COMPOSICION INTERNA DE LA TIERRA
Es normal y lógico encontrar en nuestros manuales de Geografía algún esquema o gráfico sobre la estructura interna de la Tierra.
Algunos de los esquemas que se incluyen a continuación son susceptibles de ser preguntados en las oposiciones de Geografía e Historia. Nosotros hemos realizado una redacción, que encontrarás a continiación, que incluye a todos ellos con el objetivo de obtener éxito en la oposición de Geografía e Historia, en la cual deberás aportar unos conocimientos más amplios y profundos que en tus clases de Enseñanza Secundaria Obligatoria.
No se pretende realizar un tratado sobre la "composición interna de la Tierra" sino dar un explicación coherente con aportaciones científicas al esquema o gráfico de Geografía Física.
Se ha establecido una misma estructura expositiva en cada una de las tres capas de la Tierra -corteza, manto y núcleo- para facilitar el estudio y comprensión; ahora bien, se recomienda que la exposición por escrito se realice de forma continua, sin respetar la presentación aquí realizada.
LA COMPOSICION INTERNA DE LA TIERRA
1.
INTRODUCCIÓN
El objetivo de exponer la composición interna de la Tierra no es otro que dar una explicación
al gráfico sobre la estructura terrestre como práctica de Geografía Física.
Los modelos de gráficos que nos pueden presentar son
muy variados, accediendo a internet constataremos dicha pluralidad, pero todos,
lógicamente, comparten la misma distribución.
Como aquí no se trata de hacer un tratado sobre la composición interna de la Tierra sino de
dar explicación a un gráfico como ejercicio práctico de Geografía Física,
algunas evidencias científicas que debían figurar en el inicio expositivo se
han colocado al final, como complemento, pretendiendo no dejar dudas sobre
dicho gráfico, y aportar a su vez más conocimientos, nos referimos a los métodos de estudio del interior de la
Tierra.
Se ha establecido una misma estructura
expositiva en cada una de las tres capas de la Tierra para facilitar su estudio
y comprensión. Ahora bien, se recomienda que la exposición por escrito se
realice de forma continua, sin respetar la presentación aquí realizada.
2.
GRÁFICO DE LA COMPOSICIÓN INTERNA DE LA TIERRA
3.
COMENTARIO
Sabemos que la Tierra es una esfera de
6.371 kilómetros de radio. El estudio de su interior es muy complejo, tengamos
en cuenta que hasta principios del siglo XX, no se tuvo idea de la
configuración de las tierras emergidas y hubo que esperar hasta finales de ese
mismo siglo para completar la exploración de los fondos marinos. Siendo esto es
así con la parte de la Tierra observable, mucho más arduo será el trabajo para
descifrar su interior. No sirven sondas ni observaciones directas. Se hace
necesario medir ruidos, temperaturas, analizar lo expulsado por los volcanes,
etc. Sólo de esta forma y con estos métodos se puede avanzar en el estudio del
interior de la Tierra.
El gráfico anterior representa la
composición interna de la Tierra dividida en tres partes: corteza terrestre, manto
y núcleo.
Las diferentes divisiones del interior de la Tierra se basan en el modo de comportarse
los materiales por las altas temperaturas. La presión y la temperatura se
incrementan hacia el interior de la Tierra, transformando profundamente la
estructura de las rocas que conocemos en el exterior.
A. Corteza terrestre (litosfera).
La corteza terrestre es la capa
externa y la más delgada, más sólida e irregular de la Tierra cuyos
límites hacia el interior están en la discontinuidad de Mohorovičić. También es
la capa más dinámica y vulnerable. Las fuerzas tectónicas la han fragmentado en
grandes bloques denominados placas
litosféricas.
Límites. El espesor de la corteza terrestre es de 70 km de media, pero varía entre los 5
km en los fondos oceánicos y hasta más de 150 km en algunas zonas
continentales.
Composición. En cuanto a su composición
es la zona menos densa, más variada y también la más conocida, los elementos
más abundantes son el oxígeno y el silicio, pero también hay aluminio, hierro,
magnesio, calcio, sodio y potasio. Los compuestos más abundantes son los
óxidos, y dentro de ellos, los silicatos y otras sales minerales.
Volumen. La corteza terrestre representa el 4% del volumen total de la Tierra.
Densidad. La densidad media es de
2,7 g/cm3. Es la menos
densa.
Estructura de
la corteza. Los estudios de propagación de las ondas sísmicas han determinado
que la estructura es muy variable según la región considerada: continental u
oceánica.
q
Corteza continental.
Presenta
una estructura compleja y variable, según se trate de zonas estables o zonas
orogénicas. Tiene una edad de hasta 3.800 millones de años. Espesor muy
variable, de 10 a 150 km. Densidad media de 2,7 a 2,8 g/cm3.
Tradicionalmente
se había supuesto que la corteza continental tenía una estructura estratificada
formada por una capa granítica superior (SIAL) y una capa basáltica inferior
(SIMA), separadas por la discontinuidad de Conrad. Pero los datos actuales
descartan la existencia de la capa basáltica y proponen un modelo basado en el
aumento del metamorfismo con la profundidad. Según este modelo:
·
Capa 1: Capa sedimentaria, discontinua, con
un espesor medio de 1,8 km. Formada por rocas sedimentarias sin metamorfizar o
poco metamorfizadas y por intrusiones graníticas.
·
Capa 2: Formada por materiales ácidos o intermedios.
Son rocas plutónicas y rocas intensamente metamorfizadas (gneis).
· Capa 3: Capa de
composición química variable, pueden ser tanto rocas ácidas como
básicas. Son rocas plutónicas y ultrametamórficas (granulitas).
q
Corteza
oceánica. Presenta una estructura sencilla y uniforme. Edad inferior a los 200
millones de años. Espesor entre 5 y 12 km. Densidad media de 3 a 3,1 g/cm3.
Consta de:
·
Capa 1: Capa sedimentaria, formada por
sedimentos no consolidados. Espesor muy variable.
·
Capa 2: Zócalo oceánico. Espesor medio de
1.5 km. Formado por lavas y diques basálticos.
· Capa 3: Capa
oceánica. Es la capa principal, con un espesor de unos 5 km. Formada
por gabros (roca ígnea plutónica) y metagrabos.
Algunos gráficos no recogen
algunas partes de la Tierra que nosotros conocemos, en este caso, aportaremos
nuestros conocimientos y puntualizaremos que no están recogidas en el gráfico.
B. El manto.
Se llama así a la zona
intermedia de la Tierra entre la corteza terrestre y el núcleo.
Límites. Se extiende desde los 50 km hasta los 2.900 km de
profundidad. Está limitado en su parte exterior por la superficie de
discontinuidad de Mohorovičić y en su parte interior por la superficie de
discontinuidad de Gutenberg a 2.900 km.
Composición. En cuanto a su composición
el manto está formado por peridotitas,
son rocas ultra básicas en las que el mineral predominante es el olivino. Más
uniforme que la corteza terrestre, se
encuentra en estado sólido, aunque tiene cierta plasticidad.
Volumen. El manto representa el 82% del volumen total de la Tierra.
Densidad. Densidad media:
4,3 g/cm3. Sus elementos son más densos que en la corteza.
Estructura. De acuerdo con los estudios de propagación de ondas
sísmicas que atraviesan el manto las cuales muestran una velocidad creciente
desde los 8 km/s junto a la corteza
terrestre hasta llegar a los 14 km/s cerca del núcleo y teniendo presente que la velocidad no es lineal, se ha
dividido el manto en tres capas que del exterior al interior son:
§ Manto exterior. Se extiende hasta los 650
km de profundidad. Con una densidad que va de 3,3 a 4,3. Esta capa condiciona
los movimientos orogénicos, sísmicos y volcánicos de la corteza terrestre. Entre
los 50 y 250 km se encuentra la astenosfera, formada por materiales
parcialmente fluidos ya que tiene lugar una disminución de la velocidad de las
ondas sísmicas. El cambio entre la litosfera y la astenosfera es gradual, no
hay ruptura.
§ Zona de transición o discontinuidad de Repetti. Entre los 650 y 670 km de
profundidad. En esta zona se produce un aumento brusco de la velocidad con la
profundidad. Esta discontinuidad establece que el manto interno es más denso
que el externo ya que las ondas sísmicas se propagan más rápidamente.
§ Manto interior. Se extiende desde los 670
km hasta la discontinuidad de Gutenberg. Se caracteriza por un aumento
progresivo de la densidad con la profundidad (de 4,3 a 5,5).
C. Núcleo.
El núcleo es la capa interna de
la Tierra.
Límites. Se extiende desde los 2.900 km hasta los 6.371 km en el centro de la Tierra. Entre la discontinuidad de Gutenberg y el centro de la Tierra. Es
decir, es una zona esférica rodeada por la discontinuidad de Gutenberg, hasta
los 5.000 km las ondas S no se transmiten ya que se encuentra en estado fundido.
Composición. En cuanto a su composición, actualmente, se acepta que
el núcleo está formado principalmente por hierro
y níquel y posiblemente también azufre. La densidad de algunos
meteoritos coincide bastante con los valores medios calculados para el núcleo;
por esta razón, y teniendo en cuenta que el hierro es el elemento pesado más
abundante en el sistema solar, muchos autores admiten que el núcleo terrestre
está formado fundamentalmente por hierro con una pequeña porción de níquel.
Volumen. En volumen representa el 16% del total de la Tierra.
Densidad. La densidad
media está entre los 9 y 10 g/cm3, aunque se supone que puede
llegar a los 17 g/cm3. Es la zona de la Tierra donde se encuentran
los materiales más pesados.
Estructura. De acuerdo con los estudios de propagación de ondas
sísmicas se considera que el núcleo está formado por tres capas que del
exterior al interior son:
§ Núcleo externo. Es líquido. Se extiende entre los 2.900 km de profundidad y los
5.000 km. Se ha deducido que el núcleo externo es fluido porque la velocidad de
las ondas “P” disminuye y no se propagan las ondas “S” (discontinuidad de
Gutenberg).
§ Zona de transición. Situada a los 5.000 km de
profundidad. También recibe el nombre de discontinuidad de Wiechert-Lehman.
Las ondas “P” al llegar a la profundidad de 5.000 km sufren un aumento de
velocidad (discontinuidad de Wiechert-Lehman).
§
Núcleo interno. Es sólido. Es la parte más interna de la
Tierra y está formada por materiales sólidos. Es decir, desde la discontinuidad de Wiechert-Lehman al
centro de la Tierra. A
partir de esta discontinuidad las ondas se vuelve a comportar como en un
sólido, su velocidad es más lenta.
4.
MÉTODOS DE ESTUDIO DEL INTERIOR DE LA TIERRA
Los
métodos empleados para determinar la composición y estructura de la Tierra, se
clasifican en: métodos directos y métodos indirectos.
A. Métodos directos. Se basan en la observación directa de los materiales que componen la Tierra. Solo proporcionan información de los primeros kilómetros, por lo que es muy limitada. Los más destacados son: a) sondeos el subsuelo, b) volcanes, c) erosión de las cordilleras y d) meteoritos.
B.
Métodos indirectos. Ante la imposibilidad de acceder directamente al interior de la
Tierra, su estudio se realiza por métodos indirectos que consisten en medidas
físicas en su conjunto y forman parte de los estudios de Geofísica. A mayores
profundidades la información del interior de la Tierra es indirecta.
Método gravitatorio. Este método aprovecha las diferencias de la gravedad
en distintos sectores del planeta. La gravedad no es la misma en cualquier
punto de la Tierra.
Método geotérmico. Variación de la temperatura del exterior y del
interior de la Tierra.
Método magnético. Se basa en las anomalías del campo magnético
terrestre. Paleomagnetismo.
Método
sísmico. Es el más utilizado, se
basan en el estudio de la propagación de las ondas sísmicas a través de los
distintos materiales, por tanto, nuestro conocimiento del interior de la Tierra
se debe fundamentalmente al estudio de las ondas sísmicas.
Un
terremoto o sismo es una sacudida del suelo producida por el movimiento
brusco de dos bloques rocosos profundos. El lugar donde se produce el
movimiento inicial es el foco o hipocentro y el punto de la superficie
terrestre más próxima al foco se denomina epicentro[1].
Las vibraciones producidas en el foco se propagan a través de la Tierra en
forma de ondas, ondas sísmicas.
Todo movimiento produce ondas
sísmicas que provocan deformaciones en los materiales que atraviesan, según la
manera de oscilar las partículas con respecto a la dirección de propagación. Se
han establecido tres clases de ondas:
P, primarias o longitudinales, son las
más rápidas en caso de terremoto llegan primero a la superficie. Son
longitudinales (las partículas vibran en el mismo sentido en el que se desplaza
la onda), se desplazan tanto por sólidos como por líquidos, aunque de manera
más rápida en los sólidos, así pues, su velocidad disminuye al atravesar los
fluidos.
S, secundarias o transversales, de
velocidad intermedia son más lentas que las anteriores y solo se desplazan por los
sólidos, nunca por los fluidos debido a que su rigidez es cero.
L, superficiales, son las más lentas. Se
propagan por la superficie terrestre.
Las ondas sísmicas primarias o
longitudinales y las ondas sísmicas secundarias o transversales
se llaman también precursoras porque puesto que llegan antes que las ondas
sísmicas superficiales.
De estos tres tipos de ondas, las P y las S son las que al atravesar el globo terrestre proporcionan datos
para conocer la estructura.
La
sismología se aplica al estudio de la estructura interna de la Tierra
determinando los cambios de densidad en función de la profundidad, según cuál
sea la velocidad de propagación de las ondas sísmicas.
Hay
zonas donde la velocidad cambia bruscamente, estas zonas corresponderán a
superficies que separan dos medios con diferentes características físicas.
Estas zonas se denominan discontinuidades
(discontinuidad de Mohorovičić o Moho, discontinuidad de Repetti,
discontinuidad de Gutenberg y discontinuidad de Lehman).
5. OTROS GRÁFICOS QUE ME PUEDEN PREGUNTAR EN LAS OPOSICIONES
A continuación, se recogen otros
gráficos, en algunos casos con notables diferencias al utilizado anteriormente;
si bien, en ningún caso alterarán nuestro comentario, salvo para indicar las
ausencias en el gráfico a los conocimientos aportados.
6.
GLOSARIO
Astenosfera:
Es la franja superior del manto terrestre,
se encuentra parcialmente fundida. Esta zona del manto superior se sitúa entre 100 y 660 kilómetros, aproximadamente, por debajo de la
superficie de la Tierra. La litosfera descansa sobre la astenosfera, Se
extiende hasta los 400 km, punto en el que el manto recupera sus características
de solidez y rigidez, puesto que la velocidad de las ondas sufre una nueva
alteración muy brusca. Es una capa plástica, en la que la temperatura y la
presión alcanzan valores que permiten que se fundan las rocas en algunos
puntos. Cualquier porción de astenosfera que se remonte a la superficie se
vuelve rígida y se convierte en litosfera y viceversa. La astenosfera está
involucrada en los movimientos de
las placas litosféricas y los ajustes isostáticos.
Atmosfera: Atmósfera: Capa de aire (gaseosa) que rodea la superficie de
Discontinuidad:
Es una zona de transición o zona de contacto entre una capa y otra de la Tierra,
en ella la propagación de las ondas sísmicas sufren un cambio de velocidad. Desde
el exterior al interior de la Tierra nos encontramos con las siguientes
discontinuidades:
Discontinuidad de Mohorovičić: Es una zona de transición entre la corteza
terrestre y el manto que se halla a una profundidad media de unos 35 km
aunque puede llegar desde los 5 km bajo las placas oceánicas a los 65 km de
profundidad en las placas continentales. Esta discontinuidad generalizada en
toda la Tierra, se suele simplificar como discontinuidad
de Moho. La característica está en las ondas sísmicas “P” y “S”, ambas
aumentan bruscamente su velocidad en dicha discontinuidad por los materiales
rocosos menos densos de la corteza
terrestre (silicatos de aluminio, calcio, sodio y potasio) y los materiales
rocosos más densos del manto (silicatos de hierro y magnesio).
Discontinuidad de Repetti. Esta
discontinuidad separa el manto interno
del manto externo y se sitúa entre los 650
y 670 km de profundidad. En esta zona se
produce un aumento brusco de la velocidad con la profundidad. Esta
discontinuidad establece que el manto
interno es más denso que el externo ya que las ondas sísmicas se propagan más
rápidamente.
Discontinuidad de
Gutenberg. La discontinuidad de Gutenberg se sitúa a unos 2900 km de profundidad y supone
la división entre el manto y el núcleo externo. La característica de esta
discontinuidad, que lleva el nombre del sismólogo alemán Bono Gutenberg quien
la descubrió en 1914, está en las ondas sísmicas las “S” que no pueden
atravesarla y las “P” disminuyen bruscamente de velocidad, de 13 a 8 km/s, en
consecuencia el núcleo externo se comporta como un fluido.
Discontinuidad de Weitcher-Lehman: está ubicada a 5.155
km, la más cercana al centro de la Tierra a 6.371 km, y supone una zona de
transición que separa el núcleo interno
del externo. Fue descubierta en
1936 por la sismóloga danesa Inge Lehman. La velocidad de las ondas P va aumentando
hasta que al llegar a la superficie Weitcher-Lehman donde sufren un incremento,
cambio que se interpreta como un cambio en el estado físico de los materiales
del núcleo, a partir de la cual las ondas se vuelven a comportar como en un
sólido, su velocidad es más lenta. En consecuencia, el núcleo interno es
sólido.
Discontinuidad de Conrad. La discontinuidad de Conrad se sitúa
únicamente en la corteza continental, en consecuencia no es continua, no se
desarrolla en todas las partes de la corteza terrestre. Normalmente se ubica a
una profundidad entre los 15 y 25 km, será, pues la más cercana a la superficie
terrestre (entre el sial y el sima). Dicha discontinuidad se debe a la
diferente composición de las rocas, composición granítica (corteza continental
superior) y composición basáltica (corteza continental inferior). El nombre
procede del sismólogo húngaro Conrad Víctor. Hoy se descarta esta
discontinuidad.
Endosfera: La
capa más interna de la Tierra es la
endosfera, que comprende el núcleo interno y el núcleo externo. Los estudios de
propagación de las ondas sísmicas han puesto de manifiesto que la parte externa
de la endosfera (el núcleo externo) está compuesta por materiales fundidos, ya
que en esa zona se interrumpe la transmisión de las ondas S.
Hidrosfera:
La parte de agua que rodea la Tierra. La hidrosfera incluye los océanos, mares,
ríos, lagos, agua subterránea, el hielo y la nieve. La Tierra es el único
planeta del Sistema Solar en el que está presente de manera continuada el agua líquida, que cubre aproximadamente dos terceras
partes de la superficie terrestre, aproximadamente un 70% de la superficie total del
planeta, mientras que los continentes alcanzan un 30%. El
agua dulce representa 3% del total y de esta cantidad
aproximadamente 98% está congelada.
Litosfera:
La capa más externa de la Tierra es
la litosfera, formada por la corteza terrestre y la zona externa del manto
superior, es decir, son las placas litosféricas. Es rígida y presenta
aproximadamente 100 km de espesor. En ella la velocidad de las ondas sísmicas
aumenta constantemente en función de la profundidad.
Mesosfera: A
continuación de la Astenosfera se encuentra la Mesosfera, que equivale al resto
del manto superior, luego entre la Astenosfera y el manto inferior. En la zona
de contacto con el núcleo se encuentra la región denominada «zona D», en la que
se cree que podría haber materiales fundidos.
Meteorito: La
palabra meteoritos significa fenómeno del cielo y describe la luz que se
produce cuando un fragmento de materia extraterrestre entra en la atmósfera de
la Tierra y se desintegra. La palabra meteoroide se aplica a la propia
partícula sin hacer referencia al fenómeno. Hay más meteoroides que meteoritos.
Cada día entran en la atmósfera gran cantidad de meteoroides. Su procedencia es
de la fragmentación de asteroides o de comentas o de la desintegración de
núcleos de cometas.
7.
BIBLIOGRAFÍA
Aguilera Arilla, M. J. y otros (2009), Geografía General I, UNED, Madrid.
Gutiérrez Elorza, Mateo
(2008). Geomorfología. Madrid, Pearson Prentice Hall.
López Bermúdez, F. y otros
(1992), Geografía Física, Ed.
Cátedra. Madrid.
Strahler,
A. N. y Strahler, A. H. (2013), Geografía
Física, Tercera Edición, Ed. Omega, Barcelona.
Ver en esta página de forma animada la propagación de las ondas P y S.
http://www.librosvivos.net/smtc/pagporformulario.asp?idIdioma=ES&TemaClave=1187&pagina=3&est=0
La siguiente página se recomienda para los alumnos.
http://www.slideshare.net/mariavarey/t2-estructura-interna-de-la-tierra-parte2-14329436
[1]
El tamaño del terremoto se mide por la energía
liberada, que se puede calibrar por la escala de magnitudes de Richter.
[2]
Principales gases que componen la atmósfera: Nitrógeno (N2) Oxígeno
(O2), Argón (Ar) y el Dióxido de Carbono (CO2).
Notas para entenderlo mejor todo lo anterior.
Esquema a
|
Capa interna |
Espesor aproximado |
Estado físico |
|
Corteza |
5-150 km |
Sólido |
|
Manto superior |
650-670 km |
Plástico |
|
Manto inferior |
2.230 km |
Sólido |
|
Núcleo externo |
2.220 km |
Líquido |
|
Núcleo interno |
1.250 km |
Sólido |
viexclm.yahoo.es
