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Ciencia y Geofísica

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GEOFÍSICA - PROSPECCIÓN GEOFÍSICA

Campo magnético de la Tierra.
Según estudios magistrales en física y descubrimientos por grandes científicos, nuestro planeta Tierra está conformado por campos naturales que coexisten entre sí y que están asociados a la Tierra.  Estos campos al estudiarlos, nos permiten entender el comportamiento de nuestro planeta, así mismo, nos ayuda a analizar algunas características físicas de nuestro planeta. Los campos naturales que existen son el campo magnético, gravitatorio y el potencial natural. Este último lo podemos observar debido a las formaciones geológicas que componen nuestra corteza terrestre.

Cuando hacemos estudios en Prospección Eléctrica estudiamos también el potencial natural del subsuelo, ello nos permite conocer si existe en la zona algún cuerpo geológico o zona mineralizada que esté alterando el campo natural en un determinado punto y/o área. Cuando no existe algún tipo de perturbación en una determinada área por lo general encontraremos valores de diferencia de potencial similares, cuya diferencia no es tan pronunciada, esto debido también a que el subsuelo es heterogéneo. En cambio, cuando en la zona existe algún cuerpo o existe mineralización, el potencial natural de esa zona variará con respecto a otros puntos de dicha zona, la cual nos da un indicio de que existe algo que está perturbando el campo potencial natural de nuestra área de estudio. El campo de potencial natural lo podemos medir con voltímetros.

Uno de los campos naturales más importantes de nuestro planeta es el campo magnético. Estos campos los podemos medir con ayuda de instrumentos llamados magnetómetros. Las líneas de fuerza del campo magnético recorren toda la superficie de nuestro planeta, así que, podemos medir su valor en cualquier punto de la Tierra. Este campo natural se origina desde el núcleo de la Tierra, debido al movimiento de fluido existente en el núcleo externo, los metales y materiales friccionan entre sí generando el campo magnético que envuelve a toda a Tierra, y el responsable de protegernos de las diversas radiaciones provenientes del espacio exterior. De igual manera que con el campo potencial natural, el campo magnético toma valores similares en diversos puntos equidistantes, no siendo el caso cuando existe algún cuerpo mineralizado que altera en determinado punto el campo magnético, a este valor se le agregará una determinada magnitud al valor promedio del campo magnético de una línea base creada con anterioridad. La Prospección Magnética se encarga de estudiar esto mismo. 

Otro de los campos naturales importantes de nuestro planeta es el campo gravitatorio. Específicamente al referirnos cuando aplicamos Prospección Gravimétrica en un determinado estudio. La prospección gravimétrica hace referencia a la gravedad en un punto específico en un área determinada. Esto quiere decir, que en un punto específico está presente la gravedad que en condiciones normales, como en los demás campos, al no existir un cuerpo geológico que altere el campo gravitatorio por medio de la densidad de su masa, mostrará valores gravitatorios normales, es decir sin alteraciones. Caso contrario, al existir un cuerpo extraño en profundidad, éste debido a su masa y a su densidad cambiará las propiedades físicas de ese punto, y por ende el valor de la gravedad en ese punto variará en relación a su valor medio de la zona de estudio.  Esta diferencia en el campo gravitatorio es observable de manera cualitativa cuando elaboramos perfiles gravimétricos. En el gráfico, mostraremos la curva normal de los valores de gravedad y la curva con los datos enviados por el equipo con su data alterada por el cuerpo geológico mostrándonos claramente que existe un cuerpo extraño que altera los valores registrados del campo gravitatorio. La forma de medir estos valores del campo gravitatorio es con la ayuda de equipos gravimétricos, que se encargan de recoger los valores de un determinado punto.

Estos son al menos los campos naturales más importantes que se estudian actualmente.

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Imagen idealizada del Campo Magnético de la Tierra
Cuando estudiamos Geofísica, nos encontramos con varias terminologías que debemos aprender en cada área de estudio, en la que es necesario conocer y entenderlas para comprender la situación en la que estamos cuando nos encontremos trabajando.  Por eso es, que en Geofísica escucharemos con regularidad la terminología de la palabra "campo". Y es que este término es bastante común, por lo que debemos darnos cuenta en qué circunstancias estamos empleándola. Por ejemplo, podremos escuchar términos como Geofísica de Campo, trabajos de campo, campo de la Geofísica, los campos de la Geofísica entre otros. Puede ser que en estas terminologías existan en algunas ocasiones ambigüedades, pero si nos damos cuenta bien y ahondamos en lo que quiere decir, podremos entender que se tratan de terminologías diferentes, con significados diferentes aunque la forma de apreciarlas sean similares. 

Podemos referirnos a la palabra campo en el trabajo y práctica de la Geofísica, cuando la realizamos en el campo, allá afuera de nuestra estación base, donde tomamos las diversas lecturas con equipos, al trabajar en Prospección Eléctrica, Sísmica o Magnética, por citar algunos ejemplos o cuando tomamos datos gravimétricos. Todos los datos recolectados con los diversos equipos geofísicos lo haremos en el campo, en la zona y/o área de estudio.

Al mencionar a la Geofísica de Campo, tratemos de diferenciar el trabajo que se realiza fuera de nuestra estación base (trabajos de campo) y cuando nos referimos al estudio de los campos geofísicos. Al hablar de Geofisica de Campo nos estamos refiriendo al estudio de los campos geofísicos (ya sean magnéticos, gravimétricos, eléctricos, etc.) donde recogemos los datos pertinentes en el campo para trabajarlas luego en laboratorio.

"...las mediciones en estudios geofísicos se realizan en el campo, pero desafortunadamente, muchas también son de campo. La teoría de campo es fundamental para la gravedad, el trabajo magnético y electromagnético, e incluso los flujos de partículas y los frentes de ondas sísmicas se pueden describir en términos de campos de radiación. Algunas veces la ambigüedad no es importante, y algunas veces ambos significados son apropiados (y previstos), pero hay ocasiones en que es necesario hacer distinciones claras. En particular, el término lectura de campo casi siempre se usa para identificar lecturas realizadas en el campo, es decir, no en una estación base..."(1)

Cuando hablamos de campos en la Geofísica, también queremos referirnos a la existencia de campos naturales y campos artificiales. Esto quiere decir, que los campos naturales van a ser aquellos generados de forma natural, como el campo de la gravedad o los campos magnéticos. En cambio los campos artificiales van a ser creados por nosotros, cuando inyectemos corrientes alternas, por ejemplo, para generar campos electromagnéticos.

"...La geofísica es la ciencia que estudia la Tierra desde el punto de vista de la física. Su objeto de estudio abarca todos los fenómenos relacionados con la estructura, condiciones físicas e historia evolutiva de la Tierra. Al ser una disciplina principalmente experimental, usa para su estudio métodos cuantitativos físicos como la física de reflexión y refracción de ondas mecánicas, y una serie de métodos basados en la medida de la gravedad, de campos electromagnéticos, magnéticos o eléctricos y de fenómenos radiactivos. En algunos casos dichos métodos aprovechan campos o fenómenos naturales (gravedad, magnetismo terrestre, mareas, terremotos, tsunamis, etc.) y en otros son inducidos por el hombre (campos eléctricos y fenómenos sísmicos)..."

REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA
(1) FIELD GEOPHYSICS.pdf, Pag.16.

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GEOFÍSICA

Desde hace varios años atrás el hombre siempre trató de imaginar cómo era el interior de nuestro Planeta, pues antes se creía que solo era labor de Dios saber esas cosa, pero siempre la curiosidad del ser humano llegó a límites más allá de lo que se creía, por lo que el hombre trató de idealizar hipótesis e ideas de cómo sería el interior de nuestro planeta.

Idealización del Interior del Planeta.
En la actualidad el hombre ha creado métodos por los cuales se puede estudiar más explícitamente el interior de la Tierra, tal vez no tan exactamente como uno desearía, pero con una cierta aproximación positiva.

Actualmente científicos como geofísicos mediante métodos directos e indirectos, como por ejemplo estudiando las Ondas Sísmicas que cruzan nuestra corteza y manto, los gradientes térmicos de temperatura, la tomografía sísmica, análisis de magma, podemos estudiar con algo más de precisión de qué materiales está formado el interior de nuestro planeta a ciertas profundidades y cuales son sus características propias. 

El método sísmico es una buena herramienta para estudiar este tema. En si el método sísmico, consiste en estudiar los cambios de velocidad de propagación de las ondas sísmicas , ya que éstas varían su velocidad al atravesar diferentes medios de distinta composición física  o cuando tienen un estado de agregación diferente.

Pero también pueden existir otros métodos diferentes para estudiar el interior de nuestro planeta creando modelos geomecánicos dándonos una visión general de lo que podría ser su interior.

Entonces podemos preguntarnos, ¿Cómo podemos estudiar el interior de nuestro planeta?

Anteriormente hemos publicado que con métodos directos e indirectos podemos intentar tener una aproximación de cómo es el interior de la Tierra. Pasamos a explicarte algo más sobre ésto.

* Como métodos directos, podemos estudiar las "inclusiones", los cuales son pequeños fragmentos que aparecen en otras rocas como en los rocas ígneas (granitos) o en las volcánicas (basaltos). ¿Y cómo y dónde podemos encontrar estas inclusiones? 

Las rocas ígneas proceden de la solidificación de un magma. Un magma es una mezcla de roca fundida, agua, gases y fragmentos de roca sólida y se produce por la fusión de roca, generalmente la roca se funde en el manto o en la base de la corteza. Cuando un magma asciende (porque es menos denso que las rocas que están por encima de él, igual que un globo aerostático en el aire) puede arrastrar, o llevar consigo fragmentos de roca de lugares muy profundos. Éstos son las inclusiones, y estudiándolos estás analizando cómo es la geología del interior de la Tierra. (1)

Ahora, al estudiar las rocas magmáticas, se puede conocer gran parte de cómo es la química de las capas más profundas de la Tierra, a ésto lo llamamos Geoquímica, que también la usamos para  estudiar el Interior de la Tierra. (1)


O también tenemos la posibilidad de estudiar el Interior de la Tierra con las llamadas "perforaciones diamantinas" y que se basan en extraer testigos directamente del subsuelo. Recolectamos estos testigos (muestras), los transportamos a un laboratorio y les realizamos la pruebas físicas y químicas. (1) Pero uno de los inconvenientes que tiene este método es la profundidad de la perforación, ya que sólo nos ha permitido excavar poco más de los primeros 12 
km.

* Y como métodos indirectos podemos estudiar los Flujos Térmicos, que no es más que la emisión de calor del Interior de la Tierra y que a la vez puede ser generado por la fricción de las capas de la Tierra, reacciones químicas exotérmicas, desintegraciones de elementos radiactivos, por los cambios de estado de los materiales. (1)

Este calor que emite la Tierra presenta un valor medio pero cuando se mide en diferentes puntos se obtienen valores diferentes. Podemos decir que los valores de flujo de gran temperatura están en las dorsales oceánicas, en los límites de placa que están activas, donde la corteza es más delgada y donde los materiales son más modernos. (1)

Y valores de flujo de baja temperatura están en las fosas oceánicas, en los límites de placa inactivas, donde la corteza es más gruesa y donde los materiales son más antiguos. Por la diferencia de flujo térmico deducimos que el interior de la Tierra no es homogéneo. (1)

También podemos estudiar la fuerza de la gravedad, que no es más que la fuerza con la que se atraen los cuerpos, siendo directamente proporcional a las masas de dichos cuerpos e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a la que se encuentran. 


Cuando medimos la gravedad en diferentes partes del planeta obtenemos diferentes valores, esto indica que el interior de la Tierra es heterogéneo, es decir que está formada por capas de materiales de diferente naturaleza. Existe un valor teórico de la gravedad para todo el planeta, cuando el dato medido no coincide con el teórico se dice que existe una anomalía gravimétrica. Estas anomalías pueden ser:


Anomalías positivas, el valor medido es mayor que el esperado (teórico), esto indica que en ese punto, debajo de la superficie existen materiales con una gran densidad. Y anomalías negativas, donde el valor medido es menor que el esperado (teórico), esto indica que en ese punto, debajo de la superficie existen materiales con una baja densidad.

El estudio de las anomalías gravimétricas permite deducir la existencia de una capa fluída en el interior de la Tierra.


Con el estudio de meteoritos nos permite analizar la composición rocosa de la que está formada este cuerpo, ya que de esta manera su origen es similar al de la Tierra. Esto se basa en que el sistema solar está formado por los mismos materiales, por los que los materiales formadores de nuestro planeta tienen similares características que de los meteoritos.


Interior de la Tierra con Ondas Sísmicas.
Uno de los métodos indirectos que mejores resultados han tenido que los anteriores son los estudios de propagación de ondas sísmicas cuando se producen terremotos.

Las ondas sísmicas (vibraciones producidas por un terremoto) se generan en el epicentro del terremoto y se propagan tanto al exterior como por el interior de la Tierra

El estudio de la velocidad de las ondas y de sus trayectorias han permitido conocer el interior de la Tierra (composición, estado físico y estructura), ya que  el comportamiento de las ondas cambia en función  de las propiedades y naturaleza de las rocas que atraviesan. (2)

Las ondas sísmicas que viajan por el interior terrestre (ondas P y S) sufren desviaciones en sus trayectorias (refracción sísmica). Cada cambio de trayectoria refleja un cambio en la composición o estado de los materiales que atraviesa. Esa zona de cambio entre materiales se denomina discontinuidad. (2) El estudio de las ondas sísmicas nos permitieron estudiar la estructura Interna de la Tierra como su Corteza, Manto y su Núcleo.

Además de utilizar una gran herramienta como lo es la Geofísica Aplicada, que nos permite estudiar de diferentes maneras el interior de nuestro planeta. Dependiendo del método empleado se podrá tener una mayor profundidad de investigación.

Los métodos utilizados por la Geofísica para intentar estudiar el Interior de la Tierra son la Refracción Sísmica, los Sondajes Eléctricos Verticales, Gravimetría, Tomografías Eléctricas o GeoRadar.

De todo ésto aprovechamos para determinar cuál es y cómo es la estructura de la Tierra.


"Cualquier duda, inquietud, pregunta o comentario escríbenos a marvar26@gmail.com"
GEOFISICA

"La Geofísica es la ciencia que se encarga del estudio de la Tierra desde el punto de vista de la  Física. Investiga y analiza el origen de diversos fenómenos naturales como tsunamis, terremotos, erupciones volcánicas, etc. apoyándose de herramientas indirectas para su estudio tomando como base métodos cuantitativos y métodos basados en las medidas de la gravedad, campos magnéticos, electromagnéticos o electricos." - Ciencia y Geofísica

"Los vulcanólogos visitan frecuentemente los volcanes, en especial los que están activos, para observar las erupciones volcánicas, recoger restos volcánicos como la tephra (ceniza o piedra pómez), rocas y muestras de lava." - Wikipedia


Nuestro planeta, como siempre lo hemos mencionado, es un cuerpo dinámico, el cual siempre se mantiene en movimiento, ya sea externo como interno, el material fundido dentro de nuestro planeta con sus movimientos de convección, hacen que las placas tectónicas se desplazen creando fricciones con otras placas tectónicas, creando al mismo tiempo actividad volcánica de diferente tipo y creando diferentes formas de volcanes con diferentes mecanismos eruptivos. La mayoría de ellos siempre estan en actividad.

Esa actividad la que podemos apreciar en diferentes lugares del globo terráqueo, nos da la evidencia física que nuestro planeta se encuentra en constante dinámica, liberando presión y energía de diferentes formas e intensidades.
Lo información básica sobre la que tenemos que tener siempre presente al estudiar volcanes activos es la siguiente:

1. Los volcanes activos son aquellos que pueden entrar en actividad eruptiva en cualquier momento, es decir, permanecen en estado de latencia. Esto ocurre con la mayoría de los volcanes, ocasionalmente entran en actividad y permanecen en reposo la mayor parte del tiempo. El período de actividad eruptiva puede durar desde una hora hasta varios años. (1)

2. Un volcán en actividad puede arrojar a la atmosfera o a la superficie varios tipos de materiales, tales como cenizas, material volcánicos como piedra pomez,  proyectiles volcánicos (fragmentos de roca que se encuentran al interior del volcan), lava, flujos piroclásticos (cuando se produce la erupción), gases como dióxido de azufre entre otros.

3. Los volcanes activos se encuentran constantemente liberando presión y energía, los cuales pueden ser registrados por los sismogramas instalados en los volcanes, los que que se llaman movimientos volcano-tectonicos.

"La Geofísica es la ciencia que se encarga del estudio de la Tierra desde el punto de vista de la Física. Investiga y analiza el origen de diversos fenómenos naturales como tsunamis, terremotos, erupciones volcánicas, etc. apoyándose de herramientas indirectas para su estudio tomando como base métodos cuantitativos y métodos basados en las medidas de la gravedad, campos magnéticos, electromagnéticos o eléctricos." - Ciencia y Geofísica.

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REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

(1) https://es.wikipedia.org/wiki/Volcán#Tipos_de_volcanes_seg.C3.BAn_su_actividad


Bueno, bueno... a ver... cuando ingresé a la universidad a la escuela de Ingeniería Geofísica varias personas me preguntaron esto: "Oye, a ver dime tú, y ¿qué es Geofísica? " , y yo les repondí: "la verdad... uhm... solo me dijeron que nos servía para buscar recursos naturales..." con el tiempo este vago concepto fue evolucionando en mi mente y en mis conocimientos, a tal punto que cuando me volvieron a preguntar respondí: "la geofísica es una ciencia que se encarga de estudiar a la Tierra desde un punto de vista de la fisica", vaya! me respondieron, y ¿que más hace? y respondi con un hueco en mi cabeza: " uhm...". ¿Pero que pasa? No te rías porfavor... te cuento mi experiencia... cuando pasaba el tiempo y ya estuve terminando la universidad varios familiares me preguntaron: "dime, tu que eres geofísico, ¿qué es la geofísica? Y yo respondí:


"Pues déjame decirte que la geofísica es la ciencia que se encarga del estudio de la Tierra desde el punto de vista de la física. Su objeto de estudio abarca todos los fenómenos relacionados con la estructura, condiciones físicas e historia evolutiva de la Tierra. Al ser una disciplina experimental, usa para su estudio métodos cuantitativos físicos como la física de reflexión y refracción de ondas mecánicas, y una serie de métodos basados en la medida de la gravedad, de campos electromagnéticos, magnéticos o eléctricos y de fenómenos radiactivos (prospecciones). En algunos casos dichos métodos aprovechan campos o fenómenos naturales (gravedad, magnetismo terrestre, mareas, terremotos, tsunamis, etc.) y en otros son inducidos por el hombre (campos eléctricos y fenómenos sísmicos).





Después no hubo más preguntas. ; )


Mi estimado colega, amigo o compañero, la géofísica es una gran ciencia y herramienta cuando la ves en todo aspecto. La física nos ayuda a estudiar a la tierra y cuando combinamos estos conocientos nace la geofísica la cual se encuentra en todo lo que observas a tu alrededor, el origen de los vientos, el origen de una gota de agua cuando empieza a llover, cuando tratas de explicarte porque el cielo es azul, porque caen los objetos, como ocurre un sismo, como se producen los tsunamis, las auroras boreales, el campo magnético de la tierra, las propiedades de las rocas, la estabilidad de taludes, la meteorología, la climatología, la gravimetría, las ondas sismicas, las tormentas solares y otros muchos fenómenos muy interesantes de investigar y estudiar.
" Está en nosotros mismos descubrir y estudiarlos. ¡Buena suerte! "


"Si tienes alguna sugerencia, duda o consulta relacionada a nuestros temas en debate o sobre el mismo blog comunícate con nosotros a marvar26@gmail.com. "
GEOFISICA - PERSONAJE GEOFÍSICO

"La Geofísica es la ciencia que se encarga del estudio de la Tierra desde el punto de vista de la Física. Investiga y analiza el origen de diversos fenómenos naturales como tsunamis, terremotos, erupciones volcánicas, etc. apoyándose de herramientas indirectas para su estudio tomando como base métodos cuantitativos y métodos basados en las medidas de la gravedad, campos magnéticos, electromagnéticos o eléctricos." - Ciencia y Geofísica.

"...la corteza continental es uno de los dos tipos de corteza en la Tierra, siendo el otro la corteza oceánica. Los continentes y sus plataformas continentales están compuestos de corteza continental..." - Wikipedia

Alfred Wegener
En la historia de los grandes investigadores sobre las ciencia de la tierra destacan varios personajes que aportaron a la investigación de los diferentes fenómenos naturales que abordan a nuestro planeta en áreas de la sismología, tectonofísica, meteorología o vulcanología, todo dentro del campo de estudio de la geofísica.

Alfred Wegener no escapa a este grupo ilustre de personajes ejemplares que aportaron su conocimiento en las áreas de la meteorología y la tectonofísica hoy en día, ya que con sus antiguas hipótesis sobre la deriva continental siguen dando ecos en la actualidad. Varias personas lo catalogan como uno de los padres de la Geología, gracias a su hipótesis sobre la deriva continental, ya que investigó y analizó los restos fosilizados sobre las cuencas y zonas costeras algunos continentes llegando a la conclusión de que tenían una gran similitud en sus muestras.

Esto lo llevaría a pensar que alguna vez los continentes actuales no se encontraban separados, sino todo lo contrario, se mantenían unidos, pero debido al dinamismo de la Tierra y a las fuertes corrientes de convección fragmentaron el área continental desplazándose y alejándose una de las otras hasta ver la actual forma que tienen nuestros continentes.

Alfred Wegener tuvo esa visión.

Nación en Berlín, Alemania, en 1880, fue meteorólogo y geofísico, donde propuso la teoría de la deriva continental. Se doctoró en Astronomía por la Universidad de Berlín, pero centró su campo de estudio en la geofísica y la meteorología. (1)

La meteorología tenía una vigencia fuerte en esos tiempos, se practicaba matemática pura, y era una de las ramas actuales de la geofísica contemporánea de esos tiempos. Centró sus conocimientos a la Meteorología estudiando la circulación del aire en las zonas polares a través de expediciones a Groenlandia.  



En su apogeo en el estudio de la Geofísica tuvo que abandonarlo un tiempo debido a la Primera Guerra Mundial. Afortunadamente su actividad bélica en el ejército duro poco tiempo, ya que fue herido en combate. Pero gracias a sus conocimientos en Meteorología, en la milicia tuvo que estar viajando por toda Alemania visitando las diferentes estaciones meteorológicas. (1)

Pero su dedicación a la Geofísica, lo llevó a dar cátedras en la Universidad de Graz, en Austria. Claro está enseñando Meteorología.

Pueden visitar su Biografía haciendo clic en Biografía de Alfred Wegener.

Wegener construyó la primera estación meteorológica en Groenlandia, Danmarkshavn. (1)
Algunas cosas que nos dejó Alfred Wegener fueron su libro de Termodinámica de la Atmósfera entre 1909 y 1910, sus primeras ideas públicas sobre la deriva continental, su obra sobre el origen de los continentes y océanos, publicando también alrededor de 20 trabajos meteorológicos y geofísicos. También trabajó en el libro Los climas del pasado geológico.

Algunos reconocimientos que fueron presentados en su honor fueron El Instituto Alfred Wegener de investigación Polar y marina, se le dio a un cráter de impacto en Marte a Wegener y la península Wegener, cerca de Ummannaq en Groenlandia, donde falleció el 2 de Noviembre de 1930.

"La Geofísica es la ciencia que se encarga del estudio de la Tierra desde el punto de vista de la Física. Investiga y analiza el origen de diversos fenómenos naturales como tsunamis, terremotos, erupciones volcánicas, etc. apoyándose de herramientas indirectas para su estudio tomando como base métodos cuantitativos y métodos basados en las medidas de la gravedad, campos magnéticos, electromagnéticos o eléctricos." - Ciencia y Geofísica.

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REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
(1) https://es.wikipedia.org/wiki/Alfred_Wegener



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GEOFÍSICA


(1) La geofísica es la ciencia que se encarga del estudio de la Tierra desde el punto de vista de la física. Su objeto de estudio abarca todos los fenómenos relacionados con la estructura, condiciones físicas e historia evolutiva de la Tierra. Al ser una disciplina principalmente experimental, usa para su estudio métodos cuantitativos físicos como la física de reflexión y refracción de ondas mecánicas, y una serie de métodos basados en la medida de la gravedad, de campos electromagnéticos, magnéticos o eléctricos y de fenómenos radiactivos. En algunos casos dichos métodos aprovechan campos o fenómenos naturales (gravedad, magnetismo terrestre, mareas, terremotos, tsunamis, etc.) y en otros inducidos por el hombre (campos eléctricos y fenómenos sísmicos). 

Efectivamente, siendo la Geofísica una ciencia, como tal se encarga de estudiar varios criterios o variables relacionadas a los fenómenos físicos actuales que suceden en nuestro planeta. Tales variables pueden ser los siguientes: la temperatura de los océanos, el parámetro "b" de los sismos, la ecuación de la onda, ecuaciones de Laplace, etc. Y es que si ponemos atención en el término Geofísica, nos daremos cuenta que es el estudio de la Tierra por medio de la física. Por ello que se utilizan métodos cuantitativos para el estudio de los diferentes fenómenos que se producen diariamente apoyados siempre de equipos de medición que se encargan de recoger datos numéricos los cuales el geofísico debe analizar y darle una interpretación coherente y realista sobre el fenómeno que está estudiando. Se puede considerar a la Geofísica como una ciencia abstracta, ya que todos los fenómenos que suceden en la Tierra están gobernados por las matemáticas y la física las cuales se deben estudiar para comprender cómo y porqué suceden ciertos eventos geofísicos.

Cuando hablamos del objeto de estudio de la Geofísica, nos referimos a todas sus ramas de estudio las cuales son variables y diferentes entre si. Estas ramas de estudio son: la climatología, meteorología, sismología, geotermia, prospección geofísica (eléctrica, sísmica, gravimétrica, magnética, telúrica), tectonofísica, geodesia, volcanología, geotecnia, impacto ambiental, mecánica de rocas, mecánica de suelos, hidrogeología, oceanografía, geomagnetismo, gravimetría, recursos naturales, paleomagnetismo, aeronomía, geofísica espacial entre otras.

Todas estas ramas de la Geofísica nos ayudan a estudiar y comprender las propiedades físicas de nuestro planeta y todos los fenómenos que ocurren, ya que todos éstos tienen su fundamentación física y son gobernados por las matemáticas. Es así, que toda persona que desee estudiar Geofísica debe tener dominio de física y matemáticas, ya que éstas dos ciencias nos ayudarán a estudiar Geofísica. ¿Y porqué decimos que tienen que tener dominio de física y matemáticas? Estas dos ciencias fundamentales nos ayudarán a realizar investigación en geofísica. Puedes visitar nuestro contenido de Geofísica y las Matemáticas

(2) También podemos decir de la Geofísica, que es una parte de la Geología que estudia la estructura y composición de la Tierra y los agentes físicos que la modifican. La Geología usa todos los métodos que emplea la Geofísica, ya que la consideran una herramienta de apoyo para los estudios competentes de la Geología.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
(1) https://es.wikipedia.org/wiki/Geofísica

* Respetamos los derechos de autor. Agradecemos a Hidrogeocorp por la imagen de esta entrada para medio solo informativos.
GEOFISICA

Esquematización de Ondas Gravitacionales
En unas publicaciones anteriores siempre he comentado que nuestro planeta aun existen misterios por resolver y analizar profundamente.  El universo no escapa a ello, ya que si apenas el ser humano puede entender lo que sucede en nuestro planeta, con el universo recién tenemos los conocimientos actuales en su etapa inicial.

El ser humano se ha interesado a mediados del siglo pasado hasta el presente, en el estudio y análisis de las ondas en sus diversas formas (ondas mecánicas, ondas copulares, etc.) y actualmente en las ondas gravitacionales predichas por el científico alemán Albert Einstein hace ya más de 100 años. Hasta hace algunos años atrás los científicos no creían en la existencia de las ondas gravitacionales debido a que no la podían demostrar científicamente y no tenían evidencias físicas reales o registradas de este tipo de ondas

Este contenido está ampliamente divulgado en internet por lo que nuestro blog realizara un análisis y que intentaremos en el futuro investigar si las ondas gravitacionales tienen o no alguna relación con la geofísica actual.

Las ondas gravitacionales no se pueden percibir directamente como lo podemos hacer con las ondas mecánicas que las podemos sentir y visualizar. A diferencias de estas, las ondas gravitacionales las podemos registrar realizando medidas en el espacio-tiempo. ¿Cómo así?

 En forma clásica usando la luz como medio natural para estas mediciones. La luz recorre cierta distancia a una determinada velocidad y cuando existen cambios en el espacio-tiempo la diferencia en la distancia recorrida de la luz nos indicará la presencia de las ondas gravitacionales que pasaron en ese punto.

¿Qué tiene que ver el espacio-tiempo con las ondas gravitacionales?

La generación de las ondas gravitacionales se da en la dimensión del espacio-tiempo, lo que vendría a ser el universo en sí. Esta idea la tenía Albert Einstein al analizar la curvatura del espacio tiempo debido a cuerpos super masivos, es decir, que tienen una masa muy enorme en el universo. La generación de las ondas gravitacionales se da por el movimiento de estos cuerpos super masivos en el universo logrando de esta manera la generación de ondas debido a este movimiento. Una hipótesis para tratar de entender este fenómeno físico es que hay que partir de la idea de la materialización del espacio tiempo.

Imaginemos que el espacio tiempo es como una superficie y que cuando un cuerpo super masivo se encuentra en ella, curva la superficie del espacio tiempo modificando sus propiedades físicas en el entorno del cuerpo super masivo, es así que podríamos dar como hipótesis el origen de la gravedad de los cuerpos que poseen masa, claro está que habría de analizar esta suposición que no está nada lejos de la realidad.

Como los cuerpos se encuentran en movimiento y poseen una gran masa van generando ondas en la dimensión del espacio-tiempo, es así que estas ondas gravitacionales se trasladan por el universo expandiéndola y comprimiéndola por la que algún momento llegan a nuestro planeta sin ninguna percepción física. Probablemente algún tipo de manifestación podría deberse a que tenemos la sensación de que los días presentan un periodo más corto, es decir, percibimos que el tiempo se hace más corto de lo normal, caso contrario a como lo percibíamos hace varios años atrás.

Existe eventualmente un laboratorio que se encarga de realizar medidas de las distancias que recorre la luz para poder registrar la variaciones de las distancias y lograr de esta manera un registro también de la existencia de alguna onda gravitacional que arribó a ese laboratorio.

Particularmente Albert Einstein tenía razón en sus análisis de la relatividad, la presencia de las ondas gravitacionales. Solo faltaría una adecuada forma de estudiarlas y comprenderlas mejor, cuáles podrían ser sus aplicaciones o tal vez analizar la manera en que forma podrían beneficiar al ser humano.

"La Geofísica es la ciencia que se encarga del estudio de la Tierra desde el punto de vista de la Física. Investiga y analiza el origen de diversos fenómenos naturales como tsunamis, terremotos, erupciones volcánicas, etc. apoyándose de herramientas indirectas para su estudio tomando como base métodos cuantitativos y métodos basados en las medidas de la gravedad, campos magnéticos, electromagnéticos o eléctricos." - Ciencia y Geofísica.

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GEOFISICA

La constante actividad interna que tiene nuestro planeta en la actualidad hace posible la creación de volcanes, calderas, conos volcánicos y también super volcanes, cada uno de estas estructuras presentan características representativas que las hacen diferentes unas a otras. Pero uno de estos que pueden causar la extinción de diversas especies y dependiendo de la característica de la  erupción convertir inhabitable una gran región del planeta. 

Caldera volcánica.
Los super volcanes son actualmente en nuestro planeta formas geológicas que hay que tener presente, debido a que son una amenaza latente para la supervivencia del ser humano.

Estos super volcanes, al haber hecho erupción en algún momento en la historia de la Tierra se han quedado en forma de calderas, las cuales unas se encuentran activas y otras dormidas, las cuales con el pasar del tiempo algunas han perdido su forma debido a la erosión y condiciones meteorológicas.


Una de las calderas más famosas y escuchadas es la caldera de Yellowstone, la cual actualmente se encuentra en actividad reportando varios sismos al día. Pero una de las calderassuper volcanes que se han descubierto recientemente en Ecuador, es la caldera de Chalupas, que aun es poco estudiada y que recién estamos investigando y estudiando más en detalle.

Aquí te indicaremos algunos datos que deberías saber sobre esta caldera:

1. La profundidad del magma a lo cual empezó a fundir las rocas para luego dar inicio a su actividad volcánica fue a los 100 km.
2. La profundidad aproximada de la caldera es de unos 400 m - 600 m.
3. El Quilandaña, nombre dado al cono volcánico formado por el enfriamiento del magma con el tiempo, presenta una elevación de 4721 m.
4. El mayor diámetro del área de la Caldera de Chalupas es de aproximadamente 12 km en dirección W-E.
5. La última erupción que tuvo este super volcanes fue hace aproximadamente unos 200000 años.
6. Actualmente la caldera de Chalupas presenta muy poca actividad sísmica, por lo que se le considera un super volcanes dormido.
7. Frente a una posible erupción, el Chalupas expulsaría cenizas cubriendo una extensión de aproximadamente unos 100000 km2.
8. Esta caldera se encuentra ubicada en el valle interandino del Ecuador.
9. Descubierto el 5 de Febrero de 1980 por el Geólogo José Manuel Navarro.
10. Es de origen riolítico. Fue un estratovolcán.
11. Tuvo su ultima actividad volcánica en el pleistoceno.
12. Su cámara magmática se encuentra a 10km de profundidad. .
13. Actualmente presenta una formación de materiales andesíticos y daciticos.

Esta gran caldera se encuentra poco estudiada por lo que los científicos y geofísicos se encuentran en constante monitoreo frente a cualquier eventualidad que pudiera ocurrir en el futuro. En la siguiente imagen podemos visualizar el área de la caldera y un perfil de elevación del volcán Cotopaxi y la caldera.


Caldera Chalupas - http://especiales.elcomercio.com/


En esta animación de Google Maps podemos apreciar el Cerro Quilindana, el cual viene a ser el cono de la caldera que se formó por el magma que se iba enfriando gradualmente con el tiempo. Puedes ampliar la imagen de satélite para mayor detalle. También puedes visitar nuestra sección de volcanes en 3D de nuestro blog para observar otros volcanes.
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"La Geofísica es la ciencia que se encarga del estudio de la Tierra desde el punto de vista de la Física. Investiga y analiza el origen de diversos fenómenos naturales como tsunamis, terremotos, erupciones volcánicas, etc. apoyándose de herramientas indirectas para su estudio tomando como base métodos cuantitativos y métodos basados en las medidas de la gravedad, campos magnéticos, electromagnéticos o eléctricos." - Ciencia y Geofísica.




Tecnología

Nuestros amigos de la NASA nos vuelven a sorprender con sus noticias y novedades, en lo cual en esta oportunidad nos cuentan que han diseñado un pequeño robot para rastrear la superficie lunar y extraer el agua que encuentre.

Es de esta manera que empezamos a laborar brindando esta noticia muy interesante.


RASSOR, robot excavador.
El nombre de este Robot es RASSOR, lo cual pertenecen a las siglas en ingles de Regolith Advanced Surface Systems Operations Robot, lo que traducido al idioma español seria aproximadamente “Sistemas Avanzados de Operaciones en Superficie”, esa sería su traducción aproximada.

Al menos para nuestros amigos de la NASA este robot estaría muy lejos de emprender algún viaje hacia la Luna debido que actualmente solo es un prototipo, lo cual significaría que está en etapa de pruebas en lo que en su trabajo o investigaciones podrían hacerse modificaciones en su estructura o diseño.

Lo que es cierto, es que la NASA lleva mucho tiempo en diseñar y crear robots para poder ser utilizados en la exploración de otros planetas y satélites naturales. Un ejemplo claro es nuestro amigo robot Curiosity, el cual se encuentra actualmente en el Planeta Marte, cumpliendo las funciones por las cuales ha sido diseñado, está más decir que viene cumpliendo muy bien su labor científica. No estaría por más mencionar el término del diseño final de RASSOR para así pueda trabajar en la luna, y quien sabe, en el “Planeta Rojo”, Marte.

Como mencioné, solo se trata por el momento de un prototipo, pero las primeras pruebas de este robot han demostrado a los ingenieros la posible técnica que necesitaría para operar de forma fiable en nuestro satélite natural. Cabe decir, que el diseño de este modelo sería el de una excavadora.

¿Y cuál es la función de RASSOR? La respuesta es que ha sido ideado para recoger fragmentos del suelo lunar y pasarlos a un dispositivo capaz de exprimir el agua o el hielo de la tierra y convertir esos químicos en combustible de cohete y aire respirable para los astronautas que estén trabajando en la luna. Fuente: http://www.abc.es/tecnologia/20130201/abci-robot-nasa-luna-201301311953.html

Pero algunos se hacen la pregunta siguiente: ¿Por qué crear un robot de esta naturaleza? Vasta con tener algo de imaginación. La respuesta a esta interrogante nos la da nuestra amiga Rachel Cox, Ingeniera del Kennedy Space Center, el cual trabaja en el equipo  RASSOR de la NASA.

“…producir agua y combustible del suelo lunar permitiría ahorrar todo el dinero que supone enviar esos suministros desde la Tierra y mucho espacio…”

Totalmente comprensible, imaginemos un momento en el futuro, miles de robots trabajando en la Luna y produciendo agua y combustible, las posibilidades son infinitas. ¿Podríamos pensar en una colonia?

Pero todo siempre tiene su pro y su contra. ¿Qué nos comenta A.J. Nick, ingeniero en el equipo RASSOR?

“…el reto para cualquier robot excavadora que opera fuera de la Tierra es ser lo suficientemente ligero y pequeño como para viajar en un cohete, pero también debe pesar lo bastante para trabajar con una gravedad inferior a nuestro planeta. Cuanto más ligero hagas un robot, más difícil es que pueda excavar bien…”

Pero creo que estas inquietudes los ingenieros de la NASA podrán resolver muy bien y salir airosos de estas cuestiones técnicas que se presentan. Es así, que los mismos que trabajan en RASSOR, han diseñado unos cilindros rotatorios para cavar que giran en direcciones opuestas. Esto le da la suficiente tracción en un extremo mientras permite al otro excavar el suelo. Estos cilindros son quizás la característica más innovadora ya que están montados en extremidades que se mueven y permiten al robot escalar obstáculos.

Entonces ya tenemos solucionado este inconveniente. Pero existen otras cuestiones que se deberían tocar y que nuestros amigos de la NASA no mencionan tanto.

¿Cuál sería la capacidad de este robot?
¿Cuál sería la fuente de energía de funcionamiento de este robot? ¿Sería la tradicional? ¿Con paneles solares?
¿Cuándo estaría el modelo final terminado?

Tal vez no sean las únicas preguntas que nos inquietan con este avance tecnológico. Pero imaginémonos que si lo podemos realizar en la Luna, ¿Porqué no en Marte? Ya que se piensa que su suelo puede albergar grandes cantidades de agua helada. Dejemos pasar un poco el tiempo para conocer más de este robot.

Si deseas saber más de esta información ingresa a la Web de la NASA haciendo clic en el siguiente enlace http://www.nasa.gov/topics/technology/features/RASSOR.html
La información está en inglés la cual ya estaremos traduciéndola para todos ustedes.

Algunas imágenes de este robot.

Robot RASSOR.
Robot RASSOR
Para cualquuier consulta escribenos a marvar26@gmail.com


EL PODER DE LAS REDES NEURONALES CONVOLUCIONALES EN LA GEOFÍSICA



En el campo de la geofísica, donde el análisis e interpretación de datos complejos y de alta dimensionalidad es fundamental, las redes neuronales convolucionales (CNN) están apareciendo como una herramienta poderosa y transformadora. Estas arquitecturas de aprendizaje profundo, inspiradas en el procesamiento visual del cerebro humano, han demostrado un rendimiento excepcional en tareas como el procesamiento de datos sísmicos, la interpretación de imágenes geofísicas y la modelización de reservorios, por citar algunos ejemplos de su aplicación.

FUNDAMENTOS DE LAS REDES NEURONALES CONVOLUCIONALES

Las CNN son un tipo de redes neuronales artificiales especialmente diseñadas para procesar datos en forma de cuadrícula, como imágenes o volúmenes tridimensionales. Su arquitectura consta de múltiples capas convolucionales, capas de submuestreo (pooling) y capas completamente conectadas.

Las capas convolucionales son la piedra angular de las CNN. Estas capas aplican filtros convolucionales a los datos de entrada, capturando características locales y patrones espaciales. Cada filtro convolucional aprende a detectar características específicas, como bordes, curvas o patrones de textura, y produce un mapa de características que resalta las regiones donde se encuentran estas características.

Las capas de submuestreo (pooling) reducen la dimensionalidad de los mapas de características, agregando información espacial y proporcionando invarianza a pequeñas traslaciones o distorsiones. Esto ayuda a las CNN a capturar características más generales y abstractas a medida que se avanza en las capas de la red.

Finalmente, las capas completamente conectadas combinan las características aprendidas en las capas anteriores y realizan la tarea de clasificación, regresión o segmentación deseada.

APLICACIONES EN EL PROCESAMIENTO DE DATOS SÍSMICOS

Una de las aplicaciones más destacadas de las CNN en la geofísica es el procesamiento de datos sísmicos. Estas redes han demostrado un rendimiento sobresaliente en tareas como la eliminación de ruido, la corrección de amortiguación, la migración y la inversión de la forma de onda.

En la eliminación de ruido, las CNN pueden aprender a separar las señales sísmicas útiles del ruido ambiente, instrumental o de otros orígenes. Estas redes pueden capturar patrones complejos de ruido y eliminarlos de manera efectiva, preservando la integridad de las señales de interés.

En la corrección de amortiguación, las CNN pueden compensar los efectos de la pérdida de energía que sufren las ondas sísmicas a medida que se propagan a través de la Tierra. Esto es crucial para obtener imágenes sísmicas de alta calidad y facilitar la interpretación de las estructuras geológicas.

En la migración sísmica, las CNN pueden aprender a predecir directamente las imágenes migradas a partir de los datos sísmicos crudos, evitando los costosos cálculos involucrados en los métodos tradicionales. Esto permite una migración más rápida y precisa, especialmente en entornos geológicos complejos.

Además, las CNN se han utilizado con éxito en la inversión de la forma de onda, el proceso de reconstruir las propiedades físicas del subsuelo a partir de los datos sísmicos. Estas redes pueden aprender a generar modelos de velocidad y densidad del subsuelo de manera más precisa y eficiente que los métodos tradicionales.

INTERPRETACIÓN DE IMÁGENES GEOFÍSICAS

Otra área en la que las CNN están teniendo un impacto significativo es la interpretación de imágenes geofísicas, como imágenes sísmicas, imágenes de gravedad o imágenes magnéticas. Estas redes pueden entrenarse para reconocer y clasificar características geológicas, como fallas, pliegues, horizontes estratigráficos y facies sísmicas.

En la identificación de fallas y horizontes, las CNN pueden aprender a reconocer patrones y características asociadas con estas estructuras geológicas, facilitando su detección automática en nuevos datos. Esto reduce significativamente el tiempo y el esfuerzo requeridos en comparación con los métodos manuales de interpretación.

En la caracterización de facies sísmicas, las CNN pueden clasificar automáticamente los patrones de reflexión en función de sus características de amplitud, frecuencia y continuidad. Esta información es crucial para la evaluación de reservorios y la exploración de hidrocarburos.

Además, las CNN se están utilizando para la segmentación de imágenes geofísicas, donde se asignan etiquetas a cada píxel o vóxel de la imagen según la clase a la que pertenece (por ejemplo, sal, carbonato, arenisca, etc.). Esta segmentación precisa es esencial para la construcción de modelos geológicos detallados y la planificación de operaciones de perforación.

MODELIZACIÓN DE RESERVORIOS

En el campo de la modelización de reservorios, las CNN también están desempeñando un papel cada vez más importante. Estas redes se utilizan para construir modelos de reservorios más precisos y detallados, incorporando una gran cantidad de datos de diferentes fuentes, como registros de pozos, datos sísmicos y mediciones de producción.

Las CNN pueden aprender a capturar la complejidad y la heterogeneidad de los reservorios, generando modelos que representan de manera más realista las propiedades y el comportamiento de los fluidos. Esto conduce a una mejor comprensión de los reservorios y a una toma de decisiones más informada sobre la ubicación de pozos, las tasas de producción y las estrategias de extracción.

CONSIDERACIONES

A pesar de su enorme potencial, la aplicación de las CNN en la geofísica también plantea desafíos y consideraciones muy importantes.

Nuevamente uno de los principales desafíos es la disponibilidad de datos de entrenamiento de alta calidad y etiquetados de manera precisa. En la industria del petróleo y el gas, los conjuntos de datos a menudo son confidenciales y pueden estar sesgados o incompletos. Esto puede dificultar el entrenamiento efectivo de las CNN y afectar su rendimiento.

Muy aparte, la interpretabilidad y la explicabilidad de los modelos de CNN. Muchas de estas redes funcionan como "cajas negras", lo que puede dificultar la comprensión de cómo se llegan a ciertas conclusiones o predicciones. Esto puede generar desconfianza y reticencia en la adopción de estas técnicas por parte de los geofísicos y otros profesionales.

Además, existen preocupaciones sobre la ética y la privacidad en torno a la aplicación de las CNN en la geofísica. Por ejemplo, el uso de datos sísmicos podría plantear problemas de privacidad si se recopilan sin el consentimiento adecuado o se utilizan de manera indebida.