ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA

SISMOLOGÍACOMPOSICIÓN DE LA TIERRA

ZONA DE TRANSICIÓNEL MANTOEL NÚCLEO

Estructura del interior de la Tierra

• Se sabe que la tierra está estratificada desde mucho antes de la teoría de la Tectónica de Placas.

• La estratificación consta de 3 capas concéntricas: el núcleo, el manto y la corteza. A su vez el núcleo se divide en dos partes, una liquida y otra sólida.

• Los conocimientos sobre estas capas se obtienen principalmente de la sismología y la gravimetría.

Estructura del interior de la Tierra

• En el interior de la Tierra hay un gradiente de Presión y Temperatura que produce cambios en la composición química y mineralógica de las rocas.

• La gravedad ha producido una estratificación por densidad de los elementos, así que la presión aumenta constantemente hacia el interior.

• La temperatura también aumenta debido a reacciones exotérmicas de decaimiento de los elementos radioactivos

Estructura del interior de la Tierra

Discontinuidades sismológicas de la Tierra

¿Por qué se mueven las placas?

Las placas de la superficie de nuestro planeta

se mueven debido al intenso calor en el núcleo

de la Tierra, el cual hace que se mueva el

magma dentro del manto. Dicha materia se

mueve en un patrón conocido como célula de

convección (Figura), que se forma cuando un

material emerge, se enfría, y eventualmente,

se hunde.

El movimiento de las placas tectónicas, cuando estas chocan entre sí, ocasionan deformaciones en las rocas de la tierra, acumulándose en este proceso energía, cuando la deformación es insostenible se produce la rotura de las rocas y con ello los sismos, con una liberación de gran parte de la energía, en forma de ondas, las mismas que mueven a la tierra en todas las direcciones.

Cuando las fuerzas que mueven las placas tectónicas (flechas blancas) actúan en sentidos opuestos y una se hunde bajo la otra, se genera una zona de subducción a lo largo de la cual ocurren terremotos (círculos de color verde). Los sismos que se originan a lo largo de este plano son de gran profundidad y se les denomina de origen tectónico por subducción.

También se puede ver que existen fallas fuera de la zona de subducción. Estas fallas son generalmente pequeñas (comparadas con la zona de subducción) y se producen debido a la deformación que experimentan las rocas al ser sometidas a las fuerzas tectónicas. Los sismos que se originan en estas fallas son por lo general de muy poca profundidad y por eso se dice que tienen origen local.

SISMOS DE ORIGEN LOCAL O SISMOS TECTÓNICOS POR SUBDUCCIÓN.

Superficiales (en los primeros 70 kilómetros).

Intermedios (entre 70 y 300 kilómetros).

Profundos (más de 300 kilómetros).

La sismología ha evidenciado que existen tres tipos de limites de placas:1)a su largo hay separación (cordilleras mesoceanicas);

2) Una se desliza horizontalmente con respecto a la otra (falla de transformación )

3) En ellos tienen convergencia ( zona de subducción)

CLASIFICACIÓN DE LOS FOCOS SÍSMICOS

La corteza

• La corteza tiene un espesor muy variable. La corteza oceánica tiene un espesor tan solo de 5 km y tiene composición basáltica.

• La corteza continental varia entre 35 y 65 km y tiene una composición mucho mas variable. Los espesores mayores se encuentran en correspondencia de cadenas montañosas jóvenes y núcleos antiguos.

• El límite entre corteza y manto lo constituye una discontinuidad sísmica llamada discontinuidad de Mohorovicich o simplemente Moho. En correspondencia de este límite incrementa la velocidad de las ondas sísmicas y aumenta la densidad de las rocas.

• Este incremento se debe a un cambio de composición geoquímica desde gabroica a peridotitica, es decir dominada por el Olivino.

• Esta hipótesis ha sido comprobada por los xenolitos acarreados por los basaltos alcalinos asociados al volcanismo intraplaca.

La corteza

¿ QUÉ ES EL MANTO ?

El manto de la Tierra es una capa que tiene un grosor de 2,900 km y se extiende desde donde termina el núcleo externo de la Tierra a 3500 km hasta la litósfera. Tan sólo tiene menos de 200 km de grosor. Representando el 87% del volumen total de la Tierra

COMPOSICIÓN

Su composición exacta no es conocida con certeza, pero se determina con muestras expulsadas de erupciones volcánicas provenientes de hasta 300 km de profundidad.

Actualmente se ha llegado a la conclusión de que su composición: 46% óxido de silicio 38% óxido de magnesio 8% óxido de fierro otros compuestos semejantes al “granate” .

Contiene una enorme cantidad de agua en estado de fluido supercrítico a altas temperaturas y presiones.

Es una especie de aislante térmico o refractario, semiconductor de electricidad debido a la abundancia de los óxidos de silicio, como una capa de cristales, capaz de magnetizarse y transmitir el campo magnético debido en gran medida a la presencia del magnesio.

CORRIENTES DE CONVECCIÓN

Es la transferencia de calor mediante el movimiento o la circulación en una sustancia. Por consiguiente, las rocas del manto deben ser capaces de fluir.

El flujo convectivo del manto es el proceso mas importante que actúa en el interior de la Tierra. Este flujo, térmicamente impulsado, es la fuerza que impulsa las placas litosféricas rígidas a través del planeta y generan en ultima instancia las cordilleras montañosas de la Tierra y la actividad volcánica y sísmica de todo el mundo.

ZONAS QUE CONFORMAN EL MANTO

Desde la discontinuidad de Mohorovicic hasta los 2900 km de profundidad(discontinuidad de Gutenberg) distinguimos tres zonas que en conjunto forman el manto, estas capas son:

o Manto superior. Comienza en la zona del Moho y abarca unos 400 km de profundidad. Es una capa formada por peridotitas, rocas que se originan al fundirse el gabro y el basalto.

o Zona de transición. Es la zona intermedia entre el manto superior y el inferior. Tiene un espesor de 300 km, no se conoce a ciencia cierta cómo son los materiales que forman esta zona pero deben ser diferentes a los del manto superior. En esta zona existen corrientes de convección.

o Manto inferior. Es la capa del manto que se localiza entre 700 y 2900 km de profundidad. Al igual que los materiales de la zona de transición, la composición de estos debe ser compleja. Son materiales muy densos y ricos en óxidos de hierro y magnesio. Las rocas están sometidas a elevadas presiones.

Las rocas del manto (peridotitas, dunitas y eclogitas) son muy ricas en minerales de hierro y magnesio, especialmente en olivino y piroxeno lo que hace que sea más densas.

Dunita

Composición y densidad del mantoLa densidad en el manto se incrementa cada vez que se da una reacción mineralógica.La mayor parte de los cambios de densidad se dan en el manto superior. En el manto inferior la densidad aumenta de manera casi lineal. La densidad controla las velocidades sismicas.

• Los datos de gravimetría y sismología, aunados a experimentos de laboratorio donde se simulan la condiciones de P y T del interior de la Tierra nos indican que el núcleo debe ser constituido por metales pesados y en particular de Fe. Sin embargo, cálculos gravimétricos sugieren que su composición debe contener también un 10% de elementos ligeros como Si, C, O, S y H.

• El núcleo externo debe ser liquido ya que en ello no se propagan las ondas S. Esta es la región de la tierra donde se genera el campo magnético. El núcleo interior es sólido. La temperatura del núcleo se estima en aproximadamente 6000 K al limite con el manto inferior y de entre 7800 y 6800 K al limite núcleo inferior-exterior.

El núcleo

EL INTERIOR DE LA TIERRA DESPUÉS DE LA TEORÍA DE LA TECTÓNICA DE PLACAS

• En la Tectónica de Placas se mantiene la estratificación de la Tierra que se conocía antes, pero se identifican dos capas mas: la Litósfera y la Astenósfera.

• Estas dos capas no se diferencian en base a la composición sino a la reología, es decir con que facilidad las rocas fluyen.

• La placas están constituidas por Litósfera (corteza-manto-litosférico) relativamente rígida que fluye por encima de la Astenósfera.

La Astenósfera es una zona de baja viscosidad que corresponde a un decremento en la velocidad sísmica (LVZ=Low Velocity Zone). Una baja viscosidad permite que las rocas fluyan en el tiempo geológico. Además el contraste reologico entre Litósfera y Astenósfera permite que el esfuerzo se transmita lateralmente en toda la placa pero mucho menos en sentido vertical. En otras palabras la Litósfera está mecánicamente desacoplada de la Astenósfera

La Astenósfera

Nadie sabe exactamente cómo está constituido el interior de la Tierra; las perforaciones más profundas no son más que un rasguño sobre su superficie, comparadas con el radio terrestre de 6 370 km. Sin embargo, conocemos varias de las características principales de la estructura interna de la Tierra gracias al estudio de las ondas sísmicas que la atraviesan.

RESUMEN

CORTEZA OCEANICA Y CONTINENTAL

La capa exterior se llama corteza y es de dos tipos: la corteza oceánica, que compone el fondo de los mares, es basáltica y tiene espesores promedio de 5 a 7 km; la corteza continental que forma los continentes es primordialmente granítica y tiene un grosor promedio de 30 a 40 km, aunque bajo las grandes cadenas montañosas, como el Himalaya, alcanza un grosor mayor de 60 km. En Europa y algunas partes de América se ha identificado una discontinuidad de velocidades de la corteza, alrededor de los 27 km de profundidad, que se conoce como discontinuidad de Conrad.

Bajo la corteza se encuentra el manto, que llega hasta los 2 870 km de profundidad. El cambio corteza/manto se conoce como discontinuidad de Mohorovicic o Moho, en honor del científico yugoslavo que la descubrió en 1909. El manto se divide en manto superior que va de la base de la corteza hasta los 700 km de profundidad, y manto inferior; está compuesto por rocas parecidas al olivino y la peridotita, que son silicatos y óxidos de magnesio de hierro. La parte del manto situada entre los 100 y 200 km de profundidad se encuentra cercana al punto de fusión, y se comporta como un líquido para escalas de tiempo geológicas; es conocida como astenosfera (del griego astenos = sin fuerza).

CONSTITUCIÓN INTERNA DE LA TIERRAGRÁFICA DE VELOCIDADES SISMICAS CONTRA PROFUNDIDAD

Desde la base del manto, separado de éste por la discontinuidad de Gutenberg, hasta los 5 150 km de profundidad, se encuentra el núcleo externo. Éste se supone compuesto de hierro-níquel y se sabe que es líquido porque no transmite las ondas de cizalla. Es posible que sean corrientes del material de este manto líquido las que producen el campo magnético terrestre. Debajo del núcleo externo, separado de éste por la discontinuidad de Lehman, y en el centro de la Tierra (hasta los 6 371 km de profundidad) se encuentra el núcleo interno, que es sólido a pesar de tener temperaturas del orden de los 4 0000º C, y se cree que está constituido por compuestos de hierro.