Estructura De La Tierra.docx

CAMILA CAMPUZANO AYALA

3° I

N.L:6

19/03/2019

Antes de comenzar, veamos un

- La corteza continental: forma los continentes. Tiene un espesor

concepto

muy

promedio de 35 km, pero

geosfera.

¿Sabes

importante: la

puede alcanzar más de 70

geosfera? Bueno, es más simple

km. Está compuesta por

de lo que piensas así que tranquilo

rocas como granito, basalto,

:)

pizarra

Geosfera

es la

que

es

capa

que

comprende desde las rocas de la

y,

en

menor

proporción, arcilla y caliza.

superficie hasta las zonas más profundas del planeta. Es la capa más gruesa y la que alberga la

-

La

corteza

oceánica:

mayor parte de los materiales sólidos (rocas y minerales) terrestres.

forma los fondos de los

La geosfera se divide en tres capas según su composición, que

océanos. Tiene un espesor promedio de 7 km y está compuesta por

desde fuera hacia dentro son: la corteza, el manto y el núcleo. Ahora

rocas más densas, fundamentalmente basalto y gabro.

nos metemos con todo al contenido. ¡Adelante! - Litosfera: capa solida formada por rocas, conformada por los 4.1- La corteza es la capa más externa de la Tierra, en contacto con

continentes. Comprende la corteza y la parte superior del manto, es

la atmósfera y la hidrosfera. Su temperatura es de 22°C y está

el

formada por rocas de diferente tamaño. Su espesor está comprendido

(meteorización, erosión, sedimentación, etc.), se obtienen los

entre los 5 y 70 km. Bajo las grandes cadenas montañosas su espesor

recursos geológicos (carbón, minerales, etc.) y suceden los riesgos

es máximo; en cambio, bajo los océanos su espesor es mínimo.

geológicos (terremotos, inundaciones, etc.).

Se distinguen dos tipos de corteza, que se diferencian por sus características físicas y su composición química.

lugar

en

donde

suceden

los

geológicos

4.2- El manto es la capa intermedia. Está situado entre la corteza terrestre y el núcleo. Se extiende hasta los 2.900 km de profundidad. Se divide en manto superior y manto inferior.

CAMILA CAMPUZANO AYALA

procesos

3° I

N.L:6

19/03/2019

CAMILA CAMPUZANO AYALA

El

manto

3° I

N.L:6

19/03/2019

superior tiene

Núcleo externo: su temperatura va

una profundidad de 10 a 660

de 4.000°C a 6000°C y es una zona

kilómetros. Su estado oscila

donde el hierro se encuentra en

entre líquido y sólido, con

estado

una

va

buen conductor de electricidad y

desde los 1400°C a los

circula a gran velocidad en su parte

3000°C. En la capa externa

externa. A causa de ello, se producen

del

se

las corrientes eléctricas, que dan

la

origen al campo magnético de la Tierra.

temperatura

manto

encuentra

que

superior parte

de

litosfera, que

Líquido. Este material es

tiene capa

Núcleo interno: es una esfera que se encuentra en estado sólido a

llamada astenósfera, que está formada por rocas parcialmente

pesar de que su temperatura que van desde 5.000°C a 6000°C. En la

fundidas que reciben el nombre de magma.

superficie terrestre, el hierro se funde a 1.500°C; sin embargo, en el

características

sólidas

y

a

continuación

una

núcleo interno las presiones son tan altas que permanece en estado sólido. El manto inferior se encuentra entre los 660 Km a 2900 Km bajo la superficie de la Tierra. Su estado es sólido y alcanza una temperatura de 3000° C. El manto inferior también se denomina mesosfera.

Capa

Profundidad (km)

Corteza

0 - 35

Litosfera

0 - 100

Astenósfera

100 - 400

4.3- El núcleo es la capa más interna. Está formado mayoritariamente

Manto

35 - 2890

por metales (hierro y níquel). Los materiales que forman el núcleo

Manto superior

35 - 660

están fundidos debido a las altas temperaturas. La temperatura en

Manto inferior

660 - 2890

Núcleo externo

2890 - 5150

esta capa supera los 5.000 grados. El núcleo se divide en dos zonas:

Núcleo interno

núcleo externo y núcleo interno.

CAMILA CAMPUZANO AYALA

3° I

N.L:6

19/03/2019

5150

-

6371

CAMILA CAMPUZANO AYALA

3° I

N.L:6

19/03/2019

A través de los estudios de las ondas sísmicas se han desarrollado

La estructura interna de la Tierra está formada por tres capas

dos modelos del interior de la Tierra.

concéntricas de diferente composición y dinámica, la corteza, el manto y el núcleo, que en conjunto forman la geósfera también conocida

El primero de ellos es en base a la composición química,

como tierra sólida.

denominado modelo estático, el cual considera tres capas: la

En la física aristotélica, la palabra geósfera se aplicaba a cuatro

corteza, manto y núcleo.

lugares esféricos naturales, anidados concéntricamente alrededor del centro de la Tierra, como describe Aristóteles en sus lecturas Física

El segundo modelo, denominado modelo dinámico, considera el

(Aristóteles) y Meteorológica, donde explica el objeto de la ciencia

comportamiento mecánico al interior de la Tierra, y contempla las

meteorológica o atmosférica. Se creía que explicaban los movimientos

siguientes capas: la litosfera, la astenósfera, la mesosfera, el núcleo

de los cuatro elementos de la antigüedad: tierra, agua, aire y fuego.

externo y el núcleo externo.

En los textos modernos y en la ciencia del sistema Tierra, la geósfera se refiere a las partes sólidas de la Tierra; se usa junto con la

Aquí te mostramos una comparación de los dos modelos:

atmósfera, la hidrósfera y la biósfera para describir los sistemas de la Tierra. En ese contexto, a veces se usa el término litosfera en lugar de geósfera o tierra sólida. La litosfera, sin embargo, solo se refiere a las capas superiores de la Tierra sólida (rocas de la corteza oceánica y continental y el manto superior). Como

la

de

otros

planetas

terrestres

(planetas

formados

principalmente por material rocoso), está dividida en capas de densidad creciente. La Tierra tiene una corteza externa rocosa compuesta por silicatos, un manto viscoso, y un núcleo subdividido en dos capas, una externa líquida, mucho más fluida que el manto y una interna sólida. Muchas de las rocas que hoy forman parte de la corteza se formaron hace menos de 100 millones de años, durante el periodo Cretácico. Sin embargo, las formaciones rocosas más antiguas

CAMILA CAMPUZANO AYALA

3° I

N.L:6

19/03/2019

CAMILA CAMPUZANO AYALA

conocidas tienen 4400 millones de años, lo que nos indica que el planeta ha tenido una corteza sólida desde entonces.1 Gran parte de nuestro conocimiento acerca del interior de la Tierra ha sido inferido de otras observaciones. Por ejemplo, la fuerza de la

3° I

N.L:6

19/03/2019

Manto Manto superior Manto inferior Núcleo Núcleo externo Núcleo interno

35-2890 35-660 660-2890 2890-6371 2890-5150 5150-6371

gravedad es una medida de la masa terrestre. Después de conocer el

está en función de los diferentes parámetros físicos y químicos de los

La división de la tierra en capas ha sido determinada indirectamente utilizando el tiempo que tardan en viajar las ondas sísmicas reflejadas y refractadas, creadas por terremotos. Las ondas transversales (S, o secundarias) no pueden atravesar el núcleo, ya que necesitan un material viscoso o elástico para propagarse, mientras que la velocidad de propagación es diferente en las demás capas. Los cambios en dicha velocidad producen una refracción debido a la ley de Snell. Las reflexiones están causadas por un gran incremento en la velocidad sísmica (velocidad de propagación) y son parecidos a la luz reflejada en un espejo.

materiales que atraviesan.

Capas definidas por su composición

volumen del planeta, se puede calcular su densidad. El cálculo de la masa y volumen de las rocas de la superficie, y de las masas de agua, nos permiten estimar la densidad de la capa externa. La masa que no está en la atmósfera o en la corteza debe encontrarse en las capas internas de la tierra. La fuente más fiable de la estructura interna de la Tierra la proporciona el estudio de las ondas sísmicas, cuya velocidad

ESTRUCTURA La estructura de la tierra podría establecerse según dos criterios diferentes. Según su composición química, el planeta puede dividirse en corteza, manto y núcleo (externo e interno); según sus propiedades geológicas se definen la litosfera, la astenosfera, la mesosfera y el núcleo (externo e interno).1 Las capas se encuentran a las siguientes profundidades:2 Capa ... Corteza (varía localmente entre 5 y 70 km) Litosfera (varía localmente entre 5 y 200 km) Astenosfera

Profundidad (km) 0-35 0-100 100-400

CAMILA CAMPUZANO AYALA

Vista esquemática del interior de la Tierra. 1: Corteza continental 2: Corteza oceánica - 3: Manto superior - 4: Manto inferior - 5: Núcleo externo - 6: Núcleo interno A: Discontinuidad de Mohorovičić - B:Discontinuidad de Gutenberg - C: Discontinuidad de WiechertLehmann.

3° I

N.L:6

19/03/2019

CAMILA CAMPUZANO AYALA

Corteza

3° I

N.L:6

19/03/2019

discontinuidad química entre cúmulos ultramáficos y harzburgitas tectonizadas, que se ha observado en partes profundas de la corteza oceánica que han sido obducidas sobre la corteza continental, incorporadas y conservadas como secuencias ofiolíticas. Manto

Mapamundi en el que se muestra la profundidad de la Discontinuidad de Mohorovičić. Es la capa más superficial donde habitamos,está formada por roca, la corteza terrestre es una capa comparativamente fina; su grosor oscila entre 11 km en las dorsales oceánicas y 70 km en las grandes cordilleras terrestres como los Andes y el Himalaya.1 Los fondos de las grandes cuencas oceánicas están formados por la corteza oceánica, con un espesor medio de 7 km; está compuesta por rocas máficas (silicatos de hierro y magnesio) con una densidad media de 3,0 g/cm3. Los continentes están formados por la corteza continental, que está compuesta por rocas félsicas (silicatos de sodio, potasio y aluminio), más ligeras, con una densidad media de 2,7 g/cm3. La frontera entre corteza y manto se manifiesta en dos fenómenos físicos. En primer lugar, hay una discontinuidad en la velocidad sísmica, que se conoce como la Discontinuidad de Mohorovicic, o "Moho". Se cree que este fenómeno es debido a un cambio en la composición de las rocas, de unas que contienen feldespatos plagio clásicos (situadas en la parte superior) a otras que no poseen feldespatos (en la parte inferior). En segundo lugar, existe una

CAMILA CAMPUZANO AYALA

El manto terrestre se extiende hasta una profundidad de 2890 km, lo que le convierte en la capa más grande del planeta. La presión, en la parte inferior del manto, es de unos 140 G Pa (1,4 M atm). El manto está compuesto por rocas silíceas, más ricas en hierro y magnesio que la corteza. Las grandes temperaturas hacen que los materiales silíceos sean lo suficientemente dúctiles como para fluir, aunque en escalas temporales muy grandes. La convección del manto es responsable, en la superficie, del movimiento de las placas tectónicas. Como el punto de fusión y la viscosidad de una sustancia dependen de la presión a la que esté sometida, la parte inferior del manto se mueve con mayor dificultad que el manto superior, aunque también los cambios químicos pueden tener importancia en este fenómeno. La viscosidad del manto varía entre 1021 y 1024 Pa·s.3 Como comparación, la viscosidad del agua es aproximadamente 10 -3 Pa.s, lo que ilustra la lentitud con la que se mueve el manto. ¿Por qué es sólido el núcleo interno, líquido el externo, y semisólido el manto? La respuesta depende tanto de los puntos de fusión de las diferentes capas (núcleo de hierro-níquel, manto, y corteza de silicatos) como del incremento de la temperatura y presión conforme nos movemos hacia el centro de la Tierra. En la superficie, tanto las aleaciones de hierro-níquel como los silicatos están suficientemente fríos como para ser sólidos. En el manto superior, los silicatos son normalmente sólidos (aunque hay puntos locales donde están derretidos), pero como están bajo condiciones de alta temperatura y relativamente poca presión, las rocas en el manto superior tienen una viscosidad relativamente baja. En contraste, el manto inferior está sometido a una presión mucho mayor, lo que hace que tenga una mayor viscosidad en comparación con el manto superior. El núcleo externo, formado por hierro y níquel, es líquido a pesar de la presión

3° I

N.L:6

19/03/2019

CAMILA CAMPUZANO AYALA

porque tiene un punto de fusión menor que los silicatos del manto. El núcleo interno, por su parte, es sólido debido a la enorme presión que hay en el centro del planeta. Núcleo La densidad media de la Tierra es 5515 kg/m3. Esta cifra lo convierte en el planeta más denso del sistema solar. Si consideramos que la densidad media de la corteza es aproximadamente 3000 kg/m3, debemos asumir que el núcleo terrestre debe estar compuesto de materiales más densos. Los estudios sismológicos han aportado más evidencias sobre la densidad del núcleo. En sus primeras fases, hace unos 4500 millones de años, los materiales más densos, derretidos, se habrían hundido hacia el núcleo en un proceso llamado diferenciación planetaria, mientras que otros menos densos habrían migrado hacia la corteza. Como resultado de este proceso, el núcleo está compuesto ampliamente de hierro (Fe) (80 %), junto con níquel (Ni) y varios elementos más ligeros. Otros elementos más densos, como el plomo (Pb) o el uranio (U) son muy raros, o permanecieron en la superficie unidos a otros elementos más ligeros. Diversas mediciones sísmicas muestran que el núcleo está compuesto de dos partes, una interna sólida de 1220 km de radio y una capa externa, semisólida que llega hasta los 3400 km. El núcleo interno sólido fue descubierto en 1936 por Inge Lehmann y se cree de forma más o menos unánime que está compuesto principalmente de hierro con algo de níquel. Para explicar el comportamiento de las ondas sísmicas cuando atraviesan el núcleo interno, algunos científicos han inferido un ordenamiento y empaquetado atómico que sería coherente con la estructura continua de un único cristal de hierro que formara todo el núcleo interno.45 El núcleo externo rodea al interno y se cree que está compuesto por una mezcla de hierro, níquel y otros elementos más ligeros. Recientes propuestas sugieren que la parte más interna del núcleo podría estar enriquecida con elementos muy pesados, con mayor número atómico

CAMILA CAMPUZANO AYALA

3° I

N.L:6

19/03/2019

que el cesio (Cs) (trans-Cesio, elementos con número atómico mayor de 55). Esto incluiría oro (Au), mercurio (Hg) y uranio (U).6 Se aceptaba, de manera general, que los movimientos de convección en el núcleo externo, combinados con el movimiento provocado por la rotación terrestre (efecto Coriolis), son responsables del campo magnético terrestre, mediante un proceso descrito por la hipótesis de la dínamo. El núcleo interno está demasiado caliente para mantener un campo magnético permanente (ver temperatura de Curie) pero probablemente estabilice el creado por el núcleo externo. Pruebas recientes sugieren que el núcleo interno podría rotar ligeramente más rápido que el resto del planeta. 7 En agosto de 2005 un grupo de geofísicos publicaron, en la revista Science que, de acuerdo con sus cálculos, el núcleo interno rota aproximadamente entre 0,3 y 0,5 grados más al año que la corteza.89 Las últimas teorías científicas explican el gradiente de temperatura de la Tierra como una combinación del calor remanente de la formación del planeta, calor producido por la desintegración de elementos radiactivos y el enfriamiento del núcleo interno. Desarrollo histórico y concepciones alternativas Teoría de Edmund Halley En 1692 Edmund Halley (en un artículo publicado en Philosophical Transactions of Royal Society of London) propuso la idea de una Tierra formada por una cubierta hueca de unas 500 millas de espesor, con dos capas interiores, concéntricas, alrededor de un núcleo interno. El diámetro de las capas correspondería a los diámetros de los planetas Venus, Marte y Mercurio, respectivamente.10 La propuesta de Halley estaba basada en los valores de densidad relativa entre la Tierra y la Luna dados por sir Isaac Newton, en Principia (1687): «Sir Isaac Newton ha

3° I

N.L:6

19/03/2019

CAMILA CAMPUZANO AYALA

3° I

N.L:6

19/03/2019

demostrado que la Luna es más sólida que nuestro planeta, 9 a 5», señaló Halley « ¿por qué no podemos suponer entonces que 4/9 de nuestro planeta son huecos?».10 En 1818, John Cleves Symmes, Jr. sugirió que la Tierra estaba formada por una corteza externa hueca, de 1300 km de espesor, con aberturas de 2300 km en ambos polos. En el interior habría otras cuatro capas, cada una de ellas abierta también a los polos. Julio Verne, en Viaje al centro de la Tierra, imaginó enormes cavernas interiores, y William Reed en Fantasmas de los polos imaginó una Tierra hueca.



Algunos escritores religiosos se resistieron a la idea de una Tierra esférica, aunque no obtuvieron mucha aceptación. La Flat Earth Society (Sociedad de la Tierra Plana), anteriormente dirigida por Charles K. Johnson, trabaja duro en Estados Unidos para mantener la teoría viva, y han asegurado tener varios miles de seguidores. 11 Algunos cristianos en Inglaterra y los Estados Unidos también intentaron revivir estas ideas.



_______________________________________________________



COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA TIERRA



Proporciones de los elementos mayores que componen la Tierra. Imagen tomada de Stephen Marshak. Essentials of Geology, 2013. La Tierra consiste mayormente de elementos producidos por reacciones de fusión llevadas a cabo en el interior de las estrellas y en explosiones de supernovas. Únicamente cuatro elementos (hierro, oxígeno, silicio y magnesio) componen el 91.2% de la masa total de la Tierra; el 8.8% restante consiste en otros 88 elementos. Los elementos de la Tierra involucran una gran variedad de materiales. A saber:

CAMILA CAMPUZANO AYALA

 

3° I

Productos químicos orgánicos: Son compuestos que contienen carbono que o bien se encuentran en los organismos vivos o tienen características que se asemejan a los compuestos en los organismos. Minerales. Una sustancia sólida y natural en la que los átomos están dispuestos en un patrón ordenado. Una sola muestra coherente de un mineral que cuanta con un arreglo geométrico y caras planas es un cristal, mientras que una muestra de forma irregular, o un fragmento derivado de un cristal más grande o grupo de cristales, es un grano. Vidrios: Son sólidos en los que los átomos no están dispuestas en un patrón ordenado. Rocas: Son agregados de cristales minerales o granos, o masas de vidrio natural. Los geólogos reconocen tres grandes grupos de rocas. (1) Las rocas ígneas se desarrollan cuando el fundido (líquido conocido como magma) de roca caliente se enfría y se congela. (2) Las rocas sedimentarias que se forman a partir de granos que se originan por la disgregación de rocas preexistentes y se cementan mediante el proceso de diagénesis, o de minerales que precipitan de una solución de agua. (3) Las rocas metamórficas se forman cuando las rocas preexistentes cambian en respuesta a calor y presión. Sedimentos. Es una acumulación de granos minerales sueltos (granos que no han sufrido cementación). Metales. Son sólidos compuestos de un solo tipo de átomos de metal (tales como hierro, aluminio, cobre y estaño). Una

N.L:6

19/03/2019

CAMILA CAMPUZANO AYALA





aleación es una mezcla que contiene más de un tipo de átomos de metal. Fundidos: Se forma una masa fundida cuando los materiales sólidos se calientan y se transforman en líquido. La roca fundida es un tipo de geólogos en fusión distinguir entre el magma, que es roca fundida bajo la superficie de la Tierra, y la lava, roca fundida que ha fluido hacia fuera sobre la superficie de la Tierra. Compuestos volátiles. Materiales que se transforman fácilmente gas a temperaturas relativamente bajas en la superficie de la Tierra.

Los minerales más comunes en la Tierra contienen sílice (un compuesto de silicio y oxígeno) mezclado un proporciones variables con otros elementos; a estos minerales se les llama minerales silicatados. Por ello, las rocas compuestas por minerales silicatados se les denominan rocas silicatadas o siliciclásticas. Los geólogos distinguimos cuatro clases de rocas ígneas silicatadas basándonos, esencialmente en la proporción de silicio respecto al hierro y magnesio. En este orden de ideas, las 4 clases son: félsicas (o silícicas), intermedias, máficas y ultramáficas. A medida que la proporción de sílice en la roca se incremente, su densidad (masa por unidad de volumen) disminuye. Así, las rocas félsicas son menos densas que las rocas máficas y ultramáficas. Muchos tipos diferentes de rocas están englobadas en cada clase. Las más importante y comunes en el estudio de la estructura interna de la Tierra son el granito (roca félsica con minerales grandes – denominados fenocristales-), el gabro (una roca máfica con minerales grandes), el basalto (roca máfica con minerales pequeños) y la peridotita (una roca ultramáfica con minerales grandes) Modelo Composicional o geoquímico

3° I

N.L:6

19/03/2019

Corteza Terrestre Es la capa más superficial de las que forman la Tierra, constituyendo únicamente el 1% de la masa de la misma. Pese a su escasa importancia cuantitativa, sobre la corteza terrestre versan el 99% de los conocimientos directos existentes acerca de nuestro planeta. La corteza se originó probablemente en épocas avanzadas del período pregeológico de la Tierra, a partir de materiales del manto, de manera semejante a como se origina la escoria en una masa pétrea fundida. Analogía entre las capas de la Tierra y un huevo duro. Imagen tomada de Stephen Marshak. Essentials of Geology, 2013. El límite inferior de la corteza terrestre lo constituye la discontinuidad de Mohorovičić. Su espesor no es uniforme, pues mientras en los continentes llega a los 35-40 km, de bajo de los fondos oceánicos raramente supera los 10 km de espesor. La corteza terrestre, especialmente en sus zonas continentales, es la parte más heterogénea de la Tierra, y está sometida a cambios continuos provocados por la acción de fuerzas antagónicas, las endógenas o constructoras del relieve (orogénesis, vulcanismo, etc.) y las exógenas o destructoras del relieve (erosión). Se pueden distingues 3 capas que constituyen la corteza terrestre: 1. Capa sedimentaria superficial: discontinua, constituida por rocas sedimentarias, cuyo espesor puede llegar en ciertas zonas continentales a varios miles de metros, mientras que

CAMILA CAMPUZANO AYALA

3° I

N.L:6

19/03/2019

CAMILA CAMPUZANO AYALA

en los fondos oceánicos, raramente supera los 500-1000 m y en ciertas zonas de los mismos faltan por completo. 2. Capa granítica intermedia (corteza continental): constituida por rocas de composición semejante a la del granito (rocas ácidas, de alto contenido de SiO 2 y bajo contenido de Fe y Mg). El espesor de esta capa es de 35-40 km bajo los continentes (salvo en las zonas de colisión, en las que puede rebasar los 50 km), faltando por completo en los fondos oceánicos. Antiguamente se le denominaba SIAL, debido a su composición predominante de Silicio y Al 3. Capa basáltica inferior (corteza oceánica): constituida por materiales de composición muy semejante a la de los basaltos (rocas básicas, de bajo contenido en sílice pero alto contenido de Fe y Mg). En los fondos oceánicos la falta de la capa granítica intermedia determina que la corteza oceánica se encuentre directamente bajo la capa sedimentaria y en los puntos donde falta esta aflora directamente debajo de las aguas. En la terminología antigua, esta capa se denominaba SIMA, por su composición predominantemente de Silicio y Magnesio. Manto Es una capa intermedia dispuesta inmediatamente encima del núcleo y debajo de la corteza terrestre, que se extiende desde los 2898 km de profundidad (discontinuidad de Gutenberg, que la separa del núcleo) hasta la discontinuidad de Mohorovičić, que la separa de la corteza terrestre. Por consiguiente, se espesor es de aproximadamente 2860 km. El manto representa aproximadamente el 83% del volumen del globo terrestre y el 65% de su masa. Sobre la composición de los materiales del manto se admite en general que está formado por rocas ultrabásicas (muy bajo contenido de SiO2 y una gran cantidad de Fe y Mg) que contienen grandes cantidades de olivino y piroxenos.

CAMILA CAMPUZANO AYALA

3° I

N.L:6

19/03/2019

Dentro del manto, se encuentra la denominada zona de transición, que se encuentra situada entre los 400 y los 660 km. El manto, especialmente en sus zonas más superficiales, presenta desde el punto de vista geológico gran importancia, pues con toda seguridad la corteza terrestre se formó por diferenciación magmática a partir de los materiales del manto superior. Por otra parte, numerosos e importante fenómenos geológicos que afectan a la corteza terrestre como la orogénesis, el vulcanismo, los fenómenos sísmicos, etc., tienen su origen en el manto superior. En el manto se originan las fuerzas causantes de la deriva continental. Autor de la imagen desconocido. La fuerza motriz que provoca los más importantes cambios en la corteza terrestre tiene su origen en el manto subcortical y se trata simplemente de las corrientes de convección existentes en el mismo. El primero en sostener la existencia de corrientes de convección en el manto fue Vening-Meinesz, en 1948, quien suponía que ciertas áreas locales o regionales del manto, y debido a las altas temperaturas existentes, las rocas se dilataban y ascendían hasta zonas subcorticales, extendiéndose lateralmente bajo la corteza terrestre, enfriándose y descendiendo. En esencia, el mecanismo sería el mismo que se puede observar en el líquido contenido en un vaso cuando es expuesto a un rápido calentamiento. La existencia de dorsales submarinas prueba la existencia de las corrientes de convección del manto. Dichas dorsales, caracterizadas por flujos de calor y por una gran inestabilidad sísmica, corresponderían a las crestas de las corrientes de convección, que, por otra parte, serían la fuerza motora que produce el desplazamiento de los continentes. Núcleo Es la capa más interna de la Tierra, extendiéndose desde la discontinuidad de Gutenberg, a 2898 km de profundidad, hasta el

3° I

N.L:6

19/03/2019

CAMILA CAMPUZANO AYALA

3° I

N.L:6

19/03/2019

centro del globo terrestre. El núcleo representa aproximadamente el 14% del volumen de la Tierra y el 31-32% de su masa.

tendría la densidad necesaria. Por lo tanto, muchos geólogos piensan que esta mezcla constituye en núcleo.

En la actualidad se considera que la composición del núcleo es de carácter metálico y que está constituido por hierro con cantidades menores de níquel y mucho menores aún de silicio metálico, azufre, oxígeno y carbono, estos dos últimos formando sulfuros y carburos metálicos respectivamente.

Pero estudios recientes de densidad por sí mismos difícilmente son evidencia convincente de que el núcleo es una mezcla de hierro y níquel, pues muchas otras sustancias pesadas podrían estar en su lugar.

La densidad general de la Tierra es de 5.5 g/cm3, basada en cálculos hechos a partir de la Ley de la atracción gravitacional de Newton. Las rocas de la corteza tienen relativamente baja densidad, que va desde los 2.7 g/cm3 para el granito hasta los 3.0 g/cm3 para el basalto. Las rocas ultramáficas del manto, sin embargo, probablemente tengan una densidad de 3.3 g/cm3 en el manto superior, si bien la presión podría elevar este valor a cerca de 5.5 g/cm3 en la base del manto inferior. Si la corteza y el manto, que contienen aproximadamente el 85% del volumen de la Tierra, están en o por debajo de la densidad promedio de la Tierra, entonces el núcleo debe ser demasiado denso para acerca ese promedio a los 5.5 g/cm3. Los cálculos muestran que el núcleo debe tener una densidad de aproximadamente 10 g/cm3 en el límite núcleo-manto, incrementándose a 12 o 13 g/cm3 en el centro de la Tierra. Esta enorme densidad sería suficiente para darle a la Tierra una densidad promedio de 5.5 g/cm3. El núcleo de la Tierra representa cerca del 14% del volumen de la Tierra. Autor de la imagen desconocido.

La hipótesis de una composición esencialmente férrica se basa en el hecho de que el hierro es uno de los elementos pesados de mayor abundancia en el sistema solar y es un elemento sumamente abundante en los meteoritos metálicos o sideritos. Los meteoritos, para muchos científicos son remanentes del material básico que creó nuestro propio sistema solar. Un estimado del 10% de los meteoritos está compuesto por hierro mezclado con pequeñas cantidades de níquel. Un material similar a estos meteoritos pudo haber ayudado a crear la Tierra, depositándose tal vez en el centro de la Tierra debido a su alta densidad; el otro 90% de los meteoritos está compuesto principalmente de rocas ultramáficas y quizás represente el material que compone el manto. La composición de esos meteoritos, entonces, podría decirnos de que está hecho el núcleo terrestre. De esta manera, la combinación de la información sísmica y de densidad con las suposiciones basadas en la composición de los meteoritos, indicarían que el núcleo contiene hierro y níquel con al menos la parte más externa siendo líquida. La densidad de los materiales del núcleo, teniendo en cuenta la hipotética composición expuesta y las velocidades de transmisión de las ondas sísmicas a través del mismo, oscilará entre 10 gr/cm3, en sus zonas más externas, y 13.6 gr/cm3 en sus zonas más internas.

Bajo la grandes presiones existentes en el núcleo, un mezcla de hierro y níquel tendría una densidad ligeramente mayor a la requerida en el núcleo. La aleación hierro-níquel con una cantidad de elementos ligeros, tales como el oxígeno, potasio, azufre o silicio

CAMILA CAMPUZANO AYALA

3° I

N.L:6

19/03/2019

CAMILA CAMPUZANO AYALA

El núcleo metálico sería el principal factor estructural del campo magnético terrestre, al imantarse por inducción debido a las corrientes eléctricas que circulan en el núcleo externo y en las capas profundas del manto.

3° I

N.L:6

19/03/2019

palabras, la Tierra tiene una cubierta compuesta por rocas que no fluyen fácilmente.

Sobre las condiciones termodinámicas de los materiales del núcleo se tienen pocos datos, pero se admite que las presiones alcancen valores de varios centenares de miles de atmósferas y las temperaturas sean del orden de algunos miles de grados centígrados, como máximo 4000-5000 °C. Modelo Mecánico o dinámico Además de las 3 principales capas de la Tierra, se han identificado otras capas en el interior de nuestro planeta que difieren composicionalmente de las demás. Así, el modelo mecánico se basa en el comportamiento físico de los materiales que componen el interior del planeta Tierra, dividiéndolo en Litósfera, astenósfera, manto superior, manto inferior, núcleo externo y núcleo interno. Modelo de las capas de la Tierra en base a sus propiedades físicas. Imagen tomada de Stephen Marshak. Essentials of Geology, 2013. Las ondas sísmicas viajan a diferentes velocidades a través de dichas capas; una alternativa para pensar en las capas de la Tierra proviene del estudio de la capacidad de las rocas para fluir o no. En este orden de ideas, distinguimos entre materiales rígidos, los cuales pueden deformarse o romperse pero no fluir, y los materiales plásticos, los cuales son relativamente suaves y pueden fluir sin romperse. Litósfera Los geólogos han determinado que los 100 a 150 km más superficiales de la Tierra son relativamente rígidos. En otras

CAMILA CAMPUZANO AYALA

Esta capa se conoce como litósfera (del griego lithos que significa “piedra”) y consiste en la corteza terrestre y la parte superior y más fría del manto, conocida como manto litosférico. De acuerdo con la famosa teoría de la Tectónica de Placas, la litósfera no es un caparazón o cubierta continua: está dividida en cerca de una docena de placas que se mueven sobre la superficie de la Tierra a velocidades muy bajas, de apenas unos pocos centímetros por año.

3° I

N.L:6

19/03/2019

CAMILA CAMPUZANO AYALA

La litósfera está compuesta por la parte más superficial y sólida de la Tierra, de unos cuantos kilómetros de espesor. Fotografía de la Cordillera del Himalaya tomada por la NASA. Cada placa es una unidad rígida que se encuentra sobre la astenósfera, la cual también está en movimiento. La litósfera que forma las placas puede tener solo unos cuantos kilómetros de grosor en áreas volcánicas activas y quizás unos 200 km de grosor o más debajo de las partes más viejas y frías de los continentes. Los geólogos distinguen dos tipos de litósfera: 1. Litósfera oceánica: Compuesta por la corteza oceánica en su parte superior, generalmente tiene un grosor de cerca de 100 km. 2. Litósfera continental: Compuesta por la corteza continental en su parte superior, generalmente tiene un espesor de cerca de 150 km. Astenósfera La sísmica de refracción puede ser usada para detectar límites entre capas de rocas. Imagen tomada de Diane H. Carlson, et. al., Physical Geology: Earth Revealed. 2011 Generalmente, las ondas sísmicas incrementan su velocidad conforme aumente la profundidad, debido a que con el aumento de presión propiedades de la roca se alteran. Sin embargo, a profundidades cercanas a los 70 a 125 kilómetros, las ondas sísmicas viajan más lentamente que en las capas más someras o superficiales, denominándose a esta zona como zona de baja velocidad.

CAMILA CAMPUZANO AYALA

3° I

N.L:6

19/03/2019

Esta zona, que se extiende a profundidades de tal vez hasta 200 kilómetros (124 millas), también es llamada, en la teoría de la tectónica de placas como astenósfera (del griego asthenes que significa “débil”). El límite entre la litósfera y la astenósfera está en donde las temperaturas alcanzan los 1280 °C; algunos geólogos piensan que las rocas de la astenósfera pueden estar parcialmente fundidas, formando una mezcla de cristales y roca fundida; un porcentaje muy pequeño de líquido en la astenósfera puede ayudar a explicar algunas de sus propiedades físicas. Las rocas en esta zona pueden estar más cerca de su punto de fusión que las rocas por encima de esta zona o por debajo de ella (si bien las rocas de esta zona son probablemente no tan calientes como las rocas de abajo, estas más cerca de fundirse porque son más ricas en minerales con bajos puntos de fusión que las rocas que están a mayor profundidad – los puntos de fusión son controlados por presión y temperatura).

3° I

N.L:6

19/03/2019

CAMILA CAMPUZANO AYALA

3° I

N.L:6

19/03/2019

Sísmica de reflexión. Ondas sísmicas se reflejan desde límites de rocas profundos dentro de la Tierra y regresan a la estación sísmica en la superficie. Si las rocas de la astenósfera están cerca de su punto de fusión, esta zona podría ser importante por 2 razones: 1. Podría representar la zona en la que el magma es generado 2. Las rocas de esta zona podrían tener relativamente poca rigidez y por lo tanto son propensas a fluir. Si las rocas en la astenósfera son menos rígidas que las rocas suprayacentes de la litósfera, entonces la astenósfera puede deformarse fácilmente. Las placas de la quebradiza litósfera probablemente se mueven fácilmente sobre la astenósfera, la cual puede actuar como una capa lubricante debajo. La astenósfera está enteramente contenida en el manto y generalmente se encuentra debajo de los 100 o 150 km de la litósfera. No podemos asignar una profundidad específica a la base de la astenósfera debido a que todo el manto debajo de los 150 km puede fluir, pero por conveniencia, algunos geólogos consideran que la base de la astenósfera está por encima de la zona de transición. Existe un acuerdo generalizado en la existencia y profundidad de la astenósfera debajo de la litósfera oceánica, pero un considerable desacuerdo acerca de la astenósfera debajo de la litósfera continental. Y es que algunos geólogos piensan que no hay astenósfera en absoluto debajo de los continentes. Las razones de este desacuerdo son resultado del rápido desarrollo en el campo de la tomografía sísmica.

CAMILA CAMPUZANO AYALA

Bloque diagrama de la litósfera, enfatizando en la diferencia entre la litósfera oceánica y la continental. Imagen tomada de Stephen Marshak. Essentials of Geology, 2013. Manto superior e inferior La información proveniente de la reflexión y refracción sísmica indica la existencia de varias capas concéntricas en el manto, como lo demuestra la ilustración 2, con límites prominentes a los 400 y 670 kilómetros (248 y 416 millas), siendo ésta última la profundidad de los terremotos más profundos. Debido a que la presión incrementa con la profundidad dentro de la Tierra, los límites entre las capas del manto probablemente representan profundidades a las cuales la presión colapsa la estructura interna de ciertos minerales convirtiéndolos en minerales densos. La estructura concéntrica de la Tierra definida por la variación en las velocidades de las ondas S y P, así como por estimaciones de densidad. (Imagen por la NASA) Imagen tomada de Diane H. Carlson, et. al., Physical Geology: Earth Revealed. 2011 Un ejemplo claro, se da con el mineral olivino que a presiones equivalente a una profundidad aproximada de 670 kilómetros, su estructura puede colapsar y adoptar una estructura más densa, a lo que se conoce como perovskita. Algunos geólogos piensan que el

3° I

N.L:6

19/03/2019

CAMILA CAMPUZANO AYALA

3° I

N.L:6

19/03/2019

Límite núcleo-manto El límite entre el núcleo y el manto está marcada por un gran cambio en la velocidad de las ondas sísmicas, densidad y temperatura. Aquí, hay una zona de transición por encima de los 200 kilómetros de espesor, conocida como la capa D’’, en la base del manto, en donde la velocidad de la onda P disminuye drásticamente. La zona de ultra baja velocidad (ULVZ en la figura) que forma la ondulación en el borde del límite núcleo-manto probablemente se deba al núcleo caliente parcialmente fundido que se encuentra cubriendo las rocas del manto o parte del núcleo externo líquido que reacciona químicamente con el manto adyacente.

límite 670 kilómetros representa un cambio químico al igual que un cambio físico que separan al manto superior del químicamente diferente manto inferior. Si se concibe el manto como campas concéntricas (como una cebolla) estaríamos cayendo en un simplismo. Imágenes detalladas provistas por tomografías sísmicas, sugieren que el manto es heterogéneo, probablemente debido a variaciones de temperatura, composición y densidad. La existencia de esta discontinuidad de segundo orden a 650 km – 670 km de profundidad hace suponer que el manto se encuentre dividido en 2 zonas, el manto externo que va desde la discontinuidad de Mohorovičić hasta los 650 km de profundidad (discontinuidad de Reppetti) y el manto interno, desde esta última discontinuidad hasta la de Gutenberg, a 2898 km de profundidad. La densidad de los materiales del manto oscilará entre 3.3 gr/cm3 en sus zonas más superficiales, hasta 5-6 gr/cm3 en sus partes más profundas.

CAMILA CAMPUZANO AYALA

Los estudios sísmicos y geodésicos más recientes señalan que las aleaciones de hierro más livianas del núcleo externo líquido pueden reaccionar con los silicatos del manto inferior para formar silicatos de hierro. Así, los “sedimentos” de hierro silicatados menos densos junto con hierro líquido en espacios porosos, ascienden y acumulan en capas desiguales a lo largo de la frontera entre el núcleo y el manto. Esquema que ilustra la forma de la zona de ultra baja velocidad (ULVZ), en la zona de transición núcleo-manto conocida como capa D’’). Imagen tomada de Diane H. Carlson, et. al., Physical Geology: Earth Revealed. 2011 La presión de la acumulación de “sedimentos” a lo largo de la frontera hace que parte del hierro líquido sea expulsado de los espacios porosos para formar una capa eléctricamente conductora que conecta el núcleo y el manto, explicando la disminución de las velocidades sísmicas en la zona de ultra baja velocidad. Puede ser difícil de probar si el manto inferior está parcialmente fundido por su

3° I

N.L:6

19/03/2019

CAMILA CAMPUZANO AYALA

contacto con el núcleo o si el núcleo está reaccionando químicamente con el manto. Lo que si es casi seguro, es que tanto el manto como el núcleo están sufriendo convección, un patrón de circulación en el cual se eleva el material de baja densidad mientras que el de alta densidad desciende. Basado en estudios de tomografía sísmica, las porciones pesadas del manto (incluyendo las placas de subducidas) se hunden hacia su base, pero son incapaces de penetrar en el núcleo (más denso). Porciones calientes del núcleo podrían subir a su cima e incorporarse en el manto. Esto es sugerido por recientes estudios isotópicos de la pluma de manto (o penacho mantélico) que alimenta el punto caliente de Hawái. Las rocas volcánicas de Hawái (basaltos) contienen una firma isotópica que es característica del núcleo

3° I

N.L:6

19/03/2019

sismogramas. De esta manera, la región comprendida entre los 103° y los 142°, con ausencia de ondas P, se denomina zona de sombra de onda P. Del lado izquierdo, la zona de sombre de la onda P, causada por la refracción de las ondas P dentro del núcleo de la Tierra. Del lado derecho la zona de sombre de la onda S. Debido a que las ondas S no pasan a través del núcleo, el núcleo es aparentemente líquido (o se comporta como un fluido). Imagen tomada de Diane H. Carlson, et. al., Physical Geology: Earth Revealed. 2011

Núcleo externo e interno

La formación de esta zona puede ser explicada por la refracción de las ondas P (cambia su ángulo de incidencia) cuando se encuentran con el límite del núcleo; gracias a que la trayectoria de las ondas P pueden ser calculadas con precisión, incluso el tamaño y la forma del núcleo pueden ser determinadas.

Información de ondas sísmicas provee la evidencia principal la de existencia del núcleo terrestre. Las ondas sísmicas provenientes de grandes terremotos no alcanzan ciertas áreas del lado opuesto de la Tierra.

Una diferencia significativa entre las ondas P y las ondas S es que las ondas P pueden viajar a través de materiales tanto sólidos como fluidos, mientras que las ondas S pueden viajar únicamente a través de materiales sólidos. La zona de sombra de la onda S es incluso más extensa que la zona de sombra de la onda P y es precisamente debido a lo anterior. Las ondas S directas no son registradas en toda la región comprendida a más de 103° de distancia del epicentro del terremoto. De esta manera, la zona de sombra de la onda S parece indicar que este tipo de ondas no atraviesan el núcleo en absoluto. De ello resultaría que el núcleo de la Tierra sea líquido, o al menos que se comporte como uno.

La figura de arriba muestra como las ondas sísmicas P se extienden desde un terremoto hasta 103° (11 500 kilómetros) del epicentro y de repente desaparecen de los sismogramas. A más de 142° (15 500 kilómetros) del epicentro, las ondas P reaparecen en los

CAMILA CAMPUZANO AYALA

La manera en la que las ondas P son refractadas en el interior del núcleo terrestre (como muestran cuidadosos análisis de sismogramas) sugiere que el núcleo tiene 2 partes, a saber: 

3° I

Núcleo externo: se extiende desde los 2898 km de profundidad (discontinuidad de Gutenberg) hasta los 5154 km

N.L:6

19/03/2019

CAMILA CAMPUZANO AYALA



3° I

de profundidad (discontinuidad de Weichert). Las características sísmicas del núcleo externo, especialmente la no transmisión de las ondas S a través de él, hace suponer que se comparta como un líquido (para numerosos autores sus materiales estarían en estado de fusión) Núcleo interno: Se extiende desde los 5154 km hasta los 6371 km. Si bien su composición es la misma que la del núcleo externo químicamente hablando, debido a las grandes presiones a las que sus materiales están sometidos, se encuentra en estado sólido.

19/03/2019

GUÍA DE ESTUDIO 1) ¿Qué es la cartografía? 2) Es el arte y la ciencia de trazar mapas, mediante el conjunto de técnicas y una materia de estudio académico. 3) ¿De qué sirve la cartografía? Facilita la exposición completa del globo terráqueo permitiendo poner todo en una misma superficie 4) ¿Para qué sirven los mapas? Representar el mundo en una superficie plana se nos permite ver regiones de la Tierra más allá de nuestra ordinaria capacidad de visión. 5) ¿Cuáles son los tipos de cartografía? Social, general, automatizada, conceptual, temática, genética, digital y electoral 6) ¿En qué consiste la cartografía automatizada? Integra el conglomerado de métodos para el planteamiento y creación de mapas empleando medios digitales 7) ¿Cuáles son las proyecciones cartográficas? Acimutal, cónica, cilíndrica, pseudoconica, pseudicilindrica y policonica 8) ¿Cuál es la proyección más aceptada? La cilíndrica que corresponde a mercator 9) ¿Cuáles son las subproyecciones? Planos, mapas, cartas, secciones, modelos y globos

https://www.portaleducativo.net/cuarto-basico/746/Estructurainterna-de-la-Tierra https://es.wikipedia.org/wiki/Estructura_interna_de_la_Tierra https://bibliotecadeinvestigaciones.wordpress.com/ciencias-de-latierra/geologia/estructura-interna-de-la-tierra/

CAMILA CAMPUZANO AYALA

N.L:6

3° I

N.L:6

19/03/2019