Estructura y Composición de la Tierra

• CURSO: GEOLOGIA.

• DOCENTE: Ing. JUAN MANUEL IPANAQUE ROÑA• CIP: 66303.

2014

• UNIVERSIDAD NACIONAL JOSE FAUSTINO SANCHEZ CARRION • ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL

• Definición: La Tierra es el tercer planeta mas cercano al Sol, a una distancia alrededor de 150 millones de kilómetros

• El quinto más grande de todos los planetas del Sistema Solar y el más denso de todos, respecto a su tamaño.

• Y se sabe que mantiene vida• Se conoce como mundo o planeta azul

INTRODUCCIÓN

• Desde la perspectiva que tenemos en la Tierra, nuestro planeta parece ser grande y fuerte con un océano de aire interminable.

• La atmósfera de la Tierra nos protege de meteoritos, la mayoría de los cuales se desintegran antes de que puedan llegar a la superficie.

El Interior de la Tierra

• La sismología, se ha convertido en el principal método empleado en el estudio del interior de la Tierra.

• Seismos, es una palabra de origen griego que significa choque; similar a terremoto, agitamiento o movimiento violento.

• En la Tierra, la Sismología se encarga del estudio de las vibraciones que se producen durante los terremotos, los impactos de meteoritos etc...

Movimiento de la TIERRA • Al igual que todo el Sistema

Solar, la Tierra se mueve por el espacio a razón de unos 20,1 km/s o 72,360 km/h hacia la constelación de Hércules.

• La Tierra y su satélite, la Luna, también giran juntas en una órbita elíptica alrededor del Sol, en 365 días.

• La Tierra gira sobre su eje una vez cada 23 horas, 56 minutos, 4,1 segundos.

• 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.

ORIGEN Y CARACTERISTICAS DE LA TIERRA

• La Tierra es el tercer planeta del Sistema Solar. Esta situación orbital y

• sus características de masa la convierten en un planeta privilegiado, con una temperatura media de unos 15º C, agua en forma líquida y una atmósfera densa con oxígeno, condiciones imprescindibles para el desarrollo de la vida.

• Hace unos 4.600 millones de años la corteza de la Tierra comenzó a consolidarse y las erupciones de los volcanes empezaron a formar la atmósfera, el vapor de agua y los océanos.

• El progresivo enfriamiento del agua y de la atmósfera permitió el nacimiento de la vida, iniciada en el mar.

Formas de la Tierra Interpretaciones Históricas:

La civilización griega: La tierra era de forma de disco plano.Los Pitagóricos y Platón sostenían que era una esfera perfecta. Eratóstenes hace la primera medición conocida de la circunferencia terrestre, muy aproximada a la realidad .Siglo XIX se cuestiona el esferoide terrestre para con Gauss y Helmert establecerse que la Tierra es un geoide, es decir un esferoide algo irregular.Posee un diámetro ecuatorial de 12 756 kilómetros y de 12 735 kilómetros en los polos.

. Curva hipsométrica bimodal.

. Achatamiento polar y deformación general.

Características geológicasSu gran masa de agua: el 71% de la superficie de la Tierra está cubierta por agua. Y escaso Cráter meteóricos, Atmosfera compuesta de Nitrógeno y Oxígeno, lo que no aparece en ningún planeta del sistema solar.

La Tierra es el único de los cuerpos del Sistema Solar que presenta una tectónica de placas activa;

Esto, unido a la erosión y la actividad biológica cambia el paisaje, ha hecho que la superficie de la Tierra cambie o se renueve constantemente, eliminando por ejemplo, casi todos los restos de cráteres que podemos encontrar en otros cuerpos rocosos del sistema solar, como en la Luna.

Uno de los aspectos particulares que presenta la Tierra es su capacidad de homeostasis, que le permite recuperarse de cataclismos a mediano plazo, incluso también de las consecuencias de la actividad humana.

LA FORMACIÓN DEL RELIEVE DE LA TIERRA

• El relieve actual de la Tierra es el resultado de un largo proceso.

• Según la teoría de la tectónica de placas: la litosfera está dividida en diversas placas tectónicas que se desplazan lentamente, lo que provoca que la superficie terrestre esté en continuo cambio, teoría de la deriva continental.

LA REPRESENTACIÓN DE LATIERRA

• El globo terráqueo es la manera más exacta de representar la Tierra .

• Por esta razón los cartógrafos utilizan distintos sistemas matemáticos denominados proyecciones, que son redes de meridianos y paralelos dibujadas sobre una superficie plana para intentar trasladar una realidad esférica a una superficie plana, el mapa.

La atmósfera de la Tierra

• La capa exterior de la Tierra es gaseosa, de composición y densidad muy distintas de las capas sólidas y líquidas que tiene debajo.

• Pero es la zona en la que se desarrolla la vida y,

• Además, tiene una importancia trascendental en los procesos de erosión que son los que han formado el paisaje actual

Partes de la atmósfera

• Troposfera: hasta los 16 km

• Estratosfera: desde los 16 hasta los 50 km

• Mesosfera: desde los 50 hasta los 85 km

• Ionosfera: desde los 85 hasta 500 km

• Exosfera: desde los 500 km en adelante.

Composición de la atmósfera

• Cerca de la superficie terrestre la atmósfera seca (sin vapor de agua) está compuesta en un 99% de su volumen por nitrógeno (78.1%) y oxígeno (20.9%).

• El 1% restante se reparte entre un conjunto de otros gases, entre los cuales destacan:

Argón (Ar) con una concentración de 0.93%, Anhídrido Carbónico (CO

2) con 0.033% y otros como

el neón (Ne) y el helio (He) con concentraciones aún menores.

Composición y Estructura

Estructura interna de la Tierra

La Tierra tiene una estructura compuesta por cuatro grandes zonas o capas: La Geosfera - la hidrosfera - la atmósfera - y la biosfera.

Estas capas poseen diferentes composiciones químicas y comportamiento geológico. Su naturaleza puede estudiarse a partir de la propagación de ondas sísmicas en el interior terrestre y a través de las medidas de los diferentes momentos gravitacionales de las distintas capas obtenidas por diferentes satélites orbitales.

Los geólogos han diseñado dos modelos geológicos que establecen una división de la estructura terrestre:.- El modelo Geostático y .- El modelo Geodinámica.

Composición de la Tierra

Elemento químico  %

Hierro 34,6

Oxígeno 29,54

Silicio 15,2

Magnesio 12,7

Níquel 2,4

Azufre 1,9

Titanio 0,05

Otros 3,65

Modelo Geostático: Según este modelo la Tierra está subdividida en las siguientes capas:

CORTEZA. Es la capa más superficial y tiene un espesor que varía entre los 12 km, en los océanos, hasta los 80 km en cratones (porciones más antiguas de los núcleos continentales). La corteza está compuesta por basalto en las cuencas oceánicas y por granito en los continentes.

MANTO. Es una capa intermedia entre la corteza y el núcleo que llega hasta una profundidad de 2.900 km. El manto está compuesto por peridotita. El cambio de la corteza al manto está determinado por la discontinuidad de Mohorovicic. El manto se divide a su vez en manto superior y manto inferior. Entre ellos existe una separación determinada por las ondas sísmicas, llamada discontinuidad de Repetti (700 km).La primera capa, sobre la que descansa la corteza, se llama ASTENOSFERA sus materiales están fundidos y forman el MAGNA.

NUCLEO. Es la capa más profunda del planeta; tiene un espesor de 3.475 km y alcanza temperaturas de hasta 6.700 °C.[5] El cambio del manto al núcleo está determinado por la discontinuidad de Gutenberg(2.900 km). El núcleo está compuesto de una aleación de hierro y níquel. A su vez está subdivido en el núcleo interno, sólido, y el núcleo externo, es líquido, donde se genera el campo magnético terrestre. Esta división se produce en la discontinuidad de Wiechert-Lehmann-Jeffreys (5.150 km).

Modelo Geodinámico: Según este modelo la Tierra está subdividida en las

siguientes capas:

LITOSFERA. Es la parte más superficial que se comporta de manera elástica. Tiene

un espesor de 250 km y abarca la corteza y la porción superior del manto.

Astenosfera. Es la porción del manto que se comporta de manera fluida. En esta

capa las ondas sísmicas disminuyen su velocidad.

Mesosfera. También llamada manto inferior. Comienza a los 700 km de profundidad,

donde los minerales se vuelven más densos sin cambiar su composición química.

Está formada por rocas calientes y sólidas, pero con cierta plasticidad.

Capa D. Se trata de una zona de transición entre la mesosfera y la endosfera. Aquí

las rocas pueden calentarse mucho y subir a la litosfera, pudiendo desembocar en un

volcán.

Endosfera. Corresponde al núcleo modelo geoestático. Formada por una capa

externa muy fundida donde se producen corrientes o flujos y otra interna, sólida y muy

densa

Estructura de la TIERRA

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.

Esta discontinuidad separa el núcleo externo fundido del interno sólido.

DISCONTINUIDAD DE LEHMANN5150km

Discontinuidad de Lehmann

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

¿CÓMO ESTUDIAMOS LA TIERRA?INTERIOR DE LA TIERRA:

MÉTODOSDIRECTOS

Estudio geológicode las minas

Sondeos

Estudiando los materialesprofundos que afloran

al exterior

Geológicos: de la mina, sobre todo la mas profundas, que convierten en fuentes de información.

Sondeos de Investigación: se hace abrir un pozo vertical, donde se extraen fragmentos de roca para ser analizadas, y donde quedan

descubiertos estratos permitiendo estudiar la historia geológica de la tierra. Estos sondeos rara vez sobrepasan los 10 km, de profundidad.

Materiales Profundos: La dinámica de nuestro planeta, Ejemplo las erupciones volcánicas, en el transcursos de las cuales salen a las

superficies LAVAS, arrastrando fragmentos de rocas de zonas profundas.

Estos métodos, nos permiten conocer, a lo mucho 1000 km, de profundidad al interior de la tierra, …

y el Resto?

Minas y sondeos

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

Los sondeos son perforaciones taladradas en el subsuelo.

Las minas son excavaciones que se realizan para extraer minerales.

Océano Atlántico

Sudáfrica

Kimberlitas

Grafito

Diamante

MANTO

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

50 km

100 km

200 km

150 km

Océano Índico

Diamante

Volcanes

MÉTODOS INDIRECTOS (I): MÉTODO SÍSMICO

Usamos las ondas sísmicas generadas porla liberación rápida de energía elástica almacenada en las rocas.

Las ondas sísmicas se propagan en todas direccionespor el interior ONDAS P y Sy por la superficie de la

Tierra ondas R y L : las utilizamos como si fuera una ecografía

MHB

Ondas Internas P y S

• Ondas PSe transmiten

en medios líquidos y

sólidos

• Ondas SSe transmitenSOLO en

mediossólidos

Ondas P y S moviéndosea traves de sólidos

Compresionesy expansiones alternas

Produce cambio de forma sin modificar volume del material.

Su velocidaddepende de la rigidez, Como los líquidos no la tienen, no se propagan por ellos.

MHB

Velocidad ondas sísmicasvP > vS < vR,L

vP rocas ígneas: 6 km/s

rocas poco consolidadas: 2 km/s

MÉTODOS INDIRECTOS (II):MÉTODOS GRAVIMÉTRICOS: Teoría de la Isostasia o del Equilibrio

Es la Condición de Equilibrio Ideal a que tiende la tierra.Según esta teoría, a unos 500 km. Aprox de profundidad, se encuentra una superficie isostática o de equilibrio que experimenta una presión igual en todas sus partes.

Igual que un iceberg o un barco tienen una parte importante sumergida. Bajo las grandes cordilleras hay anomalíasgravimétricas negativas: hay menos masa de la esperada;

Las rocas que forman la corteza sonpoco densas, y sus raíces se hunden en zonas con rocas más densas (manto)

MHB

MÉTODOS INDIRECTOS (III):

MÉTODOS MAGNÉTICOS:Se basan en el campo magnético de la Tierra: tiene que haber

un núcleo metálico (líquido y sólido) que dé lugar al mismoLos cambios de polaridad del campo magnético nos informan

de cambios en la situación de los continentes y de la expansión del fondooceánico.

MÉTODOS ELÉCTRICOS:Rocas y minerales presentan propiedades eléctricas que pueden

ayudar a conocer la estructura, composición o localización de esos materiales

MÉTODOS INDIRECTOS (IV):

MÉTODOS ASTRONÓMICOSEstudiando los meteoritos que caen a la superficie de la Tierra podemos

compararlos con el interior de la Tierra. Nos basamos en que todo el Sistema Solar se formó a la vez y está hecho de los mismos materiales.

Aerolitos: Formados por silicatos ligeros (Compatibles con la corteza terrestre)

Siderolitos: Mezcla de Fe y Ni y silicatos ferromagnesianos (Comparables con el manto terrestre)

Sideritos: Aleación de Fe y Ni en proporción 9:1. comparable con el núcleo terrestre.

TELEDETECCIÓNFotografía aérea y todo tipo de imágenes de satélites artificiales

Estructura interna de la Tierra Basada en las discontinuidades producidas por la propagaciónDe las ondas sísmicas

MHB

ESTRUCTURA GENERAL DEL INTERIOR DE LA TIERRA

Tierra Global

O29.7%

Fe31.9%

Na0.2%

Mg15.4%

Si14.2%

Ca1.7%

Al1.6%

Ni1.8%

Resto3.5%

Corteza

O45.2%

Fe5.8%

Na2.3%

Si27.2%

Ca5.1%

Al8.0%

Mg2.8%

Ti0.9%

K1.7% H

0.1%

Ni0.0%

Resto0.8%

Manto+Corteza

O43.8%

Fe6.3%

Mg22.7%

Si20.9%

Ca2.5%

Ni0.2%

Al2.4%

Na0.3%

Resto1.0%

• Fe-Ni se concentran en el núcleo• Oxígeno y Sílice en las capas más

externas• Sólo O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K, Ti, H,

Mn y P tienen abundancias > 0.1% en la CORTEZA

La Composición de la Tierra

MHB

CORTEZA

De transiciónContinental Oceánica

Sumergidas

EmergidasMás

gruesa

Másantigua

Cratones Orógenos

Rocas más antiguasSin apenas relieve

Rocas más jóvenesGrandes cordilleras

Plataformacontinental

Talud continental

Más fina Más joven

Más homogénea

1.- Sedimentos2.- Lavas almohadilladas3.- Basaltos en columna4.- Gabros

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EL MANTO

COMPOSICIÓN QUÍMICA:

Peridotitas (Rocas plutónicas ultrabásicas) Olivino: (Mg,Fe)2SiO4

PARTES

Manto superior: formadopor piroxenos y olivino.Entre Moho y 400 km

Zona de transición: (400 – 1000km)El aumento de presión hace que los

minerales se reorganicen Dando lugar a otros más densos

Manto inferior:1000 -2900 km

Rocas ultrabásicasmuy densas

MHB

NIVEL D´´(2700 -2900 km) Mezcla: materiales del manto y

materiales del núcleo¿Formado por placas

Tectónicas subducidas?¿Material primigenio

poco denso para el núcleo?

EL NÚCLEO

Núcleo externo:(2900 – 5100 km)

Se encuentra en estado LÍQUIDONúcleo interno:(5100 – 6730 km)

Se encuentran en estado SÓLIDO

LNMZona de frontera: los silicatos delManto están en contacto con el

Fe del Núcleo.Transición física, química y

dinámica muy brusca

Composición química:90% Fe 10%: Ni, O, S

PARTES

TECTONICAS DE PLACAS

La corteza terrestre está dividida en varias placas tectónicas, la mayoría de las cuales tienen una parte continental y otra oceánica.

Las placas se encuentran

en constante movimiento, formándose a lo largo de las dorsales oceánicas y consumiéndose en las fosas, mientras se desplazan de sus posiciones actuales muy lentamente.

LA CORTEZA TERRESTRE Y LAS PLACAS CONTINENTALES

• Partes de la corteza: de grosor variable, más gruesa en los continentes y más fina en los océanos.– Océanos: ocupan el 71% de la corteza. Ocupan sobre todo el hemisferio sur.

Según su tamaño son: Pacífico, Atlántico, Índico, Glaciar Antártico y Glaciar Ártico.

– Tierras emergidas: son los continentes y las islas. Hay seis continentes: Asia, América, África, Antártida, Europa y Oceanía.

LA CORTEZA TERRESTRE Y LAS PLACAS CONTINENTALES

• La Tectónica de Placas: es una teoría que supone que la corteza terrestre está fragmentada en partes, llamadas PLACAS TECTÓNICAS, que se encajan unas en otras y que están en continuo movimiento, desplazándose entre 2 y 20 cm al año (la

más rápida es la del Pacífico.

FORMAS DEL RELIEVE TERRESTRE• CONTINENTES:

– Montañas, terrenos elevados. Pueden estar aisladas o agrupadas (sierras, sistemas montañosos, cadenas y cordilleras). La más elevada del mundo es la del Himalaya, con el pico más alto que es el Everest.

– Valles, terrenos bajos situados entre montañas por donde generalmente discurre una fuente de agua (río, riachuelo, etc).

– Llanuras, son zonas llanas de poca altitud formadas por los ríos generalmente en la costa.

– Mesetas o altiplanos, son llanuras situadas a gran altitud, como la del Tíbet.

– Depresiones, zonas situadas por debajo del nivel del mar. La más baja es el Mar Muerto (-395 m).

FORMAS DEL RELIEVE COSTERO• Península, es una

porción de tierra rodeada de agua por todas sus partes menos por una

• Cabo, es el trozo de tierra que penetra en el mar más que el resto de la costa o litoral.

• Golfo, es una entrada del mar en la costa. Si es pequeña forma una bahía. La s ensenadas y las calas son más

pequeñas.

• Isla, porción de tierra rodeada por todas sus partes de agua. El conjunto de varias islas se

denomina archipiélago.

1. Costa baja, predominan las playas.

2. Costa alta, sobresalen los

acantilados.

FORMAS DEL RELIEVE SUBMARINO• Plataforma continental

zonas sumergidas hasta unos 200 metros de profundidad.

• Taludes continentales, zona de fuerte pendiente intermedia entre la plataforma y las grandes profundidades.

• Llanura abisal, entre 3000 y 7000 metros de profundidad.

• Dorsales oceánicas, cordilleras sumergidas cuyas cimas forman islas.

• Fosas marinas, grietas que se abren en la llanura abisal. Las más profunda es la de Challenger, en el Pacífico (11000 metros).

RELIEVE• ORIGEN:

– Pliegues: son zonas de la tierra que debido a los empujes de las placas se deforman sin llegar a romper.

–Fallas: son zonas de la tierra que debido a los empujes de las placas se deforman rompiéndose.

– Terremotos: debido a los choques de placas se produce una vibración violenta que puede alterar el paisaje

RELIEVE

– Erupciones volcánicas: las fisuras producidas por los choques de placas hacen que pueda salir el magma

RELIEVE

EL CAMBIO EN EL RELIEVE

• FACTORES:– La acción del agua

• Lluvia• Erosión de los ríos• Erosión del mar• Disolución de las rocas

• La acción del viento (Erosión , transporte y sedimentación)

– Los seres humanos (Edificaciones, deforestación,…)

GRACIAS.