GEOFÍSICA

GEOFÍSICA

Grado en Ingeniería Geomática y Topografía

1. Datos de la asignatura

(Fecha última modificación: 21-07-17 21:53)
Código
106019
Plan
ECTS
3.00
Carácter
OBLIGATORIA
Curso
2
Periodicidad
Segundo Semestre
Área
GEODINÁMICA EXTERNA
Departamento
Geología
Plataforma Virtual

Campus Virtual de la Universidad de Salamanca

Datos del profesorado

Profesor
Pablo-Gabriel Silva Barroso
Grupo/s
1
Departamento
Geología
Área
Geodinámica Externa
Centro
E. Politécnica Superior de Ávila
Despacho
101; Edificio de la Facultad de Ciencias, E1524
Horario de tutorías

Por determinar

URL Web
http://moodle.usal.es
E-mail
pgsilva@usal.es
Teléfono
920353500 Ext. 3777

2. Sentido de la materia en el plan de estudios

Bloque formativo al que pertenece la materia.

Geodesia física, espacial y geofísica

Papel de la asignatura.

Conocimientos y aplicación de los métodos y técnicas propios de la física de la Tierra Sólida y campos geofísicos que esta genera: Estructura y Composición de la Tierra; Gravimetría (Campo Gravitatorio Terrestre, Geoide y sistemas de altitudes); Sismología e Ingeniería Sísmica; Geomagnetismo; Nociones básicas de prospección geofísica.

3. Recomendaciones previas

Fundamentos de la materia de Cartografía

4. Objetivo de la asignatura

Esta asignatura pretende que el alumno alcance los siguientes conocimientos y técnicas de representación geológicas: (1) Conocer la estructura y composición interna del cuerpo planetario terrestre, los métodos en que se basa su estudio, la dinámica física del interior terrestre y los campos geofísicos y de desplazamientos (Tectonofísica) que dan lugar. (2) Adquirir nociones básicas de Gravimetría respecto al Campo Gravitatorio Terrestre, Sistemas Geodésicos de Referencia, Geoide y Sistemas de Altitudes, Anomalías gravimétricas y prospección gravimétrica. (3) Adquirir nociones básicas sobre propagación de ondas sísmicas, generación de terremotos, ingeniería sismológica, interpretación de registros y prospección sísmica. (4) Nociones básicas sobre geomagnetismo (elementos del Campo magnético terrestre y variaciones del mismo). (5) Nociones básicas, interpretación y análisis de registros geofísicos. (6) Nociones básicas, representación y análisis de cartografías geofísicas.

5. Contenidos

Teoría.

Los contenidos genéricos de la asignatura son los siguientes:

- Estructura, Composición y Dinámica de La Tierra (Tectonofísica).

- Sismología e Ingeniería Sísmica.

- Gravimetría (Geodesia física).

- Geomagnetismo.

CONTENIDOS TEÓRICOS

Los Contenidos teóricos se dividen en los cuatro bloques temáticos que se describen en los contenidos genéricos. Cada bloque temático se encuentra subdividido en temas específicos dedicados al estudio y análisis de los diferentes procesos y elementos geofísicos. No todos ellos tienen el mismo peso docente, así el mayor peso de la asignatura recaerá en el tercer bloque temático dedicado a la Gravimetría, que es la rama más fundamental de la geofísica en la formación de un Ingeniero en Geomática y Topografía. Dentro de este bloque temático los estudios de geodesia física son los que nos permiten establecer las superficies de referencia altimétricas y planimétricas con las que nosotros hemos de trabajar. Diversos aspectos de la Sismolo­gía y Tectonofísica nos ayudan a comprender que, a gran escala, la superficie de la Tierra que nosotros tenemos que cartografiar es dinámica. La Tectonofísica nos ayuda a comprender las pautas de los lentos movimientos de las placas tectónicas que inducen el pequeño, pero constante, cambio de coordenadas geográficas a que se encuentran sometidos todos los puntos de la superficie terrestre. Distintos aspectos de la Sismología, nos ayudarán a comprender como, y por qué, se producen cambios súbitos en la topografía de una zona durante y después de un terremoto, así como su distribución tanto en el tiempo como en el espacio. Por último el Geomagnetismo estudia el otro sistema de referencia que aparece reflejado en la mayor parte de las cartografías. En este caso, el campo magnético terrestre es variable y el estudio de tales variaciones servirá para poder situar u orientar los accidentes del terreno o construccio­nes humanas que se representan en las cartografías a lo largo del tiempo.

TEMA 01.- INTRODUCCIÓN A LA GEOFÍSICA: La Física de la Tierra Sólida; La Geofísica en estudios de Temática y Topografía; Introducción a la Gravimetría, Tectonofísica, Sismología y Geomagnetismo.

TEMA 02.- ESTRUCTURA, COMPOSICIÓN Y DINÁMICA DE LA TIERRA : La Estructura sísmica de la Tierra ; Estructura Composicional (unidades geoquímicas) ;  Dinámica y Reología del interior terrestre ; Continentes y Océanos ; La Tectónica de Placas ; Límites Divergentes ; Límites Convergentes ; Límites Transcurrentes ; Energía y Sistemas de Fuerzas en la Dinámica Litosférica. Velocidad de desplazamiento de las Placas litosféricas 

TEMA 03.- SISMOLOGÍA: ONDAS SÍSMICAS: Ondas y medios elásticos. Parámetros de Lamé y Ecuaciones de Ondas. Tipos de Ondas sísmicas. Ondas internas; Factores en la Propagación de ondas internas en medios elásticos. Ondas superficiales; Velocidad de propagación, Dispersión y atenuación de las ondas superficiales; El Registro de las Ondas sísmicas: Sismógrafos y Sismogramas.

TEMA 04.- SISMOLOGIA DE LA CORTEZA TERRESTRE: PROPAGACIÓN DE ONDAS SÍSMICAS EN CAPAS PLANAS: Reflexión y Refracción de ondas sísmicas: El concepto de Rayo sísmico; Trayectorias y tiempos de llegada; Curvas dromocrónicas en capas planas ; Ondas corticales : Sismogramas y Dromocrónicas reducidas para un modelo simplificado de Corteza Continental. Establecimiento de Modelos corticales. Relación entre el Parámetro del rayo sísmico con las curvas dromocrónicas. Calculo de ángulos de incidencia.

TEMA 05.- SISMOLOGÍA INTERNA: PROPAGACIÓN DE ONDAS SÍSMICAS EN MEDIOS ESFÉRICOS: Ecuación del Rayo sísmico en medios esféricos; Relación entre el parámetro del rayo sísmico y la Curva dromocrónica. Ley de Benndroff.  Problema de La inversión. El método de Hergolzt-Wiechert. Fases de ondas sísmicas internas (Fases Regionales y Telesísmicas); Propagación de ondas superficiales y oscilaciones libres de la Tierra.

TEMA 06.- CARACTERÍSTICAS Y PARÁMETROS FOCALES DE LOS TERREMOTOS: El origen de los Terremotos y la Teoría del Rebote elástico; Parámetros focales; Parámetros de Localización; Parámetros de Tamaño. La Escala Ritcher de Magnitudes; Momento sísmico; La Escala Momento-magnitud. Patrones de radiación de ondas y mecanismo focales de terremotos. Geología del Entorno del foco sísmico (series sísmicas).

TEMA 07.- MOVIMIENTO Y RUPTURAS DEL TERRENO DURANTE LOS TERREMOTOS : La Fuerza destructiva de los terremotos (Escalas de Intensidades) ;Las Escalas MSK, EMS y ESI; Distribución de intensidades y Mapas de Isosístas ; El Movimiento del suelo durante los terremotos (Aceleración horizontal del Terreno); Espectros elásticos de respuesta; La Norma Sismoresistente Española NCS-02 y actualizaciones posteriores ; Desplazamientos superficiales cosísmicos ; Efectos secundarios de las sacudidas sísmicas ; El concepto de Falla activa y Falla Capaz y su aplicación a la ingeniería. Peligrosidad y Riesgo Sísmico.

TEMA 08.- EL CAMPO GRAVITATORIO TERRESTRE: La Gravedad Newtoniana y el concepto de Campo gravitatorio; La Gravedad Relativista y la geometría del campo gravitatorio terrestre; Las figuras geométricas de la Tierra; La Figura gravimétrica de la Tierra: El Geoide; La medida de la Gravedad (Gravímetros).

TEMA 09.- EL ESFEROIDE: APROXIMACIÓN DE ORDEN CERO (U0) A LA FIGURA DE LA TIERRA: Potencial gravitatorio y aceleración de la gravedad; El Campo gravitatorio generado por una Tierra esférica en rotación. El Achatamiento de la figura de la Tierra. Ecuación de Laplace y Armónicos esféricos.  Desarrollo del Potencial Gravitatorio y la forma de la Tierra.

TEMA 10.- EL ELIPSOIDE DE REVOLUCIÓN: APROXIMACIÓN DE PRIMER ORDEN (U1) A LA FIGURA DE LA TIERRA: Aproximación de 1er orden e interpretación de los Coeficientes de desarrollo Pn y Jn; Momento de Inercia y Factor de Forma Dinámica; El Elipsoide de revolución; Aceleración de la gravedad referente a un elipsoide en aprox. De 1er orden. Fórmula de la Gravedad Normal; Fórmula Binómica de la Gravedad; Fórmulas de Clairaut y Achatamiento gravimétrico.

TEMA 11.- SISTEMAS GEODÉSICOS DE REFERENCIA (SGR y WGS): APROXIMACIONES DE SEGUNDO ORDEN (U2) A LA FIGURA DE LA TIERRA: Latitud geodésica; La Fórmula de Helmert (1901); El Elipsoide de Hayford (1930) y la Fórmula Internacional de la Gravedad. Los SGR 1967 y 1980; El WGS-84. La Gravedad Somigliana y la Formula de la Gravedad del WGS-84.  Los SGR y WGS como sistemas planimétricos de referencia básicos.

TEMA 12.- EL GEOIDE Y EL CONCEPTO DE ALTITUD: El Concepto de Altitud y su relación con las superficies equipotenciales del Campo gravitatorio; Líneas de Nivelación y determinación teórica de la Altitud; La Cota Geopotencial; Sistemas de Altitudes (Dinámica, Normal y Ortométrica).

TEMA 13.- ANOMALIAS GRAVIMETRICAS : El Concepto de Anomalía en geofísica y su significado en gravimetría ; Reducciones Gravimétricas ; Corrección de Aire Libre (Faye) ; Corrección de Lámina de Bouguer ; Corrección Topográfica ; Mareas terrestres y correcciones mareales; Anomalías residuales y prospección gravimétrica ; Anomalías generadas por cuerpos esféricos y cilíndricos enterrados (contrastes de densidades).

TEMA 14.- ANOMALIAS REGIONALES E ISOSTASIA: El Concepto de Isostasia; La hipótesis de Airy-Heiskannen; La hipótesis de Pratt-Hayford; Correcciones isostáticas; Anomalías regionales y estructura de la Corteza; Movimientos verticales de la Corteza Terrestre; Flexura de la Litosfera y génesis del relieve. Variaciones relativas del nivel del Mar.

TEMA 15.- EL CAMPO MAGNETICO INTERNO DE LA TIERRA: Las componentes del Campo magnético; Reducción de medidas magnéticas; Campo magnético de un Dipolo y el Dipolo Terrestre; Coordenadas Geomagnéticas; Isolineas y Cartografía magnética. Campo Magnético internacional de referencia (IGRF-1995). Medida de elementos magnéticos.

TEMA 16.- VARIACIONES DEL CAMPO MAGNÉTICO TERRESTRE: Las variaciones seculares; Origen del Campo magnético; El modelo de Geodinámo autoinducida del Núcleo Terrestre. Inversiones espontáneas del Campo magnético terrestre. Paleomagnetismo. Polos virtuales geomagnéticos. Migración de los polos y de los continentes.

Práctica.

CONTENIDOS DE PRÁCTICAS

Las prácticas de la asignatura constan de varias actividades, de realización y entrega obligatoria para poder superar la asignatura en primera convocatoria. Cada bloque de prácticas dispone de un guion y/o cuadernos de prácticas correspondientes que pueden bajarse desde el sitio web de la asignatura en Studium. Las prácticas estarán dirigidas principalmente a la interpretación y representación gráfica de variables geofísicas. Lectura, interpretación y análisis de registros geofísicos. Lectura representación y análisis de cartografías y cortes o secciones geofísicas de interés.

6. Competencias a adquirir

7. Metodologías

El programa de la asignatura ha sido diseñado teniendo en cuenta que los alumnos deben de poseer un mínimo de conocimientos básicos de física básica y geología, como son los que se imparten en el primer año de grado y asignaturas generales de educación secundaria. No obstante, algunos de los aspectos físicos básicos serán recordados brevemente (de forma introductoria) a lo largo del temario.

Los contenidos teóricos se impartirán bajo el formato estándar de clases magistrales. Se dedicaran a la explicación de los conceptos más relevantes, utilizando para ello todo el material gráfico y técnicas de exposición disponibles en cada momento, y para cada uno de los aspectos a tratar. Se pretende, valorar positivamente la participación de los alumnos mediante el planteamiento de cuestiones y la resolución de dudas a lo largo de las clases. También se contempla la enseñanza basada en proyectos de aprendizaje, mediante la realización por parte de los alumnos de breves exposiciones públicas de temas directa o indirectamente relacionados con los contenidos de la asignatura o casos de estudio singulares o de actualidad en esta rama del conocimiento.

Los contenidos prácticos se dividirán en tres bloques bien diferenciados (Sismología, Gravimetría y Geomagnetismo) que se Irán desarrollando a lo largo de la asignatura para lo que se dispone de un cuaderno de prácticas y sus los correspondientes guiones explicativos.

8. Previsión de Técnicas (Estrategias) Docentes

9. Recursos

Libros de consulta para el alumno.

ANGUITA, F y MORENO, F. Geología. Procesos internos. Ed. Rueda. Madrid, 1991.

HERRAÍZ, M. Conceptos básicos de Sismología para ingenieros. Universidad Nacional de Ingeniería de Perú. CISMID, 1997.

LOWRIE, W. Fundamentals of Geophysics. Cambridge University Press, Cambridge (UK), 2000

MIGUEL, L de. Geomagnetismo. Instituto Geográfico Nacional. Madrid, 1980.

PAYO,  G.  Introducción  al  análisis  de  Sismogramas.  Instituto  Geográfico  Nacional. Monografías 3., 1986.

UDIAS, A y MEZCUA, J. Fundamentos de Geofísica. Alianza Editorial Textos, Madrid, 1997.

Otras referencias bibliográficas, electrónicas o cualquier otro tipo de recurso.

BOLT, B.A. Earthquakes. Renewed and expanded 3rd Edition. Ed. Freeman & Co., New York (USA), 2003.

KELLER, E.A. y PINTER, N. Active Tectonics : Earthquakes, Uplift and landscape. Prentice Hall, New Jersey (USA), 1996.

SCHOLZ, C.H. The Mechanics of Earthquakes and Faulting 2nd Edition. Cambridge University, Press, Cambridge (UK), 2002.

PÁGINAS WEB DE INTERÉS.

NIMA, Department of Defense World Geodetic System 1984: Its definition and relationships with local Geodetic Systems. Technical Report of National Imagery and Mapping Agency NIMA TR8350.2 Third Edition, St. Louis (EEUU), 1997. informe completo en formato pdf en: http://www.nima.mil

WHAR, J. Geodesy and Gravity. Department of Geophysics, Colorado School of Mines. Samizdat Press publications, Colorado (EEUU). Disponible en formato pdf en: http://www.samizdat.mines.edu  http://www.fomento.es/MFOM/LANG_CASTELLANO/DIRECCIONES_GENERALES/INSTITUTO_GEOGRAFICO/ 

PÁGINA WEB INSTITUTO GEOGRÁFICO NACIONAL (IGN): Información sísmica, gravimétrica y geomagnética de la Península Ibérica, Baleares y Canarias. 

http://www.fomento.es/MFOM/LANG_CASTELLANO/DIRECCIONES_GENERALES/INSTITUTO_GEOGRAFICO/

10. Evaluación

Consideraciones generales.

Los conocimientos y destrezas obtenidas en teoría y prácticas tendrán el mismo peso docente en la evaluación de los conocimientos y destreza en las técnicas de representación alcanzadas a lo largo del curso. Se exigirá la entrega del cuaderno de prácticas como requisito fundamental para superar la asignatura por curso.  En las prácticas el alumno tiene que demostrar la destreza en las técnicas de interpretación, análisis y representación de cartografías y registros geofísicos. El trabajo realizado durante el curso (expresado en el cuaderno de prácticas) representará 1/3 de la nota de prácticas. La evaluación de la parte teórica, tendrá lugar mediante una prueba escrita, en la que se desarrollará un test básico auto-eliminatorio, así como distintas cuestiones acerca de desarrollo, relación e interpretación gráfica de conceptos. 1/3 de la nota teórica corresponderá a los trabajos, seminarios y presentaciones de los mismos que se desarrollen durante las clases teóricas.

11. Organización docente semanal