TEMA: ESTRUCTURA DE LA TIERRA

OBJETIVOS· Alcanzar una visión general y relacionada del funcionamiento global de la Geosfera a través del estudio del ciclo geológico.· Comprender los flujos de energía que actúan en la Geosfera, diferenciando las fuentes de energía de los procesos internos y externos y las transformaciones que se producen en ellos.· Llegar a comprender la naturaleza cambiante de la Tierra.· Conocer y valorar los principales factores de riesgo geológico existentes en nuestro país, teniendo en cuenta sus características climatológicas, litológicas, estructurales y sus repercusiones sobre el sistema humano.· Conocer algunos métodos de prevención, predicción y mitigación de daños debidos a riesgos geológicos para contrarrestar las repercusiones negativas que sobre el sistema humano provocan las manifestaciones energéticas del planeta.· Reconocer la contribución del conocimiento científico al análisis y compresión del mundo natural y los problemas medioambientales, a la superación de la obviedad, a la liberación de los prejuicios, a la formación del espíritu crítico.· Valorar las aportaciones de mujeres y hombres a la construcción del conocimiento científico y tecnológico.

Educación en valores

· Ser consciente de la importancia de seguir toda una serie de normas establecidas, para evitar riesgos y para paliar sus efectos en el caso de que se produzca una catástrofe.· Mantener una actitud critica hacia todas aquellas intervenciones humanas que aumenten los riesgos, sin tomar las medidas de predicción y prevención pertinentes.· Valorar la importancia de adoptar medidas preventivas frente a los riesgos geológicos.

ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA

•Si hacemos un corte que atraviese la Tierra por el centro encontraremos que, bajo la corteza, hay diversas capas cuya estructura y composición varía mucho.

ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA

• Estas capas poseen diferentes composiciones químicas y comportamiento geológico.

• Los geólogos han diseñado dos modelos geológicos que establecen una división de la estructura terrestre:

• El primero es el modelo geostático:

• El segundo modelo de división de la estructura terrestre es el modelo

geodinámico:• 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 del modelo geoestático. Formada por una capa externa muy fundida donde se producen corrientes o flujos y otra interna, sólida y muy densa.

Un inciso: Adios a la astenosferaDefinición de astenosfera : es una región de unos cuantos cientos de kilómetros en el manto superior caracterizado por la baja velocidad de las ondas S, donde los materiales se acercan a su punto de fusión y donde puede estar concentrado el flujo del manto.

¿Cómo afecta el concepto de isostasia si el término astenosfera hubiese sido descartado?Algunas de las estructuras que la tomografía sísmica ha detectado en el manto profundo podrían ser no sólo zonas de distinta temperatura, sino también de distinta densidad. En diversas zonas se acumulan pruebas de que la forma del geoide (elevaciones o depresiones) no está justificada por las estructuras del manto superior.

Modelo de Airy: Bloques de igual densidad, pero de diferentes masas. Los más masivos se hunden más.

Superficies de compensación diferentes

Hundimiento por gravedad

Empuje

- Astenosfera : Se ubica por debajo la Litosfera. Está compuesta de materiales rocosos dúctiles de baja viscosidad. Está afectada por corrientes de convección. Corrientes ascendentes coinciden con las zonas de dorsales, y corrientes descendentes con las zonas de subducción. En las últimas décadas se ha descubierto que en muchos puntos bajo la litosfera no hay ninguna capa fluida. Por esto, algunos investigadores consideran que la astenosfera en realidad no existe. Sería todo el manto profundo que impulsaría el movimiento de las placas tectónicas impulsado por el calor procedente del núcleo.

Gradiente geotermico

•Gradiente geotermico–Varía considerablemente de

lugar en lugar–Promedio de 20C y 30C por km

de profundidad en la corteza terrestre •esta razón de aumento es mucho menor en el manto y en el núcleo

•Procesos principales que han contribuido al calor interno del planeta–Calor emitido por desintegracion

radiactiva de isótopos de uranio (U), torio (Th) y potasio (K)

–Calor liberado por la cristalización de Fe para formar el núcleo interno

–Calor liberado por la colisión de partículas durante la formación de la Tierra

• Flujo de calor en la corteza– Proceso conocido como conducción – Las razones (rates) de flujo de calor en la

corteza son variables

• Convección del manto– El cambio de temperatura con respecto a

profundidad no es muy grande en el manto– Manto: debe tener un método efectivo para

transmitir calor del núcleo hacia fuera.

•Cont. Conveccion del manto

–Provee la fuerza que impulsa las placas de la litosfera a través del globo

–Debido a que el manto transmite ondas S y fluye al mismo tiempo, es descrito como que posee un comportamiento plástico (de naturaleza tanto sólida como líquida)

La más fina de las divisiones del planeta– Varía en espesor (excede los 70 km en

regiones montañosas, mientras que en corteza oceánica varía de 3-15 km)

Dos partes– Corteza continental

Densidad promedio: 2.7 g/cm3 Composición similar a la roca ígnea félsica granodiorita

– Corteza oceánicaDensidad: 3.0 g/cm3 Compuesta principalmente de basalto

• El 99% de la corteza terrestre está compuesta principalmente por ocho elementos químicos; sin embargo, actualmente se conocen 105, en el cuadro siguiente se incluyen los 8 más abundantes.

•Contiene el 82% del volumen del planeta

•Dos partes–Mesosfera (manto inferior) –Astenosfera (manto superior)

• El manto es la capa intermedia entre el núcleo y la corteza y se extiende a partir de la discontinuidad de Gutemberg, con una composición química de silicatos de hierro y magnesio y un espesor de 2,870 km., representa alrededor del 83% del volumen del globo terrestre y el 65% de su masa. Se le divide en manto interno y manto externo

Manto externo • El manto superior (o manto externo) se inicia en la

discontinuidad de Moho, que está a una profundidad media de 6 km bajo la corteza oceánica y a una profundidad media de 35 km bajo la corteza continental, aunque puede alcanzar en ésta última profundidades superiores a 400 km en las zonas de subducción. La zona superior forma parte de la litosfera, inmediatamente por debajo hay una zona de baja velocidad sísmica donde se producen corrientes de convección, semejantes al agua que hierve en una olla, desplazándose de la porción inferior, más caliente, a la superior, más fría. Estas corrientes de convección son el motor que mueve las placas litosféricas. Parte del manto superior llamada astenosfera podría estar parcialmente fundida.

Manto interno• El manto inferior (o manto interno) se inicia

cerca de los 650 km de profundidad y se extiende hasta a la discontinuidad de Gutenberg, situada a 2.700 - 2.890 km de profundidad, en la transición al núcleo. El manto inferior está separado de la astenosfera por la discontinuidad de Repetti, siendo pues una zona esencialmente sólida y de muy baja plasticidad. La temperatura varía de 1.000º C a 3.000° C, aumentando con la profundidad

NUCLEONUCLEO• Nivel D”, transición manto – núcleo. Discontinuidad de Gutenberg.

• Núcleo• El núcleo es la capa más profunda, formada por hierro y

niquel principalmente, además de cobalto silicio y azufre en menores proporciones.

• Esta capa central es la de mayor espesor (3 470 km).

• El núcleo es la parte interna de la Tierra y en ella se registran máximas temperaturas (4 000 a 6 000º C). La densidad de sua materiales oscila entre 13.6 en la parte interna y 10 en la zona externa, por lo que podemos afirmar que es la capa con mayor densidad. Representa aproximadamente el 14% del

volumen de la Tierra y entre el 31 y 32% de su masa.

De acuerdo con las características de las ondas sísmicas, se divide en dos partes:

•a) Núcleo externo: Esta parte tiene un espesor de 2,100 km y su estado es líquido, ya que las ondas S rebotan al llegar a esta parte; las ondas P disminuyen su velocidad debido a que la presión es menor, lo cual confirma el estado líquido.

•b) Núcleo interno. Tiene un espesor de 1,370 km y su estado es sólido; aquí existen enormes presiones (de 3 a 3.5 millones de atmósferas), lo cual hace que el hierro y el níquel se comporten como sólidos; además, las ondas P aumentan su velocidad. En esta parte del núcleo se registra la temperatura mayor (6000ºC).

•Densidad y composición

–Densidad promedio: 11 g/cm3 (casi 14 veces la densidad del agua)

–Principalmente Fe, con 5%-10% Ni y pequeñas cantidades de otros elementos menores.

•Origen

–Explicación más aceptada es que se formo temprano en la historia de la Tierra

–A medida que la Tierra comenzó a enfriarse, el Fe en el núcleo comenzó a cristalizarse y el núcleo interno comenzó a formarse

•Campo magnético terrestre–Qué necesita el núcleo para llevar

el campo magnético de la Tierra: •conducir electricidad y ser móvil

–El núcleo interno circula más rápido que la superficie terrestre

–El eje de rotación esta desplazado 10o con respecto a los polos geográficos

Posible origen del campo Posible origen del campo magnético:magnético: conveccion vigorosa de la conveccion vigorosa de la

aleacion de Fe fundido del nucleo aleacion de Fe fundido del nucleo externo liquidoexterno liquido