02 – ORIGEN Y ESTRUCTURA DE LA TIERRA  



El origen de la Tierra Métodos de estudio del interior terrestre Estructura interna de la Tierra

1: Origen de la Tierra

1: Origen de la Tierra Teoría Nebular

Una nebulosa giratoria constituida por enormes cantidades de polvo y gas, comenzó a concentrarse. La atracción gravitatoria hizo que se formase una gran masa central o protosol, entorno al cual giraba un disco de partículas de polvo y gas. Las partículas del disco giratorio se fusionaron formando cuerpos de mayor tamaño, los planetesimales.

Las colisiones y uniones de los planetesimales originaron cuerpos mayores, los protoplanetas.

1: Origen de la Tierra • Origen de la Tierra

1: Origen de la Tierra • Después de formarse por “acreción” de planetesimales: • A mayor tamaño, mayor compresión hacia el interior • Desintegración radiactiva en el interior • Resultado: fusión parcial y diferenciación gravitatoria

• Así se formaron núcleo, manto y corteza • Y las capas fluídas quedaron en el exterior: hidrosfera y atmósfera

• Después los seres vivos cambiaron sensiblemente el planeta (sobre todo la atmósfera, con su oxígeno y la capa de ozono)

1: Origen de la Tierra • Origen de la Luna

2: Métodos de estudio del interior terrestre 2.1 Los métodos directos son: • la observación de materiales volcánicos, • los sondeos (hasta 12 km.) • Las minas (hasta 3 km., el estudio de rocas profundas, etc. • El afloramiento de materiales debido a la erosión

2: Métodos de estudio del interior terrestre • 2.2 Los métodos indirectos son: • la densidad terrestre • el método gravimétrico • estudio de la temperatura • magnetismo terrestre • método eléctrico • estudio de los meteoritos • estudio de las ondas sísmicas

2: Métodos de estudio del interior terrestre 1. Densidad Terrestre

2: Métodos de estudio del interior terrestre 1. Densidad Terrestre

2: Métodos de estudio del interior terrestre 2. Método gravimétrico También deben corregirse otros datos: • Aceleración centrífuga (Ac) • Corrección de aire libre (Cal) • Corrección de Bouguer (CB) • Corrección Topográfica (CT) Para R debe hacerse una “corrección de latitud”

Si aplicamos las correcciones oportunas, lo único que puede variar el valor teórico de g es la densidad de los materiales subyacentes

2: Métodos de estudio del interior terrestre 2. Método gravimétrico Contrastando los valores teóricos con los valores reales obtenidos experimentalmente, surgen ANOMALÍAS GRAVIMÉTRICAS: • Positivas: cuando los materiales son más densos. • Negativas: cuando son menos.

Pueden utilizarse para localizar yacimientos

2: Métodos de estudio del interior terrestre 3. Estudio de la temperatura Esiste un gradiente geotérmico que se va reduciendo con la profundidad (En la superficie es de 3ºC/100m)

2: Métodos de estudio del interior terrestre 4. Magnetismo terrestre

2: Métodos de estudio del interior terrestre 4. Magnetismo terrestre • Declinación magnética: ángulo entre el norte geográfico y el norte

magnético (varía de un lugar a otro y de un momento a otro). • Mapa de declinaciones: con isógonas o líneas de igual declinación • Anomalía magnética: Los materiales locales pueden hacer variar ligeramente esa declinación. • Nos da información sobre la composición de las rocas

2: Métodos de estudio del interior terrestre 5. Método eléctrico • Mide la resistividad de las rocas (el inverso de la conductividad)

• Se crea un fuerte campo eléctrico con dos “electrodos de potencial”, y se mide la intensidad del campo creado con dos “electrodos de potencial”

• Es muy preciso a poca superficie, y se utiliza en prospecciones mineras y de aguas subterráneas..

2: Métodos de estudio del interior terrestre 6. Estudio de meteoritos • Son fragmentos rocosos que orbitan en el sistema solar, como restos de

los primitivos planetesimales. • Por eso su estructura y composición nos dan datos del interior terrestre.

Meteoritos: • Sideritos (4%, Fe y Ni) • Siderolitos (1%, Fe y silicatos) • Condritas (86%, peridotitas) • Acondritas (9%, basaltos)

• No confundir con las “tectitas” o rocas de impacto

2: Métodos de estudio del interior terrestre 7. Método sísmico

• La sismología estudia los terremotos y la transmisión de sus vibraciones u ondas sísmicas. • Éstas se transmiten a partir del foco o hipocentro • El epicentro es el punto superficial situado en la vertical del foco.

• Los terremotos se registran con sismógrafos y así obtenemos sismogramas

2: Métodos de estudio del interior terrestre • Las ondas sísmicas son de tres tipos: • Primarias o P. De compresión, son las más rápidas (unos 10 km/s), y se propagan tanto por sólidos como por líquidos. Longitudinales • Secundarias o S. Van más lentas (unos 5 km/s), y se propagan solo por sólidos. Son transversales • Superficiales. Son las más lentas pero las más peligrosas. Ondas P

Ondas S

Ondas L

• Su comportamiento depende de la naturaleza de los materiales que atraviesan

2: Métodos de estudio del interior terrestre

2: Métodos de estudio del interior terrestre

2: Métodos de estudio del interior terrestre • Del estudio de las ondas sísmicas se deducen una serie de capas y discontinuidades en el interior terrestre 2 Discontinuidad de Mohorovicic

4

6

Velocidad (km/s) 8 10 12 14

1.000 2.000

Discontinuidad de Gutenberg

3.000 Ondas S

4.000 Discontinuidad de Wiecher-Lehman

5.000 6.000 Profundidad (km)

Ondas P

2: Métodos de estudio del interior terrestre

3. Estructura interna de la Tierra

3.1 Modelo Geoquímico • La corteza está formada sobre todo por silicatos, y es diferente en los continentes y en los océanos. Densidad de 2.7-2.9

3.1 Modelo Geoquímico • Estructura horizontal de la corteza

3.1 Modelo Geoquímico • El manto tiene densidad mayor, desde 3.2 hasta 5.5 • Compuesto por rocas llamadas peridotitas (silicatos ricos en hierro y magnesio) • Con distinta estructura según la profundidad: • A unos 659 km hay una discontinuidad: manto superior y manto inferior

Espinela

Perovskita

3.1 Modelo Geoquímico • El núcleo tiene densidad desde 10 hasta 13 • Compuesto por hierro prácticamente puro, aleado con Ni (níquel) y posiblemente S (azufre) • A unos 5100 km hay una discontinuidad: núcleo externo (fluído) y núcleo interno (sólido)

3.2 Modelo Geodinámico • La litosfera es la capa dinámica externa y corresponde a corteza + parte superior del manto • Es rígida y está formada por placas litosféricas (12 mayores y otras menores)

• Con un espesor de 10 km (océanos) a 300 km (continentes)

3.2 Modelo Geodinámico • La astenosfera tiene espesor variable (100-300 km) y se comporta de manera plástica (sobre ella “flotan” las placas de la litosfera). Su existencia es muy discutida, y puede no ser continua. • La mesosfera equivale al resto del manto. Es sólida y rígida, pero permite la existencia de corrientes de convección Y a veces es atravesada por plumas térmicas ascendentes que originarán puntos calientes • La endosfera equivale al núcleo, y tiene una parte externa fluída y una parte interna sólida Su movimiento genera el campo magnético terrestre