La energía internade la Tierra4

1 El interior terrestre

2 Tectónica de placas

3 Volcanes

4 Terremotos

5 Riesgos geológicos y prevención

Índice

¿Qué sabes hasta ahora?1. ¿De dónde procede el calor interno de la Tierra?

2. ¿Qué estructura tiene el interior terrestre?

3. ¿Qué son las placas litosféricas?

4. ¿Por qué se producen los terremotos?

5. ¿Qué son los volcanes? ¿Cuántos tipos hay?

6. ¿Cómo se previenen los riesgos geológicos?

7. ¿Qué se debe hacer en caso de terremoto?

8. ¿Qué es un tsunami? ¿Y un maremoto?

9. ¿Para qué sirven los sismógrafos?

10. ¿A qué se llama magnitud sísmica?

Corteza

Manto superior

Manto inferior

Núcleo externo

Núcleo interno

Léelo“Investiguemos ahora qué causa agita la Tierra desde su parte más recón-dita, y sacude esta mole tan pesada; […] por qué brota fuego de las mon-

tañas y pedazos de roca, saliendo por aberturas antes ignoradas, mientras que se extinguen volcanes conocidos y célebres desde la antigüedad. Mil

prodigios acompañan a los terremotos: cambian el aspecto de los lugares, trasladan las montañas, levantan las llanuras, ciegan los valles y hacen surgir del fondo del mar nuevas islas. Dignas son ciertamente de investigación las

causas de tales fenómenos. Dirás tú: ¿qué obtendremos de ello? El premio mayor de todos, el conocimiento de la naturaleza.”

Cuestiones naturales. Lucio Anneo Séneca (4 a. C. - 65 d. C), filósofo romano.

Al finalizar la unidad sabrás

1. Qué estructura tiene el interior terrestre.

2. Cuáles son las manifestaciones de la energía interna de la Tierra.

3. Qué son las placas litosféricas y qué tipos de bordes presentan.

4. Qué es un volcán y cuál es su estructura.

5. Qué es un terremoto y qué elementos tiene.

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Unidad 4 2

1. El interior terrestreLa Tierra comenzó a formarse hace unos 4600 millones de años. Su

tamaño fue creciendo a partir de los materiales de la primitiva nebulosa y por los continuos choques de meteoritos. Estos impactos, sumados a la desintegración de elementos radiactivos que liberaban gran cantidad de energía, provocaron que nuestro planeta fuera, en su origen, una gran bola incandescente de materiales fundidos.

Al cesar los impactos de los meteoritos, esa gran bola de fuego co-menzó a enfriarse lentamente desde fuera hacia dentro, creando un con-junto de capas concéntricas. En la actualidad, aunque la superficie del planeta está totalmente fría, las capas internas siguen conservando el calor original de los materiales fundidos.

La energía interna terrestre tiene su origen en dos fuentes funda-mentales: el calor residual que queda desde la formación del planeta y que proviene de las capas más internas, y la continua desintegra-ción de elementos radiactivos en las capas menos profundas.

El calor interno de la Tierra se transfiere desde las zonas más profun-das a las más superficiales mediante dos formas de transmisión:

> Conductividad térmica: es la transmisión de calor entre las rocas. Este proceso se conoce también como flujo térmico. Este intercambio de energía entre el interior y la superficie terrestre puede durar miles de años, ya que las rocas son malas conductoras del calor.

El gradiente geotérmico es el au-mento progresivo de la temperatu-ra según aumenta la profundidad. Gracias a las perforaciones mineras y los sondeos se ha podido establecer que el gradiente geotérmico es de 1 ºC cada 33 metros (30 ºC cada kilómetro). Sin embargo, este in-dicador disminuye a medida que aumentamos la profundidad hasta alcanzar una temperatura constante en las zonas más internas.

¿ Sabías que...?

Perforación minera.

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La energía interna de la Tierra

> Corrientes de convección: son los movimientos de ascenso y descenso de los materiales más fluidos (parcialmente fundidos) del interior te-rrestre. Cuando los materiales más profundos se calientan, se dilatan y se hacen menos densos, por lo que tienden a ascender. Al alcanzar las zonas más superficiales se enfrían y se contraen, por lo que se vuelven más densos y descienden de nuevo hacia el interior. Allí, el proceso volverá a comenzar una vez que los materiales se calienten de nuevo. Estos movimientos de ascenso y descenso se realizan en corrientes circulares llamadas células de convección.

Corrientes de convección en el interior terrestre

Prospección en una mina de carbón.

1.1. Estructura interna

El estudio de la estructura interna de la Tierra es muy complejo de-bido a las altas temperaturas que se alcanzan a grandes profundidades. Para conocer esta estructura se pueden aplicar dos tipos de métodos de estudio. Los métodos directos utilizan muestras del interior de la Tie-rra recogidas en perforaciones y minas a cielo abierto, mientras que los métodos indirectos estudian los materiales de zonas más profundas de la Tierra sin necesidad de tomar muestras. Estos últimos se basan, por tanto, en pruebas que miden el comportamiento de esos materiales en determinadas situaciones. El más utilizado es el método sísmico.

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Unidad 4 2

Modelos del interior terrestre

Para comprender cómo funciona la Tierra, es necesario conocer su composición y estructura internas. Aplicando el método sísmico, el aná-lisis de la velocidad y trayectoria de la propagación de las ondas sísmicas generadas en grandes terremotos permite construir dos modelos válidos que explican la estructura interna terrestre: el modelo estático y el mo-delo dinámico.

El modelo estático o geoquímico se basa en la composición química de los materiales del interior terrestre. Este modelo determina que la Tierra está formada por tres grandes capas concéntricas.

> Corteza: capa de rocas de entre 6 y 70 kilómetros de espesor, formada básicamente por silicio y aluminio. Su temperatura puede alcanzar hasta los 700 ºC. La corteza puede ser de dos tipos según el grosor y composición de las rocas: oceánica o continental.

> Manto: oscila entre los 70 y los 2900 kilómetros. Formado principal-mente por silicio y magnesio, el manto incluye dos zonas diferentes:

El método sísmico

1 ¿Qué es la energía interna de la Tierra? ¿De dónde procede?

2 ¿Qué son las corrientes de con-vección? ¿Cómo funcionan?

3 ¿Qué utilidad tiene el método sís-mico?

A ctividades

Método sísmico para la exploración del subsuelo.

Ondas incidentes

ExplosivoGeófonosOndas reflejadas

Estratos de rocas

Los terremotos son vibraciones de la corte-za terrestre que se transmiten en forma de ondas sísmicas. El método sísmico se basa en el estudio de la velocidad de propaga-ción de esas ondas. La técnica consiste en generar estas ondas utilizando explosiones controladas y medir con equipos de graba-ción muy sofisticados el tiempo transcurri-do desde la explosión hasta la llegada de las ondas a los receptores colocados en distintos puntos de la superficie. Tomando los tiempos de llegada y conociendo las velocidades de propagación, se pueden reconstruir las trayectorias de las ondas sísmicas. El tiempo de recorrido depende de las propiedades físicas de las rocas y de las disposiciones de estas en el subsuelo.

El objetivo del método sísmico es conocer cómo están dispuestas las rocas en el in-terior de la Tierra, su composición y su es-tado físico. Se puede aplicar también a la búsqueda de agua subterránea, en obras de ingeniería y como método imprescindi-ble en la búsqueda de petróleo y carbón. Actualmente no se suelen hacer perfora-ciones de gran tamaño sin haber analizado previamente los datos sísmicos del área estudiada.

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La energía interna de la Tierra

• Manto superior: llega hasta los 670 kilómetros de profundidad. La parte más superficial es sóli-da y rígida. Más internamente la roca se vuelve menos rígida debido al aumento de temperatura (de 700 a 1000 ºC) y pueden encontrarse zonas de roca parcialmente fundida.

• Manto inferior: se alcanzan temperaturas de hasta 2500 ºC, aunque los materiales se mantie-nen en estado sólido debido a la enorme presión a la que están sometidos.

> Núcleo: abarca desde los 2900 a los 6370 kilóme-tros. Está formado mayoritariamente por hierro y níquel a temperaturas hasta de 4500 ºC. Se divide en dos zonas características:

• Núcleo externo: llega hasta los 5100 kilómetros. Sus materiales se encuentran en estado líquido.

• Núcleo interno: está formado por materiales só-lidos.

El modelo dinámico se basa en el comporta-miento de los materiales según su rigidez. Este modelo asume que la Tierra está formada por cuatro capas también concéntricas.

> Litosfera: capa más externa con espesor medio de 100 kilómetros. Comparándolo con el modelo geoquímico, incluye tanto la corteza como la pri-mera parte del manto superior.

> Astenosfera: es una parte intermedia del manto superior situada entre los 100 y 400 kilómetros de profundidad. Está formada por materiales plás-ticos parcialmente fundidos debido a las elevadas temperaturas.

> Mesosfera: formada por la zona más profunda del manto superior y todo el manto inferior. Se sitúa entre los 400 y 2900 kilómetros.

> Endosfera: con respecto al modelo geoquímico in-cluye todo el núcleo y comprende desde los 2900 hasta los 6370 kilómetros de profundidad.

Comparación de los modelos estático y dinámico del interior terrestre

670 km

400 km

2900 km

Mantoinferior

Núcleoexterno

Mesosfera

Endosfera

Núcleointerno

Corteza continental(25-70 km)

Corteza oceánica(6-12 km)

Litosfera(100 km)

Modelo estático(composición química)

Modelo dinámico(comportamientodinámico)

2900 km

5100 km

6370 km

Manto superior

Zona de transiciónAstenosfera

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Unidad 4 2

1.2. Manifestaciones de la energía interna

La energía interna de la Tierra es la responsable de multitud de proce-sos que se manifiestan en la corteza terrestre. Estos procesos provocan movimientos del terreno, alteración física y química de los materiales e incluso son los causantes de la formación de nuevos relieves.

El conjunto de procesos que modifican la superficie terrestre y cuyo origen se encuentra en la energía procedente del interior de la Tie-rra se denomina procesos geológicos internos. Estos provocan una modificación continua del relieve.

Los principales procesos geológicos internos son los siguientes:

> Tectónica de placas: teoría que explica el movimiento de las placas litosféricas que provoca la creación, modificación y destrucción de la corteza terrestre.

> Vulcanismo: proceso de aparición de magma en la superficie median-te la formación de volcanes.

> Sismicidad: aparición de seísmos o terremotos que causan temblores o movimientos del terreno.

> Magmatismo: proceso de formación de rocas a partir del magma en el interior terrestre.

> Metamorfismo: proceso de alteración de rocas ya existentes por efec-to de altas presiones y temperaturas elevadas sin llegar a fundirlas.

> Plegamientos y fracturas: deformaciones de rocas plásticas o rígidas que causan hundimientos o elevaciones de grandes extensiones de terreno.

Los procesos geológicos externos son los responsables del modelado continuo del relieve originado por la energía del Sol. Los procesos geológicos externos son la meteorización, la erosión, el transporte y la sedimentación.

¿ Sabías que...?

4 ¿En qué se diferencian el modelo estático y el modelo dinámico del interior terrestre?

5 ¿A qué se llama litosfera?

6 ¿Qué son los procesos geológicos internos? ¿Cuáles son?

7 ¿Qué diferencia, en función de la energía que los causa, existe entre los procesos geológicos internos y los externos?

A ctividades

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La energía interna de la Tierra

2. Tectónica de placasSi observas detenidamente la forma de los continentes en un mapa,

comprobarás que pueden encajar unos con otros, ya que las formas de sus bordes coinciden. Esto se debe a que en el pasado estos continentes estuvieron juntos. Actualmente están separados por el fenómeno de de-riva continental, es decir, por la separación de los continentes.

Como ya has estudiado, teniendo en cuenta toda la corteza y la parte más superficial del manto podemos establecer una zona de ma-teriales en estado sólido muy característica, llamada litosfera.

La litosfera no recubre toda la superficie de la Tierra de una sola pieza, sino que está formada por diversos fragmentos llamados pla-cas litosféricas. Según el tipo de corteza que contengan, las placas litosféricas se denominan placas oceánicas (corteza oceánica), con-tinentales (corteza continental) o mixtas (los dos tipos de corteza).

Distribución de placas litosféricas y bordes tectónicos

Las placas litosféricas encajan unas con otras.

Las placas tectónicas encajan como si fueran un puzle esférico, de la mis-ma manera que encaja cada una de las piezas que forman un balón de fútbol.

A diferencia de lo que ocurre con las piezas del balón, las placas no son es-táticas, sino que se mueven en distintas direcciones, aunque a una velocidad muy lenta (de 2 a 6 centímetros al año). Las placas rígidas son arrastradas por corrientes de convección que se producen por debajo de la litosfera.

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Unidad 4 2

Al moverse, las placas interaccionan entre sí, lo que provoca diversos fenómenos geológicos como te-rremotos, volcanes o la aparición de cordilleras.

Los límites entre placas se llaman bordes tectónicos. Los tipos de bordes tectónicos dependen de si las placas están separándose, acercándose (chocando) o simple-mente rozándose entre sí lateralmente:

> Bordes constructivos: se producen en los llamados límites divergentes, es decir, allí donde las placas se están separando para dar lugar a la formación de nueva litosfera. Estos bordes se producen por el empuje de corrientes ascendentes del magma de la astenosfera. En estos bordes son frecuentes tanto los fenómenos volcánicos como sísmicos.

> Bordes destructivos: se producen en los llamados límites convergentes, es decir, allí donde las placas colisionan entre sí y se produce la destrucción de parte de la litosfera al introducirse una debajo de la otra. Según el tipo de placas que intervienen se pueden producir tres casos:

• Convergencia oceánica y continental: cuando chocan una placa oceánica y una continental, la litosfera oceánica se introduce por debajo de la continental en un proceso denominado subduc-ción. En este borde son muy características las fo-sas marinas, la actividad volcánica y las cordilleras (por ejemplo, los Andes).

• Convergencia continental: cuando chocan dos placas continentales, la litosfera se pliega hacia arriba en un proceso denominado obducción. En estas zonas surgen elevaciones de grandes cordille-ras montañosas (por ejemplo, el Himalaya).

• Convergencia oceánica: cuando chocan dos placas oceánicas, una se introduce bajo la otra mediante subducción y se forman arcos de islas volcánicas.

> Bordes pasivos: se producen en los límites trans-formantes, es decir, allí donde el contacto entre las placas provoca el rozamiento o fricción lateral entre ellas. En ellos ni se crea ni se destruye litosfera. Es-tos bordes se caracterizan por una intensa actividad sísmica.

Tipos de bordes tectónicos

8 ¿Qué son las placas litosféricas? ¿Cuántos tipos hay?

9 ¿Qué son los bordes tectónicos? Describe los tipos prin-cipales.

10 Observa las ilustraciones y responde: ¿en qué tipo de placa se localiza la península ibérica?; ¿de qué tipo es la placa de Nazca?

11 ¿Qué diferencias existen entre subducción y obducción?

12 ¿Qué bordes se caracterizan por no alterar la corteza te-rrestre?

A ctividades

Litosfera

Litosfera

Astenosfera

Astenosfera

Astenosfera

Placa oceánica

Placa oceánica

Placa oceánica

Placa

continental

Placa continental

Placa

continental

PlacaPlaca

Placa

Placa

Destructivos

Destructivos

Pasivo

Constructivo Litosfera

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La energía interna de la Tierra

3. VolcanesLa actividad volcánica es otra de las manifestacio-

nes más espectaculares y peligrosas de la energía in-terna de la Tierra. Durante esta actividad se produce la llegada a la superficie de material fundido, proce-dente del manto.

Se llama magma a la mezcla procedente del man-to compuesta por rocas fundidas con cantidades variables de agua, gases y pequeños fragmentos sólidos de roca. Cuando el magma sale al exte-rior y se desprende de los gases se denomina lava.

La salida de lava no se produce en cualquier lugar. Para que se produzca un volcán debe adelgazarse la corteza terrestre y aparecer puntos más débiles por los que se cuele el magma.

Los volcanes son fisuras de la corteza terrestre por donde se produce la salida de lava. General-mente, estos materiales se acumulan en forma de cono, aunque en otros casos los volcanes apare-cen como grandes grietas en el terreno.

Los volcanes se forman cuando el magma asciende hasta la superficie terrestre, y da lugar a erupciones volcánicas, que generan la salida de productos sóli-dos, líquidos y gaseosos.

Las erupciones son efusivas (tranquilas) si la sali-da de lava es pausada. Cuando el magma es muy viscoso y dificulta la salida de gases, estos se acu-mulan generando grandes presiones que produ-cen erupciones explosivas muy violentas.

Los materiales que salen al exterior durante una erupción son muy diversos:

> Sólidos: se denominan también piroclastos (‘pie-dras que arden’) y pueden ser de tres tamaños:

• Bombas volcánicas: son de gran tamaño (1 me-tro de diámetro) y caen cerca del cráter durante las erupciones más violentas.

• Lapilli: son fragmentos de un tamaño interme-dio (1 centímetro de diámetro) también conoci-dos como gravilla volcánica.

• Cenizas: también llamadas polvo volcánico. Su pequeño tamaño hace que se puedan elevar a grandes alturas y ser desplazadas con facilidad por el viento.

> Líquidos: son generalmente conocidos como lava. Su composición varía de un volcán a otro y causa distintos tipos de erupciones.

> Gaseosos: también llamadas fumarolas. Son mez-clas de vapor de agua, dióxido de carbono y dióxi-do de azufre.

Algunos volcanes entran en erupción durante un breve intervalo de tiempo (días o semanas) y perma-necen sin erupciones mucho tiempo. Otros volcanes, sin embargo, pueden llegar a mantener su actividad constante durante miles de años.

Se consideran volcanes activos aquellos que han entrado en erupción en los últimos 25 000 años. En el mundo se cal-cula que hay 1300 volcanes activos. Al año ocurren unas 50 erupciones de diferentes magnitudes.

Se conocen como volcanes durmientes aquellos que pue-den volver a entrar en erupción; y volcanes extinguidos aquellos que se consideran apagados definitivamente.

¿ Sabías que...?

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Unidad 4 2

Estructura interna de un volcán

3.1. Estructura de un volcán

Independientemente del lugar donde se encuentre, su tamaño o for-ma externa, en un volcán se pueden distinguir las siguientes partes fun-damentales:

> Cámara magmática: zona interna donde se acumula el magma. Se suele localizar a gran profundidad. Desde aquí el magma asciende hacia el exterior a través de una serie de conductos.

> Chimenea: es el conducto principal por el cual el magma circula des-de la cámara magmática hasta la superficie. A veces puede presentar ramificaciones o chimeneas secundarias.

> Cono volcánico: zona de la superficie donde se acumulan los mate-riales expulsados por el volcán ya solidificados. El cono va creciendo en altura a medida que se producen las sucesivas erupciones. Si hay chimeneas secundarias se suelen producir también conos secundarios de menor tamaño que el cono principal.

> Cráter: orificio más o menos circular por el que salen los materiales al exterior durante los periodos de erupciones. Algunos volcanes no tie-nen un orificio, sino grandes grietas en el terreno (volcanes fisurales).

FumarolasCráter

Bombas volcánicas

Lapilli

Cono volcánico

Magma

Chimenea secundaria

Chimenea principal

Nube de cenizas

Géiser

Masamagmática

Aguas subterráneas

Colada de lava

Cámara magmática

Agua caliente(termas)

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La energía interna de la Tierra

Tipos de volcanes

Un géiser es un orificio en el suelo que expulsa periódicamente una co-lumna de agua caliente y vapor. Esto se debe a que la actividad sísmica de la zona provoca que las aguas del subsuelo se calienten y emerjan a la superficie muy rápidamente a través de rocas porosas. El resultado es una columna espectacular de agua y aire. Cuando el agua caliente sub-terránea sale al exterior sin ninguna presión se producen las fuentes ter-males. Esta agua es muy apreciada por su contenido en sales minerales y su carácter curativo.

¿ Sabías que...? 3.2. Tipos de volcanes

Según las características de los materiales expulsados y el tipo de erup-ción producida, se pueden establecer cuatro tipos básicos de volcanes.

> 1. Hawaiano: su lava es muy fluida y su erupción muy efusiva. Se caracteriza por tener coladas de lava que descienden apaciblemente por las laderas.

> 2. Estromboliano: su lava es poco fluida y se van alternando coladas de lava con pequeñas explosiones por los gases acumulados. Del crá-ter surgen fuentes violentas de lava y por el cono descienden coladas en forma de ríos de lava.

> 3. Vulcaniano: su lava es muy viscosa y no fluye. La acumulación de gases genera explosiones que liberan enormes nubes de cenizas.

> 4. Peleano: su lava es muy viscosa y tapona el cráter. La enorme pre-sión acumulada en la chimenea hace que el cono estalle en una vio-lenta explosión.

Géiser en acción y fuente termal.

13 ¿Qué diferencia hay entre magma y lava?

14 ¿Por qué se produce una erupción volcánica explosiva?

15 Define piroclastos, lapilli y fumaro-la. ¿Qué tienen en común?

16 ¿Qué es un géiser? ¿Cómo se forma?

17 ¿Qué tipo de volcán crees que re-sulta más peligroso para la pobla-ción que vive en las inmediacio-nes? Razona tu respuesta.

A ctividades

¿ Sabías que...?

1. Volcán hawaiano.

Lava muy fluida

Río de lava

Lava muy viscosa

Cráter taponado

2. Volcán estromboliano.

3. Volcán vulcaniano.

4. Volcán peleano.

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Unidad 4 2

4. TerremotosLa sismicidad es otra de las mayores manifestaciones de la actividad

geológica del planeta Tierra. La aparición de terremotos es una conse-cuencia tanto de los fenómenos relacionados con la tectónica de placas como de procesos de vulcanismo.

Un terremoto o sismo (llamado también seísmo) es un temblor de tierra provocado por una sacudida repentina de la corteza terrestre causada por la liberación de energía acumulada en las placas litos-féricas.

Esta liberación de energía se origina por la fractura de las rocas del subsuelo, o bien por el deslizamiento de unas rocas sobre otras. En fun-ción de la energía liberada por el movimiento sísmico se producen di-ferentes consecuencias, que van desde ligeros movimientos de objetos domésticos y agrietamiento de paredes hasta el derrumbamiento masi-vo de edificios y graves consecuencias para la población.

La ciencia encargada del estudio de los terremotos se denomina sis-mología. Esta ciencia se basa en el análisis de los datos de la propagación de las ondas sísmicas generadas en el interior y en la superficie de la Tie-rra. Estas ondas son recogidas por unos aparatos denominados sismógra-fos. La representación de las ondas sísmicas se denomina sismograma y permiten determinar la magnitud de un terremoto.

Se llama magnitud a la cantidad de energía liberada durante un seís-mo. Este parámetro se emplea además como medida objetiva del “ta-maño” de un terremoto. La magnitud de los terremotos se mide con la escala de Richter, una escala no lineal, ya que la energía liberada por un terremoto de magnitud 7 equivale, aproximadamente, a 30 terremotos de magnitud 6, y a 900 de magnitud 5.

Los terremotos son catástrofes naturales muy destructivas.

Tipos de sismógrafos. Gracias a los sismógrafos se obtienen los sismogramas.

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La energía interna de la Tierra

Tipos de ondas sísmicas y elementos de un terremoto

Dirección de propagación

Dirección de propagación Dirección de propagación

Ondas P (primarias): de compresión o longitudinales.

Ondas S (secundarias): transversales.

Ondas de Love (L), de superficie. Ondas de Rayleigh (R).

Dirección de propagación

Otra forma de medir los terremotos es mediante el uso de escalas de intensidad. Estas escalas evalúan subjetivamente los efectos destructivos del seísmo sobre las personas, los objetos, las construcciones o el terreno. La escala de intensidad más utilizada es la de los 12 grados de intensidad MSK o escala de Mercalli, que tiene en cuenta desde sacudidas im-perceptibles para los seres humanos (grado I) hasta la destrucción total de las construcciones (XII).

4.1. Elementos de un terremoto

Como sabes, los terremotos son sacudidas de la corteza terrestre que se propagan en todas direccio-nes en forma de ondas concéntricas desde su punto de origen. Para el estudio de los terremotos se pue-den distinguir los siguientes elementos:

> Hipocentro: también llamado foco. Es el lugar en el interior de la corteza terrestre donde se produce el movimiento de las rocas que ocasiona el terre-moto. En este punto se libera la energía acumulada y desde aquí parten las ondas sísmicas internas en todas direcciones.

> Epicentro: es el punto de la superficie terrestre justo en la vertical del hipocentro y, por tanto, es el lugar de la superficie más cercano al foco de un terremoto. Así pues, el epicentro es el primer pun-to de la superficie terrestre en el que se registran las ondas sísmicas internas y se sienten sus efectos.

Desde el epicentro se producen las ondas superfi-ciales.

> Ondas sísmicas: son las vibraciones que se produ-cen durante el terremoto. Según su lugar de origen podemos hablar de dos tipos de ondas:

• Profundas: surgen en el hipocentro y se trans-miten a grandes velocidades hasta la superficie a través de las rocas. Pueden ser primarias (P) o secundarias (S).

• Superficiales: se producen en el epicentro tras la llegada de las ondas profundas, y se transmiten por la superficie a una velocidad menor. Existen dos tipos de ondas superficiales: ondas de Love (L) y ondas de Rayleigh (R). Estas ondas son las que causan las catástrofes en la superficie.

Hasta la fecha, el mayor terremoto registrado ha sido de magnitud 9,5 en la escala de Richter (Chile, 1960). Aunque pueda parecer lo contrario, la escala de Richter no tiene lí-mites, y podrían medirse terremotos con magnitud mayor de 10. Sin embargo, se supone que ningún lugar del plane-ta tiene energía elástica acumulada en cantidad suficiente para sobrepasar dicha magnitud.

Actualmente, el seguimiento de los terremotos es con-tinuo. En la página web http://www.iris.edu/seismon/ se pueden seguir en directo los terremotos que tienen lugar en el planeta.

¿ Sabías que...?

Ondas R Ondas LEpicentroOndas

superficiales

Velocidad de las ondas P: 8 km/s

Velocidad de las ondas S: 4,5 km/s

Foco o hipocentro a 20 km de profundidad

Ondas profundas

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Unidad 4 2

Se llama tsunami a la ola gigante, o grupos de olas, provo-cadas por terremotos marinos (maremotos). La agitación violenta de las aguas del mar produce olas de efectos de-vastadores en la costa.

El mayor tsunami conocido fue una ola de unos 42 metros de altura (Indonesia, 1883). En el año 2004 otro maremo-to en la misma zona provocó varios tsunamis sucesivos que causaron la muerte a 275 000 personas.

¿ Sabías que...?

18 ¿Qué es el hipocentro de un terremoto? ¿Y el epicentro?

19 Explica brevemente la diferencia entre magnitud e inten-sidad de un terremoto.

20 Describe la utilidad de la escala Richter.

21 ¿Qué tipos de ondas sísmicas se conocen? ¿Qué criterios se utilizan para clasificarlas?

22 ¿Qué es un tsunami? ¿Qué riesgos supone para la pobla-ción?

A ctividades

Etapas de formación de un tsunami.

5. Riesgos geológicos y prevención

Como ya has estudiado, la intensa actividad geoló-gica de nuestro planeta provoca múltiples procesos geológicos que suelen ir acompañados de desastres naturales. Estas catástrofes de origen natural supo-nen un riesgo potencial tanto para la población hu-mana como para el resto de seres vivos.

Los riesgos geológicos pueden ser definidos como la probabilidad de que se produzcan, de-bido a los procesos geológicos, circunstancias o situaciones de amenaza para la salud o seguri-dad de las personas, con daños sociales y eco-nómicos.

Los riesgos geológicos pueden ser naturales o cau-sados por el ser humano. En cuanto a los riesgos geológicos naturales pueden ser debidos a procesos geológicos externos (inundaciones, vientos, desliza-mientos de tierra, etc.) o internos (volcanes y terre-motos).

Para minimizar los riesgos geológicos de una zona y evitar los daños causados por catástrofes naturales se han desarrollado tres tipos de mecanismos que permiten disminuir los efectos perjudiciales:

> Previsión: se basa en la identificación de los distin-tos peligros en las zonas de riesgo y la frecuencia con la que se repiten los desastres geológicos. Se caracteriza por disponer de mapas de riesgos.

> Predicción: trata de anticiparse a los desastres na-turales antes de que ocurran y poner los medios necesarios para evitar daños a la población.

> Prevención: consiste en adoptar medidas destina-das a minimizar los efectos en caso de que se pro-duzca una catástrofe natural (educar a la población sobre cómo reaccionar ante los accidentes geoló-gicos, construir aplicando medidas antidesastres y desarrollar planes de información y evacuación).

5.1. Medidas de autoprotección

En caso de vivir en zonas de riesgo geológico es importante conocer y llevar a cabo una serie de me-didas de autoprotección frente a catástrofes natura-les. Nuestra actuación antes, durante y después de un desastre geológico nos puede ayudar a minimizar los daños tanto personales como materiales.

Andalucía y Murcia son las dos comunidades au-tónomas con mayor riesgo geológico según los ma-pas de peligrosidad sísmica. Así pues, es fundamen-tal para la población de estas comunidades conocer las recomendaciones básicas de actuación ante los terremotos. Entre ellas podemos destacar: saber cómo desconectar la luz, el gas y el agua, mantener-se alejados de ventanas y alejarse de construcciones dañadas.

2. Velocidad: 500 km/h.

1. Inicio de la ola tras maremoto

4. Efecto destructor de la ola.

3. Velocidad: 45 km/h.

93

La energía interna de la Tierra

Este mapa de peligrosidad símica diferencia las zonas en función de la intensidad de los terremotos en el pasado. Utiliza para ello la escala EMS (Escala Macrosísmica Europea) que consta de 12 grados, siendo el I el más leve y el XII el más destructivo. Otros grados intermedios son:

< VI: sin daños

VI: daños leves

VII: daños moderados

VIII: daños severos

>VIII: Muy destructivo

42˚ N

40˚ N40˚ N

38˚ N

36˚ N

42˚ N

38˚ N

36˚ N Peligrosidad sísmica de España(periodo de retorno 500 años)Intensidad

< VI = VII

= VI = VIII0 100 200 300 km

Mapa de peligrosidad sísmica en España

Recomendaciones básicas para protegerse de los terremotos

Antes • Preparar un botiquín de prime-ros auxilios.

• Fijar bien a las paredes y techo muebles, cuadros, espejos y lámparas.

• No colocar objetos pesados encima de muebles altos.

Durante • Buscar estructuras fuertes: bajo una mesa o cama, dintel de una puerta, etc.

• No usar el ascensor.• Evitar el uso de velas, cerillas...

Después • Impedir cualquier situación de pánico.

• Conectar la televisión o la radio para recibir información o ins-trucciones de las autoridades.

• Prestar los auxilios necesarios.

23 ¿A qué llamamos riesgo geológico? ¿Qué riesgos geológicos pueden darse en Andalucía?

24 ¿Qué tipos de actuaciones pueden llevarse a cabo para minimizar los riesgos geológicos?

25 ¿Por qué debemos protegernos bajo una mesa durante un terremoto?

26 ¿Qué actuaciones no se recomiendan durante un terremoto?

A ctividades

Actividades de consolidación

94

5 Comenta las principales manifestaciones de la energía in-terna de la Tierra.

6 Identifica en tu cuaderno el tipo de límite tectónico que representa cada uno de los siguientes dibujos. ¿Qué pro-cesos geológicos son propios de cada uno de ellos?

Límites Procesos geológicosasociados

7 Elabora un dibujo para cada una de las situaciones que se pueden dar en los bordes tectónicos destructivos.

8 ¿Con qué borde tectónico está relacionado el sur de la pe-nínsula ibérica? ¿Qué riesgos geológicos tiene esto para Andalucía? Razona tu respuesta.

9 Relaciona en tu cuaderno mediante flechas los siguientes conceptos:

Magma Mezcla de rocas fundidas que se ha desprendido de los gases

Lava Salida de agua y vapor a gran altura

Volcán Proceso de expulsión de lava

Erupción volcánica

Mezcla de materiales fundidos y gases

Géiser Grieta por donde surge el magma

10 Completa en tu cuaderno la siguiente tabla de clasificación de materiales expulsados por los volcanes según su estado físico:

Sólidos Líquidos Gaseosos

11 Indica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o fal-sas y corrige las que sean incorrectas:

a) Los volcanes están siempre activos.

b) Los volcanes durmientes son los que pueden volver a erupcionar.

1 Observa el siguiente dibujo y comenta qué representa:

2 Explica qué es el gradiente geotérmico. Teniendo en cuenta el gradiente geotérmico terrestre, calcula el au-mento de temperatura por cada 1000 metros de profun-didad.

3 Describe las dos formas de transmisión del calor interno de la Tierra.

4 Copia el siguiente esquema en tu cuaderno y nombra las capas señaladas:

Ondas incidentes

ExplosivoGeófonos

Ondas reflejadas

Capas de rocas

670 km

400 km

2900 km

2900 km

5100 km

6370 km

Manto superior

Zona de transiciónAstenosfera

Actividades de consolidación

95

c) Los volcanes extinguidos son volcanes apagados defi-nitivamente.

d) Un volcán sólo está activo 25 000 años.

e) Hay 50 volcanes activos en el planeta Tierra.

12 Realiza un dibujo explicativo de la estructura de un vol-cán. Debes representar también los cráteres secundarios y los productos volcánicos.

13 Completa en tu cuaderno el siguiente cuadro comparati-vo de tipos de volcanes:

A B

Nombre

Tipo de lava

Tipo de erupción

14 Elabora una tabla similar a la anterior para el resto de vol-canes posibles.

15 Completa en tu cuaderno el siguiente esquema de un terre-moto y define cada uno de los elementos representados.

16 ¿Qué tipos de ondas parten del epicentro de un terre-moto? ¿Por qué son tan destructivas? Realiza un dibujo explicativo de cada una de ellas

17 Describe de forma detallada las escalas de Richter y de Mercalli.

18 ¿A cuántos terremotos de magnitud 5 equivale un terre-moto de magnitud 7? ¿Por qué se dice que la escala de Richter no es lineal?

19 Intenta relacionar en tu cuaderno la intensidad de los dis-tintos terremotos con los grados siguientes en la escala MSK I, IV, VI, VIII, XI y XII.

Efectos de los terremotosGrado de

intensidad

Prácticamente se destruyen o quedan gravemente dañadas todas las estructuras, incluso las subterráneas.

Miedo y pánico general, incluso en las personas que conducen automóviles. Hay daños en edificios.

Las ventanas, puertas y vajillas vibran. Las personas se atemorizan.

Daños importantes en construcciones, incluso en las bien realizadas, en puentes, presas y líneas de ferrocarril. Las carreteras importantes quedan fuera de servicio. Las canalizaciones subterráneas quedan destruidas.

Lo siente la mayoría de las personas, tanto dentro como fuera de los edificios. Los objetos se desplazan y caen.

La sacudida no es percibida por los sentidos humanos.

20 ¿Qué consecuencias tendría para Andalucía un maremo-to en el golfo de Cádiz? ¿Qué medidas de prevención se podrían adoptar?

21 ¿Se pueden predecir las erupciones volcánicas? ¿Y los te-rremotos? Razona adecuadamente tu respuesta

22 Según el mapa de peligrosidad sísmica de España, ¿qué intensidad tendría un posible terremoto en Granada? ¿Y en Córdoba?

23 Observa atentamente los siguientes dibujos alusivos a las medidas que se deben adoptar durante un terremoto y trata de ordenarlos según se deban tomar antes, durante o después del movimiento sísmico.

A B

Esquema de la unidad

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Autoevaluación

1 ¿Qué estructura tiene el interior terrestre?

2 ¿Cuáles son las manifestaciones de la energía interna de la Tierra?

3 ¿Qué son las placas litosféricas? ¿Qué tipos de bordes pueden presentar?

4 ¿Cuál es la estructura de un volcán?

5 ¿Qué elementos tiene un terremoto?

TIERRA

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Temblores

Cuestiones p

ropuestas

La geofísica es la ciencia que se encarga del es-tudio científico de la Tierra desde el punto de vis-ta de la física. Su campo de estudio incluye la es-tructura, las condiciones físicas y la historia de la Tierra. Los avances de la geofísica se suelen apli-car a la búsqueda de recursos naturales, reducción

1 ¿Qué es la geofísica? ¿Por qué se considera una ciencia?

2 ¿Qué aplicaciones tienen los estudios de la geofísica? ¿Qué tipos de métodos aplican los estudios de geofísica? Describe cada uno de los tipos básicos de métodos de estudio.

3 ¿Qué significa que la geofísica utiliza fenómenos inducidos por el ser humano? Describe uno de es-tos métodos.

4 ¿En qué capa de la Tierra se colocan los instru-mentos geofísicos? ¿Crees que sirven para co-nocer el resto de las capas de la Tierra? Justifica adecuadamente tu respuesta.

5 ¿Qué es un tsunami? ¿Cómo se produce? ¿Qué otros desastres naturales tienen el mismo origen?

6 Teniendo en cuenta que las ondas sísmicas viajan a una velocidad de 8 km/s (P) y 4,5 km/s (S), calcu-la el tiempo que tardarán dichas ondas en llegar desde el hipocentro de un seísmo situado a 50 km de profundidad hasta el epicentro.

7 ¿Cómo se llaman los instrumentos básicos em-pleados en el IAG? Describe su funcionamiento.

8 ¿Cuáles son las investigaciones realizadas en el IAG? ¿Crees que es importante esta labor? Razo-na adecuadamente tu respuesta.

9 ¿Qué relación hay entre el IAG y el servicio del 112? ¿Crees que es importante que exista una re-lación de este tipo? Describe sus ventajas.

10 ¿A qué se deben los desastres naturales? ¿Se pueden evitar? ¿Y predecir? Describe los méto-dos que conozcas para minimizar sus efectos.

básicasCompetencias

de efectos causados por los desastres naturales y la preservación del medio ambiente. Dado que la geofísica es una ciencia experimental, emplea en sus estudios métodos como la reflexión y re-fracción de ondas mecánicas, y una serie de méto-dos basados en la medida de la gravedad, campos magnéticos y fenómenos radiactivos. En algunos casos dichos métodos se aprovechan de los fenó-menos naturales (mareas, terremotos, tsunamis, etc.) y en otros son inducidos por el ser humano (fenómenos sísmicos).

El Instituto Andaluz de Geofísica y Preven-ción de Desastres Sísmicos (IAG) es un centro de investigación dedicado a la sismología, la ins-trumentación sísmica, la previsión y la preven-ción sísmica y sismicidad histórica. El Instituto ha creado y mantiene la Red Sísmica de Andalucía, situada en esta comunidad autónoma. Asimis-mo, proporciona información al Servicio de Pro-tección Civil de la Junta de Andalucía. La sede del IAG en Granada está situada en un edificio construido en 2009 para albergar al servicio 112 emergencias de la Junta de Andalucía.

Adaptado. http://www.ugr.es/~iag/divulgacion/div_d.html

básicasCompetencias

98

Cue

stio

nes

pro

pue

stas

Salir pitandoUna erupción volcánica es un proceso en el

cual se libera la energía contenida en el mag-ma a la superficie de la Tierra. En un volcán activo, aún en fase de reposo, se producen múltiples procesos asociados al movimiento del magma. Muchos de estos procesos involu-cran niveles muy pequeños de energía, siendo muy difícil detectarlos, y por tanto, establecer los pronósticos de evolución. En la actualidad, la vigilancia de volcanes se hace midiendo instrumentalmente la actividad sísmica, de-formación, emisión de gases y temperaturas anómalas, complementado con la informa-ción obtenida a través de la observación direc-ta por parte de las personas. Supongamos un volcán adecuadamente instrumentado y bajo con-tinua vigilancia por un equipo científico y técnico. El problema consiste en cuantificar la actividad del volcán en cada momento, y de qué modo se pue-de transmitir esta información de manera clara y precisa a la población y autoridades. Tras diversos ensayos de múltiples y complejas escalas se ha lle-gado a la conclusión de que la forma más adecuada se reduce a la adopción de un simple semáforo con tres niveles: verde, amarillo y rojo. Esto se debe a dos motivos: todo el mundo está familiarizado con

el semáforo de tres colores y además la compleji-dad de una erupción volcánica no permite ges-tionar en la práctica más niveles. El semáforo del volcán utiliza los siguientes códigos: a) es posible la realización de las actividades normales, b) se debe estar preparado ante una posible evacuación y c) se inicia la evacuación y la población debe ser con-ducida a las zonas de emergencia previstas. En Es-paña, hay diversas zonas con volcanes, aunque el riesgo volcánico es mayor en Canarias.

Adaptado. http://www.fomento.es/NR/rdonlyres/3B8EAADA-8A2F-46A3-8759-5D17AF06B721/32451/riesgovolcanico_br.pdf

1 ¿Qué es un volcán activo? ¿Y uno extinguido?

2 ¿En qué comunidades autónomas españolas hay volcanes? ¿En cuál de ellas el riesgo volcánico es mayor? Justifica adecuadamente tu respuesta.

3 Busca información sobre la actividad volcánica de las islas Canarias. Elabora un pequeño informe acerca del tipo de volcanes que se producen en ellas e indica cuándo tuvo lugar la última erupción.

4 ¿Es posible predecir con antelación una erupción volcánica? ¿Cómo se realiza la vigilancia de un volcán?

5 ¿Qué es una erupción volcánica? ¿Por qué son tan peligrosas las erupciones volcánicas no pre-vistas?

6 ¿Qué productos expulsa un volcán? Realiza una clasificación según su estado físico.

7 ¿Qué sistema se emplea para comunicar a la po-blación la situación de riesgo volcánico? ¿Qué ventajas tiene la utilización de dicha escala?

8 Realiza un dibujo en forma de semáforo y asocia a cada color uno de los códigos indicados en el texto para el riesgo volcánico.

9 Imagina que se desea elaborar un documento con cinco recomendaciones básicas en caso de erup-ción volcánica inminente. ¿Qué normas crees que se deben incluir en este documento?

10 Busca la definición de vulcanología. ¿Crees que la población de las zonas de riesgo debe tener cono-cimientos de vulcanología? Razona tu respuesta.

Competencias básicas

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Cuestiones p

ropuestas

Bajo los pies

1 ¿Qué es la energía geotérmica? ¿De donde pro-cede? Explica de forma detallada el origen de esta energía.

2 ¿De qué dos maneras se transmite el calor en el interior terrestre?

3 Elabora un dibujo esquemático con las capas de la tierra descritas en el texto. Sitúa en cada una de ellas la temperatura de sus zonas. ¿A qué modelo del interior terrestre corresponde esta representa-ción?

4 Con los datos de la pregunta anterior elabora una gráfica en la que el eje X sea la profundidad y el eje Y la temperatura alcanzada.

5 ¿A qué llamamos gradiente geotérmico? ¿Qué valores son normales? ¿Cuáles son anómalos?

6 ¿A qué profundidad hay que bajar para que la temperatura suba 100 grados si el gradiente geo-térmico es normal? ¿Y si es anómalo?

7 Teniendo en cuenta la temperatura de ebullición del agua, ¿a qué profundidad deben llegar las tu-berías de las turbinas en las centrales geotérmicas de zonas con gradientes anómalos?

8 Comenta la frase “Donde haya géiseres se pue-den colocar centrales geotérmicas”.

9 Según el texto, ¿qué dos utilidades tiene la ener-gía geotérmica? ¿Cuál de ellas crees que podrías emplear en tu casa? Justifica tu respuesta.

10 ¿De qué manera puede contribuir la utilización de la energía geotérmica en la disminución del cambio climático? Razona adecuadamente tu respuesta.

La energía geotérmica es el calor interno de la Tierra. En el subsuelo, la temperatura aumenta con la profundidad debido al flujo de calor exis-tente desde el interior de la Tierra hacia la super-ficie. Como sabemos, la Tierra está constituida bá-sicamente por tres capas concéntricas. La corteza tiene un espesor de hasta 70 km y su temperatura varía entre los 700 ºC del contacto con el manto y los 20 ºC de la superficie. El núcleo, la más interna, tiene una temperatura superior a 4000 ºC (6700 km). El manto es la capa intermedia, con un es-pesor de aproximadamente 2830 km y una tem-peratura que varía entre los 4500 ºC en contacto con el núcleo y los 700 ºC de su parte superior en contacto con la corteza. En las zonas con gradien-tes geotérmicos normales (3 ºC cada 100 metros) la energía geotérmica se emplea para obtener agua caliente doméstica. Sin embargo, el flujo de calor es anómalo en zonas de especial actividad geoló-gica, ocasionando en estas áreas gradientes geotér-micos con valor de hasta 30 ºC cada 100 metros. Gracias a los dispositivos creados para aprovechar la energía interna de la Tierra es posible generar energía eléctrica en regiones con gran calor inter-no. Estos dispositivos se denominan centrales geo-

térmicas, y utilizan vapor de agua para mover una serie de turbinas. Para conocer el funcionamien-to de estos dispositivos puedes visitar el enlace http://energiageotermica.es/energeo.html.