2. Origen y Estructura

ORIGEN Y ESTRUCTURA DE LA TIERRA

Geomorfología del planeta tierra

Una nebulosa giratoria constituida por enormes cantidades de polvo y gas,

comenzó a concentrarse.

La atracción gravitatoria hizo que se formase una gran masa central o protosol, entorno al cual giraba un disco de partículas de polvo y gas.

Las partículas del disco giratorio se fusionaron formando cuerpos de mayor

tamaño, los planetesimales.

Las colisiones y uniones de los planetesimales

originaron cuerpos mayores, los

protoplanetas.

Teoría Nebular

1: Origen de la Tierra

1: Origen de la Tierra

• Así se formaron núcleo, manto y corteza.• Las capas fluidas quedaron en el exterior:

hidrosfera y atmósfera

• Después los seres vivos cambiaron sensiblemente el

planeta (sobre todo la atmósfera, con su oxígeno y la capa de

ozono)

• Después de formarse por “acreción” de planetesimales:• A mayor tamaño, mayor compresión hacia el interior

• Desintegración radiactiva en el interior.• Resultado: fusión parcial y diferenciación gravitatoria

DATOS DIRECTOS SOBRE EL INTERIOR TERRESTRE

¿CÓMO CONOCER EL INTERIOR DE LA TIERRA?

Métodosdirectos

Métodosindirectos

Acceder al interior terrestre

Estudiar materiales que vienen del interior terrestre hasta la superficie

Estudio de las ondas símicas

Distribución de los materiales terrestres en función de la densidad

MASA Y DENSIDAD DE LA TIERRA

Métodos indirectos ¿Cómo medir la masa y la densidad de la Tierra?

3

2

R34

GgR

π

2d

mMGF

V

Md

gmF 2d

mMGgm

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

RG3gπ4

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

Estudiar la masa y densidad de la Tierra

MASA Y DENSIDAD DE LA TIERRA

1000

2

4

6

8

10

12

14

2900 5100

RELACION ENTRE LA DENSIDAD DE LOS MATERIALES TERRESTRES Y LA PROFUNDIDAD

Profundidad (km)

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.

Den

sida

d ( g

/ cm

3 )

Ondas P

SISMOS Y ONDAS SÍSMICAS

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

Métodos indirectos Método sísmico

Ver animación “Anatomía de un terremoto”

7. Método sísmico

2: Métodos de estudio del interior terrestre

• La sismología estudia los terremotos y la transmisión de sus vibraciones u ondas sísmicas.• Éstas se transmiten a partir del foco o hipocentro• El epicentro es el punto superficial situado en la vertical del foco.

• Los terremotos se registran con sismógrafos y así obtenemos sismogramas

SISMOS Y ONDAS SÍSMICAS


Ondas P Son las más veloces, longitudinales y comprimen y dilatan las rocas

Ondas S Tiene menor velocidad, son transversales, producen vibración perpendicular y no se desplazan en fluidos

Ondas SOndas superficialesSe generan al llegar a la superficie las ondas P y S

SISMÓGRAFOS

INFORMACIÓN APORTADA POR LOS TERREMOTOS


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

23456789

1011121314

2 000 4 000 6 000

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

Velo

cida

d (k

m/s

)

Discontinuidad de Mohorovicic

Discontinuidad de Gutenberg

Discontinuidad de Lehman



DISCONTINUIDADES Cambios bruscos en la velocidad de propagación de las ondas sísmicasson

Velocidad de las ondas

depende de

Composición de los materiales que atraviesa

Estado físico de esos materiales

El lugar donde cambia la composición o el estado de los materiales terrestres

por lo tanto indican


Métodos indirectos Método sísmico: Principales discontinuidades

Corteza

Manto

Núcleo

30 km

2 900km

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 LEHMAN5 150km

Discontinuidad de Lehman

OTROS DATOS INDIRECTOS

Métodos indirectos 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 convección generadas por el calor interno.

Magnetismo terrestre

• Declinación magnética: ángulo entre el norte geográfico y el norte magnético (varía de un lugar a otro y de un momento a otro).• Mapa de declinaciones: con isógonas o líneas de igual declinación

• Anomalía magnética: Los materiales locales pueden hacer variar ligeramente esa declinación.• Nos da información sobre la composición de las rocas

OTROS DATOS INDIRECTOS

Métodos indirectos

Meteoritos

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

ESTRUCTURA DE LA TIERRA

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


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.

MANTO NÚCLEO

CORTEZACONTINENTAL

CORTEZAOCEÁNICA

CORTEZA

UNIDADES GEOQUÍMICAS


Si el criterio utilizado para distinguir las capas concéntricas que forman el planeta, es el comportamiento mecánico entonces hablamos de unidades dinámicas: Litosfera, manto superior sublitosférico, manto inferior, núcleo externo y núcleo interno

LitosferaMoho

Zona de subducción

MANTO SUPERIOR SUBLITOSFÉRICO

MANTO INFERIOR

MANTO SUPERIOR SUBLITOSFÉRICO

Litosfera continental

Litosfera oceánica

Moho

Manto inferior Núcleo

externo Núcleo interno

Carletonville Suráfrica 3,8 km

Mina más profunda

Sondeo más profundo

Moho

Manto inferior2230 km

Núcleo externo 2885 km

Núcleo interno 1216 km

MurmanskRusia 12 km


LITOSFERA NÚCLEO EXTERNOManto superior sublitosférico MANTO INFERIOR NÚCLEO INTERNO

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

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.

Fluido de viscosidad elevada

Incluye el resto del manto. 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 a algunas décimas de milímetro por año.

UNIDADES DINÁMICAS

• La litosfera es la capa dinámica externa y corresponde a corteza + parte superior del manto• Es rígida y está formada por placas litosféricas (12 mayores y otras menores)

• Con un espesor de 10 km (océanos) a 300 km (continentes)

3 Modelo Geodinámico

• La astenosfera tiene espesor variable (100-300 km) y se comporta de manera plástica (sobre ella “flotan” las placas de la litosfera). Su existencia es muy discutida, y puede no ser continua.

• La endosfera equivale al núcleo, y tiene una parte externa fluída y una parte interna sólida Su movimiento genera el campo magnético terrestre

• La mesosfera equivale al resto del manto. Es sólida y rígida, pero permite la existencia de corrientes de convección Y a veces es atravesada por plumas térmicas ascendentes que originarán puntos calientes

3 Modelo Geodinámico

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2. Origen y Estructura