TEMA 2. NUESTRO

PLANETA: LA TIERRA Parte II: El interior de la Tierra

Ciencias para el mundo contemporáneo.

1º bachillerato. Colegio Sek-Atlántico

2.1. ESTRUCTURA

INTERNA DE LA TIERRA

¿Cómo se conoce la estructura interna de

la Tierra?

• Para poder comprender cómo funciona la Tierra, es

necesario saber cómo es por dentro, en cuanto a

composición y en cuanto a estructura.

¿Cómo es posible?

A) MÉTODOS DIRECTOS

B) MÉTODOS INDIRECTOS

¿Cómo se conoce la estructura interna de la Tierra?

• Son los más fiables, pero actualmente solo se puede obtener

información con estos métodos hasta 12km de profundidad (¡el

radio terrestre es de unos 6340km!)

• Consisten en la toma de muestras de rocas y análisis en:

A) MÉTODOS DIRECTOS

- El terreno: se analizan las características

generales de las rocas como situación,

relación con otras rocas, estructuras

tectónicas que las afectan, grado de

meteorización, orientación, espesor, etc.,

con las cuales podemos inferir conclusiones

sobre su origen, tipo, edad y procesos

geológicos a los que ha estado sometida

una roca. Se utiliza la observación directa e

instrumentos de medida.

¿Cómo se conoce la estructura interna de la Tierra?

A) MÉTODOS DIRECTOS

- El laboratorio: se analizan las características más

internas de la roca, como composición

mineralógica, estructura interna, edad, densidad,

tipo al que pertenece, ordenamiento interno de sus

componentes, microestructuras geológicas, etc.,

con las cuales adquirimos un conocimiento mucho

más preciso sobre ella. Para determinarlas se

utilizan métodos químicos y de observación

microscópica.

¡¡PROBLEMA!!

Solo información de la

capa más superficial

¿Cómo se conoce la estructura interna de la Tierra?

B) MÉTODOS INDIRECTOS

B.1. ESTUDIO DE DENSIDADES

B.2. ESTUDIO DE METEORITOS

B.3. ESTUDIO DE ONDAS SÍSMICAS

¿Cómo se conoce la estructura interna de la Tierra?

Densidad media Tierra

ρ = m/V= 5.5g/mL

B.1. ESTUDIO DE DENSIDADES

Densidad superficie terrestre

ρ = m/V= 2.2 g/mL

Se toma el granito

como referencia (roca

muy común en la

superficie terrestre)

En el interior de la Tierra tienen que existir materiales más

densos que en la superficie

¿Cómo se conoce la estructura interna de la Tierra?

B.2. ESTUDIO DE METEORITOS

• Los meteoritos son asteroides caídos a la Tierra. Se supone que

éstos se formaron al mismo tiempo y a partir del mismo material que

el planeta, por lo que su composición será similar.

Condritas.Son el 86% y

están formados por

peridotita, igual que el

manto.

Acondritas. Son el 9% y

están formados

por basalto, como la

corteza oceánica.

Sideritos. Son el

4%, formados por

hierro y níquel que

sería la

composición del

núcleo.

Siderolitos. Son el

1%, constituidos

por una mezcla de

hierro y silicatos.

¿Cómo se conoce la estructura interna de la Tierra?

B.1. ESTUDIO DE ONDAS SÍSIMICAS

Las ondas sísmicas son las vibraciones (ondas sonoras) emitidas tras un

movimiento sísmico (terremoto). Se transmiten por todo el interior de la Tierra.

- Ondas P (longitudinales o primarias): Son las más rápidas. Se transmiten

por sólidos y líquidos. Se propagan haciendo vibrar las partículas en la

dirección de propagación de la onda.

¿Cómo se conoce la estructura interna de la Tierra?

B.1. ESTUDIO DE ONDAS SÍSIMICAS

- Ondas S (transversales o secundarias): Son más lentas. Sólo se

transmiten por sólidos. Hacen vibrar a las partículas en dirección

perpendicular a la de propagación.

- Ondas L (superficiales o largas): Se transmiten por la superficie terrestre.

Son las verdaderas causantes del terremoto y no nos "hablan" del interior.

¿Cómo se conoce la estructura interna de la Tierra?

B.1. ESTUDIO DE ONDAS SÍSIMICAS

Ondas sísmicas

Cambian de medio (cambios en la

composición, compactación o estado)

Cambian de velocidad y trayectoria

¿Cómo se conoce la estructura interna de la Tierra?

B.1. ESTUDIO DE ONDAS SÍSIMICAS

2.2. LAS CAPAS DE LA

TIERRA

ESTRUCTURA EN CAPAS (GEOSFERAS)

MODELO GEOQUÍMICO o

ESTÁTICO (capas de

composición)

Corteza

Manto

Núcleo

MODELO GEODINÁMICO

(basado en

comportamiento

mecánico de las capas)

Litosfera (corteza y manto)

Astenosfera (manto)

Mesosfera (manto)

Núcleo externo

Núcleo interno

DISCONTINUIDADES DE LA TIERRA Son las regiones de transición ubicadas entre las capas y subcapas de la

Geosfera. En ellas se produce un cambio en composición. Además es en las

discontinuidades donde las ondas sísmicas varían de dirección y velocidad.

De acuerdo a su ubicación las podemos encontrar clasificadas en dos:

Discontinuidad de 1º orden (entre capas)

• Discontinuidad de Mohorovicic (35km)

• Discontinuidad de Wiechert-Gutenberg (2900km)

Discontinuidad de 2º orden (entre subcapas)

• Discontinuidad de Repetti (670km)

• Discontinuidad de Lehman (5120km)

DISCONTINUIDADES DE LA TIERRA Discontinuidad de

Mohorovicic (en torno

35km profundidad).

Primer cambio de

velocidad brusco en las

ondas sísmicas.

Separación de corteza y

manto.

Discontinuidad de

Repetti (670km). Separa

el manto superior del

inferior.

DISCONTINUIDADES DE LA TIERRA

Discontinuidad de

Wiechert-Gutenberg

(2900km). Las ondas S no

se propagan y las P

reducen bruscamente su

velocidad. Separa el manto

del núcleo externo fundido.

Discontinuidad de

Lehman (5120km). Paso

del núcleo externo fundido

al nucleo interno casi

sólido, que se traduce en

un aumento de la velocidad

de las ondas P.

MODELO GEOQUÍMICO • CORTEZA Es la capa más externa y delgada de la Tierra, llegando hasta una profundidad

variable: de unos 10 km en las llanuras oceánicas y de unos 70 Km en las

cordilleras. Se extiende hasta la discontinuidad de Mohorovicic y es muy

heterogénea en su composición, diferenciándose lateralmente dos zonas con

distinto grosor y composición:

CORTEZA OCEÁNICA

CORTEZA CONTINENTAL

MODELO GEOQUÍMICO

Ocupa el 75% de la superficie planetaria,

su espesor varía entre 5 y 10 km y no

supera los 180 millones de años de

antigüedad. Está formada por tres capas

de rocas:

- Capa sedimentaria, de anchura variable,

formada por las acumulaciones

constantes de fragmentos de roca y

organismos en los océanos;

- Capa de basalto de 1.5 a 2 km de

grosor, mezclada con sedimentos y con

rocas de la capa inferior

- Capa constituida por rocas del tipo del

gabro, semejante al basalto en

composición, pero de origen profundo,

que tiene unos 5 kilómetros de grosor.

CORTEZA OCEÁNICA

MODELO GEOQUÍMICO

Parte de la corteza terrestre que forma los continentes. La

superficie es heterogénea, ya que se encuentra valles, montañas,

mesetas... y es más gruesa que la corteza oceánica, pudiendo

ser su espesor de hasta 40 km. Es la capa más fría y más rígida

de la Tierra, por lo que se deforma con dificultad.

Pese a estar compuesta principalmente por granito, se pueden

distinguir tres tipos de rocas: ígneas, sedimentarias o

metamórficas (estas últimas predominan en las zonas

profundas). Algunas de estas rocas tienen más de 3.500 millones

de años de antigüedad.

La corteza oceánica puede introducirse debajo de otra placa

hasta desaparecer en el manto terrestre mientras que la corteza

continental no, porque es demasiado gruesa y ligera.

CORTEZA CONTINENTAL

MODELO GEOQUÍMICO • MANTO

Se extiende desde la discontinuidad de Mohorovicic (entre 30 y 70 Km) hasta la discontinuidad de Gutenberg situada a 2.900 Km. Es la capa de mayor volumen, ocupando un 83% del volumen total del planeta. Su composición es bastante homogénea, estando constituído por elementos más densos, como son el hierro y el magnesio, aunque también posee importantes cantidades de silicio, formando una roca característica denominada peridotita. Se encuentra en estado sólido aunque tiene cierta plasticidad.

Posee dos partes diferenciadas y separadas por la discontinuidad de Repetti a 670 km de profundidad: el Manto superior en la que se producen terremotos (menos denso debido a la menor compactación) y el Manto inferior, más denso debido a un cambio en la estructura de los silicatos (que están más compactados)

MODELO GEOQUÍMICO • NÚCLEO

- Núcleo externo: de menor densidad. Se encuentra

en estado líquido. La mayoría de los científicos cree

que la convección del núcleo externo, combinada

con la rotación de dicho núcleo causada por la

rotación de la Tierra, causan el campo magnético

terrestre.

- Núcleo interno: Sólido, de mayor densidad y

menor contenido de azufre. tiene una temperatura

entre 4.000 y 5.000° C.

Zona más interna, se extiende desde la discontinuidad de

Gutemberg (2.900 Km) hasta el centro de la Tierra, representando

un 16% del volumen total del planeta. Es muy denso (más de

10g/mL) y está formado principalmente por hierro y níquel, aunque

se cree que además contiene un 10% de otros elementos más

ligeros como azufre, silicio y oxígeno.

Se distinguen dos subcapas (de similar composición pero distinto

estado de agregación y densidad) separadas entre sí por la

discontinuidad de Lehman (a los 5.100 km de profundidad):

MODELO GEODINÁMICO El modelo geodinámico divide el interior de la Tierra

en capas no diferenciadas por su composición sino

por su dinámica, manifestada por el comportamiento

térmico:

• Litosfera. Comprende la corteza y la capa

superficial del manto. Es sólida.

• Astenosfera. Franja inferior del manto superior.

Capa delgada (unos 100 Km) y plástica, formada

por peridotita en estado de semifusión.

• Mesosfera. Se corresponde con el Manto Inferior,

estando en estado sólido. La compactación

aumenta con la profundidad. En ella se genera

gran cantidad de calor que fluye hacia el exterior

por corrientes de convección.

• Capa D. Es una zona de transición tanto en

composición (mezcla de peridotita y metales) como

en estado físico ya que parece estar en semifusión.

Aquí las rocas pueden calentarse mucho y subir

a la litosfera, pudiendo desembocar en un

volcán.

• Endosfera.Se corresponde con el Núcleo. Se

diferencia una zona externa (N. Externo) de

material fundido y una zona interna (N. Interno) en

estado sólido.