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Karmelo Ikastetxea © Prof. Marian Sola

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EL INTERIOR TERRESTRE El conocimiento de nuestro planeta


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DESARROLLO DEL TEMA


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ESTUDIO DE LA ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA

• Estudio de estructura, composición y dinámica de la Tierra asunto de difícil acceso

• Directamente solo accedemos a una profundidad de 3600 m a través de sondeos y en las minas más profundas no se superan los 12 km

• No existen equipos adecuados a las condiciones a esas profundidades

• Por ello al hablar de métodos de estudio….


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ESTUDIO DE LA ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA

• Métodos de estudio:– Directos:

• Minas profundas• Sondeos• Exploración geológica

– Indirectos:• Meteoritos (provienen de otras zonas del Universo)• Densidad de la Tierra• Método magnético• Estudio de ondas sísmicas


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MÉTODOS DE ESTUDIO DIRECTOS

• Minas: la más profunda 4 km. Suráfrica• Sondeos:

– Perforaciones especializadas. Testigos geológicos– P.ej. Extracción de petróleo. 12 km máximo (Kola,

Rusia)

• Exploración geológica– Muestras de rocas que afloran a la superficie– Magma del manto


IMÁGENES


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M. DIRECTOS**: GRADO GEOTÉRMICO

• 1ºC de aumento de Tª cada 30m (grado geotérmico)

• Imposible continuar el interior tendría una temperatura que provocaría inestabilidad en el planeta

• Tª interior 6000- 12000ºC


M. INDIRECTOS: METEORITOS

• Son fragmentos rocosos

• Zona de asteroides Marte - Júpiter.

• Parte interior de otros planetas próximos reflejo del interior de la Tierra.

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M. INDIRECTOS: DENSIDAD

• Densidad media 5,52 g/cm3

• Densidad superficie 2,6 y 3 g/cm3

• La densidad aumenta desde la superficie con 2,8 g/cm3 hasta el interior 14 g/cm3

• Cambio en composición química y mayor compresión


MÉTODOS INDIRECTOS: MAGNETISMO

• Basado en el estudio de las variaciones del campo magnético terrestre.

• Las rocas que presentan minerales de hierro reflejan la dirección del campo magnético

• Las rocas reflejan la orientación magnética terrestre de la época en la que se formaron

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MÉTODOS INDIRECTOS: ONDAS

• Estudio más efectivo y moderno del interior terrestre

• Se obtienen durante los terremotos o seísmos a través de los sismógrafos

• Terremoto a 50-700 km• Vibraciones viajan a través del interior terrestre

dónde se reflejan y refractan• Su estudio informa sobre las características de

las capas atravesadas. Sismógrafo


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SISMÓGRAFO


• Según se transmitan por el interior terrestre o por su superficie– ONDAS INTERNAS

• Ondas P • Ondas S

– ONDAS SUPERFICIALES• Ondas Rayleigh• Ondas Love

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TIPO DE ONDAS SÍSMICAS


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• ONDAS P:– Primarias: mayor velocidad

5,5- 13,5 km/s– Longitudinales

• ONDAS S:– Secundarias: menos

velocidad 4-8 km/s– Transversales.– Sólo en medios sólidos.

• SUPERFICIALES



• Las ondas Rayleigh – Semejantes al movimiento

de las olas• Las ondas Love

– movimiento hacia un lado y hacia otro lateral-perpendicular

– un poco más rápidas que las Rayleigh

• http://www.edumedia-sciences.com/es/a89-los-tres-tipos-de-ondas-sismicas

• http://www.ua.es/ursua/ondas.htm

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PROPAGACIÓN DE ONDAS SÍSMICAS

• Se propagan según la ley de Snell– Sen i = v1

– Sen r = v2

• De acuerdo con esto se pueden apreciar los cambios de velocidad y dirección de las ondas al pasar de un medio al otro


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INTERIOR TERRESTRE

• Del estudio de las ondas se deduce que la Tierra tiene una estructura en capas puesto que hay cambios bruscos en la velocidad de propagación de las ondas

• A esos cambios bruscos se denomina discontinuidades


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LA GRÁFICA CLAVE


DISCONTINUIDADES

• Discontinuidad de Mohorovicic– 10 km océanos- 30-40 km

bajo continentes– Separa corteza y manto

terrestre• 0- 1000 km *****

– Canal de baja velocidad

– Zonas con menor rigidez

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DISCONTINUIDADES

• Discontinuidad de Gutemberg– 2900 km– Ondas P disminuyen mucho su velocidad– Ondas S desaparecen

• Paso de material sólido a fluido• Discontinuidad de Lehman o de Wiechert

– 5000-5200 km– Aumento de velocidad de ondas P

• Incremento de la rigidez de los materiales– División del núcleo en dos

• Externo fundido• Interno sólido


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ESTRUCTURA DEL INTERIOR DE LA TIERRA

• Estos tres cambios bruscos de velocidad en la propagación de las ondas sísmicas nos permite concluir:– La Tierra se estructura en capas

• Corteza• Manto• Núcleo externo- Núcleo interno

– Esas capas tendrán distinta composición en sus materiales o distinto estado físico de los mismos


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CAPAS DE LA TIERRA


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DOS SISTEMAS DE CLASIFICACIÓN

• UNIDADES GEOQUÍMICAS– Criterio: COMPOSICIÓN

QUÍMICA– Son: CORTEZA

• Continental• Oceánica

– MANTO: externo e interno– NÚCLEO:

• Externo• Interno

• UNIDADES DINÁMICAS– Criterio: comportamiento

mecánico de cada capa.– Son: LITOSFERA– ASTENOSFERA– MESOSFERA– NÚCLEO EXTERNO– NÚCLEO INTERNO


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UNIDADES GEOQUÍMICAS


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LA CORTEZA

• Desde superficie hasta DISCONTINUIDAD DE MOHOROVICIC

• Capa delgada– Continentes: 25-70

Km– Océanos: 5 y 10 Km– Separa corteza y

manto


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LA CORTEZA

• Gran variedad de rocas: sedimentarias, ígneas o metamórficas

• Elementos más ligeros como O 46%• Elementos pesados como el Fe sólo 15%


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LA CORTEZA OCEÁNICA• Más delgada, más joven (12km)

• Densidad 3 gr/cc

• Capas (exterior a interior)

– Sedimentaria

• Su espesor disminuye a medida que aumenta distancia a la costa

– Basaltos (roca volcánica)• Origen por enfriamiento rápido• Pobre en cuarzo• Rico en silicatos Mg+2, Ca+2 y

Fe+2, (olivino)• Variada disposición: lavas

almohadilladas o diques


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LA CORTEZA OCEÁNICA II

• Capas:– Sedimentaria

– Basaltos

– Gabros• Zona más profunda• Rocas de enfriamiento lento• Rocas plutónicas cristalizadas• Composición semejante al basalto

• Densidad: 3 g/cm3

• Edad: 0-180 millones de años


Lavas almohadilladas


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CORTEZA CONTINENTAL

• Formada por los continentes y las plataformas continentales

• Grosor de 25- 70 km• Densidad: 2’7 g/cm3

• Edad: hasta 4000 millones años

• Muy variada en su composición

• 1 milla= 1,60934 km


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CORTEZA CONTINENTAL II

• Dos zonas:– Zona superficial:

• granitos y silicatos (predominantemente de Al+3, Na+ y K+ )• Rocas ligeras de color claro. • Superpuesta tiene de forma discontinua una delgada

cubierta sedimentaria

– Zona inferior: • menos conocida y no siempre diferenciable de la anterior

• semejante pero más densa por deformación


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EL MANTO• La discontinuidad que indica su

final es la de GUTENBERG– A 2900 km– Ondas:

• P más despacio• S desaparecen (material

fundido)• 70 % de la masa total de la

Tierra• Composición:

– Rocas pteridotitas– Minerales ricos en Fe, Mg de

tipo olivino


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EL MANTO: COMPOSICIÓN QUÍMICA

• Contiene rocas de tipo pteridotitas materiales ricos en Mg+2 y en Fe+2

• A lo largo del manto aparecen rocas con distinto aspecto debida a su diferente cristalización pero su composición química es la misma:– Olivino: zona del manto superior– Espinela : zona de transición entre manto superior e

inferior– Perovskita: en el manto inferior


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MANTO: COMPOSICIÓN


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EL NÚCLEO• Discontinuidad de LEHMAN,

separa

– Núcleo externo: líquido

– Núcleo interno: sólido (por incremento de velocidad de ondas P a 5150 km).

• Densidad: 10-13 g/cc

• Presión 1,3 millones la de la atmósfera

• Tª 4000- 5000ºC

• En él se genera el campo magnético (se observa en rocas)

• Composición: Fe y 5 % de Ni


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CAPAS DE LA TIERRA


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UNIDADES DINÁMICAS

(del interior de la tierra)


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UNIDADES DINÁMICAS

• Estas divisiones atienden al comportamiento de los materiales

• LITOSFERA:– Capa más externa y rígida– Toda la corteza y algo del manto.

Heterogénea– Dos clases:

• Litosfera oceánica: (50-100 km)• Litosfera continental (100-300

Km)– Placas litosféricas: fracturas– Movimientos horizontales:

terremotos y volcanes


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UNIDADES DINÁMICAS

• ASTENOSFERA– Capa plástica.

– Hasta los 670 km de profundidad (parte del manto)

– Pteridotita casi en el punto de fusión. Tª 1400ºC

– Su comportamiento plástico facilita el movimiento de la litosfera + rígida y dura

– Canal de baja velocidad


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UNIDADES DINÁMICAS

• MESOSFERA– Resto del manto.– Muy voluminosa y

homogénea– Corrientes de

convección: origen.– Capa D” – posos del

manto. Este nivel es el origen de las plumas

del Manto


UNIDADES DINÁMICAS: NÍVEL D

• Corrientes de convección que mueven placas• Si la cantidad de calor que le llega al Manto es

mayor que la que puede ceder por convección se puede producir la fusión parcial del Manto

• Ascenso más rápido del material fundido. A este material caliente y fundido en ascenso se le denomina penacho o pluma del Manto: Vulcanismo de punto caliente


IMAGEN PLUMA MANTÉLICA


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UNIDADES DINÁMICAS

• NÚCLEO o ENDOSFERA• Coincidencia con las unidades

geoquímicas.• Discontinuidad de Wiechert

separa núcleo externo e interno

• Interacción entre ambos: campo magnético de la Tierra

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