| name | skill-earth-sciences |
| version | 1.0.0 |
| category | STEM/Ciencias de la Tierra |
| description | Geología, meteorología, oceanografía y climatología — Minerales, rocas, tectónica de placas, vulcanismo, sismología, atmósfera, presión, vientos, nubosidad, precipitaciones, corrientes, mareas, salinidad, ecosistemas marinos, climas de la Tierra, cambio climático y factores climáticos. |
| tags | ["geología","minerales","rocas","tectónica de placas","vulcanismo","sismología","meteorología","atmósfera","presión","vientos","nubosidad","precipitaciones","oceanografía","corrientes","mareas","salinidad","ecosistemas marinos","climatología","cambio climático","factores climáticos"] |
| author | Mastermind STEM |
skill-earth-sciences — Ciencias de la Tierra: Geología, Meteorología, Oceanografía y Climatología
Descripción
Este skill proporciona al agente las capacidades para resolver problemas y explicar conceptos de Geología, Meteorología, Oceanografía y Climatología. Es el skill especializado del ecosistema STEM de Mastermind para el área de ciencias de la Tierra.
Este skill es autocontenido: el agente puede ejecutarlo sin consultar otros documentos. Sin embargo, hace referencia a skills STEM existentes para profundización en temas específicos.
Temas Cubiertos
1. Geología
Minerales
- Definición: sustancia sólida, natural, inorgánica, con composición química definida y estructura cristalina ordenada.
- Propiedades de identificación:
- Estructuras cristalinas: cúbica, hexagonal, tetragonal, ortorrómbica, monoclínica, triclínica.
- Grupo de los silicatos (90% de la corteza): tetraedro SiO₄.
- Tectosilicatos: feldespatos (ortoclasa, plagioclasa), cuarzo.
- Filosilicatos: micas (biotita, moscovita), arcillas.
- Inosilicatos: piroxenos (monoclinos), anfiboles (monoclínicos).
- Nesosilicatos: olivino, granate.
- Ciclosilicatos: berilo, turmalina.
- Sorosilicatos: epidoto.
- Grupo de los no silicatos:
- Carbonatos: calcita (CaCO₃), dolomita (CaMg(CO₃)₂).
- Sulfatos: yeso (CaSO₄·2H₂O), baritina (BaSO₄).
- Sulfuros: pirita (FeS₂), galena (PbS), calcopirita (CuFeS₂).
- Óxidos: hematita (Fe₂O₃), magnetita (Fe₃O₄), corindón (Al₂O₃).
- Elementos nativos: oro, plata, cobre, azufre, diamante (C), grafito (C).
- Haluros: halita (NaCl), fluorita (CaF₂).
Rocas
- Rocas ígneas (formadas por solidificación del magma/lava):
- Por textura:
- Plutónicas (intrusivas): enfriamiento lento → cristales grandes (fanerítica). Ej.: granito, diorita, gabbro.
- Volcánicas (extrusivas): enfriamiento rápido → cristales pequeños o vítreas (afanítica). Ej.: andesita, basalto, riolita, obsidiana, pómez.
- Hipabieta: enfriamiento intermedio (diques, sills). Ej.: diabasa, porfido.
- Por composición:
- Ácidas (félsicas): ricas en SiO₂ (>65%), claras (K-feldespato, cuarzo, biotita). Ej.: granito, riolita.
- Intermedias: SiO₂ 52-65%. Ej.: diorita, andesita.
- Básicas (máficas): SiO₂ 45-52%, oscuras (piroxeno, olivino, plagioclasa cálcica). Ej.: gabbro, basalto.
- Ultramáficas: SiO₂ <45%, muy oscuras (olivino, piroxeno). Ej.: peridotita (manto).
- Clasificación IAT (tabla de textura vs composición):
| Textura | Ácida | Intermedia | Básica | Ultrabásica |
|---|
| Plutónica | Granito | Diorita | Gabbro | Peridotita |
| Volcánica | Riolita | Andesita | Basalto | Komatiita |
| Grado | Roca madre | Roca resultante | Minerales índice |
|---|
| Bajo | Pizarrilla | Pizarra | Clorita, biotita |
| Medio | Pizarra | Esquistos | Granate, mica |
| Alto | Esquisto | Gneis | Feldespato, cuarzo bandeados |
Tectónica de Placas
- Teoría: la litosfera (corteza + manto superior rígido) está fragmentada en placas que se mueven sobre la astenósfera (manto dúctil).
- Límites de placas:
- Divergente (constructivo): placas se separan.
- Dorsales oceánicas: magma asciende, forma nueva corteza oceánica. Ej.: dorsal Mesoatlántica.
- Rift continental: extensión continental. Ej.: rift africano.
- Estructuras: valles de rift, volcanismo basáltico, sismicidad superficial.
- Convergente (destructor): placas se acercan.
- Oceánica-Continental: la oceánica (más densa) subduce bajo la continental.
- Fosa oceánica, arco volcánico continental, terremotos profundos.
- Ej.: placa de Nazca y Sudamérica (Andes).
- Oceánica-Oceánica: la más densa subduce.
- Fosa, arco volcánico insular.
- Ej.: placa del Pacífico y placa de Filipinas (Japón).
- Continental-Continental: colisión, no hay subducción (ambas poco densas).
- Cadenas montañosas, metamorfismo regional, terremotos profundos.
- Ej.: placa India y Eurasia (Himalaya).
- Transform (conservativo): placas se deslizan lateralmente.
- Fallas transformantes, sismicidad superficial.
- Ej.: falla de San Andrés (Pacífica y Norteamericana).
- Zonas de subducción:
- Zona de Wadati-Benioff: plano de slab subducido, sismicidad hasta ~700 km.
- Arco magmático: el agua liberada del slab reduce el punto de fusión del manto.
- Mantos de subducción: sedimentarios arrastrados, ofiolitas.
Vulcanismo
- Tipos de erupción:
- Hawaiano: lava basáltica fluida, baja viscosidad, baja gas. Flujos de lava, fuentes de lava. Ej.: Kilauea.
- Estromboliano: explosiones moderadas, bombas volcánicas, conos de escorias. Ej.: Estromboli.
- Vulcaniano: explosiones violentas, columnas de ceniza, nubes piroclásticas. Lava andesítica. Ej.: Vulcano, Monte Pelée.
- Pliniano: explosiones extremadamente violentas, columnas estratosféricas, ignimbritas, calderas. Lava riolítica/andesítica. Ej.: Vesubio (79 d.C.), Monte Santa Helena (1980).
- Submarino: en dorsales o puntos calientes, forma chimeneas hidrotermales.
- Construcciones volcánicas:
- Volcán escudo: basáltico, flanco suave, amplio. Ej.: Mauna Loa.
- Volcán estratovolcán (composite): andesítico, capas alternas de lava y piroclastos, flanco empinado. Ej.: Vesubio, Fuji.
- Cono de ceniza: pequeño, piroclastos sueltos.
- Caldera: colapso tras vaciado de cámara magmática.
- Domo de lava: lava muy viscosa, no fluye.
- Productos volcánicos:
- Lava: pāhoehoe (lisa), aa (áspera), bloque (fragmentada).
- Piroclastos: ceniza (<2 mm), lapilli (2-64 mm), bombas (>64 mm).
- Gases: H₂O (70-90%), CO₂, SO₂, H₂S, HCl, HF.
- Flujo piroclástico: mezcla de gas, ceniza y fragmentos a alta velocidad (>100 km/h). Extremadamente peligroso.
- Lahar: flujo de lodo volcánico (ceniza + agua).
- Puntos calientes (hotspots): plumas del manto profundo, crean cadenas volcánicas. Ej.: Hawái, Islas Galápagos, Yellowstone.
Sismología
- Terremoto: liberación brusca de energía acumulada por deformación elástica (teoría del rebote elástico, Reid 1910).
- Foco (hipocentro): punto de origen del sismo en profundidad.
- Épicoentro: punto en superficie sobre el foco.
- Ondas sísmicas:
- Body waves (internas):
- P (primarias): compresionales, longitudinales, viajan por sólidos y líquidos. Más rápidas (6-8 km/s).
- S (secundarias): de cizalla, transversales, solo sólidos. Más lentas (3.5-4.5 km/s).
- Surface waves (superficiales):
- Ondas Love: movimiento horizontal perpendicular a la dirección de propagación.
- Ondas Rayleigh: movimiento elíptico (como olas del mar).
- Las ondas superficiales causan más daño pero viajan más lento.
- Magnitud vs Intensidad:
- Magnitud (escala de Richter/Mw): energía liberada, escala logarítmica. Un aumento de 1 unidad = 32× más energía.
- Intensidad (escala de Mercalli modificada): efectos observados en superficie (I-XII). Depende de distancia, geología, construcción.
- Sismógrafo: instrumento que registra ondas sísmicas.
- Localización del epicentro: triangulación con al menos 3 estaciones sismográficas (diferencia de tiempos S-P).
- Zonas sísmicas:
- Cinturón de fuego del Pacífico: ~80% de los sismos mundiales.
- Dorsales oceánicas: sismos superficiales.
- Zonas de colisión continental: sismos profundos.
- Tsunamis: generados por sismos submarinos, deslizamientos, erupciones volcánicas. Velocidad en mar profundo: v = √(g·d).
2. Meteorología
Atmósfera
- Composición: N₂ (78.08%), O₂ (20.95%), Ar (0.93%), CO₂ (~0.041%), gases traza, vapor de agua (0-4%).
- Capas atmosféricas (por temperatura):
- Tropósfera (0-12 km): temperatura disminuye con la altura (~6.5°C/km = gradiente térmico vertical). Aquí ocurren los fenómenos meteorológicos.
- Estratósfera (12-50 km): temperatura aumenta (capa de ozono absorbe UV). Inversión térmica.
- Mesósfera (50-85 km): temperatura disminuye (capa más fría, -90°C).
- Termósfera (85-600 km): temperatura aumenta (>1000°C, pero muy baja densidad). Auroras.
- Exósfera (>600 km): transición al espacio.
- Tropopausa: límite tropósfera/estratósfera.
- Capa de ozono (O₃): en estratósfera, absorbe radiación UV-B y UV-C. Agotamiento por CFC.
Presión atmosférica
- Definición: peso de la columna de aire sobre un punto.
- Unidades: hPa (hectopascal), mb (milibar), atm, mmHg. 1 atm = 1013.25 hPa = 760 mmHg.
- Presión media al nivel del mar: 1013.25 hPa.
- Variación con la altitud: disminuye exponencialmente (~1 hPa cada 8 m a nivel del mar).
- Isobaras: líneas de igual presión en mapas meteorológicos.
- Sistemas de presión:
- Anticiclón (alta presión, A): aire descendente, tiempo estable, cielos despejados. Rotación horaria (HN) / antihoraria (HS).
- Borra (baja presión, B): aire ascendente, formación de nubes y precipitaciones. Rotación antihoraria (HN) / horaria (HS).
Vientos
- Causa: diferencias de presión (fuerza del gradiente de presión). El aire fluye de alta a baja presión.
- Fuerza de Coriolis: desvía vientos hacia la derecha (HN) o izquierda (HS) por rotación terrestre. No actúa en el ecuador.
- Viento geostrófico: equilibrio entre fuerza del gradiente y Coriolis (flujo paralelo a isobaras, en altura).
- Viento ciclónico/anticiclónico: curvatura de isobaras añade fuerza centrípeta.
- Fricción superficial: desvía vientos hacia baja presión (~30°), reduce velocidad.
- Circulación general:
- Celdas de Hadley (0-30°): aire cálido asciende en ecuador (baja presión intertropical), desciende en 30° (altas subtropicales).
- Celdas de Ferrel (30-60°): circulación indirecta, impulsada por las otras celdas.
- Celdas polares (60-90°): aire frío desciende en polos, fluye hacia el ecuador.
- Vientos predominantes:
- Alisios: de los anticiclones subtropicales hacia el ecuador (NE en HN, SE en HS).
- Vientos del oeste (westerlies): de 30° a 60° (del suroeste en HN).
- Vientos polares: de los polos hacia 60° (NE en HN).
- Frente polar: zona de encuentro entre vientos del oeste y polares (~60°).
- Vientos locales:
- Brisa marina: de día, mar→tierra (tierra se calienta más). De noche: tierra→mar.
