Tema 1 aproximación al trabajo científico en geología

APROXIMACIÓN
AL TRABAJO
CIENTÍFICO EN
GEOLOGÍA
TEMA 1
• I.E.S. Licenciado Francisco Cascales (Murcia)
• DEPARTAMENTO DE CIENCIAS NATURALES
• Francisco Javier Zamora García

1. LA INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA
►Conjunto de procedimientos utilizados para
explicar fenómenos del mundo que nos
rodea.
►Utiliza de guía el método científico.

1.1.Características de la
investigación
► El trabajo planificado.
► La búsqueda de soluciones a problemas.
► Partir de los conocimientos existentes.
► Es cualitativa y cuantitativa.
► Obtiene resultados.
► Es un trabajo en equipo.
Tanto la Geología como la Biología son
ciencias experimentales.

Galileo fue el primero en
utilizar la
experimentación, por lo
que es considerado el
padre de la ciencia
moderna.
Galileo fue el primero en utilizar la
experimentación, por lo que es considerado el
padre de la ciencia moderna.

1.2. MÉTODO CIENTÍFICO
►Los científicos usan el método científico al
intentar explicar la naturaleza.
►El método científico es una manera de
recopilar información y comprobar ideas.
►Es la manera de hallar respuestas a las
interrogantes sobre la naturaleza.

► El método científico
consta de los siguientes
pasos generales:
1. Hacer observaciones
2. Formular una hipótesis
3. Someter a prueba la
hipótesis
(experimentación)
4. Análisis de resultados.
5. Establecimiento de una
ley científica
6. Comunicación de
resultados

EL MÉTODO CIENTÍFICO ES UN
PROCESO CONTÍNUO

1.2.1. BÚSQUEDA Y SELECCIÓN DE
INFORMACIÓN
Los científicos deben cuidarse
que sus opiniones y sus
emociones no influyan en lo que
observan.
Una idea u opinión que influye
una observación es una idea
falsa.
Las observaciones de un
científico además de ser
exactas, deben constar ya sea
en un registro escrito, película,
grabación o en otra forma de
registro.
Por ejemplo, un científico que le tenga
miedo a las serpientes siempre le
parecerá agresivo el comportamiento
de estos animales y es muy probable
que su prejuicio influya en su
observación.

• Obras de consulta general.
• Personas.
• Publicaciones periódicas.
• Páginas web.
• Recursos audiovisuales.
Fuentes
Fuentes de información
1. El estudio de la documentación y la bibliografía, que tengan relación con un
problema, es esencial como paso previo para plantear una investigación.

1.2.2. LA FORMULACIÓN DE
HIPÓTESIS
► Una observación o serie de
observaciones llevan al científico
a hacer una o más preguntas.
► La formulación de la pregunta
hace que el científico plantee
una hipótesis.
► La hipótesis es la posible
contestación a una pregunta
sobre la naturaleza, basada en
observaciones, lecturas y
conocimientos de un científico.
¿Qué hipótesis se puede formular acerca
de la forma en que los murciélagos cazan
de noche?
Una hipótesis puede ser que usan su vista
al cazar de noche.

Requisitos de la hipótesis
►Formulada en términos claros y concretos.
►Debe explicar la relación causa-efecto entre
los hechos.
►A ser posible, ha de formularse en términos
cuantitativos.
►Comparable.
►Objetiva.
►Probada y reproducible.

1.2.3. EXPERIMENTACIÓN Y
CONCLUSIONES► La prueba científica de una hipótesis se
llama experimentación.
► El científico debe diseñar un
experimento para probar la hipótesis
que plantea.
► Un experimento incluye generalmente:
 el grupo control
 el grupo experimental
► El grupo experimental difiere del grupo
control en una condición que es la que
se está probando en el experimento.
► Esta condición que distingue al grupo
experimental se denomina factor
variable.

Tipos de variables
► VARIABLE DEPENDIENTE:
Condición en la que queremos intervenir, no es
posible modificarla intencionalmente Esta variable
cambiará según la modificación de la variable
independiente
► VARIABLE INDEPENDIENTE:
Condición que el investigador manipulará de forma
controlada.

► Cuando se realiza un experimento, se deben
anotar las observaciones exactas tanto del
grupo experimental como del grupo de
control. Todas estas observaciones conforman
los datos del experimento.
► Para que los datos que se obtienen de un
experimento sean confiables, debe obtenerse
información suficiente.
► Finalmente los datos deben organizarse y
analizarse. Actualmente, los científicos tienen
computadoras que reducen notablemente el
tiempo que toma esa tarea.

1.2.4. Las conclusiones y las teorías
► La información que se obtiene de un
experimento se analiza con el fin de
comprobar si se confirma o no la
hipótesis original.
► Una hipótesis puede afirmarse o no con
la experimentación.
Si apoya hipótesis válida
Si no apoya hipótesis no válida
► Una teoría es una explicación de algo
en la naturaleza, que se ha demostrado
repetidas veces.
► En ciencia, una teoría es una
explicación que tiene un alto grado de
confiabilidad.
► Las teorías científicas pueden cambiar
y en algunos casos aparecen nuevas
teorías que las sustituyen. Ej. La teoría
atómica se ha modificado en varias
ocasiones
► Además de las teorías, la ciencia
tiene leyes o principios.
► Una ley científica es una
descripción de algún aspecto de
la naturaleza.
La ley de Allen dice que algunas
partes del cuerpo de un animal,
como las orejas, son más
pequeñas en los climas fríos que
en los climas cálidos.
Liebre de cola negraLiebre ártica

1.3. Objeto de estudio de la
Geología
►Etimología de la palabra Geología: Gea =
Tierra Logos = Tratado, Estudio
►“Geología es la ciencia que se encarga
del estudio de la Tierra”.
►“Geología es la ciencia que concierne a
la Tierra y los materiales de los que
está constituida, los procesos que los
formaron durante el tiempo geológico y el
modelado de su superficie en el pasado y en
el presente”.

Ciencia joven. Se originó en el siglo XVIII y se desarrolla
plenamente en el s. XX.
Requiere:
1. Del conocimiento de las llamadas ciencias exactas:
Matémáticas, Física y Química. Regidas por leyes
universales.
2. De sus propias observaciones y principios.
3. La Geología es la ciencia que más datos proporciona sobre
el medio físico.
La Geología no siempre se puede ajustar a las leyes establecidas por las
ciencias clásicas.
La Geología tiene una componente histórica que no es susceptible de la
formulación de generalizaciones o leyes en la misma medida que otras, las
cuales se pueden expresar como función de las lIamadas Ciencias Exactas
(Matemáticas, Física y Química).
La Geología una ciencia joven

1.3.2. ¿Qué estudia la geología?
► La Tierra: su estructura, sus capas, su origen. Para ello
está la geofísica, de donde surge la teoría principal de la
geología la tectónica de placas que se encarga de
explicarnos la movilidad de las capas del planeta,
especialmente la litosfera.
► La Tierra como astro y es estudio del resto de los astros es
competencia de la astronomía.
► Las rocas que forman la Tierra, son diferentes en
composición y estructura. Para ello está la petrología.
► La estructura de los materiales que forman las rocas,
competencia de la mineralogía y cristalografía para lo
que usan los conceptos de geoquímica.

¿Qué estudia la geología?
► La deformación de estas rocas la estudia la tectónica.
► Los restos de seres vivos encontrados en las rocas los
estudia la paleontología, para lo que no están de más
conocimientos de biología.
► La colocación y disposición de los materiales que forman
las rocas los estudia la estratigrafía.
► La creación de modelos que representen la superficie de la
corteza terrestre mediante la elaboración de mapas es
competencia de la Geodesia.
► Numerosas disciplinas se derivan de una ciencia tan
completa e histórica como la Geología.

1.4. BREVE HISTORIA DEL
PENSAMIENTO GEOLÓGICO
► Actividad 1:
►Aportaciones a la geología de: Leonardo da
Vinci, Agrícola, Nicolás Steno, Buffon,
James Hutton, Werner, Cuvier, Lyell,
Darwin, Wegener, Wilson.

El Paleolítico Inferior
Se extiende desde hace 2,5 millones de años que
aparece el primer hombre del género Homo , hasta el
125 000 antes de Cristo.
En esta etapa se desarrollan el Homo habilis y el Homo
erectus.
Los instrumentos que elaboran son toscos, destacan las
hachas de mano o bifaces.
El Paleolítico Medio
Se desarrolla entre el 125000 y el 40000 antes de
Cristo.
En Europa se desarrolla el Hombre de Neanderthal.
Continuan elaborando los mismos materiales líticos
que en la etapa anterior, mejora la técnica y se
desarrolla la tipología lítica (se crean los
instrumentos con finalidades específicas)
1.4. Relación hombre y
GeologíaPaleolítico
Texto e imágenes de División del paleolítico

El Paleolítico Superior
Abarca desde el 40 000 a. C. hasta el 10
000 antes de Cristo.
Se desarrollan las culturas creada por el
Homo sapiens sapiens. En Europa
principalmente es la cultura del Cro-
Magnon.
Su industria lítica es muy elaborada: se
realizan instrumentos líticos con mucha
precisión y especialización. Emplean otros
materiales como el hueso. (Arpones de
hueso, puntas de flecha, raederas y
raspadores, etc.)
Texto e imágenes de División del paleolítico

Neolítico
1. Sedentarismo de los homínidos
2. Desarrollo de:
1. Agricultura
2. Ganadería
3. Fabricación de herramientas para el desarrollo de las
actividades económicas iniciadas.

Edad de los metales
Oro:
Primer metal utilizado.
Fabricación de adornos
Hace más de 6500 años
a.c.
Bronce:
Aleación de cobre y estaño.
Fabricación de adornos y armas.
Parece ser que en Egipto es
donde se mezcló por primera
vez el cobre y el estaño.
Cobre :
De fácil metalurgia.
Fabricación de adornos y
armamento.
Hierro:
Metal de gran dureza y resistencia
que sustituyó a los anteriores.
Su manejo ofrecía la supremacía
sobre otras tribus.
Impulsor de la revolución
industrial.

Antigua Grecia
479 a.c.; Herodoto describió la
derrota de los persas:
vino sobre ellos [sobre los
persas] una gran marea del mar,
más alta que nunca, fue la furia
de Poseidón quien envió esa gran
ola que impidió la invasión persa
de Grecia.
Fue un tsunami, demostrado
en 2012 por geólogos alemanes.
Aristóteles se planteó cuestiones como:
1. Los cambios de las posiciones relativas de las principales masas de los
elementos agua y tierra que formaban el globo terráqueo en el centro del
universo
2. El origen de los continentes y océanos y de las montañas y río
3. El origen de los minerales y fósiles.
Para Aristóteles los cambios en la Tierra se debían a la erosión del agua, agua
que se producía en el interior de la propia Tierra por transformaciones de
elementos. Con el sol, esta agua interna era exhalada; lo que producía fósiles si
era seca, y minerales en caso de ser húmeda. "Afirmó que los ríos se originaban
de fuentes formadas en su mayor parte de agua, que tras haber sido evaporada
del mar por el sol, formaba nubes, y éstas al enfriarse caía en forma de lluvia y
El estudio del universo:
1. Modelo geocéntrico
2. Modelo de Ptolemeo: epiciclos

Edad Media
Época de retroceso en el pensamiento científico.
Son muy escasos los avances en el pensamiento libre
de la humanidad y en su avance científico-tecnológico.
Principios de progresos científicos:
1. En 1126 se construye el primer pozo artesiano en
Pas de Calais
2. Explotación de minas de hulla en
1. Newcastle 1133
2. Sajonia 1170
3. Lieja 1224
3. Se determina la existencia de la declinación
magnética, 1435
4. Se tallan los primeros diamantes en 1476

Siglos XVI - XVIII
1. Abandono de las ideas preconcebidas procedentes de la Biblia.
2. Gran expansión de la minería y la metalurgia.
3. Fabricación del primer microscopio por Zacharias en el año 1590: permitió el
estudio de los minerales de las rocas, de su textura y de los fósiles que están en
ellas.
4. Leonardo da Vinci:
1. Plantea la idea de la Isostasia
2. Elimina la idea del diluvio universal como la explicación para laos cambios
geográficos y la aparición de fósiles.
5. Agrícola publica el primer libro con descripciones sistematizadas de minerales y
emite hipótesis de la formación de los filones.
6. Kircher, 1664, apunta a la existencia de un gradiente geotérmico
7. En 1657 se utiliza por primera vez la palabra “geología” según se entiende hoy
en día.
8. En 1669, Stenon sienta las bases para la Estratigrafía.
9. En el siglo XVIII:
1. Se inicia el avance en Cristalografía y Petrología.
2. Moro (1740) inicia el estudio de la Tectónica (pliegues y fallas) y realiza el
primer corte geológico.
3. En 1739 se proporciona el primer mapa geológico
4. Se estudian los fenómenos geológicos en el espacio iniciando el estudio del

Siglos XIX - XX
1. Gran avance en los conocimientos científicos
2. Gran desarrollo tecnológico
3. El desarrollo de la Física, la Química y la Matemática
permite que la Geología se impulse y se establezca
definitivamente como una ciencia.

1.5. Grandes teorías
geológicas
Finales del siglo XVIII y principios del XIX.
Dos teorías que explicaban los cambios
que se observan en la superficie
terrestre.
Catastrofismo, a veces
conocidos como diluvialismo
Uniformismo o actualismo
Cambios bruscos
Corto espacio de tiempo de actuación.
Ej.: diluvio universal
La Tierra tenía sólo miles de años de
antigüedad.
Pruebas: terremoto, erupción
volcánica, inundación, etc.
El funcionamiento actual de la naturaleza
debe ser igual o semejante al del pasado.
Cambios lentos.
Largos espacio de tiempo de actuación.
Pruebas: el movimiento de las placas
litosféricas; los procesos erosivos y
meteorización, etc.
Neocatastrofismo: el registro geológico
es el resultado de la acción de los
procesos lentos o graduales y de la
intervención puntual de procesos
catastróficos.

1.6. PRINCIPIOS DE GEOLOGÍA
►Principio del actualismo:
►“El presente es la clave para comprender el
pasado”
►Es decir, que los procesos geológicos que
tienen lugar en la Tierra en la actualidad se
pueden utilizar para interpretar los procesos
que tuvieron lugar en el pasado geológico.
►Aunque también es cierto el principio
contrario ( el pasado es la clave para
comprender el presente)

PRINCIPIOS DE GEOLOGÍA
►Principio de uniformidad de los
procesos. Los procesos geológicos en el
pasado han ocurrido de igual forma que en
la actualidad.

►Principio de superposición de estratos.
(Nicholas Steno 1669).
►En una secuencia no deformada de rocas
sedimentarias la roca más antigua está en el
estrato más profundo y la más joven en el
estrato superior. Es decir, los estratos se
depositan inicialmente horizontales,
situándose los más antiguos debajo.

►El principio de superposición de estratos
permite establecer el orden de sucesión de
los estratos en una zona determinada, es
decir, determinar la antigüedad relativa de
cada uno de ellos.

►Principio de sucesión faunística.
►La flora y fauna fósil aparecen en el registro
geológico con un orden determinado.
Pudiendo reconocerse cada periodo
geológico por sus fósiles característicos.

►Principio de las relaciones de corte
(tectónicas o magmáticas). Este
principio establece que las intrusiones
ígneas, las fallas y los pliegues son más
jóvenes que las rocas a las que afectan.
►Principio de las relaciones de inclusión.
un fragmento de roca incluido o incorporado
en otro es más antiguo que la roca
huésped.

►Principio de desarrollo del paisaje.
►Los paisajes con mayor relieve topográfico
son más jóvenes que los de menor relieve.
Así, la determinación de la intensidad del
relieve que existe en una región permite
inferir en cierta medida la antigüedad
relativa del mismo.

1.7. Enfoque reduccionista y
enfoque holístico
Reduccionista o Analítico: consiste en dividir o
fragmentar nuestro objeto de estudio en sus
componentes más simples y observarlos por
separado.
Método holístico o sintético. Trata de estudiar el
todo o la globalidad y las relaciones entre sus
partes sin detenerse en los detalles.
Se ponen de manifiesto las propiedades
emergentes. El todo es más que la suma
de las partes

1.8. USO DE MODELOS
►Para el estudio de la dinámica de sistemas
se utilizan modelos, es decir: versiones
simplificadas de la realidad
►Se denominan variables a los aspectos
mensurables de esa realidad
►Un modelo no es aplicable fuera del entorno
para el que fue formulado.

TIPOS DE MODELOS
A) Modelos mentales:
►Lo que guardamos en nuestra mente no es
la realidad, sino sus modelos mentales.
►No sirven para guiarnos por el mundo y
nuestras acciones responden a nuestros
modelos.
►Individuos distintos tienen modelos
mentales distintos

B) MODELOS FORMALES
►Son modelos matemáticos que también son
aproximaciones a la realidad. Utilizan
ecuaciones que asocian las variables.
►Son una herramienta para representar la
realidad de la forma más concreta y precisa
posible.

1.9. La Tierra como sistema
Un sistema es un conjunto de partes
interrelacionadas. De esas interrelaciones
surgen las propiedades emergentes.
Se denominan propiedades emergentes a las que
surgen del comportamiento global de todos los
componentes de un sistema y que no están presentes
en las partes por separado
Esta es la base de la Teoría General de Sistemas
desarrollada por Bertalanffy. Según este autor, un
sistema es un conjunto de elementos que
interactúan entre sí.

TIPOS DE MODELO DE SISTEMAS.
A. DE CAJA NEGRA. Se representa como si fuera una caja
cerrada, dentro de la cual no queremos mirar y sólo nos
fijamos en sus entradas y salidas de materia, energía o
información, es decir en sus intercambios con el entorno. Lo
primero sería marcar sus fronteras o límites para aislarlo de la
realidad o determinar lo que está dentro o fuera de él., después
hay que señalar las entradas o salidas si es que existen. Hay
varios sistemas de caja negra: abiertos (se producen entradas y
salidas de energía, ej: una ciudad), cerrados (sólo se
intercambia energía, ej: una charca), aislados (No intercambian
ni materia ni energía, ej: el sistema solar).
entradas
salidas
Modelo de sistema de caja negra

A
B
C
D
entradas
salida
Modelo de sistema de caja blanca
B. DE CAJA BLANCA. Cuando observamos el interior de un
sistema, estamos haciendo un enfoque de caja blanca. Lo
primero es marcar las variables que lo componen y unirlas por
flechas que se relacionen entre sí y representen las
interacciones. La representación obtenida representa un
diagrama causal. Cada variable se puede considerar como un
subsitema del inicial y se puede rediseñar como sistema de
caja blanca o negra.

Un sistema es un conjunto de elementos que
interactúan entre sí según toda una serie de
RELACIONES CAUSALES que pueden ser
representados en forma de DIAGRAMAS
CAUSALES.

1. LA TIERRA COMO SISTEMA DE CAJA
NEGRA
► La Tierra sería un sistema cerrado, intercambia
energía pero no materia. Autorregula su
temperatura.

2. LA TIERRA COMO SISTEMA CAJA BLANCA

2. LA TIERRA COMO SISTEMA CAJA BLANCA.
Interactuan los cuatro subsistemas terrestres: geosfera,
hidrosfera, atmosfera y biosfera. Según autores también la
criosfera.
► S(clima) = A U H U B U G U C Equilibrio

2. El trabajo de los geólogos
►Son los científicos que estudian la
composición, la estructura y la dinámica de
la geosfera.
►Sus investigaciones pueden aportar:
conocimiento científico sobre la Tierra, la
prospección de recursos geológicos, la
previsión de riesgos geológicos o la
evaluación de las características del terreno
para la ejecución de obras públicas.

Observaciones y noticias
diarias.
Desprendimientos,
hundimientos
¿Qué son? ¿Cómo se forman? ¿Qué hacen ahí? ¿Qué
relación tienen entre ellos y con el resto de la Responde: la
GEOLOGÍA
Se ha encontrado un
fósil humanos que …
Meteoritos
Erupciones
volcánicas
Terremotos
Mareas Astros, estrellas,
planetas, Sol…
Visitar una cueva,
un cañón…

Estudios que requieren
conocimientos de Geología
► Geología. UCM
► Ingeniería geológica UCM y UPM.
► Ingeniería Geomática y Topografía (UPM)
► Ingeniería del Medio Natural (UPM)
► Ingeniería en Tecnología Minera/ Ingeniería Geológica/Ingeniería
en Recursos Energéticos, Combustibles y Explosivos (UPM)
► Ingeniería Geomática y Topografía (UPM)
► Ingeniería de Montes (UPM)
► Ingeniería de Agrónomos (UPM)
► Ciencias ambientales (UAM, UAH y URJC)
► Ciencias del Mar (Alicante, Cádiz, Murcia, la Laguna (Tenerife) y
Vigo)
► Biología (UCM, UAM, UAH y URJC)
► Física (UCM y UAM)
► Qímica (UCM, UAM y UAH)

2.3. El trabajo de los geólogos
► Los geólogos obtienen sus resultados tras
realizar tres tipos de tareas:
 Trabajo de campo. Toman muestras y
datos sobre el terreno a estudiar.
 Trabajo de laboratorio. Analizan las
muestras recogidas en el campo, utilizando
diferentes métodos: observación de las
muestras con el microscopio, análisis
químicos de las muestras, o pueden
realizar otros análisis, por ejemplo, el
paleomagnetismo de las muestras.
 Trabajo de gabinete. Se estudian y
ordenan las anotaciones, se interpretan los
resultados, por último, se elaboran las
conclusiones y se publican de los

2.3.1. El trabajo de campo
► Los geólogos pueden recoger diferentes datos en
función de la investigación a realizar:
 En investigaciones sobre las rocas superficiales se
recogen muestras de fósiles y rocas.
 En investigaciones destinadas a la prospección de
recursos, como carbón, petróleo y otras rocas o
minerales valiosos, utilizan técnicas más
sofisticadas, por ejemplo, equipos que miden la
transmisión de las ondas sísmicas o las corrientes
eléctricas o los propios sondeos.
 Otras investigaciones científicas de mayor
envergadura utilizan también equipos sofisticados,
como los gravímetros, geófonos. No es extraño
que el trabajo de campo lo realizan en el mar, a
bordo de barcos de investigación geofísica.

Trabajo de campo
Se toman muestras de rocas, se recogen fósiles, se estudia la
sucesión de materiales, se toman datos sobre la disposición
de las rocas, sobre la presencia de fracturas, pliegues, etc.

Recogida de muestras
Lugar
Fecha
Orientación
Profundidad
Recolector
Etiquetas
Muestras
sólidas
En bolsas de
plástico
etiquetadas
Muestras de
agua
Botellas que se lavan
inicialmente con el
líquido que se va
recoger
Martillo
geólogo Sondeos para toma de

Gravímetro Geófono
Sísmógrafo Magnetómetro

2.3.2. El trabajo de laboratorio y
de gabinete
► En las investigaciones geológicas se utilizan
diferentes técnicas e instrumentos para estudiar
las muestras de rocas y minerales en el laboratorio
y en el gabinete.
 El gravímetro mide pequeñísimas variaciones en
el campo gravitatorio, detectando la presencia
de materiales especialmente densos o
anormalmente poco densos en el subsuelo.
 El magnetómetro permite medir la intensidad y
la dirección del magnetismo que produjo la
orientación de ciertos minerales férricos de
algunas rocas.

Análisis de las muestras
Análisis químico
Conocer la composición
química.
Procedimientos:
1. Análisis inorgánico
2. Análisis orgánico
3. Separación de metales
4. Prueba de radicales
5. Electrolisis, etc Análisis físico
Conocer la estructura interna de los
minerales.
Procedimientos:
1. Difracción de rayos X
2. Espectrometría infrarroja
3. Espectrometría de fluorescencia de
rayos X
4. Microscopio petrográfico, etc

Trabajo de laboratorio y
Trabajo de gabinete
Se analizan las muestras recogidas en el campo, utilizando
diferentes métodos.
Se estudian y ordenan
las anotaciones, se
clasifican los fósiles, se
observan las fotografías
aéreas o de satélite de
la zona estudiada, se
consulta la bibliografía,
se elaboran o estudian
mapas geológicos, etc.

Fases de trabajo
Equipo básico de trabajo de campo
Utilización de ondas acústicas
Barcos de investigación geofísica
Realización de sondeos
Proyectos de investigación en la Antártida

Fases de trabajo
Clasificación de fósiles
Estudio de mapas geológicos
Observación de fotografías aéreas o de satélite

El trabajo de laboratorio y de
gabinete
► El sismógrafo capta el paso de las ondas sísmicas
producidas por los terremotos, lo que permite
localizar el foco sísmico y averiguar la estructura
interna de la Tierra.
► Los geófonos son micrófonos que captan los ecos
de ondas sonoras producidas por pequeñas
explosiones, para averiguar la estructura de las
rocas del subsuelo.

El trabajo de laboratorio y de
gabinete
► El microscopio petrográfico es un
microscopio óptico normal al que
se le han añadido dos filtros
polarizadores, que solo dejan pasar
la luz que vibra en un plano,
absorbiendo el resto de los rayos
luminosos que vibran en planos
diferentes. La luz polarizada la
forman ondas que vibran en planos
paralelos.

Microscopio petrográfico
► Uno de los filtros, llamado polarizador, está fijado al
microscopio y permanece estático, mientras que el
segundo filtro, el analizador, puede girarse 90º. Si el
segundo filtro tiene la «rejilla» perpendicular a la del
primero, la luz polarizada no puede pasar. En el
microscopio petrográfico estos filtros se llaman nícoles, y
por el giro del segundo puede ponerse paralelo al
polarizador (posición de nícoles paralelos) o perpendicular
(posición de nícoles cruzados).
► Muchos minerales tienen anisotropía óptica, pueden girar
el plano de vibración de la luz que los atraviesa. La luz
pasa al poner un mineral anisótropo entre el polarizador y
el analizador.

Muchos minerales tienen anisotropía óptica, pueden girar
el plano de vibración de la luz que los atraviesa. Al
interponer
un mineral ópticamente anisótropo entre el polarizador
y el analizador, pasa algo de luz.
Si ponemos un segundo filtro con la «rejilla»
perpendicular
a la del primero, la luz polarizada no puede pasar. El
analizador se puede poner paralelo al polarizador
(nícoles paralelos)
o perpendicular (nícoles cruzados).
Un filtro polarizador se puede imaginar como una rejilla
que permitiera el paso únicamente de las ondas que
vibran en planos paralelos a las rendijas. La luz que sale
del polarizador es luz polarizada.
Luz no polarizada Analizador
Luz polarizada
Fragmento mineral
anisótropo
Polarizador
Luz no polarizada
Luz polarizada
Polarizador Analizador
Nícoles
Ondas que oscilan
en todas
direcciones
Luz polarizada formada por
ondas que vibran en planos
paralelos
Filtro polarizador
Luz no polarizada

► Para observar una roca por transparencia al microscopio
petrográfico es necesario preparar una lámina delgada de
la muestra. Para ello se corta la muestra de roca con una
sierra de diamante, obteniéndose una cara plana de unos 2
× 4 cm aproximadamente.
► A continuación, la superficie se pule con una pulidora y se
pega sobre un portaobjetos.
► Por último se corta una lámina de roca lo más fina posible,
que se pule primero con un abrasivo grueso y luego con
abrasivos cada vez más finos.
► Se concluye el trabajo cuando adquiere un grosor de 30
micras.

Preparación de la lámina
delgada
La superficie se pule
con una pulidora.
Gneis
Cuarcita
La lámina se pega en un
portaobjetos.
La muestra de roca se corta
con una sierra de diamante.

Determina las propiedades ópticas de los
minerales y los identifica a partir de ellas.
Las rocas se cortan en láminas finas, se colocan
en el microscopio y se observan.
El ocular del microscopio presenta de dos ejes
que se mueven hacia delante y atrás (dirección
N-S) y hacia la derecha e izquierda (dirección E-
O) con la ayuda de la platina que es redonda y
giratoria.
Además presentas dos lentes, llamadas
nícoles, que polarizan la luz:
•El polarizador, situado debajo de la platina,
transmite la luz en el plano N-S.
•El analizador, colocado sobre la platina,
transmite la luz en el plano E-O.
La muestra de roca que se encuentra en la
platina, al girarla, muestra diferentes
propiedades según el plano de polarización por
el que atraviesen.

3. Los métodos directos e
indirectos de estudio
► Los métodos directos de estudio son aquellos que
proporcionan datos contrastables de lo que se está
investigando. El material es accesible y puede ser
manipulado. Se utilizan para estudiar la superficie
de la Tierra, y en algunos casos, el estudio del
interior terrestre (lavas).
► Los métodos indirectos de estudio se aplican para
obtener información de los objetos que no
podemos manipular directamente.

Metodos de estudio
Dataciones radiométricas
Método gravimétrico
Estudio de meteoritos
Método sísmicoMediciones de isótopos
Se aplican para obtener información
de los objetos y materiales que no
es posible manipular directamente
Métodos indirectos
Análisis de rocas volcánicas
y temperatura de la lava
Sondeos
Estudio de rocas en superficie
Métodos directos
Proporcionan datos
contrastables de lo que se está
investigando.

3.1. Método sísmico
(indirecto)
► Consiste en analizar los ecos debidos o al rebote de
ondas sonoras producidas por una pequeña explosión
provocada en la superficie, o por un terremoto de
gran magnitud, en este caso pueden ser registradas
en todos los sismógrafos de la Tierra, aportan
información sobre la estructura más profunda.
Permite detectar las superficies de separación entre
materiales de distinta composición o de diferente
estado, ya que desvían (reflejan o refractan) las
ondas sísmicas.
► Los cambios de la trayectoria producen zonas de
sombra, donde no se reciben ondas P ni ondas S. Las
superficies en las que se originan alteraciones reciben
el nombre de discontinuidades sísmicas.

Método sísmico
Foco sísmico
Se reciben
ondas P y S
Solo se reciben ondas P
103º
143º 143º
Zona de
sombra
Se reciben
ondas P y S
- 1000
- 2000
- 3000
- 4000
- 5000
- 6000
Ondas S
Ondas P
Discontinuidad de
Gutenberg
Discontinuidad
de Lehman
Superficie
Profundidad(km)
Zona de
sombra
Discontinuidad de
Mohorovicic
Velocidad (km/s)
103º

3.2. Otros métodos indirectos
► Método gravimétrico. Detecta las pequeñas variaciones del
campo gravitatorio debidas a la distribución de las masas
rocosas en el interior terrestre.
► Mediciones de isótopos. Tienen muchas aplicaciones, por
ejemplo, las proporciones de los isótopos 16O y 18O de una
muestra de carbonato de calcio de un fósil marino permite
saber la temperatura del agua en la que vivió el organismo.

Otros métodos indirectos
►Dataciones radiométricas. Se utilizan para
conocer la edad de una muestra de roca.
►Estudio de meteoritos. Sus análisis nos
permiten saber cuál es la composición
media de la Tierra. Se pueden utilizar para
datar la edad de nuestro sistema planetario.

Si aumenta la tecnología, aumenta la explotación de los
recursos y por tanto aumentan los impactos ambientales.
En los últimos años la informática ha dado lugar a una gran
revolución en las costumbres sociales.
El acceso a internet, la telefonía móvil, los satélites espaciales
han permitido grandes avances, entre ellos la posibilidad de
entender mejor todo lo relativo al funcionamiento del medio
ambiente
Las principales tecnologías empleadas en los estudios
medioambientales son: sistemas informáticos, teledetección,
los GPS, los SIG y otros sistemas telemáticos.
3.3. NUEVAS TECNOLOGÍAS AL
SERVICIO DE LA GEOLOGÍA

3.3.1. SISTEMAS INFORMÁTICOS Y
SIMULACIÓN
► Modelos que simulan el comportamiento natural
de determinadas variables para determinar un
comportamiento.

3.3.2. SISTEMAS DE
TELEDETECCIÓN
►Detección remota a través de sensores.
►Teledetección: técnica que permite la
observación a distancia y la obtención de
imágenes de la superficie desde sensores en
aviones o satélites.

3.4. Teledetección y sistemas de
alerta temprana
► Todas las tareas que pueden realizarse a partir de
imágenes tomadas por satélites artificiales, se
consideran aplicaciones de la teledetección.
► Actualmente hay más de veinte satélites artificiales
que toman imágenes constantemente de la
superficie terrestre o del espacio con fines no
militares, como los satélites Envisat, Meteosat,
NOAA, Nimbus, Terra y Acqua.

Teledetección y sistemas de
alerta temprana
►La utilización de estas imágenes tiene
muchos fines: predicción meteorológica,
evaluación de la humedad del suelo,
comprobación de las superficies destinadas
a ciertos cultivos, vigilancia de incendios,
comprobación del nivel de los embalses,
medición de la temperatura de la atmósfera
a diferentes altitudes, etc.

COMPONENTES DE UN
SISTEMA DE TELEDETECCIÓN
► SENSOR: Cámaras situadas en aviones o satélites
(+800km.)
► En función de la ENERGÍA DETECTADA:
- Pasivos: Capta energía externo al sensor, del sol o
emitida por elementos terrestres.
- Activos: Emite energía y capta el reflejo producido por
la superficie terrestre.
► CENTRO DE RECEPCIÓN: Se transmite información
digital a la tierra. Se corrige imperfecciones y se
destacan algunos elementos.
► SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN:

EMPLEO DE LA TELEDETECCIÓN.
Aporta datos sobre el territorio de manera exacta,
rápida y fiable.
Se obtienen gran cantidad de imágenes de amplias
zonas terrestres.
Permite la observación periódica y la comparación.
Actualmente se emplea para observar la dinámica de
los hielos o desiertos, el cambio climático, el agujero
de ozono, el fenómeno de El Niño, usos del suelo,
evaluaciones de daños en cultivos, para predecir
cosechas y sequías, para detectar impactos de obras,
mareas negras, para localizar fracturas, etc.

RADIACIONES
ELECTROMAGNÉTICAS
► La atmósfera es un filtro para las radiaciones.
Sólo se utilizan aquellas radiaciones que atraviesan la
atmósfera : ventanas atmosféricas

►Zona visible (V) región central.
- Azul: (de 0,4-0,5) – B
- Verde: (0,5-0,6) – G
- Rojo: (0,6-0,7) – R
►Infrarrojo (IR)
- (IRP) infrarrojo próximo(0,7-1,3) Detecta masas vegetales
- (IRM) infrarrojo medio (1,3-8) detecta humedad.
- (IRT) infrarrojo lejano o térmico (8-14) detecta calor
producido por el Sol, seres vivos, incendios.
►Microondas (1mm-1m.)
- Utilizadas para tomar imágenes sin iluminación o con
nubes.

IMÁGENES DE TELEDETECCIÓN
► Características de las imágenes:
Están divididas en pequeños
recuadros: pixel y es la superficie
mínima detectada. Tiene asociado
un valor, cifra o dígito.
► Resolución de un sensor: Es la
medida de su capacidad para
discriminar los detalles.
- Resolución espacial. Tamaño del
píxel y representa el área menor
que puede distinguirse de su
entorno.

- Resolución temporal. Frecuencia con que se actualizan
los datos.
- Resolución radiométrica. Capacidad para discriminar las
variaciones de intensidad y se mide por el número de
tonos de gris que posee una imagen.(6 bits por pixel –
> 26=64 niveles gris)
► Resolución espectral. Longitudes de onda o bandas de
detección que se es capaz de medir. (ver pag.70-
fig.3.10).
► Obtención de imágenes en color:
Cámaras compuestas por sensores digitales que son
sensibles a diferentes bandas o longitudes de onda.
Combinando tres de esas bandas y asignándolas un color
a cada una:
- Color natural o RGB=321
- Falso color o RGB=432
- Otras como RGB=754, RGB=742 . . .

Ejercicio 5 pag. 72
Imágenes Landsat TM. ¿Cual es la resolución espacial
sabiendo que representa una superficie de 15x15 km.?
(pixel de 30x30m.) ¿Número de píxeles?

Mecanismos de la teledetección
►Órbitas de los satélites:
- Geoestacionaria: El satélite
está situado a gran altitud,
siempre sobre el mismo
punto, moviéndose de
forma sincronizada con la
rotación de la Tierra.
- Órbita polar: El satélite
rota de forma circular
pasando por los polos a
baja altura.

► Sensores de barrido
multiespectral:
- Los sensores hacen un barrido de
la superficie de forma
perpendicular al movimiento del
satélite.
- Las radiaciones son separadas
según su longitud de onda y
convertidas en una señal digital.
► Sensores de microondas:
- Pasivos : captan la radiación
emitida por nieve o hielo (cuerpos
fríos)
- Activos: RADAR. Se emite el pulso
de microondas y se recoge.
La señal de microondas se
distorsiona por la diferente
reflexión de la cubiertas
terrestres.

► Imagen radar del Envisat del derrame de
crudo del Prestige

►Imágenes estereoscópicas: son dos imágenes
realizadas del mismo punto, desde diferentes
puntos. Se ve una imagen tridimensional.

Radarmetría: Los sensores radar nos dan información sobre la
altitud del terreno.
Radiometría y sus usos (sólo conceptos).
Una disciplina complementaria de la teledetección es la
radiometría, de radio (radiación) y metría (medición), que
comprende un conjunto de métodos, basados en los
fundamentos físicos de la radiación electromagnética, que
permiten obtener información de los objetos o fenómenos
estudiados. Sus usos son los vistos en teledetección: estudios
de vegetación, contaminación, meteorología…
Imágenes anaglíficas: Imágenes estereoscopicas generadas por
una imagen roja y otra azul.

Imagen radar del volcán Pinatubo la sensación de color se logra combinando 3
señales recogidas (total, vertical y horizontal) y asignándoles 3 colores.

IMAGEN DE TELEDETECCION SATELITE LANDSAT

3.3.3. SIG
► Sistemas de información
geográfica. Programas
informáticos que contiene n
una gran cantidad de datos
de una zona organizados en
capas. Base de datos con
información geográfica.
Se puede gestionar
fácilmente toda la
información sobre un
territorio.

Caseta meteorológica
SISTEMA DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA
(SIG)
Sistema informático que graba, almacena y analiza la información sobre
los elementos que componen la superficie de la Tierra. Un SIG puede
generar imágenes de un área en dos o tres dimensiones, representando
elementos naturales como colinas o ríos, junto a elementos artificiales
como carreteras, tendidos eléctricos, núcleos urbanos o estaciones de
metro mediante puntos, líneas, figuras geométricas u otras. Los expertos
utilizan las imágenes del SIG como modelos, realizan mediciones precisas,
recogen datos y corroboran sus teorías con la ayuda del ordenador o
computadora.

Los sistemas de información
geográfica (SIG)
►El desarrollo de los ordenadores y de la red
Internet ha facilitado el acceso a diferentes
sistemas de información geográfica (SIG).
►Estos sistemas ofrecen informaciones
diversas: mapas, fotografías aéreas y de
satélite, datos de poblaciones, de
producciones agrícolas, etc.

Los sistemas de información
geográfica (SIG)
► En muchos casos, la información de las bases de datos de
un SIG se puede presentar en capas, estas se van
superponiendo según la información que se necesite: los
ríos, las carreteras, las poblaciones, la toponimia, los
cultivos, etc. Estos sistemas permiten a su vez realizar
diferentes cálculos, como distancias, rutas óptimas o
superficies de campos.
► Los SPS más importantes son dos: el sistema GPS y el
Galileo.
► Están formados por un conjunto de satélites artificiales que
orbitan la Tierra. Cuando el receptor capta las señales de
tres o más satélites puede realizar un cálculo y determinar
su posición exacta sobre la superficie de la Tierra (latitud,
longitud y altitud sobre el mar).

http://dataservice.eea.europa.eu/atlas/default.asp?refid=2D511360-
4CD0-4F20-A817-B3A882ACE323

3.3.4. Sistema de posicionamiento
global
► Sistema formado por
unos aparatos que
nos permiten
conocer nuestra
posición exacta
sobre la superficie
terrestre, gracias a la
triangulación de las
señales emitidas por
satélites.

SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL
Los satélites del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) describen órbitas a
gran altura sobre la Tierra en ubicaciones precisas. Permiten que el usuario de
un receptor de GPS determine de forma exacta su latitud, longitud y altitud. El
receptor mide el tiempo que tardan en llegar las señales enviadas desde los
diferentes satélites (A, B y C). A partir de esos datos, el receptor triangula la
posición exacta. En todo momento, cada punto de la Tierra recibe cobertura de
varios satélites. Se necesitan tres satélites para determinar la latitud y la
longitud, mientras que un cuarto satélite (D) es necesario para determinar la
altitud.
USOS:
Control de tráfico,
navegación, tráfico aéreo,
rescate de personas,
coordinación en extinción de
incendios, realización de
mapas, localización de
animales, bosques, hábitats,
explotaciones minerales, etc.

GPS y Galileo
Un navegador es un receptor GPS
que contiene bases de datos y
aplicaciones tomadas de un sistema
de información geográfica (SIG).
El sistema de
posicionamiento Galileo es
un sistema similar al GPS,
formado por treinta
satélites puestos en órbita
por la Agencia Espacial
Europea (ESA),
Sistema
Galileo

3.3.5. SATELITES DE
OBSERVACION TERRESTRE

Google Earth es una aplicación informática
asociada a un SIG accesible a través de internet.

3.3.6. Sistemas de alerta
temprana
► La ONU impulsó el desarrollo de los sistemas de alerta
temprana (SAT) para predecir, en la medida de lo posible,
las catástrofes naturales tales como ciclones tropicales,
tsunamis, lahares, erupciones volcánicas, incendios
forestales e inundaciones.
► Un sistema de alerta temprana es cualquier dispositivo
capaz de detectar una anomalía indicativa de que un riesgo
está materializándose en forma de catástrofe. Los
detectores de humo en los pasillos y habitaciones de un
edificio son un SAT, igual que lo son la red de sismógrafos
y termómetros que permiten saber si un volcán está
entrando en actividad, o las boyas que detectan el paso de
un tsunami.

Sistemas de alerta
temprana
Informa de la proximidad de
tsunamis
Hawai
Capta información sobre
el oleaje, el viento y los
movimientos sísmicos
Boya de Sistema de Alerta
Temprana (SAT)

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