcánicas submarinas. Con el tiempo, la compresión entre placas tectónicas elevó los sedimentos marinos y arrecifes, formando las serranías del Pacífico y la Cordillera de Talamanca (hace 20 millones de años). Además, fragmentos del fondo oceánico de la placa de Cocos se agregaron al territorio, dando origen a penínsulas como Nicoya, Osa y Santa Elena.
Hace 2 millones de años, la actividad volcánica formó las cordilleras de Guanacaste y Central, que aún siguen activas. Durante el Cuaternario, la erosión de estas cordilleras rellenó las actuales llanuras del norte y el Caribe. La forma actual de Costa Rica (costas y montañas alineadas de noroeste a sureste) es resultado de la colisión entre placas tectónicas, reflejando la Fosa Mesoamericana.
Arco externo: Cerca del Pacífico, acumulación de sedimentos por el choque de placas (Nicoya, Osa)
Arco interno: Ubicado hacia el interior, resultado de subducción de la placa Cocos debajo de la Caribe (Arenal, Poás).