LECTURA ACTIVIDAD INTERNA Y FLUJO DE CALOR: LA

SISMOLOGA; EL MAGNETISMO; EL VULCANISMO

(Basado en Brahic, A., Hoffert, M.,Schaaf, A. y Tardy, M. 1999)

La Tierra es un planeta ordinario. Est sometida a los mismos mecanismos fsicos que otros cuerpos del sistema solar. La aventura espacial y la astronoma moderna nos permite entender la tierra a travs de la planetologa comparada. Se compara el comportamiento de la Tierra con el de otros cuerpos ms grandes o pequeos, ms o menos densos, ms calientes o ms fros, de composicin diferente etc. Ejem. Venus, tamao y densidad ms o menos similar pero gira ms lentamente y no tiene agua lquida en la superficie (meteorologa ms simple); Titn (satlite de Saturno) tiene una atmsfera compuesta, como la de la tierra, esencialmente de nitrgeno, pero es ms fro (rol de la temperatura); los volcanes de Marte son ms grandes, los de Io (satlite de Jpiter) ms activos, los de Tritn (satlite de Neptuno) ms fros.

DIFERENCIACIN. Los planetas y la tierra nacieron hace 4560 MA en el seno de una nebulosa. La Tierra ha evolucionado a partir de un conglomerado de planetesimales. La evolucin de la tierra y los planetas depende de la diferenciacin por calor interno. Inicialmente, el bombardeo intenso que forma un planeta da origen a planetas calientes. Adems la radioactividad natural de los elementos que constituyen el cuerpo en formacin produce calor. El calor disponible es proporcional al volumen del planeta, esto es al cubo del radio, mientras que la prdida de calor a travs de la superficie es proporcional a la superficie, o sea al cuadrado del radio. el calor producido en el interior es mayor que el evacuado en la superficie. En el seno de un planeta inicialmente caliente, las rocas se funden y los elementos ms pesados caen al centro mientras los ms ligeros suben a la superficie (como ocurre con el agua y el aceite). Por este proceso se forman capas. La tierra era ms grande y ms caliente y ha sufrido un proceso de diferenciacin. Esto mismo ha ocurrido a todos los planetas telricos y a la Luna. Los planetas son grandes mquinas trmicas, calientes en el centro y fros en la superficie. Este flujo de calor es el responsable del vulcanismo, los temblores de tierra, las fuentes de aguas termales, los giseres, el calor en los socavones profundos, las fracturas y la tectnica sobre la Tierra.

Qu produce calor interno en un planeta?: El calor interno se produce por el bombardeo primitivo, la contraccin gravitacional, la radioactividad y los efectos de marea. El calor se puede acabar.

Comparacin con una estrella: en una estrella el centro es un plasma y el calor es evacuado por radiaciones producidas por reacciones termonucleares mientras en un planeta el calor no es suficiente para generar reacciones termonucleares, el interior es slido y lquido, el calor se transmite por conveccin y por conduccin.

Composicin elemental de la tierra. La diferenciacin ha conducido a una distribucin heterognea de los elementos en la tierra. En el centro se concentra hierro y niquel, por lo que se le ha denominado NIFE y en la superficie, denominada SIAL, predominan los silicatos de aluminio.

Comparacin de planetas telricos y gigantes. Los planetas gigantes tienen interior esencialmente lquido, los telricos slido con algunas zonas lquidas. Los telricos conservan el calor por largo tiempo.

El interior de la tierra es inaccesible para los humanos. A travs de la planetologa comparada se han podido establecer muchas caractersticas de la tierra. Se han usado otros mtodos para conocer el interior de la tierra : Sismologa, magnetismo, mecnica celeste, geoqumica, mineraloga, geotermia. A travs de estas herramientas se han diferenciado capas en el interior de la tierra.

SISMOLOGA: Es el estudio de los temblores de tierra. Su utilidad es predecir sismos y estudiar las capas terrestres y su dinmica. Las causas de los sismos naturales son la actividad tectnica y volcnica de la tierra, algunos pueden ser inducidos por obras civiles como represas. Los sismos pueden ser superficiales, intermedios o profundos. Se pueden generar sismos artificiales.

Estudio de las ondas ssmicas: las ondas ssmicas se registran a travs de sismgrafos para producir sismogramas. A raz de las pruebas de explosiones nucleares se han estudiado los efectos ssmicos a travs

de redes de sismgrafos. Estos registros han resultado tiles para comprender el interior de la Tierra. Las ondas ssmicas viajan por el interior y por la superficie del planeta variando su velocidad segn los materiales que atraviesan. Hay cuatro tipos de ondas ssmicas que se agrupan en dos grupos: las ondas de cuerpo (que viajan a travs del interior de la Tierra) y las ondas superficiales. Las de cuerpo son las ondas primarias (P; de compresin, que se propagan en todos los medios, incluso el aire ocasionando ruido) y las ondas secundarias (S; de cizalla, no se propagan en medio lquido). Las superficiales o largas son de dos tipos, las ondas de Love y las ondas de Raylleigh. Las ondas de cuerpo se propagan en el interior de la tierra de manera directa o sufriendo reflexin, refraccin o en ondas cnicas. Estos eventos afectan su velocidad de llegada a los puntos de registro. El registro de las ondas P muestra una zona de sombra que pone en evidencia una discontinuidad importante a los 2900 Km de profundidad (inicio del ncleo terrestre). A esta discontinuidad se le ha denominado discontinuidad de Gutemberg. En esa misma relacin angular las ondas S no se registran ms, lo que indica la presencia de un medio lquido (el ncleo externo). Al lmite entre ncleo externo y ncleo interno se le ha denominado discontinuidad de Lehmann. En la superficie se ha detectado una discontinuidad que marca un aumento notable en la velocidad de las ondas S. Es la discontinuidad de Mohorovicich o Moho que separa la corteza terrestre del manto.

Con base en el comportamientop de las ondas ssmicas se ha propuesto que el interior de la tierra est dividido en corteza, manto y ncleo. Estudios de mayor detalle e integracin de toda la informacin ssmica (tomografa) permiten establecer discontinuidades de ms detalle as: litosfera, astenosfera, LVZ (Zona de baja velocidad), manto inferior, ncleo externo y ncleo interno. Ayudado con ensayos sobre material rocoso correspondiente al que se encuentra en el interior de la tierra y sometindolo a altas presiones y T se definen: estructuras olivino, espinela y perovskita.

MAGNETISMO: relacionado con la calidad lquida del ncleo externo pues se cree que los movimientos convectivos generan un efecto dnamo. El campo magntico terrestre funciona como un dipolo en un ngulo de 11 con relacin al eje de rotacin. El campo magntico forma la magnetosfera, cuya forma es la de una esfera peinada por el viento solar. En el lado que da la cara al sol tiene aprox 12 radios terrestres y en la cara opuesta es alargada. En las rocas de la superficie terrestre se registra magnetismo remanente termorremanente o detrtico marcado por el Fe, Ni, Cu, Mn, magnetita y hematita.

Variaciones del campo magntico. En rocas volcnicas recientes se observa un desplazamiento de hasta decenas de grados. Rocas del cuaternario mostraron inversin del campo magntico en todo el mundo. Se han establecido variadas inversiones del campo magntico a travs de la historia de la Tierra. El registro ms completo se ha obtenido de los fondos del Ocano Atlntico cuyas rocas ms antguas datan del Jursico.

VULCANISMO: El fenmeno volcn en el sistema solar es una forma de evacuar calor interno. Se ha visto evidencias en la Tierra, Luna, Marte, Venus y algunos satlites. La actividad volcnica origina relieve.

La aparicin de un volcn no depende ni del relieve ni de la corteza que atraviesa. La forma de los volcanes depende del comportamiento del magma que fluye a travs de l. As, los volcanes de magmas fluidos (de composicin bsica) forman escudos y plateaus, mientras que los volcanes de magmas espesos (de composicin cida) suelen ser cnicos y de tipo explosivo.

Tipos de erupciones: plineana, stromboliana, nubes ardientes, coladas, erupciones freticas. Los crteres de los volcanes se diferencian de los crteres de impacto por la morfologa y la composicin

del material que los rodea.