1. Estructura interna de la Tierra La raíz geo- significa tierra y da lugar a la palabra geología, que es la ciencia encargada del estudio de la forma del globo terrestre, de la naturaleza de los materiales que lo componen, de su formación y de sus cambios. 1.1. Métodos de estudio Para poder conocer cómo es la estructura interna de la Tierra, es posible utilizar dos tipos de métodos de estudio: Directos: utilizan muestras de los materiales terrestres para su análisis físico y químico. Se emplean métodos como perforaciones subterráneas o sondeos y minas a cielo abierto. Indirectos: son los que estudian los materiales terrestres sin necesidad de tomar muestras. Se basan en pruebas que miden el comportamiento de esos materiales en determinadas situaciones. El más utilizado es el método sísmico. Método sísmico Un terremoto o sismo (llamado también seísmo) es un temblor de tierra provocado por una sacudida de la corteza terrestre de forma repentina. Según la energía liberada por el movimiento sísmico, se producen diferentes consecuencias, que van desde ligeros movimientos de objetos domésticos y agrietamiento de paredes, hasta derrumbamiento masivo de edificios y graves consecuencias para la población. La sismología se encarga del estudio de terremotos y la propagación de las ondas sísmicas que se generan en el interior y la superficie de la Tierra, y que son recogidas en un sismógrafo. Sismógrafos y sismograma Los terremotos son las catástrofes naturales que provocan más víctimas entre los seres humanos.el 12 de enero de 2010 se produjo un terremoto a 15 km de la capital de Haití, Puerto Príncipe, el cual causó unas 150000 víctimas, 250000 heridas y 1 millón de personas sin hogar. El método sísmico se basa en el estudio de la velocidad de propagación de las ondas sísmicas. La técnica consiste en generar estas ondas utilizando explosiones controladas y medir con equipos de grabación muy sofisticados el tiempo transcurrido desde la explosión hasta la llegada de las ondas a los micrófonos colocados en la superficie. Tomando los tiempos de llegada, y conociendo las velocidades de propagación, se puede reconstruir las trayectorias de las ondas sísmicas. El tiempo de - 1 -
recorrido depende de las propiedades físicas de las rocas, y de las disposiciones de estas en el subsuelo. Método sísmico para la exploración del subsuelo El objetivo de los métodos sísmicos es conocer la disposición de las rocas en el subsuelo y sus características físicas sobre composición, estado físico o estructura. Los métodos sísmicos se utilizan en el estudio de la estructura interna de la Tierra, la búsqueda de agua subterránea, en obras de ingeniería y como método imprescindible en la búsqueda de petróleo y carbón. En la actualidad, es muy raro que se haga ninguna perforación de gran tamaño sin haber analizado antes los datos sísmicos del área estudiada. Aplicando el método sísmico a gran escala, para todo el planeta, y con las ondas más potentes conocidas, las de los terremotos, se ha establecido un modelo de la estructura de la geosfera. Comportamiento de las ondas sísmicas - 2 -
Modelos del interior terrestre Para poder comprender cómo funciona la Tierra, es necesario saber cómo es por dentro, en cuanto a composición y en cuanto a estructura. Aplicando el método sísmico, el análisis de la velocidad y trayectoria de la propagación de las ondas sísmicas generadas en grandes terremotos permite construir diversos modelos del interior terrestre. El modelo estático o geoquímico se basa en la composición química de los materiales del interior terrestre. Este modelo determina que la Tierra está formada por tres grandes capas concéntricas. Corteza: capa de rocas entre 6 y 70 kilómetros formada básicamente por silicio y aluminio. Su temperatura puede alcanzar hasta los 700 ºC. Puede ser de dos tipos según el grosor y composición de las rocas: oceánica o continental. Manto: va desde los 70 a los 2900 kilómetros. Formado principalmente por silicio y magnesio. Incluye dos zonas diferentes: Manto superior: llega hasta los 670 km de profundidad. La parte más superficial es sólida y rígida. Más internamente la roca se vuelve menos rígida debido al aumento de temperatura (de 700 a 1000 ºC) y pueden encontrarse zonas de roca parcialmente fundida. Manto inferior: se alcanzan temperaturas de hasta 2500 º C, aunque los materiales se mantienen en estado sólido debido a la enorme presión a la que están sometidos. Núcleo: va desde los 2900 hasta los 6370 km. Está formado mayoritariamente por hierro y níquel a temperaturas hasta de 4500 ºC. Se divide en dos zonas características: Núcleo externo: llega hasta los 5100 km. Sus materiales están en estado líquido. Núcleo interno: está formado por materiales sólidos. El modelo dinámico se basa en el comportamiento de los materiales según su rigidez. Este modelo asume que la Tierra está formada por cuatro capas también concéntricas. Litosfera: capa más externa con espesor medio de 100 km. Comparándolo con el modelo geoquímico, incluye tanto la corteza como la primera parte del manto superior. Astenosfera: es una parte intermedia del manto superior situada entre los 100 y 400 km de profundidad. Está formada por materiales plásticos parcialmente fundidos debido a las elevadas temperaturas. Mesosfera: formada por la zona más profunda del manto superior y el manto inferior. Se sitúa entre los 400 y 2900 km.. Endosfera: con respecto al modelo geoquímico incluye todo el núcleo y va desde los 2900 hasta los 6370 km de profundidad. - 3 -
Comparación de los modelos estático y dinámico del interior terrestre Grosor y profundidad de las capas de la Tierra - 4 -
2. La corteza terrestre La corteza terrestre es la capa superficial sólida de la Tierra. Es la capa que interacciona con la atmósfera y la hidrosfera, y que es habitada por la biosfera. En su parte interna está en contacto con los materiales del manto. La corteza no es una capa homogénea ni en grosor ni en composición, por lo que se pueden distinguir, según una serie de características, dos tipos básicos de corteza: TIPO CONTINENTAL OCEÁNICA GROSOR 20 70 km 6 12 km (kilómetros) ANTIGÜEDAD (millones de años) Existen rocas de cerca de 4000 Ma de antigüedad Las rocas más antiguas tienen sólo 180 Ma LOCALIZACIÓN Continentes y algunas islas Fondos oceánicos (casi totalmente emergida) (siempre sumergida) EXTENSIÓN (% superficie terrestre) 35 % 65 % DENSIDAD RELATIVA Menor (2,7 g/cm 3 ) Alta (2,9 g/cm 3 ) Compuesta de materiales ligeros, como los Compuesta de materiales COMPOSICIÓN silicatos de aluminio. más densos, como los QUÍMICA Se encuentran todos los tipos de rocas. silicatos de magnesio (tipo de roca) (destaca el granito) (destaca el basalto) Características de los tipos de corteza terrestre 2.1. El relieve de la corteza terrestre En ocasiones el relieve submarino es tan espectacular como el terrestre, apareciendo grandes cordilleras o profundos valles. En cierto modo, el fondo del mar está aún sin explorar completamente. Los accidentes geográficos de la corteza terrestre son muy diversos. Tipos de corteza y accidentes geográficos Islas volcánicas: volcanes submarinos que han llegado a crecer por encima del nivel del mar. Fosas oceánicas: son franjas de muchos kilómetros de longitud donde la corteza oceánica se hunde hacia el interior alcanzando hasta 11 km de profundidad. Se caracterizan por su actividad sísmica. Llanura abisal: grandes extensiones planas de corteza oceánica situadas a unos 4000 m de profundidad. Dorsales oceánicas: Son cordilleras submarinas con gran actividad volcánica y sísmica. Talud continental: zonas de fuerte pendiente entre la plataforma continental y la llanura abisal. Plataforma continental: parte sumergida de los continentes. Llanura continental: extensión de terreno emergido perteneciente al continente, plana y de grandes dimensiones. Cordilleras: elevaciones de la corteza continental que agrupan a numerosas montañas. En algunas ocasiones puede presentar volcanes. - 5 -
2.2. La litosfera Si tenemos en cuenta toda la corteza y la parte más superficial del manto podemos establecer una zona de materiales en estado sólido muy característica, llamada listosfera. La litosfera no recubre toda la superficie de la Tierra de una sola pieza, sino que está formada por diversas placas llamadas placas litosféricas o tectónicas. Cada una de estas placas corresponde, aproximadamente, a un continente, subcontinente u océano. Dependiendo del tipo de corteza que contengan, las placas litosféricas se denominan placas oceánicas o placas continentales.las placas tectónicas encajan como si fueran un puzzle esférico, de la misma manera que encajan cada una de las piezas que forman un balón de fútbol. A diferencia de lo que ocurre con las piezas del balón, las placas no son estáticas, sino que se mueven en distintas direcciones, aunque a una velocidad muy lenta, de 2 a 6 cm al año. Se puede decir, que las placas rígidas se deslizan sobre la capa de materiales semihundidos que forman parte del manto superior. Los límites entre placas se llaman bordes tectónicos. Al moverse, las placas inevitablemente chocan entre sí, lo cual provoca diversos fenómenos geológicos: terremotos, volcanes y la aparición de cordilleras. Distribución de las placas litosféricas - 6 -