estructura y composición de la tierra
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ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN DE LA TIERRATRANSCRIPT
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ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN DE LA TIERRA
I. INTRODUCCIÓN
II. VISIÓN Y MISIÓN UNIVERSITARIA
a. Visión y misión de la UPN
b. Visión y misión de la carrera de ingeniería civil
III. OBJETIVO
IV. FINALIDAD
V. DESARROLLO DEL TRABAJO DE INVESTIGACIÓN
5.1 Estructura de la tierra
5. 1.1 Ondas sísmicas
5. 1.2 Discontinuidades sísmicas
5. 1.3 Los meteoritos
5. 1.4 Estructura del interior de la tierra
1. Corteza
2. Manto
3. Núcleo
5. 1.5 Ciclo geológico
1. Gliptogénesis
2. Petrogénesis
3. Orogénesis
4. Principios estratigráficos
VI. CONCLUSIONES
VII. RECOMENDACIONES
VIII. LISTA DE REFERENCIAS
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I. INTRODUCCIÓN
La Geología es la ciencia que estudia el planeta Tierra en su conjunto, describe los
materiales que la forman para averiguar su historia y su evolución e intenta comprender
la causa de los fenómenos endógenos y exógenos. La unidad de tiempo en geología es
el millón de años.
La teoría de la tectónica global o de placas de los años 60 ofrece hoy explicaciones
plausibles a la mayoría de los fenómenos y hechos geológicos tales como la formación
de montañas, océanos, localización de volcanes y epicentros sísmicos, etc., quedando
sin embargo algunos puntos oscuros por resolver. En la actualidad las ciencias
geológicas están adquiriendo mayor importancia para enfrentar la escasez de materias
primas y energéticas y los problemas ambientales. Esto exige el conocimiento profundo
de la geología del terreno y el concurso de personal especializado en geología,
geotecnia, geofísica y geoquímica, entre otras disciplinas y profesiones.
Los estudios geológicos son también necesarios en obras de ingeniería civil, como
presas, autopistas, edificaciones, etc., y sobre todo en los trabajos relacionados con el
ordenamiento del territorio y la conservación del medio ambiente.
II.VISIÓN Y MISIÓN UNIVERSITARIA
a. Visión y misión de la carrera de Ingeniería Civil
Misión: Formamos ciudadanos íntegros y competentes mediante procesos
educativos innovadores que privilegian el aprendizaje, el pensamiento crítico y el
espíritu emprendedor, permitiéndoles contribuir al desarrollo sostenible de nuestra
sociedad y al logro de sus objetivos de vida.
Visión: “Ser la carrera reconocida a nivel local, nacional e internacional por su
calidad educativa, cuyos profesionales se desempeñen como consultores y
ejecutores de obras de infraestructura civil, con sentido ético y moral,
contribuyendo a un mundo sostenible y mejorando la calidad de vida de la
población”.
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b. Visión y misión de la UPN
Misión: Formamos ciudadanos íntegros y competentes mediante procesos
educativos innovadores que privilegian el aprendizaje, el pensamiento crítico y el
espíritu emprendedor, permitiéndoles contribuir al desarrollo sostenible de nuestra
sociedad y al logro de sus objetivos de vida.”
Visión: Ser reconocidos como la primera opción en educación superior en el Perú
por su calidad académica y accesibilidad, cuyos profesionales se desempeñan
exitosamente en un entorno global contribuyendo al desarrollo social y económico
del país.
III. OBJETIVO:
El objetivo del presente trabajo de investigación, es indagar sobre toda la temática
relacionada a la estructura y composición de la tierra, según las diferentes
conceptualizaciones realizadas por varios autores, a lo largo del tiempo.
IV. FINALIDAD:
Reforzamiento y manejo de los conocimientos adquiridos en clase sobre los temas de la
estructura y composición de la tierra, el ciclo de los procesos geológicos y el tiempo
geológico.
V. DESARROLLO DEL TRABAJO DE INVESTIGACIÓN
5.1. Estructura de la tierra:
La estructura y composición de la Tierra ha ido cambiando desde su origen,
estructurándose desarrolladamente hasta llegar a la configuración actual, con las
capas composicionales y mecánicas que se describen en la siguiente sección. Los
factores que tienen más influencia sobre la estructura de las capas de la Tierra son
la temperatura y la presión.
5. 1.1 Ondas sísmicas:
La energía de un terremoto, explosión u otra fuente sísmica se mueve a
través de la tierra como un frente de onda que se extiende en todas
direcciones.
Hay varios tipos de ondas sísmicas y cada uno se mueve de un modo
diferente. Los dos tipos principales son las ondas internas y las ondas
superficiales (figura 01). Las ondas internas pueden viajar a través de las
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capas interiores de la Tierra, pero las ondas superficiales sólo se pueden
mover a lo largo de la superficie del planeta, como ondulaciones sobre el
agua.
Ondas internas
Las ondas P (ondas primarias o compresionales): Son las ondas sísmicas
que más rápidamente se mueven. Lo hacen con un movimiento de empuje
y tracción, que provoca que las partículas en la roca se muevan hacia
adelante y hacia atrás en su lugar. Cuando la onda se mueve saliéndose
del foco, las partículas se mueven acercándose y separándose a lo largo
de la dirección en la que se mueve la onda.
Pueden moverse a través de sólidos, líquidos o gases.
Las ondas S (ondas secundarias, de cizalla, laterales o transversales):
Viajan mucho más lentamente que las ondas P, no se expanden a través
de líquidos. Las ondas S hacen que las partículas se muevan de un lado
a otro. Su movimiento es perpendicular a la dirección en la que viaja la
onda.
Las ondas P se llaman así por ser las que primero se registran en un
sismograma (son las más veloces), las ondas S por ser las segundas en
velocidad. La forma de propagarse de ambos tipos (Figuras 02 y 03). Las
ondas P comprimen y dilatan el medio conforme se propagan mientras que
las ondas S lo cortan.
Figura: 01
Ondas P (Figura 02)
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Ondas Superficiales:
Las ondas de Love: Estas se mueven como una serpiente, sacudiendo el
terreno de un lado a otro. Aunque viajan lentamente a partir de la fuente
sísmica, son muy destructivas y son las que generalmente hacen que los
edificios se derrumben durante un terremoto.
Las ondas de Rayleigh: Se llaman así en honor a Lord Rayleigh (John
William Strutt), quien predijo matemáticamente la existencia de este tipo
de ondas en 1885. Una onda de Rayleigh se mueve a lo largo del terreno
como una ola viaja a través de un lago u océano. Mientras avanza, mueve
al terreno tanto de arriba a abajo como de un lado a otro en la misma
dirección en la que se mueve la onda. La mayor parte de la sacudida que
se siente durante un terremoto se debe a las ondas de Rayleigh.
Aunque las ondas superficiales son por lo general las más destructivas, la
mayoría de los geólogos están aún más interesados en las ondas internas.
Como éstas viajan a través de la tierra, pueden proporcionar mucha
información sobre su estructura.
Las ondas Rayleigh tienen un movimiento elíptico retrógrado (Figura 04)
mientras que las ondas Love tienen un movimiento similar al de una
serpiente (Figura 5).
Figura 04
Ondas S (Figura 03)
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5. 1.2 Discontinuidades sísmicas
La simple observación de cómo varían las velocidades de las ondas P y S, pone de manifiesto la existencia de cambios bruscos en la velocidad de las ondas, que corresponden a superficies de separación de materiales de diferente comportamiento y naturaleza. Dichos cambios corresponden a las discontinuidades sísmicas. La presencia de estas discontinuidades indica una constitución heterogénea del globo terrestre (figura 06).
Las principales discontinuidades que encontramos en el interior terrestre
son las siguientes:
1. Discontinuidad de Mohorovicic:
Presenta unos límites irregulares, unas veces se encuentra a 65 Km de
profundidad bajo grandes cordilleras y otras veces se encuentra a 5 Km
en el fondo de los océanos.
Esta discontinuidad está generalizada en toda la Tierra. Separa corteza
y manto.
2. Discontinuidad de Repetti:
Se encuentra entre los 800 y 1.000 Km de profundidad. Separa el manto
superior del inferior.
Figura 05
Figura 06
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3. Discontinuidad de Gutenberg:
Sobre 2.900 Km las ondas P sufren un cambio brusco en su velocidad
de propagación y las S dejan de propagarse; es ahí donde se encuentra
esta discontinuidad, que separa el manto del núcleo (que debe
encontrarse en un estado fluido).
4. Discontinuidad de Wiechert-Lehmann:
A unos 5.100 Km de profundidad se produce un aumento relativamente
importante de la velocidad de las ondas P. Separa el núcleo externo del
interno, que se prolonga hasta el centro terrestre a unos 6.371 Km.
Existe también una discontinuidad "menor", pero de sumo interés,
la capa de baja velocidad, corresponde a una zona comprendida entre
100 y 250 km de profundidad en la que se origina un descenso en la
velocidad de las ondas P y S.
5. 1.3 Los meteoritos:
Definición: Cualquier cuerpo sólido natural de origen no terrestre, que llega
a la tierra desde el espacio exterior. Por tanto no se consideran meteoritos
las chatarras artificiales ni los restos de los satélites construidos por el
hombre.
En una primera clasificación por su aspecto inmediato podemos distinguir
lo siguiente:
Bólido ._ son aquellos meteoritos que poseen un brillo igual o mayor al
del planeta venus y que por su norma general suelen ir acompañados
de un fenómeno sonoro parecido a truenos que está originado por la
fragmentación del cuerpo debido al rozamiento con la atmosfera ya los
bruscos cambios de presión y temperatura entre la superficie y el
núcleo del meteoriode
Micro meteoritos.- son los meteoritos que tiene un diámetro inferior a
un 1mm.Este tipo de meteoritos se suelen recoger para su estudio en
la tropósfera desde aviones especiales. Y sin embargo, son los que con
mayor frecuencia llegara tocar la superficie terrestre, dado que por su
reducido tamaño la superficie de rozamiento es mínima, y cae como
motas de polvo cósmico a velocidad residual, para perderse entre los
materiales terrestres.
Meteoro.- Es cualquier fenómeno que ocurre en la atmosfera terrestre
por causas astronómicas. Parte de los meteoros son originados por el
paso de un meteorito a través de la atmosfera terrestre .Puede ser por
ejemplo un trazo luminoso o un rastro de humo.
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1. DIMENSIONES DE LOS METEORITOS:
Debido a la naturaleza y procedencia de los meteoritos , sus dimensiones
puede ser muy variables , desde partículas microscópicas solo
detectables bajo un microscopio , de incluso un diámetro inferior a 0,2
mm llamados micro meteoritos o también masas rocosas gigantescas de
varios cientos de toneladas de peso ,como ejemplo es mencionado el
asteroide CERES , con un diámetro de 390 km ,que es susceptible de
convertirse en uno de los mayores meteoritos que podría caer sobre la
superficie terrestre, con sus consiguientes consecuencias. Por regla
general, los meteoritos de gran tamaño suelen desintegrarse o
fragmentarse a su paso por la atmosfera terrestre o incluso al hacer
impacto sobre la superficie del suelo.
2. CLASIFICACION Y NOMENCLATURA DE LOS METEORITOS:
2.1 .Por su contenido en metales:
a. Sideritos.- mayor al 90% de aleación hierro níquel. A pesar de
que los sideritos son meteoritos que caen en un bajo porcentaje, son
los que con mayor frecuencia se localizan, dando que se reconocen
mejor en el campo, se detectan con mayor facilidad con detectores
de metales son más resistentes a la meteorización del que los
agentes geológicos externos ejercen sobre los mismos.
b. Siderolitos.- aproximadamente tiene el 50% de aleación hierro
níquel y el resto de material rocoso diverso.
c. Aerolitos.- se clasifican en:
Condritas: meteorito pétreo con pequeñas esferas, del tamaño
de hasta un guisante, de silicatos. Su color suele ser gris claro
u oscuro, ocasionalmente negro contienen aproximadamente un
10 % de aleación hierro y níquel.
Acondritas: meteorito pétreo no granulado .Suele presentar
una corteza de fusión de color negro brillante. Menos frecuente
que los condritos .Contiene menos del 1%dealeacion metálica
hierro níquel
5. 1.4 Estructura del interior de la tierra
MODELO GEOQUÍMICO: Llamado modelo de Bullen, considera que los
elementos que componen la Tierra desde sus orígenes ha llevado a que
se estructure por tres capas.
1. Corteza: Capa rocosa externa comparativamente fina de la tierra, es la capa más superficial de la Tierra. Se habla de corteza continental o corteza oceánica esto según de que zona se trate.
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La corteza continental: tiene un espesor variable de 20 a 90 Km y
una densidad media de 2,7 g/cm. Está formada por una gran variedad
de rocas de todos los tipos, sedimentarias, ígneas y metamórficas, y
es rica en silicio y aluminio, entre otros muchos elementos. Su
composición media es equivalente a la de una roca granítica, en
particular a la de la granodiorita. Las edades más antiguas de rocas
reconocidas en la corteza continental son de unos 3.800 millones de
años. Las rocas continentales tienen una densidad de 2,7 g/cm3.
La corteza oceánica: tiene un espesor de entre 3 y 15 km, y una
densidad de 3 g/cm. Su composición es mayoritariamente Roca
volcánica de color negro o gris oscuro, de grano fino, muy duro y
compuesto principalmente de feldespato y piroxeno. Al estar sometida
a un continuo proceso de reciclado, pues se crea en las dorsales
oceánicas y se destruye e incorpora al manto en las zonas de
subducción, la edad de esta corteza es mucho más joven que la de la
corteza continental, con una edad de unos 180 millones de años la
más antigua.
2. Manto: Es la capa que le sigue en profundidad a la corteza y además envuelve al núcleo, representa alrededor del 83% del volumen terrestre, Se extiende hasta una profundidad de 2.885 Km y tiene una densidad de 3,3 a 5,7 g/cm3. Respecto a su composición, se piensa que está formada principalmente por peridotitas, una roca ígnea con abundante hierro y magnesio. Se tienen en cuenta: manto superior y manto inferior. El manto superior va desde la base de la corteza hasta una
profundidad de unos 660 km.
El manto inferior se localiza entre los 660 y 2.885 Km de
profundidad.
Estas capas se diferencian se diferencian de acuerdo al
comportamiento mecánico que poseen.
3. Núcleo: Es la capa más interna de la Tierra. Forma una esfera de 3.486 km de radio y está localizada entre los 2.885 y 6.378 Km de profundidad. Su densidad calculada varía de 10 a 13 g/cm3. La presión en el centro del núcleo es un millón de veces mayor que la
presión del aire que existe en la superficie, con temperaturas que
pueden superarlos 6.700 ºC. La composición del núcleo es una
aleación de hierro con algo de níquel (de un 5 a un 10%) y
supuestamente otros elementos ligeros como el azufre y el oxígeno
en menores cantidades
MODELO DINAMICO: Además de las capas definidas atendiendo a su
composición, se puede establecer otras capas que hacen referencia a la
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respuesta mecánica en relación con la tectónica global. Estas capas son:
litósfera, astenósfera, mesosfera y endosfera. Los parámetros que
definen cada una de ellas tienen relación con la presión, la temperatura,
la densidad y el estado (líquido o sólido) en que se encuentran.
1. Litósfera: Es la capa más superficial de la Tierra y se comporta como
un cuerpo sólido y rígido. Está formada por la corteza y por la parte
más superficial del manto. Su espesor varia 100 Km a 250 Km, este
dato último se da en zonas de grandes cadenas montañosas. Dentro
de la litosfera, el límite que separa la corteza del manto superior se
denomina discontinuidad de Mohorovicic. La litosfera se mueve sobre
la astenósfera sobre la que se apoya. La parte inferior de la litosfera
tiene la misma composición que la astenósfera.
2. Astenósfera: Es la capa del manto que se encuentra entre la litósfera
y el manto inferior o mesósfera. Alcanza una profundidad de 660 Km.
En los 150 Km más superficiales se define un canal de baja velocidad.
Este canal se reconoce por un descenso de la velocidad de las ondas
sísmicas cuando lo atraviesan. La fusión parcial dentro de la
astenósfera hace que se formen magmas que ascienden hacia la
litósfera. Su composición es idéntica a la del resto del manto. Tiene
un comportamiento plástico.
3. Mesósfera: llamado también manto inferior a la parte de la Tierra
comprendida entre el núcleo a unos 2.885 Km de profundidad y la
astenósfera, a unos 660 Km. En el límite entre el manto y el núcleo,
en los 200 km inferiores, existe una región conocida como como capa
D donde la velocidad de las ondas P experimenta un descenso
importante. Según algunos autores, la interpretación de este
descenso de velocidad de las ondas sísmicas se podría explicar si el
manto inferior se encontrara parcialmente fundido. De ser esto cierto,
es posible que desde esas zonas fundidas asciendan plumas de
magma a través del manto sólido y lleguen a la superficie, lo que
permitiría explicarla formación de islas como Hawai, asociadas a
puntos calientes.
4. Endósfera: Se asocia con el núcleo. Consta de una parte interna que
se comporta rígidamente, como un sólido, y otra externa que se
comporta como un fluido, donde se cree que puede haber corrientes
de convección que explicarían la existencia del campo magnético
terrestre. Estas corrientes probablemente son provocadas por la
diferencia de temperaturas causadas por la distinta acumulación de
elementos radiactivos.
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Los materiales más calientes ascenderían hacia la parte superior del
núcleo enfriándose por contacto con el manto y posteriormente
descenderían hacia el núcleo interno arrastrados por corrientes frías.
5. 1.5 Ciclo geológico
1. Gliptogénesis: Consiste en el desgaste de los agentes endógenos que
se producen en la corteza terrestre, estos agentes provienen
principalmente de la energía de sol, como el agua o el viento y erosionan
el relieve de la corteza terrestre, podemos tomar como ejemplo
montañas, colinas, valles, acantilados, que son formas efímeras del
relieve terrestre.
En resumen definimos gliptogénesis como la acción y efecto de adquirir
relieve bajo la acción de la geodinámica externa, tales como el viento,
agua, corriente, hielo, nieve, etc.
2. Petrogénesis: Término general que comprende todos los aspectos de
la formación de las rocas que consiste en procesos, mecanismos,
reacciones, modificaciones posteriores que dan lugar a la roca final.
3. Orogénesis: Es un tipo de tectónica cuya actividad resulta de una
disposición estructural desde el punto de vista de su escala dimensional,
tiene un carácter primariamente horizontal (aunque de esta se derivan
importantes dinámicas en sentido vertical), afecta franjas de corteza
relativamente estrechas (orógenos) y producen cambios marcados y
numerosos en la disposición de los materiales generando sobre ellos
estructuras atormentadas.
Se define por su intensidad y concentración afectando a la áreas
marginales de las placas continentales (en concreto a lo que en la
actualidad se denomina bordes constructivos) o las áreas situadas entre
dos placas próximas, dichas áreas alargadas y relativamente estrechas
denominadas orógenos se ven sometidos a esfuerzos tangenciales
compresivos como consecuencia de los cuales sus materiales sufren
grandes y numerosos cambios en su disposición.
Estos cambios consisten en deformaciones, dislocaciones
desplazamientos y se traducen respectivamente en la aparición en la
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aparición de pliegues, fracturas y unidades desplazadas (cabalgamiento
y manto de corrimiento).
Como resultante en último término de un estrechamiento por
comprensión de las franjas orogénicas se deriva un ascenso global de
los materiales generándose mega estructuras de gran complejidad
coincidentes (si la orogénesis es reciente o activa) con franjas
montañosas de gran vigor y elevaciones que reciben el nombre de
cordilleras. Es precisamente de esta relación con la formación de las
grandes cadenas de montañas de la que derivan la denominación de
este tipo de tectónica intensiva = orogénesis igual génesis de montañas
o génesis de cordilleras
4. Principios estratigráficos:
1. Principio de la superposición de los estratos (capas): Es una
secuencia no deformada de rocas sedimentarias, cada estrato es
más antiguo que el que tiene por encima y más moderno que el que
tiene por debajo.
Principio de la horizontalidad: Los estratos se depositan en
general en una posición horizontal.
2. Principio de la horizontalidad original: Los estratos de invierten por
criterios de la polaridad.
3. Principio de continuidad lateral de los estratos: Determina que los
estratos son en el momento de su depósito horizontales y paralelos
a la superficie de depósito quedando delimitados por dos planos que
muestran este principio es decir, que se continúan hacia los
extremos del estrato.
4. Principio de la sucesión faunística (Smith): La evolución biológica es
un proceso irrepetible, ya que cada especie q a vivido en el pasado
durante un intervalo de tiempo nunca vuelven a aparecer.
5. Principio de las relaciones de corte oblicuo: “Lo que corta es
posterior” una unidad de rocas es siempre más antigua que cualquier
rasgo que la corte o la afecte (fallas, metamorfismo, superficies,
erosivas).
6. Principio de las relaciones de inclusión: Cualquier canto fragmento
de roca incluido en otras anterior a ella.
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7. Ley de la sucesión de las facies (Walther): La sucesión de facies en
la horizontal es la misma que se encuentra en la vertical de la zona
rocosa.
5.2. Geósferas
En el modelo estructural de la tierra se han identificado las siguientes geósferas:
Atmósfera.- Es la envoltura gaseosa que se encuentra alrededor de la tierra,
considerándose también los gases presentes en la hidrósfera y litosfera
superior como el N2 ,O2 ,H2 O, CO2 , gases inertes .
Biósfera.- Es la esfera sólida, líquida y gaseosa, conteniendo con frecuencia
coloidales, que contiene el conjunto de los seres vivos y en la cual es posible
el desarrollo de la vida.
Hidrósfera.- Es la envoltura acuosa de la tierra, principalmente agua dulce y
salada, que forman los ríos, océanos y mares considerándose las masas de
hielo, nieve, etc.
Litósfera.- Es la envoltura sólida compuesta de silicatos, llamada también
corteza cuya parte superior es ácida denominada sial (Si, Al, OH) y la región
inferior es básica llamada sima.
Chalcósfera.- Llamada también manto que es una capa de óxidos y sulfuros,
groseramente corresponde a las fases de troilita de los meteoritos, sin
embargo, contiene más óxidos y silicatos de Fe y Mg.
Siderósfera.- Núcleo de la tierra , groseramente corresponde a la composición
de meteoritos de hierro .La parte superior líquido y la parte inferior
probablemente sólida
VI. CONCLUSIONES:
La estructura geoquímica dela tierra es la que determina las capas, que
encontramos en la geósfera.
La composición geoquímica son los componentes que encontramos en los
minerales de la tierra (Ni, S, Al, O, Fe, Si, Mg).
Se define por su intensidad y concentración afectando a las áreas marginales de
las placas continentales o las áreas situadas entre dos placas próximas.
Los meteoritos pueden llegar a ser microscópicos o de un gran diámetro en km y
la velocidad en la que se mueve hacen que luminosidad o llamados fenómenos
celestes.
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La estructura interna de la tierra se debe fundamentalmente a las ondas sísmicas
y la propagación de estas en el interior del globo terráqueo, hace posible conocer
los diferentes lugares y las geósferas existentes en su interior.
VII. RECOMENDACIONES
La estructura de la tierra debe de tener datos más precisos con el propósito de
hacer un trabajo más detallado ya que en las referencias citadas los datos
numéricos varían, además algunos de los ítems buscados son difíciles de
encontrar en bibliografías confiables tal es el caso de los meteoritos y el ciclo
geológico.
VIII. REFERENCIAS
Elorza, M. G. (2008). Geomorfología. Madrid: Pearson Prentice Hall.
Jiménez, J. M. (2010). Geomorfología General. España: Sintesis.
Lutgens, T. (2005). Ciencias de la Tierra. Madrid: Pearson Prentice Hall.
Mantilla, H. R. (2007). Introducción a la geoquímica General y Aplicada. Lima:
Universidad Nacional de San Marcos.
Orche, E. (2001). Manual de Geología e Investigación de Yacimientos
Minerales. Madrid: Gráficas Arias Montano.
Sagra, D. d. (2011). Ciencias de la Tierra y Medioambientales. Obtenido de
https://ilexaquifolium.files.wordpress.com/2011/10/ctm3.pdf
Schumann, W. (2004). Guía de Rocas y Minerales. Barcelona: Omega.
Tarbuck, E., & Lutgens, F. (2005). Ciencias de la Tierra. Madrid: Pearson
Prentice Hall.