Estructura y Composición de la Tierra

• CURSO: GEOLOGIA.

• DOCENTE: Ing. JUAN MANUEL IPANAQUE

ROÑA

• CIP: 66303.

2013

• UNIVERSIDAD NACIONAL JOSE FAUSTINO

SANCHEZ CARRION FACULTAD DE INGENIERIA

INDUSTRIAL Y SISTEMAS

• EAP. INGENIERIA CIVIL

• Definición: La Tierra es el tercer planeta mas

cercano al Sol, a una distancia alrededor de 150 millones de

kilómetros

• El quinto más grande de todos los planetas del Sistema Solar

y el más denso de todos, respecto a su tamaño.

• Y se sabe que mantiene vida

• Se conoce como mundo o planeta azul

INTRODUCCIÓN

• Desde la perspectiva que tenemos en la Tierra, nuestro planeta parece ser grande y fuerte con un océano de aire interminable.

• La atmósfera de la Tierra nos protege de meteoritos, la mayoría de los cuales se desintegran antes de que puedan llegar a la superficie.

El Interior de la Tierra

• La sismología, se ha convertido en el principal método empleado en el estudio del interior de la Tierra.

• Seismos es una palabra de origen griego que significa choque; similar a terremoto, agitamiento o movimiento violento.

• En la Tierra la sismología se encarga del estudio de las vibraciones que se producen durante los terremotos, los impactos de meteoritos etc...

Movimiento de la TIERRA

• Al igual que todo el Sistema

Solar, la Tierra se mueve por el

espacio a razón de unos 20,1

km/s o 72,360 km/h hacia la

constelación de Hércules.

• La Tierra y su satélite, la Luna,

también giran juntas en una

órbita elíptica alrededor del Sol.

• La Tierra gira sobre su eje una

vez cada 23 horas, 56 minutos,

4,1 segundos.

ORIGEN Y CARACTERISTICAS DE LA

TIERRA

• La Tierra es el tercer planeta del Sistema Solar. Esta situación orbital y

• sus características de masa la convierten en un planeta privilegiado, con una temperatura media de unos 15º C, agua en forma líquida y una atmósfera densa con oxígeno, condiciones imprescindibles para el desarrollo de la vida.

• Hace unos 4.600 millones de años la corteza de la Tierra comenzó a consolidarse y las erupciones de los volcanes empezaron a formar la atmósfera, el vapor de agua y los océanos.

• El progresivo enfriamiento del agua y de la atmósfera permitió el nacimiento de la vida, iniciada en el mar.

Características geológicas

El 71% de la superficie de la Tierra está cubierta por agua.

La Tierra es el único de los cuerpos del Sistema Solar que presenta una tectónica de

placas activa; Esto, unido a la erosión y la actividad biológica cambia el paisaje,

ha hecho que la superficie de la Tierra cambie o se renueve constantemente,

eliminando por ejemplo, casi todos los restos de cráteres que podemos encontrar en

otros cuerpos rocosos del sistema solar, como en la Luna.

Uno de los aspectos particulares que presenta la Tierra es su capacidad de

homeostasis, que le permite recuperarse de cataclismos a mediano plazo, incluso

también de las consecuencias de la actividad humana.

Formas de la Tierra

Interpretaciones Históricas:

La civilización griega: La tierra era de forma de disco plano, los Pitagóricos y

Platón sostenían que era una esfera perfecta.

Eratóstenes hace la primera medición conocida de la circunferencia terrestre, muy

aproximada a la realidad .

Siglo XIX se cuestiona el esferoide terrestre para con Gauss y Helmert establecerse

que la Tierra es un geoide, es decir un esferoide algo irregular.

LA FORMACIÓN DEL RELIEVE DE LA TIERRA

• El relieve actual

de la Tierra es el

resultado de un

largo proceso.

• Según la teoría de

la tectónica de

placas: la litosfera

está dividida en

diversas placas

tectónicas que se

desplazan

lentamente, lo que

provoca que la

superficie terrestre

esté en continuo

cambio, teoría de

la deriva

continental.

LA REPRESENTACIÓN DE LATIERRA

• El globo terráqueo es la manera más exacta de representar la Tierra .

• Por esta razón los cartógrafos utilizan distintos sistemas matemáticos denominados proyecciones, que son redes de meridianos y paralelos dibujadas sobre una superficie plana para intentar trasladar una realidad esférica a una superficie plana, el mapa.

La atmósfera de la Tierra

• La capa exterior de la Tierra es gaseosa, de composición y densidad muy distintas de las capas sólidas y líquidas que tiene debajo.

• Pero es la zona en la que se desarrolla la vida y,

• Además, tiene una importancia trascendental en los procesos de erosión que son los que han formado el paisaje actual

Partes de la atmósfera

• Troposfera: hasta los 16 km

• Estratosfera: desde los 16

hasta los 50 km

• Mesosfera: desde los 50

hasta los 85 km

• Ionosfera: desde los 85

hasta 500 km

• Exosfera: desde los 500 km

en adelante.

Composición de la atmósfera

• Cerca de la superficie terrestre la atmósfera seca (sin

vapor de agua) está compuesta en un 99% de su

volumen por nitrógeno (78.1%) y oxígeno (20.9%).

• El 1% restante se reparte entre un conjunto de otros

gases, entre los cuales destacan:

Argón (Ar) con una concentración de 0.93%,

Anhídrido Carbónico (CO2) con 0.033% y otros como

el neón (Ne) y el helio (He) con concentraciones aún

menores.

Composición y Estructura

Estructura interna de la Tierra

La Tierra tiene una estructura compuesta por cuatro grandes zonas o

capas:

La Geosfera, la hidrosfera, la atmósfera y la biosfera.

Estas capas poseen diferentes composiciones químicas y comportamiento

geológico.

Su naturaleza puede estudiarse a partir de la propagación de ondas

sísmicas en el interior terrestre y a través de las medidas de los diferentes

momentos gravitacionales de las distintas capas obtenidas por diferentes

satélites orbitales.

Los geólogos han diseñado dos modelos geológicos que establecen una

división de la estructura terrestre:

.- El modelo Geostático y

.- El modelo Geodinámica.

Composición de la Tierra

Elemento químico %

Hierro 34,6

Oxígeno 29,54

Silicio 15,2

Magnesio 12,7

Níquel 2,4

Azufre 1,9

Titanio 0,05

Otros 3,65

Modelo Geostático: Según este modelo la Tierra está subdividida en las

siguientes capas:

CORTEZA. Es la capa más superficial y tiene un espesor que varía entre los 12 km, en

los océanos, hasta los 80 km en cratones (porciones más antiguas de los núcleos

continentales). La corteza está compuesta por basalto en las cuencas oceánicas y por

granito en los continentes.

MANTO. Es una capa intermedia entre la corteza y el núcleo que llega hasta una

profundidad de 2.900 km. El manto está compuesto por peridotita. El cambio de la

corteza al manto está determinado por la discontinuidad de Mohorovicic.

El manto se divide a su vez en manto superior y manto inferior. Entre ellos existe una

separación determinada por las ondas sísmicas, llamada discontinuidad de Repetti

(700 km).

La primera capa, sobre la que descansa la corteza, se llama ASTENOSFERA sus

materiales están fundidos y forman el MAGNA.

NUCLEO. Es la capa más profunda del planeta; tiene un espesor de 3.475 km y

alcanza temperaturas de hasta 6.700 °C.[5] El cambio del manto al núcleo está

determinado por la discontinuidad de Gutenberg(2.900 km).

El núcleo está compuesto de una aleación de hierro y níquel. A su vez está subdivido

en el núcleo interno, sólido, y el núcleo externo, es líquido, donde se genera el campo

magnético terrestre. Esta división se produce en la discontinuidad de Wiechert-

Lehmann-Jeffreys (5.150 km).

Modelo Geodinámico: Según este modelo la Tierra está subdividida en las

siguientes capas:

LITOSFERA. Es la parte más superficial que se comporta de manera elástica. Tiene

un espesor de 250 km y abarca la corteza y la porción superior del manto.

Astenosfera. Es la porción del manto que se comporta de manera fluida. En esta

capa las ondas sísmicas disminuyen su velocidad.

Mesosfera. También llamada manto inferior. Comienza a los 700 km de profundidad,

donde los minerales se vuelven más densos sin cambiar su composición química.

Está formada por rocas calientes y sólidas, pero con cierta plasticidad.

Capa D. Se trata de una zona de transición entre la mesosfera y la endosfera. Aquí

las rocas pueden calentarse mucho y subir a la litosfera, pudiendo desembocar en un

volcán.

Endosfera. Corresponde al núcleo modelo geoestático. Formada por una capa

externa muy fundida donde se producen corrientes o flujos y otra interna, sólida y muy

densa

Estructura de la TIERRA

¿CÓMO ESTUDIAMOS LA TIERRA?

INTERIOR DE LA TIERRA:

MÉTODOS

DIRECTOS

Estudio geológico

de las minas

Sondeos

Estudiando los materiales

profundos que afloran

al exterior

Geológicos: de la mina, sobre todo la mas profundas, que

convierten en fuentes de información.

Sondeos de Investigación: se hace abrir un pozo vertical, donde

se extraen fragmentos de roca para ser analizadas, y donde quedan

descubiertos estratos permitiendo estudiar la historia geológica de la

tierra. Estos sondeos rara vez sobrepasan los 10 km, de profundidad.

Materiales Profundos: La dinámica de nuestro planeta, ejm las

erupciones volcánicas, en el transcursos de las cuales salen a las

superficies LAVAS, arrastrando fragmentos de rocas de zonas

profundas.

Estos métodos, nos permiten conocer, a lo mucho 1000 km, de

profundidad al interior de la tierra, …

y el Resto?

MÉTODOS INDIRECTOS (I): MÉTODO SÍSMICO

Usamos las ondas sísmicas generadas por

la liberación rápida de energía elástica

almacenada en las rocas.

Las ondas sísmicas se propagan en

todas direcciones

por el interior ONDAS P y S

y por la superficie de la

Tierra ondas R y L : las utilizamos

como si fuera una ecografía

MHB

Ondas Internas P y S

• Ondas PSe transmiten

en medioslíquidos y

sólidos

• Ondas SSe transmitenSOLO en

mediossólidos

Ondas P y S moviéndose

a traves de sólidos

Compresiones

y expansiones

alternas

Producen

cambio de

forma sin

modificar

volumen del

material.

Su velocidad

depende de

la rigidez,

como los

líquidos no la

tienen, no se

propagan

por ellos.

MHB

Velocidad ondas sísmicas

vP > vS < vR,L

vP rocas ígneas: 6 km/s

rocas poco consolidadas: 2 km/s

MÉTODOS INDIRECTOS (II):

MÉTODOS GRAVIMÉTRICOS: Isostasia

Igual que un iceberg o un barco

tienen una parte importante

sumergida, bajo las grandes

cordilleras hay anomalías

gravimétricas negativas:

hay menos masa de la esperada;

Las rocas que forman la corteza

son

poco densas, y sus raíces se

hunden en zonas con rocas más

densas (manto)

MHB

MÉTODOS INDIRECTOS (III):

MÉTODOS MAGNÉTICOS:

Se basan en el campo magnético de la Tierra: tiene que haber

un núcleo metálico (líquido y sólido) que dé lugar al mismo

Los cambios de polaridad del campo magnético nos informan

de cambios en la situación de los continentes y de la expansión del fondo

oceánico.

MÉTODOS ELÉCTRICOS:

Rocas y minerales presentan propiedades eléctricas que pueden

ayudar a conocer la estructura, composición o localización de esos

materiales

MÉTODOS INDIRECTOS (IV):

MÉTODOS ASTRONÓMICOS

Estudiando los meteoritos que caen a la superficie de la Tierra

podemos compararlos con el interior de la Tierra. Nos basamos en que

todo el Sistema Solar se formó a la vez y está hecho de los mismos

materiales.

Aerolitos: Formados por silicatos ligeros (Compatibles con la corteza terrestre)

Siderolitos: Mezcla de Fe y Ni y silicatos ferromagnesianos (Comparables con el

manto terrestre)

Sideritos: Aleación de Fe y Ni en proporción 9:1. comparable con el núcleo

terrestre.

TELEDETECCIÓN

Fotografía aérea y todo tipo de imágenes de satélites artificiales

Estructura interna de la Tierra Basada en las discontinuidades producidas por la propagación

De las ondas sísmicas

MHB

ESTRUCTURA GENERAL DEL INTERIOR DE LA TIERRA

Tierra Global

O

29.7%

Fe

31.9%

Na

0.2%

Mg

15.4%

Si

14.2%

Ca

1.7%

Al

1.6%

Ni

1.8%

Resto

3.5%

Corteza

O

45.2%

Fe

5.8%

Na

2.3%

Si

27.2%

Ca

5.1%

Al

8.0%

Mg

2.8%

Ti

0.9%

K

1.7% H

0.1%

Ni

0.0%

Resto

0.8%

Manto+Corteza

O

43.8%

Fe

6.3%

Mg

22.7%

Si

20.9%

Ca

2.5%

Ni

0.2%

Al

2.4%

Na

0.3%

Resto

1.0%

• Fe-Ni se concentran en el núcleo

• Oxígeno y Sílice en las capas más

externas

• Sólo O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K, Ti, H,

Mn y P tienen abundancias > 0.1% en la

CORTEZA

La Composición de la Tierra

MHB

CORTEZA

De transiciónContinental Oceánica

Sumergidas

EmergidasMás

gruesa

Más

antigua

Cratones Orógenos

Rocas más antiguas

Sin apenas relieve

Rocas más jóvenes

Grandes cordilleras

Plataforma

continental

Talud

continental

Más fina Más joven

Más homogénea

1.- Sedimentos

2.- Lavas almohadilladas

3.- Basaltos en columna

4.- Gabros

MHB

EL MANTO

COMPOSICIÓN QUÍMICA:

Peridotitas (Rocas plutónicas ultrabásicas)

Olivino: (Mg,Fe)2SiO4

PARTES

Manto superior: formado

por piroxenos y olivino.

Entre Moho y 400 km

Zona de transición: (400 – 1000km)

El aumento de presión hace que los

minerales se reorganicen

Dando lugar a otros más densos

Manto inferior:1000 -2900 km

Rocas ultrabásicas

muy densas

MHB

NIVEL D´´(2700 -2900 km)

Mezcla: materiales del manto y

materiales del núcleo

¿Formado por placas

Tectónicas subducidas?

¿Material primigenio

poco denso para el núcleo?

EL NÚCLEO

Núcleo externo:(2900 – 5100 km)

Se encuentra en estado LÍQUIDONúcleo interno:

(5100 – 6730 km)

Se encuentran en estado SÓLIDO

LNMZona de frontera: los silicatos del

Manto están en contacto con el

Fe del Núcleo.

Transición física, química y

dinámica muy brusca

Composición química:

90% Fe 10%: Ni, O, S

PARTES

TECTONICAS DE PLACAS

La corteza terrestre está dividida en varias placas tectónicas, la mayoría de las cuales tienen una parte continental y otra oceánica.

Las placas se encuentran en constante movimiento, formándose a lo largo de las dorsales oceánicas y consumiéndose en las fosas, mientras se desplazan de sus posiciones actuales muy lentamente.

LA CORTEZA TERRESTRE Y LAS PLACAS CONTINENTALES

• Partes de la corteza: de grosor variable, más gruesa en los continentes y más fina en los océanos.

– Océanos: ocupan el 71% de la corteza. Ocupan sobre todo el hemisferio sur. Según su tamaño son: Pacífico, Atlántico, Índico, Glaciar Antártico y Glaciar Ártico.

– Tierras emergidas: son los continentes y las islas. Hay seis continentes: Asia, América, África, Antártida, Europa y Oceanía.

LA CORTEZA TERRESTRE Y LAS PLACAS CONTINENTALES

• La Tectónica de Placas: es una teoría que supone que la corteza terrestre está

fragmentada en partes, llamadas PLACAS TECTÓNICAS, que se encajan unas en

otras y que están en continuo movimiento, desplazándose entre 2 y 20 cm al año (la

más rápida es la del Pacífico.

FORMAS DEL RELIEVE TERRESTRE

• CONTINENTES:

– Montañas, terrenos elevados. Pueden estar aisladas o agrupadas (sierras, sistemas montañosos, cadenas y cordilleras). La más elevada del mundo es la del Himalaya, con el pico más alto que es el Everest.

– Valles, terrenos bajos situados entre montañas por donde generalmente discurre una fuente de agua (río, riachuelo, etc).

– Llanuras, son zonas llanas de poca altitud formadas por los ríos generalmente en la costa.

– Mesetas o altiplanos, son llanuras situadas a gran altitud, como la del Tíbet.

– Depresiones, zonas situadas por debajo del nivel del mar. La más baja es el Mar Muerto (-395 m).

FORMAS DEL RELIEVE COSTERO

• Península, es una porción de tierra rodeada de agua por todas sus partes menos por una

•Cabo, es el trozo de

tierra que penetra en el

mar más que el resto

de la costa o litoral.

•Golfo, es una entrada del mar en

la costa. Si es pequeña forma una

bahía. La s ensenadas y las calas

son más pequeñas.

•Isla, porción de tierra

rodeada por todas sus partes

de agua. El conjunto de

varias islas se denomina

archipiélago.

1. Costa baja, predominan

las playas.

2. Costa alta, sobresalen los

acantilados.

FORMAS DEL RELIEVE SUBMARINO

• Plataforma continentalzonas sumergidas hasta unos 200 metros de profundidad.

• Taludes continentales, zona de fuerte pendiente intermedia entre la plataforma y las grandes profundidades.

• Llanura abisal, entre 3000 y 7000 metros de profundidad.

• Dorsales oceánicas, cordilleras sumergidas cuyas cimas forman islas.

• Fosas marinas, grietas que se abren en la llanura abisal. Las más profunda es la de Challenger, en el Pacífico (11000 metros).

RELIEVE

• ORIGEN: – Pliegues: son zonas de la

tierra que debido a los empujes de las placas se deforman sin llegar a romper.

–Fallas: son zonas de la tierra que debido a los empujes de las placas se deforman rompiéndose.

–Terremotos: debido a los choques de placas se produce una vibración violenta que puede alterar el paisaje

RELIEVE

–Erupciones volcánicas: las fisuras producidas por los choques de placas hacen que pueda salir el magma

RELIEVE

EL CAMBIO EN EL RELIEVE

• FACTORES:

– La acción del agua

• Lluvia

• Erosión de los ríos

• Erosión del mar

• Disolución de las rocas

• La acción del viento (Erosión , transporte y sedimentación)

– Los seres humanos (Edificaciones,

deforestación,…)

GRACIAS.