Origen y estructura de la Tierra. Lección 2

MÉTODOS INDIRECTOS: MÉTODO SÍSMICO

● Estudio más efectivo y moderno del interior terrestre● Se obtienen durante los terremotos o seísmos a través de

los sismógrafos● Terremoto a 50-700 km● Vibraciones viajan a través del interior terrestre dónde se

reflejan y refractan● Su estudio informa sobre las características de las capas

atravesadas. Sismógrafo

M. INDIRECTOS: DENSIDAD

● Densidad media 5,52 g/cm3

● Densidad superficie 2,6 y 3 g/cm3

● La densidad aumenta desde la superficie con 2,8 g/cm3 hasta el interior 14 g/cm3

● Cambio en composición química y mayor compresión

MASA Y DENSIDAD DE LA TIERRA

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

3

2

R34

GgR

π=

2dmM

GF⋅=

VM

d=

gmF ⋅= 2dmM

Ggm⋅=⋅ G

gRM

2 ⋅=

Para un cuerpo situado en la superficie terrestre F es la fuerza con la que es atraído por la tierra.

Para calcular la masa recurrimos a la ley de la gravitación universal.

Si consideramos como aproximación que la Tierra es una esfera perfecta, su volumen será:

la distancia entre los dos cuerpos es el radio terrestre

R34

Gg

π=

RG

3gπ4

= 3cm

g5,52=

Este valor de la densidad contrasta con la densidad media de las rocas que constituyen los continentes que es de

3cm

g2,7

3RV π3

4=

SISMOS Y ONDAS SÍSMICAS

Métodos indirectos Método sísmico

1

2

1

2

1

2

4

3

1

2

4

3

i

r

i

La velocidad a la que se propagan las ondas depende de las características de los materiales por los que viajan.

Cada cambio en la velocidad provoca un cambio en la dirección de la onda (refracción).

12 VV >

ir ˆˆ >

12 VV <

ir ˆˆ <

4321 VVVV <<<

4321 VVVV >>>

r

Ondas P


Ondas S

Escarpe de falla

Epicentro

HipocentroFrentes de onda

La vibración del hipocentro se propaga en forma de ondas sísmicas que van en todas direcciones.

dirección de vibración de las partículas

dirección de propagación de la onda

dirección de vibración de las partículas


TERREMOTO PRODUCIDO POR UNA FALLA




Al atravesar el interior del planeta las ondas P y S sufren cambios de dirección.

0°

143°

143°

103°

103°

Zona de sombra

Zona de sombra

Sólo se reciben ondas P

Las zonas de sombra son lugares en los que no se reciben las ondas de un sismo.

Se reciben ondas P y S

Se reciben ondas P y S

De la naissance de l’idée aux interprétations actuelles.

Népal : 5'35

Chine : 7'42Guam : 8'49

Japon : 9'07Kenya : 10'Australie : 10'27

Russie : 11'10Italie : 12'24Nvelle Z : 12'30Norvège : 12'47Angleterre : 13'05

Texas : 19'42

Floride : 19'46Porto Rico : 19'48

Mexique : 19'49Pérou : 20'06

Quel que soit le lieu du séisme, tous les les sismographes situés dans une bande entre bande entre 104 et 144° (angle à

l’épicentre) ne reçoivent aucune onde

sismique : on parle de zone d’ombre.

1)

épicentre 2

00:00:00

02:24:00

04:48:00

07:12:00

09:36:00

12:00:00

14:24:00

16:48:00

19:12:00

21:36:00

0,00 20,00 40,00 60,00 80,00 100,00 120,00 140,00 160,00 180,00

distance à l'épicentre (degrés)

dél

ai d

'arr

ivée

des

on

des

P (

mn

, s...

)

zone d'ombre

5) On peut penser que la Terre n’est pas homogène et que les ondessismiques, comme des ondes lumineuses, sont réfléchies, réfractées pardes zones de discontinuité, elles changent alors de vitesse.

Comment expliquer la disparition des ondes P (zone d'ombre) ?

Trajectoires des ondes P (à droite) et S (à gauche) à partir d'un foyer - l'épicentre se trouve à 0°. (à partir de Skinner et Porter, 1995).

Sachant que les ondes S ne peuvent pas traverser les liquides, déterminer la nouvelle information apportée par ce document.

Le noyau externe est liquide, le manteau est totalement solide CAR les ondes S ne franchissent pas la limite manteau/noyau

Comment la propagation des ondes sismiques nous informe sur la structure du globe ?



Ondas P

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


Ondas S

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

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

SISMÓGRAFOS

● Según se transmitan por el interior terrestre o por su superficie– ONDAS INTERNAS

● Ondas P ● Ondas S

– ONDAS SUPERFICIALES● Ondas Rayleigh● Ondas Love

11

TIPO DE ONDAS SÍSMICAS

12

TIPO DE ONDAS SÍSMICAS

● ONDAS P:– Primarias: mayor velocidad 5,5-

13,5 km/s– Longitudinales

● ONDAS S:– Secundarias: menos velocidad 4-

8 km/s– Transversales.– Sólo en medios sólidos.

ONDAS SUPERFICIALES

● Las ondas Rayleigh – Semejantes al movimiento de las

olas● Las ondas Love

– movimiento hacia un lado y hacia otro lateral-perpendicular

– un poco más rápidas que las Rayleigh

13

PROPAGACIÓN DE ONDAS SÍSMICAS

● Se propagan según la ley de Snell

– Sen i = v1

– Sen r = v2

● De acuerdo con esto se pueden apreciar los cambios de velocidad y dirección de las ondas al pasar de un medio al otro

INFORMACIÓN APORTADA POR LOS TERREMOTOS


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

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

2 000 4 000 6 000

Profundidad (km)

670 2 900 5 150

Núcleo

Manto

Las discontinuidades sísmicas se utilizan para diferenciar las capas del interior del planeta.

Ondas P

Ondas S

Vel

ocid

ad (

km/s

)

Discontinuidad de Mohorovicic

Discontinuidad de Gutenberg

Discontinuidad de Lehman

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