Test geofísica general

Geofísica General

Test de autoevaluación

1. La Geofísica es la ciencia que estudia los procesos y estructura de la Tierra mediante la física.
2. De acuerdo a la IUGG, la Geofísica se divide en:

• Geodesia y Gravimetría: Estudia la forma de la Tierra a través de la gravedad.
• Sismología: Estudia el movimiento mecánico interno de la Tierra.
• Vulcanología: Se encarga del estudio de la química del interior terrestre. Se vale de procesos internos para comprender la estructura interna del planeta.
• Geomagnetismo y Aeronomía: Tiene como objeto de estudio el campo electromagnético y la electricidad de la atmósfera.
• Meteorología y física de la atmósfera: Estudio de la atmósfera en su totalidad, y de la tropósfera, donde ocurren los procesos climáticos.
• Oceanografía: Estudio físico de los océanos.
• Hidrología: Estudio del agua potable en el planeta.
• Ciencias de la Criósfera: Glaciares y agua sólida en el planeta.

1. Actualmente, la teoría más aceptada es la propuesta por Immanuel Kant, conocida como Teoría de la Nebulosa Planetaria. Dicha teoría explica la formación del Sistema Solar como el resultado de una nube de gas y polvo que, por efectos gravitacionales, giraba y se achataba. Formó planetesimales, los cuales formaron un protosol y protoplanetas, los cuales a su vez atrajeron material hasta convertirse, respectivamente, en el Sol y los planetas.
2. Los planetas del sistema solar se clasifican en Planetas Terrestres (Mercurio, Venus, Marte, Tierra) y Gigantes Gaseosos (Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno).
3. La Tierra tiene una edad aproximada de 4,5 x 108 años.
4. De acuerdo con la Teoría de la Nebulosa Planetaria, el planeta se formó en conjunto con el resto del sistema solar de una nube de gas y polvo que giró y se acható, formando un protoplaneta con la atracción gravitatoria suficiente para atraer más material, a medida que seguía girando. El resultado de este proceso tuvo, entre sus muchas consecuencias, la formación de la Tierra.
5. La diferenciación es un proceso de transformación de una mezcla aleatoria de pedazos de materia a un cuerpo cuyo interior está dividido en capas concéntricas con características físico-químicas diferentes.
6. Las tres capas principales son la corteza, el manto y el núcleo. Estas se diferencian en su espesor y composición.
7. El espesor medio de la corteza es de 30 kilómetros (km).
8. Las coordenadas geográficas son una herramienta para definir cualquier punto en la superficie de la Tierra. Determinan un par de ángulos (φ, λ) donde φ es la latitud y  λ es la longitud. La latitud se define en función del Ecuador, el cual a su vez representa el plano perpendicular al eje de rotación de la Tierra. Por esto se ve que -90° ≤ φ ≤ 90°. La longitud se mide a partir del Meridiano de Greenwich, definido como el círculo máximo que pasa por el observatorio de Greenwich. Se tiene que la longitud -180°≤ λ≤180°.
9. La longitud geográfica se mide en grados sexagesimales o en radianes.
10. Se denomina esfera celeste a la esfera que envuelve el planeta, sobre la cual, desde la perspectiva de la Tierra, todas las estrellas distintas del Sol se mueven.
11. Se denomina meridiano del lugar al círculo máximo que pasa por el zenit, el nadir, el Norte y el Sur en el plano del horizonte.
12. Se denomina Eclíptica al rastro del movimiento aparente del Sol sobre la esfera celeste. Es el plano en el cual la Tierra gira alrededor del Sol.
13. Los equinoccios son los momentos en los que el Sol pasa por el punto de intersección entre la Eclíptica y el plano ecuatorial. Los solsticios, en cambio, se definen como los momentos en los que el Sol se encuentra en el punto más bajo o más alto de la Eclíptica en relación al Ecuador.
14. El punto vernal se define como el punto de la eclíptica a partir del cual el Sol pasa del hemisferio sur celeste al hemisferio norte, lo que ocurre en el equinoccio de marzo (iniciándose la primavera en el hemisferio norte y el otoño en el hemisferio sur).
15. Se define precesión como uno de los movimientos cíclicos de la Tierra, en el cual el principal actor es el eje del planeta que, cada 26 mil años, describe la figura de un cono.
16. Se define nutación como una alteración en la figura del cono por la acción gravitatoria externa (especialmente Luna y Sol). Tiene un período de 18,6 años.
17. Se define movimiento del polo como el movimiento del propio eje de rotación de la Tierra respecto de su posición anterior. Describe un movimiento de 10 m cada 14 meses.
18. Tiempo solar medio: invención matemática para describir un período de 24 horas exactas.
    Tiempo solar verdadero: intervalo de tiempo que se toma el Sol para describir una vuelta completa.
19. Día sidéreo: Intervalo de tiempo entre dos pasajes consecutivos del punto Aries por el meridiano del lugar.
20. La fuerza gravitatoria es una fuerza atractiva que sufren todos los cuerpos con masa. Dos cuerpos con masa m y M respectivamente, separados a una distancia r tienen una fuerza descrita de la forma:
    donde G es la constante Gravitacional.[pic 1]

La velocidad angular de la Tierra es la velocidad de rotación. Se define en un sistema no inercial. Si la Tierra tarda un tiempo T en dar una vuelta sobre sí misma, se determina la velocidad angular como:
[pic 2]

1. La aceleración centrífuga es máxima en el Ecuador, puesto que depende de la latitud.

Se define la gravedad en la Tierra como la suma de la aceleración gravitatoria ag y la aceleración centrífuga ac, ambas como vectores; esto es una ecuación de la forma:
[pic 3]

1. El modelo terrestre más simple se lo llama aproximación de orden cero, y se considera a la Tierra como una esfera perfecta y con una distribución uniforme de masa.
2. El modelo teórico de aproximación de orden cero no es perfecto; lo que es más, se observa que la gravedad teórica en el Ecuador es mayor a la observada, y viceversa en los polos, donde la gravedad teórica es menor a la observada. Esto se debe a que la Tierra es un elipsoide, y este hecho se conoce como elipticidad de la gravedad.
3. Un elipsoide de revolución es una figura matemática tridimensional que resulta de girar un elipse sobre su propio eje; puede considerarse al elipsoide sencillamente como una esfera ‘achatada’ en los polos y alargada en el Ecuador.

Si imaginamos una línea que pasa por ambos polos y por el centro geométrico del elipsoide, la mitad de esa línea se llama semieje menor b; en cambio, la mitad de una línea que pase por el centro y por cualquier punto en el Ecuador se denomina semieje mayor a. Matemáticamente, se define α como el aplanamiento así:
[pic 4]

1. Un elipsoide de referencia es una invención matemática que se ajusta matemáticamente a cálculos geodésicos y gravimétricos. Al ser descriptible de forma sencilla, se trabaja con el elipsoide asumiendo que es la Tierra.
2. Se denomina forma real de la Tierra al geoide.
3. El geoide es la superficie geodésica teórica, definida gravimétricamente, que determina el nivel medio del mar.
4. La diferencia máxima entre el elipsoide y el geoide es de 100 m.
5. Se define la densidad de un material como cantidad de masa en una unidad de volumen.
6. Las medidas de la gravedad suelen clasificarse en absolutas y relativas. Las primeras miden el valor actual de la gravedad en un punto o región determinada; las segundas miden una diferencia de gravedad con respecto a otro punto.
7. El método pendular consiste en medir el período de oscilación de un péndulo y derivar la aceleración gravitatoria de la ecuación del péndulo definida como
   donde T es el período, L es la longitud de la cuerda del péndulo y g es la aceleración gravitatoria.[pic 5]
8. El método de caída libre consiste en registrar el tiempo que demora un objeto en recorrer una distancia en caída libre y derivar la aceleración gravitatoria de la ecuación de caída libre, definida por
   donde h es la altura y t es el tiempo que tarda en caer.[pic 6]
9. Un gravímetro es un instrumento que mide la gravedad en un punto. Estos pueden ser absolutos o relativos y miden la deformación de un resorte por efecto de la gravedad
10. Una anomalía gravitatoria es una diferencia entre las predicciones teóricas de la aceleración gravitatoria en un punto con el valor observado. Permiten definir qué tan bueno es el modelo gravitatorio en una región para describir la realidad.

Al medir un dato gobs sobre un punto P1, el cual está ubicado a una distancia h sobre la superficie, la anomalía de aire libre nos permite corregir el valor teórico al eliminar el efecto del aire sobre P1. Se define primero la corrección dada por
Luego, definimos la anomalía de aire libre como
donde γ es la predicción teórica.
Si en cambio, P1 tuviera una masa por debajo con una densidad considerable, podemos ‘eliminar’ esa masa y corregir el valor mediante la anomalía de Bouguer. Se define en primer lugar la corrección de Bouguer como
Luego definimos la anomalía de Bouguer como
[pic 7][pic 8][pic 9][pic 10]

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