1. ESTRUCTURA EN CAPAS DE LA TIERRA.

1.2. ORIGEN DE LAS DIFERENTES CAPAS DE LA TIERRA.

En los primeros instantes de su formacin, la Tierra probablemente era un protoplaneta de aspecto semejanteal que hoy presenta la luna.

En etapas posteriores, los choques de la prototierra con planetesimales menores que ella seran cada vez msfrecuentes. La liberacin de energa provoc la fusin completa del protoplaneta en lo que se conoce como elGran acontecimiento trmico. Esta circunstancia fue la clave para la diferenciacin en capas de la Tierra:

Origen de la atmsfera. La fusin de los materiales terrestres durante el Gran acontecimientotrmico provoc una desgasificacin. Algunos de los gases liberados en el proceso escaparon alespacio, los dems quedaron retenidos por la gravedad y constituyen la atmsfera primitiva.

Origen de la hidrosfera .Estuvo ligado al origen de la atmsfera porque un componente bsico de lafase gaseosa liberada por la fusin de materiales terrestres es el vapor de agua, as durante el Granacontecimiento trmico, la atmsfera primitiva debi de contener ingentes cantidades de agua enforma de vapor. Cuando el planeta se enfri se condens, precipit en forma de lluvia y rellen lascuencas del planeta hasta formar los ocanos.

La diferenciacin en capas del interior terrestre. Resultado de la fusin total del planeta durante elGran acontecimiento trmico, ya que solo cuando los materiales terrestres estuvieron fundidos pudoproducirse su diferenciacin gravitatoria, as, los ms densos migraron hacia el centro y los menosdensos ocuparon la zona exterior.

1.2.1. LA ATMSFERA

1.2.2. ESTRUCTURA Y COMPOSICIN DE LA ATMOSFRA.

Los gases de la atmsfera se disponen en capas alrededor de la Tierra. en dos estructuras :

A) LA ESTRUCTURA QUMICA DE LA ATMSFERA:

Se estructura en dos grandes unidades en base a la composicin del aire y su disposicin en altitud:

1. La homosfera: se encuentra entre la superficie terrestre y unos 85 90 km de altitud.

Esta compuesta por diferentes gases ( N2, O2, A, CO, Ne, He, CH4, Kr , N2O, H2, Xe, O3 Y H2O ).

2. La heterosfera : abarca desde los 90 km hasta el lmite ms externo. La presin aqu es ms baja y hacequelos gases no se difundan, sino que se estratifiquen de acuerdo con sus densidades para dar una estructuraqumica general hetergenea. Est compuesta por N2 molecular, oxigeno atmico, helio e hidrgeno atmico.

B) LA ESTRUCTURA TRMICA DE LA ATMSFERA:

Est estructurada en tres capas :

1.Troposfera:dsde la superficie hasta una altitud de unos 9 a 10 km en las zonas polares y de unos 18 km enlas regiones ecuatoriales. Se caracteriza por un descenso de la temperatura del aire segn un gradiente de

1

variacin vertical que se estima en unos 6,5 C por cada kilmetro de altitud. En su lmite superior llamadotropopausa se desarrollan los fenmenos atmosfricos que caracterizan el clima y que condicionan la mayorparte de los procesos geolgicos exgenos.

2. Estratosfera: abarca desde la tropopausa hasta unos 50 km de altitud. En ella cesa el descenso de latemperatura que se produca de manera constante en la troposfera. Aqu comienza a ascender de forma leve yconstante en los primeros kilmetros y de manera muy rpida a partir de los 30 km de altitud. El ascensotrmico prosigue hasta la llamada estratopausa donde se alcanzan valores de temperatura de unos 80 C.

Este incremento se debe a la liberacin de calor que resulta de la absorcin de la energa de la radiacinultravioleta durante los procesos de formacin y destruccin del ozono. Este gas se acumula en una capallamada ozonosfera que se localiza dentro de la estratosfera entre los 25 30 km y los 50 km de altitud.

3. Mesosfera: En esta capa hay un nuevo descenso trmico que se inicia a partir de la estratopausa. Lavariacin se produce de forma constante hasta que en la mesopausa situado a unos 90 km de altitud, latemperatura de los gases alcanza entre los 85 C y 100 C.

4. Termosfera: Comienza a partir de los 90 km de altitud, cuando se detecta un nuevo incremento de latemperatura. La causa es debida a la accin de las radiaciones solares de longitudes de onda inferiores a los200 nm que inciden sobre los gases de esa zona y los ionizan, formando la ionosfera.

El limite de la termosfera (termopausa) se puede considerar el final de la atmsfera.

*LA DINMICA ATMOSFRICA.

Las constantes variaciones que experimenta la atmsfera constituyen la dinmica atmosfrica, cuyasmanifestaciones ms conocidas son los fenmenos meteorolgicos.La energa responsable de todos estoscambios es la que llega a la Tierra procedente del Sol en forma de radiaciones de diferente longitud de onda.

1.2.3. LA HIDROSFERA.

La hidrosfera es la capa formada por toda el agua de la tierra, ocupa aproximadamente el 71 % de la superficieterrestre y el resto se distribuye de forma irregular en el subsuelo y en la atmsfera.Posee una dinmica que lasomete a una permanente circulacin por el planeta y a constantes cambios entre sus tres estados (slido,lquido y vapor. )

*DISTRIBUCIN DEL AGUA EN LA HIDROSFERA.

Se distribuye en tres medios: ocanos ,continentes y en la atmsfera:

El agua en los ocanos.

La mayor parte del agua de la hidrosfera se encuentra en estado lquido en los ocanos. Representa el 97,2 %del total de la hidrosfera.

El agua de los continentes.

*En los glaciares: Se estima que un 2,2 % del total de la hidrosfera se encuentra en

en forma de hielo. Las masas principales estn en los casquetes polares de la Antrtica y del rtico, aunquetambin hay importantes cantidades en las grandes cordilleras.

2

*Como agua subterrnea. Es la parte del agua de las precipitaciones que se infiltra

en las rocas y se almacena entre sus poros y fisuras.

*Como agua lquida superficial. El agua se encuentra sobre la superficie terrestre en

Forma de ros, lagos o aguas de arroyada.

El agua de la atmsfera.

Alrededor del 0,001 % se encuentra en la atmsfera en forma de vapor o condensada en las nubes. Esta aguaes fundamenta en los procesos de transporte de materia, el vapor de agua procedente de masas de aguamarinas y continentales, as como de la evapotranspiracin de los seres vivos, y en la distribucin de laenerga aportada por las radiaciones solares.

2.ESTRUCTURA GENERAL DEL INTERIOR DE LA TIERRA.

2.1 LAS DISCONTINUIDADES SSMICAS Y LA ESTRUCTURA DEL INTERIOR DE LA TIERRA.

Las ondas ssmicas experimentan numerosos cambios de velocidad y de trayectoria (discontinuidades)durante su recorrido por el interior de la Tierra.

Las discontinuidades constituyen la base a partir de la cual se establecen las divisiones del interior de laTierra, ya que indican cambios en la composicin o en el estado fsico de los materiales internos.

Desde la superficie hacia el centro de la Tierra se detectan varias discontinuidades que delimitan una serie dezonas:

Discontinuidad de Mohorovic. Hay un cambio en la velocidad de las ondas P y S que se advierte aunos 30 40 km bajo las zonas continentales y a unos 8 km bajo el fondo de los ocanos.

La zona situada entre 3040 km y 2900 de profundidad. Aqu se observa un aumento progresivo yms o menos uniforme de la velocidad de propagacin de las ondas ssmicas, aunque se puedendetectar algunas variaciones sobre esta tnica general:

*Desde los 30 a los 100 km de profundidad , la velocidad aumenta, definindose una zona de rocas bastantergidas.

*Entre los 100 y los 300 km se detecta una zona de baja velocidad, en la que se produce una disminucinbrusca de la velocidad de propagacin de las ondas P y S.

*Por debajo de la zona anterior y hasta unos 600 700 km,vuelve el aumento progresivo de la velocidad delas ondas ssmicas,como consecuencia de rocas ms rgidas.

*Lmite D'. Se localiza a unos 600 700 km,el aumento de la velocidad de las ondas ssmicas P y S es msrpido.

*Lmite D `'. Se localiza entre los 2700 y los 2900 km. A partir de aqu , se diferencia un tramo de unos 200km de espesor en el que las ondas ssmicas reducen su velocidad porque las rocas en esta zona tienen unestado plstico viscoso.

Discontinuidad de Gutemberg. Se detecta a unos 2900 km. Seala un lmite en el que las ondas P

3

bajan bruscamente su velocidad y las S desaparecen de los registros; del hecho de que las ondas S noatraviesan lquidos, se deduce que el material situado por debajo de la discontinuidad se encuentrafundido.

Discontinuidad de WiechertLehmanJeffreys. Se encuentra a unos 5000 km y delimita la ltimacapa del interior terrestre, donde las ondas P parece que disminuyen primero e incrementan despussu velocidad.Este comportamiento se explica por la presencia de una zona de transicin entre unmedio lquido y otro slido.

Los gelogos describen la estructura del interior del planeta de dos maneras: una

Geoqumica y otra dinmica.

3.LAS DIVISIONES GEOQUMICAS DE LA TIERRA.

3.1. LA CORTEZA.

La corteza terrestre es una capa muy heterognea, donde pueden distinguirse tres tipos principales deestructuras:

La corteza continental: Comprende los continentes emergidos y las partes sumergidas de estos(plataforma continental y talud continental). Presenta dos tipos de zonas que se diferencian por suespesor ,morfologa y en su disposicin:

* Cratones: Partes de la corteza continental formadas por las rocas ms antiguas y estables. Han sufrido laaccin de los procesos externos por eso no presentan grandes relieves.

* Orgenos: Estn ocupadas por las cuencas en las que se acumulan los sedimentos y por las cordilleras quese forman a partir de ellos.

La composicin de la corteza continental es muy variada en cuanto a zonas que presenta en la horizontal. Estformada por todo tipo de rocas: sedimentarias, gneas y metamrficas, formando un conjunto heterogneo enel que abundan los minerales silicatados del tipo del cuarzo, los feldespatos y las micas.

La corteza ocenica: Constituye la mayor parte de los fondos ocenicos (a excepcin de la partesumergida de la corteza continental). Tiene un espesor homogneo de unos 10 km y una estructuravertical en capas de distinta composicin mineralgica y petrolgica :

*Nivel 1: lo constituyen los sedimentos depositados en el fondo por varios procesos. El espesor aqu es mayorcerca del borde continental, mientras que va adelgazndose hacia el centro del ocano y acaba pordesaparecer.

*Nivel 2: Est formado por una capa de lavas almohadilladas (pillow lava) que resultan del vulcanismosubacutico que proporciona emisiones de lava basltica,enfriadas al entrar en contacto con el agua ocenica.

*Nivel 3: Constituido por una masa de basaltos de origen volcnico, estructurado en columnas debidas alproceso de enfriamiento y solidificacin bajo la superficie.

*Nivel 4: Es una capa de rocas de tipo grabo, con una composicin mineralgica equivalente a la de losbasaltos pero de naturaleza plutnica.

Corteza de transicin: Esta zona no tiene unos lmites precisos; ocupa una posicin intermedia entre

4

la corteza ocenica y la continental, tiene caractersticas dinmicas intermedias entre las dosanteriores

3.2. EL MANTO.

Se sita por debajo de la corteza y se extiende desde la discontinuidad de Mohorovicic

Hasta la de Gutemberg.

Su composicin qumica es bastante uniforme ya que est formando ntegramente por rocas gneas plutnicasdel tipo de las peridotitos.

A pesar de esta relativa uniformidad, los estudios ssmicos han revelado que el manto podra presentar unaestructura en capas debida a las variaciones de las condiciones termodinmicas a medida que aumenta suprofundidad:

Manto superior: se sita en la discontinuidad de Mohorovicic y los 400 km de profundidad. Estcompuesto por rocas ricas en olivino y piroxenos.

Zona de transicin del manto: Posee unas reorganizaciones minerales debido al incremento de lapresin que tiene lugar al aumentar la profundidad y que dan lugar a especies progresivamente msdensas as, partir del los 400 km se puede producir una reorganizacin atmica en el olivino para crearuna estructura ms compacta de un mineral llamado espinela; a partir de los 670 km la estructura deespinela se desdobla en perovskita y xido de magnesio.

Manto inferior: se extiende desde los 1000 a los 2900 km de profundidad. Se compone de rocasultrabsicas compactas.

Nivel D''. Zona situada entre los 2700 y los 2900 km de profundidad. Podra estar compuesto por unamezcla de rocas del manto y material procedente del ncleo, principalmente hierro, que podraascender por capilaridad hasta esta zona. Dada las altas temperaturas, se formaran agregados dealeacin de hierro y rocas silceas ferruginosas. Otras hiptesis creen que en este nivel podra estarformado por restos de placas litosfricas subducidas o por material de la primitiva Tierra .

3.3. EL NCLEO.

El ncleo est compuesto por un 90% de hierro, fundido en su mayor parte, y por un 10% de otros elementoscomo nquel, azufre u oxgeno.

Pero el comportamiento de las ondas P hace suponer que est estructurado en dos capas:

El ncleo externo: Est situado entre los 2900 y los 5100 km de profundidad. Sera la parte delncleo que se encuentra en estado lquido.

El ncleo interno: Situado entre los 5150 y los 6374 km de profundidad. Aqu se encuentra en estadoslido.

La explicacin de cada uno de los estados del ncleo se hace pensando que entre los 2900 y los 5100 km(ncleo externo), la temperatura y la presin del interior permiten que la aleacin que lo compone se funda yalcance el estado lquido.

A partir de los 5100 km, la presin es tan alta que eleva el punto de fusin por encima del valor de la

5

temperatura reinante y evita que el ncleo interno se funda.

4. DIVISIONES DINMICAS DE LA TIERRA.

Considerando el comportamiento mecnico de los materiales del interior de la Tierra, revelan una disposicinen capas. La estructura es la siguiente:

Litosfera: es la capa ms superficial de la Tierra y podra corresponderse con la corteza y con la partesuperior del manto. Es muy rgida , por lo que reacciona frente a esfuerzos dirigidos rompindose enbloques llamados placas litosfricas. Bajo la litosfera y a unos 670 km de profundidad, se extiende elresto del manto superior ,las altas presiones y temperaturas que presenta permiten que sus rocastengan una cierta plasticidad y sean capaces de fluir lentamente. En ella podra haber rocasparcialmente fundidas que solo aparecen bajo zonas de la litosfera con un vulcanismo y actividadtectnicas intensas.

Mesosfera: Se encuentra por debajo de la zona anterior y constituye el resto del manto, se cree quetodo el manto posee un comportamiento plstico, y

que existen unas enormes corrientes de conveccin que ascienden desde el

lmite con el ncleo hasta la base de la litosfera. El proceso podra ser el

siguiente: el calor procedente del ncleo podra provocar inestabilidades

peridicas en la zona D'' .Los materiales calientes y ms ligeros as

formados podran formar un penacho ascendente hasta la base de la litosfera,

donde la disminucin de la presin provocara su fusin e irrupcin en la

superficie formando los llamados puntos calientes.

Endosfera: Esta capa se corresponde con el ncleo geoqumica, tiene una dinmica propia,responsable del magnetismo.

5. MTODOS DIRECTOS PARA EL ESTUDIO DEL INTERIOR DE LA TIERRA.

Mediante el estudio geolgico de las minas. Los pozos y las galeras de las explotaciones mineraspueden alcanzar rocas situadas a unos 5 km de profundidad.

Mediante sondeos. Las mquinas perforadoras alcanzan unos 6 km de profundidad y pueden obtenermuestras de ellas pero no son muy reveladoras adems de costosas.

Mediante el estudio de materiales procedentes de zonas profundas que afloran a la superficiepor procesos geolgicos.

6. MTODOS INDIRECTOS PARA EL ESTUDIO DE LA TIERRA.

6.1. MTODOS SSMICOS.

Se utilizan las vibraciones (ondas ssmicas) producidas por los terremotos como consecuencia de la liberacinsbita de la energa elstica almacenada en rocas sometidas a tensin.

6

*EL COMPORTAMIENTO DE LAS ONDAS SSMICAS: stas son registradas por las numerosas estacionessismilgicas que se hallan distribuidas por todo el mundo,as, pueden conocerse datos sobre elcomportamiento de esas ondas durante su trayecto como la velocidad o propagacin , el punto de orgen , etc.

*LOS TIPOS DE ONDAS SSMICAS Y SU COMPORTAMIENTO:

Ondas P, primarias, longitudinales o de compresin: Estas ondas son capaces de atravesar losmateriales slidos, lquidos o gaseosos. Son ondas comprensivas y son las que mayor velocidadalcanzan.

Ondas S, secundarias o transversales o de cizalla: Vibran en direccin transversal a la deldesplazamiento de la onda,su velocidad solo depende de la rigidez de los materiales que atraviesan.Esto hace que no puedan propagarse en medios lquidos, ya que la rigidez de estos es nula.

Ondas L u ondas superficiales: se transmiten exclusivamente por la superficie terrestre a partir delepicentro, lo que las hace especialmente destructivas.

Pueden ser de dos tipos :

*Ondas L de tipo Rayleigh. Hacen subir y bajar las partculas del sustrato en un movimientocircular,produciendo un desplazamiento hacia delante y hacia atrs.

*Ondas L del tipo Love.Dan lugar a un movimiento hacia un lado y hacia otro,perpendicular a la direccin depropagacin. Son un poco ms rpidas que las Rayleigh.

En los estudios ssmicos del interior terrestre apenas se emplean las ondas L, porque no penetran en las capasinternas, al contrario que las ondas P y S que proporcionan abundante informacin sobre el interior terrestre.

6.2. MTODOS GRAVIMTRICOS.

Estn basados en el estudio del campo gravitatorio terrestre y en sus anomalas, ya que las variacionesobservadas al medir la gravedad en la superficie corresponden con la distribucin, estructura y la composicinde las masas rocosas del interior de la Tierra.

Otra forma de estudiar la estructura interna del planeta mediante mtodos gravimtricos es a partir de ladensidad de los materiales terrestres; por otra parte,si se analizan las rocas de la superficie de densidadprximos a 2,7 g/cm3,estos significa que el interior terrestre tiene que ser ms denso que la superficie, que elplaneta es heterogneo y que muy probablemente, est estructurado en capas,y adems que en algunas capasdeben tener una composicin metlica ya que de otra forma no sera posible el elevado valor terico de ladensidad terrestre.

6.3. MTODOS MAGNTICOS.

Se basan en el estudio del campo magntico terrestre, sugieren la presencia en el interior de la Tierra de unmaterial de naturaleza metlica en dos estados fsicos diferentes (slido y, probablemente, lquido). Laexistencia de un ncleo interno slido rodeado de un ncleo externo fluido que hace que esta capa funcionecomo una dinamo, responsable del campo magntico.

Adems permite deducir la posicin variable de los polos magnticos a lo largo de la historia de la Tierra(fenmeno conocido como inversin del campo magntico), su relacin con la posicin de los continentes, laapertura de los ocanos y su edad (gracias al bandeado magntico presentes en las rocas del fondo ocenico),que result ser una prueba de gran importancia para demostrar el desplazamiento de los continentes, la

7

localizacin de yacimientos minerales etc.

6.4.MTODOS ELCTRICOS.

La medida experimental de los diferentes valores que los materiales terrestres presentan para las propiedadeselctricas dan idea de la estructura, de la composicin o de la profundidad a la que se encuentran dichosmateriales, adems de la localizacin de acuferos, de menas metalferas, etc. El inconveniente de estosmtodos es su escasa penetrabilidad, por lo que se uso queda limitado a la determinacin en los niveles mssuperficiales.

6.5. MTODOS TRMICOS.

Consideran la Tierra como una mquina trmica, cuyo interior existe un calor interno que se desprende enforma de un flujo geotrmico. Estudiando este flujo, sus anomalas y sus mecanismos de disipacin, se puedenestablecer hiptesis sobre las condiciones del interior del planeta y sobre su estructura interna aproximada.

6.6.MTODOS ASTRONMICOS.

Se basa en la hiptesis de que los meteoritos son fragmentos de un planeta similar a la Tierra, que inici suformacin en las primeras etapas de la historia del sistema solar, se diferenci en capas en funcin de ladensidad de sus materiales y despus se disgreg en pedazos debido a las colisiones con otros planetesimales.

A la Tierra llegan de varios tipos:

Aerolitos o litometeoritos. Est compuestos pos silicatos ligeros, con densidades del orden de 3 a 3,5g/cm3.

Siderolitos. Son una mezcla de ferronquel y silicatos ferromagnesianos en proporcionesequivalentes. Su densidad es de unos 5g/cm3.

Sideritos. Estn formados por una aleacin de hierro y nquel en proporcin 9:1. Su densidad es delorden de 7,5 g/cm3.

ndice:

1.Estructura en capas de la Tierra:

*Orgen de diferentes capas de la Tierra: pg. 1.

* La atmsfera: pgs. 1,2 y 3.

*La hidrosfera: pg. 4.

2.Estructura general del interior de la Tierra:

*Las discontinuidades ssmicas y la estructura del interior de la Tierra: Pgs: 5 y 6.

3. Las divisiones geoqumicas de la Tierra:

*La corteza: pgs 6 y 7.

*El manto: pg. 8.

8

*El ncleo: pg. 9.

4.Divisiones dinmicas de la Tierra: pgs 9 y 10.

5.Mtodos directos para el estudio del interior de la Tierra: pgs 10 y 11.

6. Mtodos indirectos para el estudio de la Tierra.

* Mtodos ssmicos: pgs. 11 y 12.

*Mtodos gravimtricos: pg. 12.

*Mtodos elctricos: pg. 12.

*Mtodos trmicos: pg. 13.

*Mtodos astronmicos: pg. 13.

Resmen:

El trabajo trata de explicar tanto la estructura del interior terrestre como las diferentes capas de la Tierra,adems muestra los diferentes mtodos de estudio que se emplean para estudiarla.

Biliografa:

Geologa. 2 de Bachillerato, Anaya.

1

9