conocer el interior terrestre

Biología y Geología1.º Bachillerato

14. Origen y estructura de la Tierra

Una imagen del interior terrestre

LitosferaMoho

Zona de subducción

Manto superior sublitosférico

Manto inferior

Manto superior sublitosférico

Corteza continental

Corteza oceánica

Moho

Manto Núcleo externo Núcleo

interno

Carletonville Suráfrica 3,8 km

MurmanskRusia 12 km

Mina más profunda

Sondeo más profundo

Moho

Manto2885 km

Núcleo externo 2270 km

Núcleo interno 1216 km



Principales discontinuidades y su interpretación

Corteza

Manto

Núcleo

30 km

2900km

Discontinuidad de Mohorovicic

Discontinuidad de Gutenberg

DISCONTINUIDAD DE MOHOROVICIC

DISCONTINUIDAD DE GUTENBERG

Su profundidad en los continentes oscila entre 25 y 70 km y en los océanos entre 5 y 10 km.

Separa el manto del núcleo.

Se encuentra a 2900 km de profundidad.

En ella la velocidad de las ondas P cae bruscamente y las ondas S dejan de propagarse.

Esta discontinuidad separa el núcleo externo fundido del interno sólido.

DISCONTINUIDAD DE LEHMANN5150km

Discontinuidad de Lehmann



Unidades dinámicas

LITOSFERANÚCLEO

EXTERNOMANTO

INFERIOR

NÚCLEO INTERNO

La más externa. Rígida. La litosfera oceánica de 50 a 100 km de espesor. La litosfera continental de 100 a 200 km.

MANTO SUPERIOR SUBLITOSFÉRICO

Capa plástica. Hasta los 670 km de profundidad. Materiales en estado sólido. Existen corrientes de convección con movimientos de 1 a 12 cm por año.

Incluye el resto del manto bajo la astenosfera. Sus rocas están sometidas a corrientes de convección. En su base se encuentra la capa D’’ integrada por los “posos del manto”.

Llega a los 5150 km. Se encuentra en estado líquido. Tienen corrientes de convección y crea el campo magnético terrestre.

Formado por hierro sólido cristalizado. Su tamaño aumenta algunas décimas de milímetro por año.

UNIDADES DINÁMICAS



Origen del sistema solar según la teoría planetesimal

1 Colapso gravitatorio. Hace 4600 millones de años una nebulosa giratoria de polvo y gas comenzó a contraerse.

En las zonas galácticas en las que se forman estrellas se encuentran siempre nubes de gas y polvo, las nebulosas.

2 La contracción o colapso forma una gran masa central y un disco giratorio. La colisión de las partículas en la masa central libera energía. Comienza la fusión nuclear del hidrógeno (nace una estrella, el protosol en la nebulosa).

Algunos de estos discos, contienen partículas mayores que el polvo interestelar formados por hielo y silicatos.

3 En el resto de la nebulosa, las partículas chocan y se fusionan originando otras mayores (entre varios cm y km). Son los planetesimales.

4 Las colisiones de los planetesimales y su acreción originaría los protoplanetas.

Júpiter es el planeta menos evolucionado y tiene una gran identidad química con el Sol.

5 En torno a los planetas gigantes se produjo un colapso gravitatorio similar al del Sol, aunque su menor masa impidió los procesos de fusión nuclear. Fue el origen de los anillos y satélites



Origen de la Tierra

En el interior del disco nebular que rodeaba al protosol, la acreción de planetesimales permitió la formación del protoplaneta terrestre.

Disco nebular

Acreción de planetesimales

Aumento de la temperatura que favoreció la diferen-ciación por densidades

En esta fase de formación de la Tierra, la temperatura aumentó por los impactos de los planetesimales y por la desintegración de isótopos radiactivos.

Permitió la diferenciación por densidades y a su vez ocurrió la desgasificación del planeta.

La Tierra se enfrió. Se condensó el vapor de agua, ocupando las aguas los niveles más bajos formando océanos.



Origen de la Luna

Una teoría clásica dice que la Luna pudo haberse formado a la vez que la Tierra, siguiendo un proceso paralelo. No es así, pues sus densidades deberían ser similares y no lo son.

La colisión de un pequeño planeta pudo provocar la formación de la Luna.

Otra dice que la Luna se formó en otro lugar y fue capturada por la Tierra posteriormente.

La más actual propuesta por Hartmann y Davis dice que un planeta de tipo terrestre y tamaño similar a Marte, colisionó con la Tierra quedando parte del astro orbitando en torno a la Tierra. La acreción de materiales originó la Luna.



¿Cómo es el interior terrestre? Algunos datos directos

Las minas son excavaciones que se realizan para extraer minerales.

Los sondeos son perforaciones taladradas en el subsuelo.

Minas y sondeos

Volcanes

Océano Atlántico

Océano Índico

Sudáfrica

KimberlitasGrafito

DiamanteMANTO

El magma, al ascender, arrastra fragmentos de rocas del interior.

50 km

100 km

200 km

150 km



Datos indirectos

TEMPERATURA DEL INTERIOR TERRESTRE

2 0001 000

1 000

2 000

3 000

4 000

5 000

3 000 5 0004 000 6 000Profundidad (km)

Tem

per

atur

a (0

C)

Existe un gradiente geotérmico que va reduciéndose con la profundidad.

MAGNETISMO TERRESTRE

Que la Tierra posea un campo magnético apoya la idea de que el núcleo es metálico.

Según la teoría más aceptada, la Tierra funciona como una dinamo autoinducida.

Según esta teoría el hierro fundido en el núcleo externo circula debido a:

•La rotación terrestre.

•Las corrientes de convención generadas por el calor interno.

METEORITOS

Si un material es abundante en los meteoritos, es frecuente en el sistema solar y también formará parte de la Tierra.



Sismos y ondas sísmicas

Ondas P

Ondas S

Escarpe de falla

Epicentro

HipocentroFrentes de onda Falla

La vibración del hipocentro se propaga en forma de ondas sísmicas que van en todas direcciones.

dirección de vibración de las partículas

dirección de propagación de la onda

dirección de vibración de las partículas

dirección de propagación de la onda

TERREMOTO PRODUCIDO POR UNA FALLA



Estudio de la dirección de las ondas sísmicas (I)

1

2

1

2

1

2

4

3

1

2

4

3

i

r

i

r

La velocidad a la que se propagan las ondas depende de las características de los materiales por los que

viajan. Cada cambio en la velocidad provoca un cambio en la dirección de la onda (refracción).

12 VV

ir ˆˆ

12 VV

ir ˆˆ

4321 VVVV

4321 VVVV



Estudio de la dirección de las ondas sísmicas (II)

Al atravesar el interior del planeta las ondas P y S sufren cambios de dirección.

0°

143°

143°

103°

103°

Zona de sombra

Zona de sombra

Solo se reciben ondas P

Las zonas de sombra son lugares en los que no se reciben las ondas de un sismo.

Se reciben ondas P y S

Se reciben ondas P y S



¿Qué información aportan los terremotos?

23456789

1011121314

2 000 4 000 6 000

La velocidad de propagación de las ondas sísmicas en el interior terrestre sufre variaciones graduales y, a veces, cambios bruscos denominados discontinuidades.

Profundidad (km)

670 2 900 5 150

NúcleoManto

Las discontinuidades sísmicas se utilizan para diferenciar las capas del interior del planeta.

Ondas P

Ondas S

Vel

oci

dad

(km

/s)

Discontinuidad de Mohorovicic

Discontinuidad de Gutenberg

Discontinuidad de Lehmann



Masa y densidad de la tierra

3

2

R34

GgR

π

2dmM

GF

V

Md

gmF 2dmM

Ggm

G

gRM

2

Para un cuerpo situado en la superficie terrestre F es la fuerza con la que es atraído por la tierra.

Para calcular la masa recurrimos a la ley de la gravitación universal.

Si consideramos como aproximación que la Tierra es una esfera perfecta, su volumen será:

la distancia entre los dos cuerpos es el radio terrestre

R34

Gg

π

RG

3gπ4

3cm

g5,52

Este valor de la densidad contrasta con la densidad media de las rocas que constituyen los continentes que es de

3cm

g2,7

3RV 3

4



El interior es más denso

1000

2

4

6

8

10

12

14

2900 5100

RELACION ENTRE LA DENSIDAD DE LOS MATERIALES TERRESTRES Y LA PROFUNDIDAD

Profundidad (km)

Den

sida

d (

g/ c

m3 )

La densidad media de la Tierra es de 5,52 g/cm3 y la densidad media de las rocas de los continentes 2,7 g/cm3.

Wiechert pensó que el interior terrestre debería tener un material más denso.

La existencia de un campo magnético terrestre apoyaría esta hipótesis.

Entre los elementos que podrían formar el núcleo terrestre se encuentra el hierro.



Unidades geoquímicas

Entre 25 y 70 km.Muy heterogénea.Rocas poco densas (2,7 g/cm3).Edad de las rocas entre 0 y 4000 M. a.

Entre 5 y 10 km.Más delgada.Rocas de densidad media (3 g/cm3).Edad de las rocas entre 0 y 180 M. a.

Desde la base de la corteza hasta 2900 km.

Representa el 83% del volumen total de la Tierra.

Densidad del manto superior 3,3 g/cm3.

Densidad del manto inferior 5,5 g/cm3.

Desde los 2900 km al centro del planeta.

Representa el 16% del volumen total del planeta.

Densidad alta (10 a 13 g/cm3).

Compuesto principalmente por hierro y níquel.

Si el criterio utilizado para distinguir las capas concéntricas que forman el planeta, es la composición química entonces hablamos de unidades geoquímicas: corteza, manto y núcleo.

MANTO NÚCLEO

CORTEZACONTINENTAL

CORTEZAOCEÁNICA

CORTEZA

UNIDADES GEOQUÍMICAS

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