Conocer El Interior Terrestre
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Biología y Geología1.º Bachillerato
14. Origen y estructura de la Tierra
Una imagen del interior terrestre
LitosferaMoho
Zona de subducción
Manto superior sublitosférico
Manto inferior
Manto superior sublitosférico
Corteza continental
Corteza oceánica
Moho
Manto Núcleo externo Núcleo
interno
Carletonville Suráfrica 3,8 km
MurmanskRusia 12 km
Mina más profunda
Sondeo más profundo
Moho
Manto2885 km
Núcleo externo 2270 km
Núcleo interno 1216 km
Biología y Geología1.º Bachillerato
14. Origen y estructura de la Tierra
Principales discontinuidades y su interpretación
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.
En ella la velocidad de las ondas P cae bruscamente y las ondas S dejan de propagarse.
Esta discontinuidad separa el núcleo externo fundido del interno sólido.
DISCONTINUIDAD DE LEHMANN5150km
Discontinuidad de Lehmann
Biología y Geología1.º Bachillerato
14. Origen y estructura de la Tierra
Unidades dinámicas
LITOSFERANÚCLEO
EXTERNOMANTO
INFERIOR
NÚCLEO INTERNO
La más externa. Rígida. La litosfera oceánica de 50 a 100 km de espesor. La litosfera continental de 100 a 200 km.
MANTO SUPERIOR SUBLITOSFÉRICO
Capa plástica. Hasta los 670 km de profundidad. Materiales en estado sólido. Existen corrientes de convección con movimientos de 1 a 12 cm por año.
Incluye el resto del manto bajo la astenosfera. Sus rocas están sometidas a corrientes de convección. En su base se encuentra la capa D’’ integrada por los “posos del manto”.
Llega a los 5150 km. Se encuentra en estado líquido. Tienen corrientes de convección y crea el campo magnético terrestre.
Formado por hierro sólido cristalizado. Su tamaño aumenta algunas décimas de milímetro por año.
UNIDADES DINÁMICAS
Biología y Geología1.º Bachillerato
14. Origen y estructura de la Tierra
Origen del sistema solar según la teoría planetesimal
1 Colapso gravitatorio. Hace 4600 millones de años una nebulosa giratoria de polvo y gas comenzó a contraerse.
En las zonas galácticas en las que se forman estrellas se encuentran siempre nubes de gas y polvo, las nebulosas.
2 La contracción o colapso forma una gran masa central y un disco giratorio. La colisión de las partículas en la masa central libera energía. Comienza la fusión nuclear del hidrógeno (nace una estrella, el protosol en la nebulosa).
Algunos de estos discos, contienen partículas mayores que el polvo interestelar formados por hielo y silicatos.
3 En el resto de la nebulosa, las partículas chocan y se fusionan originando otras mayores (entre varios cm y km). Son los planetesimales.
4 Las colisiones de los planetesimales y su acreción originaría los protoplanetas.
Júpiter es el planeta menos evolucionado y tiene una gran identidad química con el Sol.
5 En torno a los planetas gigantes se produjo un colapso gravitatorio similar al del Sol, aunque su menor masa impidió los procesos de fusión nuclear. Fue el origen de los anillos y satélites
Biología y Geología1.º Bachillerato
14. Origen y estructura de la Tierra
Origen de la Tierra
En el interior del disco nebular que rodeaba al protosol, la acreción de planetesimales permitió la formación del protoplaneta terrestre.
Disco nebular
Acreción de planetesimales
Aumento de la temperatura que favoreció la diferen-ciación por densidades
En esta fase de formación de la Tierra, la temperatura aumentó por los impactos de los planetesimales y por la desintegración de isótopos radiactivos.
Permitió la diferenciación por densidades y a su vez ocurrió la desgasificación del planeta.
La Tierra se enfrió. Se condensó el vapor de agua, ocupando las aguas los niveles más bajos formando océanos.
Biología y Geología1.º Bachillerato
14. Origen y estructura de la Tierra
Origen de la Luna
Una teoría clásica dice que la Luna pudo haberse formado a la vez que la Tierra, siguiendo un proceso paralelo. No es así, pues sus densidades deberían ser similares y no lo son.
La colisión de un pequeño planeta pudo provocar la formación de la Luna.
Otra dice que la Luna se formó en otro lugar y fue capturada por la Tierra posteriormente.
La más actual propuesta por Hartmann y Davis dice que un planeta de tipo terrestre y tamaño similar a Marte, colisionó con la Tierra quedando parte del astro orbitando en torno a la Tierra. La acreción de materiales originó la Luna.
Biología y Geología1.º Bachillerato
14. Origen y estructura de la Tierra
¿Cómo es el interior terrestre? Algunos datos directos
Las minas son excavaciones que se realizan para extraer minerales.
Los sondeos son perforaciones taladradas en el subsuelo.
Minas y sondeos
Volcanes
Océano Atlántico
Océano Índico
Sudáfrica
KimberlitasGrafito
DiamanteMANTO
El magma, al ascender, arrastra fragmentos de rocas del interior.
50 km
100 km
200 km
150 km
Biología y Geología1.º Bachillerato
14. Origen y estructura de la Tierra
Datos indirectos
TEMPERATURA DEL INTERIOR TERRESTRE
2 0001 000
1 000
2 000
3 000
4 000
5 000
3 000 5 0004 000 6 000Profundidad (km)
Tem
per
atur
a (0
C)
Existe un gradiente geotérmico que va reduciéndose con la profundidad.
MAGNETISMO TERRESTRE
Que la Tierra posea un campo magnético apoya la idea de que el núcleo es metálico.
Según la teoría más aceptada, la Tierra funciona como una dinamo autoinducida.
Según esta teoría el hierro fundido en el núcleo externo circula debido a:
•La rotación terrestre.
•Las corrientes de convención generadas por el calor interno.
METEORITOS
Si un material es abundante en los meteoritos, es frecuente en el sistema solar y también formará parte de la Tierra.
Biología y Geología1.º Bachillerato
14. Origen y estructura de la Tierra
Sismos y ondas sísmicas
Ondas P
Ondas S
Escarpe de falla
Epicentro
HipocentroFrentes de onda Falla
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
dirección de propagación de la onda
TERREMOTO PRODUCIDO POR UNA FALLA
Biología y Geología1.º Bachillerato
14. Origen y estructura de la Tierra
Estudio de la dirección de las ondas sísmicas (I)
1
2
1
2
1
2
4
3
1
2
4
3
i
r
i
r
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
Biología y Geología1.º Bachillerato
14. Origen y estructura de la Tierra
Estudio de la dirección de las ondas sísmicas (II)
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
Solo 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
Biología y Geología1.º Bachillerato
14. Origen y estructura de la Tierra
¿Qué información aportan los terremotos?
23456789
1011121314
2 000 4 000 6 000
La velocidad de propagación de las ondas sísmicas en el interior terrestre sufre variaciones graduales y, a veces, cambios bruscos denominados discontinuidades.
Profundidad (km)
670 2 900 5 150
NúcleoManto
Las discontinuidades sísmicas se utilizan para diferenciar las capas del interior del planeta.
Ondas P
Ondas S
Vel
oci
dad
(km
/s)
Discontinuidad de Mohorovicic
Discontinuidad de Gutenberg
Discontinuidad de Lehmann
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14. Origen y estructura de la Tierra
Masa y densidad de la tierra
3
2
R34
GgR
π
2dmM
GF
V
Md
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 3
4
Biología y Geología1.º Bachillerato
14. Origen y estructura de la Tierra
El interior es más denso
1000
2
4
6
8
10
12
14
2900 5100
RELACION ENTRE LA DENSIDAD DE LOS MATERIALES TERRESTRES Y LA PROFUNDIDAD
Profundidad (km)
Den
sida
d (
g/ c
m3 )
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.
Wiechert pensó que el interior terrestre debería tener un material más denso.
La existencia de un campo magnético terrestre apoyaría esta hipótesis.
Entre los elementos que podrían formar el núcleo terrestre se encuentra el hierro.
Biología y Geología1.º Bachillerato
14. Origen y estructura de la Tierra
Unidades geoquímicas
Entre 25 y 70 km.Muy heterogénea.Rocas poco densas (2,7 g/cm3).Edad de las rocas entre 0 y 4000 M. a.
Entre 5 y 10 km.Más delgada.Rocas de densidad media (3 g/cm3).Edad de las rocas entre 0 y 180 M. a.
Desde la base de la corteza hasta 2900 km.
Representa el 83% del volumen total de la Tierra.
Densidad del manto superior 3,3 g/cm3.
Densidad del manto inferior 5,5 g/cm3.
Desde los 2900 km al centro del planeta.
Representa el 16% del volumen total del planeta.
Densidad alta (10 a 13 g/cm3).
Compuesto principalmente por hierro y níquel.
Si el criterio utilizado para distinguir las capas concéntricas que forman el planeta, es la composición química entonces hablamos de unidades geoquímicas: corteza, manto y núcleo.
MANTO NÚCLEO
CORTEZACONTINENTAL
CORTEZAOCEÁNICA
CORTEZA
UNIDADES GEOQUÍMICAS