Tema 1: Estructura i dinàmica de la Terra

10-70 km

670

continental

Escorça oceànica

Escorça: capa més superficial,formada per silicats d'alumini.Es distingeix l'escorçaoceànica, més prima, il'escorça continental, mésgruixuda.Mantell: format per silicatsde ferro i magnesi, com laperidotita. Es distingeixel mantell superior, constituïtper materials fosos anomenatsmagma, i el mantell inferior,sòlid.

Nucli: Capa més interna,formada per ferro i níquel.Es distingeix el nucli extern,líquid, i el nucli intern,sòlid, que origina el campmagnètic terrestre.

1.1. Estructura de la Terra: model geoquímic

Capa Gruix Composició Estat Temperatura

Escorça continental 70 km Granit Sòlid Fins a 1000ºC

Escorça oceànica 10 km Basalt Sòlid Fins a 1000ºC

Mantell Des de 10-70 fins a 2900 kmPeridotita(silicats de ferro i alumini)

Mantell superior semifòs (magma) i mantell inferior sòlid Entre 1000º i 3000ºC

Nucli extern Des de 2900km fins a 5150kmFerro i níquel Líquid Entre 3000º i 5000ºC

Nucli intern Des de 5150km fins a 6371kmFerro i níquel Sòlid Entre 5000º i 6000ºC

1.2. Mètodes d'estudi

Directes

Indirectes

Laves Afloraments superfície Mines, perforacions

petrolieres... Sondeigs d'investigació

Gradient geotèrmic Mètode sísmic

Mètodes

Pou Superprofund de Kola (Rússia): Arriba fins als 12.262 m, on hi ha la discontinuïtat de Mohorovic

Gradient geotèrmic

És la variació de la temperatura amb la profunditat.

El seu valor mitjà és 3ºC/100m durant els primers quilòmetres, però després varia en funció de la capa de la Terra.

L'origen de la calor interna de la Terra és la calor romanent de la formació de la Terra i la desintegració d'elements radioactius.

Mètode sísmic

Consisteix en l'estudi de la propagació de les ones sísmiques a través de l'interior de la Terra.

Hi ha dos tipus d'ones sísmiques:

-Ones P (longitudinals): Es propaguen en medis sòlids i líquids, més ràpid en sòlids.-Ones S (transversals): Només es propaguen en medi sòlid.

sòlid

Discontinuïtat de Mohorovicicsemifòs

sòlid

líquid

sòlid

Discontinuïtat de Gutenberg

Discontinuïtat de Wiechert-Lehmann

Les discontinuïtats en les ones sísmiques indiquen canvis d'estat en les capes de la Terra.

-La velocitat de les ones augmenta en els sòlids i disminueix en els líquids.-Les ones S no es propaguen pels líquids.

SÒLID LÍQUID SÒLIDMANTELL SUPERIOR SEMIFÒS

1.4. El model geodinàmic

Divideix les capes de la terra en funció del seu estat físic (més plàstic o més rígid) i les seves propietats mecàniques.

Zona D''

1.4. El model geodinàmic

Divideix les capes de la terra en funció del seu estat físic (més plàstic o més rígid) i les seves propietats mecàniques.

Zona D''

Litosfera: capa més externa i rígida, es troba fragmentada en plaques litosfèriques. N'hi ha de dos tipus: oceànica i continental.

Astenosfera: capa plàstica que tendeix a fluir.

Mesosfera: capa sòlida capaç de fluir molt lentament (pocs cm a l'any).

Zona D'': zona molt dinàmica on s'acumula calor procedent del nucli extern, d'on s'escapa calor de forma episòdica en forma de columnes de magma molt calent que arriba fins a la litosfera, anomenades plomalls tèrmics. Allà on arriben s'anomena punt calent, i és una zona amb intensa activitat volcànica.

Endosfera: propaga la calor del nucli intern en forma de corrents de convecció cap a la zona D''.

Corrents de convecció:

Plomall tèrmic

Endosfera

Mesosfera

Punt calent

Astenosfera

Zona D''

Plomall tèrmic:

Punts calents

El Himalaya, cada vez más cerca del cielo

En 2005 una expedición china midió la altura del Everest con “la medición más precisa realizada hasta la fecha”. Esta altura es de 8.844,43 metros y se refiere a la roca, mientras el hielo y la nieve es de aproximadamente 3,5 metros, lo que refuta la clásica medición de 8.848 metros.

La tendencia de la montaña es a crecer, en tanto el subcontinente indio sigue empujando la cordillera del Himalaya, aumentando 4 mm al año su altura. Además, toda la región está perdiendo hielo, probablemente debido al calentamiento global.

La isostàsia

La litosfera rígida sura sobre l'astenosfera (fluïda) en un equilibri de flotació anomenat isostàsia.-Com més pes hi hagi sobre les plaques litosfèriques, més s'enfonsen. = Subsidència-Com menys pes hi hagi sobre les plaques, més s'eleven.

Exercici 12 (pàg 13)

Fins a principis del s.XX es pensava que els continents sempre havien estat en les mateixes posicions que ocupen actualment (teories fixistes).

1.4. Teoria de la Deriva continental de Wegener

A principis del s.XX, Alfred Wegener es va adonar de que les formes d'alguns continents encaixen.

També encaixen les formacions geològiques:

I els dipòsits de diamants:

Com es poden explicar les empremtes deixades pel gel que podem trobar en zones càlides com l'Índia, Àfrica o Austràlia?

Com s'explica que trobem fòssils de Glossopteris en llocs tan allunyats? Com va creuar l'oceà???

Teoria de la Deriva continental de Wegener

El 1912 Alfred Wegener va proposar que els continents es podien desplaçar i que fa 300 milions d'anys havien estat units en un supercontinent anomenat Pangea.

Creia que els continents lliscaven damunt els fons oceànics empesos per la força de rotació de la Terra.

Proves de la teoria de la Deriva continental:

Encaix dels perfils dels continents

Empremtes de l’erosió del gel

Aparició de fòssils iguals en diferents continents

Moviment de les plaques litosfèriques:

http://raconetdeciencies.jimdo.com/2n-eso/la-din%C3%A0mica-interna-del-planeta-volcans-i-terratr%C3%A8mols/

Actualment sabem que els continents es desplacen damunt l'astenosfera empesos pels corrents de convecció.

Posteriorment, es van explorar els fons oceànics amb sònars i es va descobrir que els fons oceànics no eren uniformes, sinó que hi havia relleu.

Posteriorment, es van explorar els fons oceànics amb sònars i es va descobrir que els fons oceànics no eren uniformes, sinó que hi havia relleu.

Dorsal oceànica

També es van fer estudis del magnetisme romanent de les roques: es va analitzar l’orientació dels cristalls de magnetita presents a la lava solidificada.

En refredar-se la lava, els cristalls s’orienten amb el camp magnètic terrestre

En la lava es formen cristalls de magnetita

desordenats

Una roca tindrà el magnetisme romanent invertit si s’ha format

en una època amb camp magnètic invertit

La simetria en les bandes de magnetisme de les roques és una prova que a les dorsals es crea litosfera que és empesa cap als costats.

1.5. Hipòtesi de l'expansió del fons oceànic

Va ser formulada per Harry Hess el 1962. Diu que a les dorsals oceàniques es forma nova escorça oceànica mitjançant l’acitvitat volcànica. Després, la nova escorça es va movent gradualment allunyant-se de les dorsals.

Ho corrobora l’estudi del bandat magnètic dels fons oceànics: les bandes de magnetisme són simètriques perquè es van formar alhora i van ser empeses cap als costats:

També l’estudi de l’edat dels fons oceànics:

És possible mesurar la velocitat a què es desplacen els continents mitjançant un raig làser.

Europa i Amèrica se separen entre 2 i 6 mil·límetres cada any.

1.6. Teoria de la Tectònica de plaques

• Les plaques litosfèriques llisquen sobre l'astenosfera (capa semifosa del mantell superior).

• Les plaques es mouen a causa dels corrents de convecció generats per la calor interna de la Terra.

• El relleu es forma a causa del moviment relatiu de les plaques.

Vores de les plaques litosfèriques:• Divergents: ←→

– Les plaques se separen.– Es forma nova litosfera: vora

constructiva• Convergents: →←

– Les plaques topen.– Una de les plaques s'enfonsa sota

l'altra (es destrueix litosfera): vora destructiva

• De cisalla: ↑↓– Lliscament lateral entre plaques.– No es forma ni es destrueix litosfera.