Ing. Juan Francisco Portilla Alvarado
3. FUERZAS QUE ACTÚAN SOBRE LA TIERRA
Al estudiar geología, vemos claramente que durante largos periodos la Tierra ha estado sujeta a muchos cambios, debido a una serie de fuerzas que aún están actuando sobre ella. Un grupo de estas fuerzas, de origen extraterrestre, y que consideramos como fuerzas externas, incluye el calor del sol y la atracción gravitacional de otros astros, especialmente el sol y la luna .Una de las principales fuerzas internas es la gravedad, ósea la atracción de todas partículas sólidas, liquidas y gaseosas hacia el centro de la tierra, aunque la fuerza centrífuga de rotación disminuya ligeramente esta influencia gravitacional. Actuando también dentro de la tierra misma se encuentra las reacciones físicas y químicas que dan origen al vulcanismo y a fenómenos conexos tales como los movimientos de la corteza terrestre en gran escala, y el levantamiento de masas enormes que dan origen a montañas y cordilleras. Algunas de las fuerzas que actúan sobre la tierra tienden a trastornar el equilibrio que otras tratan de mantener, pero consideradas en conjunto, vernos que originan la fuente de energía para los procesos geológicos que han estructurado la superficie de la tierra tal como la vemos actualmente, y aunque nos parezca sorprendente estos procesos se presentan actualmente con la misma intensidad que tuvieron en otras etapas de la larga historia terrestre. LA GRAVEDAD, GRAN FUERZA NIVELADORA . Durante toda nuestra vida
luchamos contra la gravedad y a la vez sacamos ventajas de su atracción, Esta fuerza, que atrae todo hacia el centro de la Tierra, tiende a convertir nuestro planeta una esfera perfecta y estaría próxima a conseguirlo de no ser por la rotación, que produce un pequeño abultamiento en la faja ecuatorial y un poco de achatamiento en las regiones polares. A causa de la rotación , la atracción dela gravedad es ligera pero algo menor en las bajas latitudes que en las altas ; un hombre cuyo peso al nivel del mares una forma casi esfera , el
nivel del mar , el cual se ve perturbado solamente por la mareas y los vientos que hacen que el agua tenga movimientos , cuya energía da origen a la acción erosiva de las corrientes ; esta arrastra los materiales rocosos pendiente abajo y desarrolla enormes trabajos al mover esos materiales hacia niveles inferiores , La fuerza de la gravedad es suficiente para evitar el escape de los gases que constituyen la atmosfera y para comprimir la mayor parte de los mismos en una zona de pocos kilómetros de espesor sobre la superficie terrestre .En esta zona , el vapor de agua forma las nubes , las cuales proporciona el agua que fluye , gracias a la gravedad en los ríos y arroyos.
Fig. 2.9
Consideramos a las rocas como símbolo de la resistencia, y a primera vista una masa acantilada de granito tal como la llamada “EL CAPITAN” parece inalterable. Sin embargo, esa masa está bajo la atracción constante de la gravedad. Una componente de la fuerza de gravedad hace rodar una pelota hacia abajo aun en las pendientes más suaves, y la atracción aumenta a medida que la pendiente es mayor. Enormes peñascos se desprenden de las laderas de los cerros. Masas acantiladas como la de EL CAPITAN se han roto y caído por su propio peso deslizándose probablemente a lo largo de superficies débiles ocultas. Aun las rocas que parecen fuertes cuando son recientes, se debilitan si quedan expuestas al aire por largos periodos; la gravedad actúa lentamente y suaviza poco a poco las irregularidades.
Cuanto más empinada es la pendiente de una superficie, mayor es la tendencia a deslizarse por acción de la gravedad. La componente de la gravedad, perpendicular a la pendiente, rea una resistencia por fricción, al deslizamiento. Nótese que dicha componente es pequeña en una pendiente abrupta.
PAPEL DE LA ENERGÍA SOLAR. En su tendencia a nivelar la superficie terrestre, la
gravedad tiene un poderoso aliado: el sol. La luz y el calor del sol caen sobre la superficie de la luna, pero no existen pruebas evidentes que cambien las características de la superficie lunar. Grandes cráteres de bordes abruptos y montañas rugosos alternan con amplias y suaves planicies (fig.2-9), que se supone datan desde que existe nuestro pequeño satélite, La luna no posee agua ni atmosfera detectable. Si hubiese agua en cantidad apreciable, las altas temperaturas del día lunar la convertirían en vapor que podría verse en forma de obscuras nubes; sin embargo, todos los detalles del paisaje lunar están perfectamente definidos, siempre que nuestra atmosfera permita una buena visibilidad. De esto se concluye, por lo tanto, que la luna carece de un medio tal como el aire y el agua que convierta la energía del sol en un eficaz auxiliar de la gravedad en su tendencia a nivelar la superficie, y como quiera la masa de la luna es 80 veces menor que la de la Tierra, la fuerza de la gravedad lunar es proporcionalmente más débil, por lo cual el relieve abrupto de la luna ha persistido a través del tiempo.
El aire y le agua sobre la tierra reaccionan con los rayos solares y mantienen un sistema circulatorio continuo, en gran escala. Este sistema llamado “ciclo hidrológico”, consiste en lo siguiente: por efecto de la energía solar, el agua de los océanos se evapora: convertida en vapores forma nubes que son arrastradas en áreas continentales sobre las cuales se precipita en forma de nube o nieve, y regresa a los océanos fluyendo sobre la superficie a bajo ella (fig. 2-10 ). En realidad, el proceso es mucho más complejo delo que parece. Solo un pequeño porcentaje del vapor de agua trasportado sobre las tierras se precipita allí. Gran parte del agua que cae sobre la superficie se evapora nuevamente delos arroyos, ríos y lagos, del suelo e incluso por la traspiración, que es la perdida de agua a través de os poros de los tejidos de las plantas. Así vuelve mucha agua del suelo a la atmosfera (fig. 2-20 A). Parte del vapor devuelto al aire se precipita otra vez, y por lo tanto, tenemos pequeños ciclos dentro de un sistema más amplio. En un área determinada de grandes proporciones, cierta cantidad de agua completa el ciclo en un año, como se indica en la (fig. 2-10 B) para los Estados Unidos.
Fig. 2.10
EROSIÓN.
Durante el ciclo hidrológico se lleva mucha de la acción geológica. La humedad y el aire actúan sobre las rocas y las desintegran lentamente. Los restos resultantes, saturados y lubricados con agua, son empujados hacia abajo por la gravedad. El agua que corre recoge partículas de roca y las arrastra o acarrea en suspensión hacia el mar. En las zonas de climas polares, la nieve forma masas compactas de hielo que se mueven lentamente constituyendo glaciares, que suman su energía a la de las corrientes de agua, acrecentando el desgaste de la superficie terrestre. Una gran parte del agua sigue un camino subterráneo y se mueve lentamente hacia el mar, disolviendo materiales rocosos a medida que avanza. Los vientos y las olas se suman también a este proceso de desgaste de relieve. Todas estas diversas actividades constituyen lo que se llama erosión, que es el conjunto de procesos por medio de los cuales las rocas son disgregadas o disueltas y trasportadas de un lugar a otro. Por lo tanto, la gravedad ayudad por la energía solar trasmitida por el aire y el agua tienden continuamente a establecer el equilibrio sobre la superficie de la tierra, nivelando todas las irregularidades. Otra fuerza externa, la atracción gravitacional de la luna y de sol, perturba la forma esférica del nivel del mar al provocar las mareas. Los movimientos resultantes, pleamar y bajamar, acenso y descenso del nivel del mar respectivamente, que suceden dos veces al día, extienden la acción erosiva de las olas a diversos niveles y hacen así más efectivo su trabajo destructivo (cap.16).
FUERZAS QUE PERTURBAN EL EQUILIBRIO.
Al ritmo actual de erosión, que es bastante conocido, los continentes quedarían reducidos casi a nivel del, mar en el plazo de una pequeña fracción del tiempo trascurrido desde que comenzó la vida en la tierra. Por lo tanto, es evidente que algo debe haber actuado para neutralizar la tendencia a reducir la superficie a un nivel uniforme. Hay abundantes pruebas de que las tierras han sido elevadas repentinamente y en gran escala. Casi todas las grandes cadenas montañosas consisten parcialmente en capas de roca que, evidentemente, se formaron en el fondo marino, porque contienen abundantes conchas y otros fósiles de animales marinos. En muchos lugares, estas capas antiguas se encuentran a cientos o miles de metros sobre el nivel del mar, y están inclinadas en todas posiciones, incluso algunos son verticales (figs. 3-1, 21-9). En algunas llanuras y masetas, las capas de roca se arquean muy suavemente sobre áreas de cientos de kilómetros de ancho, indicando un amplio combamiento de la corteza terrestre hacia arriba después de formadas las capas. En ciertos lugares las rocas se rompieron bajo el esfuerzo, por lo cual algunos bloques de varias docenas de kilómetros de largo, se elevaron en cientos o miles de kilómetros por encima de los bloques adyacentes. Estas clases de fracturas a lo largo de las cuales había movimiento, se llaman fallas. Grandes proporciones de la superficie están elevándose actualmente en forma muy lenta, pero susceptible de medirse, y a lo largo de muchas fallas hay todavía
movimiento de bloques .La tierra, por lo tanto, no es una masa inerte que conserva un registro de actividades pasadas, posee en su interior fuerzas que remueven sus elevaciones y producen paisajes abruptos, que las fuerzas de la erosión tienden a suavizar y destruir. Afortunadamente para nosotros existe esa tendencia renovadora sin la cual los mares hubieran cubierto toda la tierra, con lo que nosotros y muchas otras formas de vida terrestre habríamos perdido nuestra morada desde hace mucho tiempo. Más, ¿cuáles son estas fuerzas renovadoras que continuamente interrumpen el trabajo de la gravedad y de sus aliados? Los volcanes sugieren una parte de la respuesta. Durante la historia enormemente larga de la Tierra grandes cantidades de roca fundida han sido esparcidas ampliamente, muchas de ellas en regiones que en la actualidad no tienen volcanes. La acumulación de rocas volcánicas sobre áreas extensas ha contribuido por sí misma a contrarrestar el trabajo nivelador de la erosión. La fusión de las rocas a cierta profundidad en el interior de la corteza implica que allí mismo suceden algunas reacciones, probablemente tanto químicas como físicas, que elevan la temperatura. Cuando las rocas se calientan, se expanden, y la expansión de un gran cuerpo de roca puede provocan un levantamiento considerable de la superficie. Pero el problema es más complejo no se puede discutir satisfactoriamente en tanto no se presenten más evidencias esenciales. Cuando observamos pruebas que demuestran que a través de largos períodos geológicos las cadenas montañosas se han elevado repetidas veces y que los continentes se han agrandado, comprendemos que existen fuerzas poderosas dentro de la Tierra, aun cuando se encuentren ocultas.
Material de lectura para Geología General tomado del texto de Geología Física por Chester R. Longwell y Richard F. Flint
