Estructura de la Tierra

Al analizar los datos de la velocidad de las ondas P y S que atraviesan el interior de la Tierra se obtuvo

Según este sismograma, se establecen dos discontinuidades, una más superficial, denominada discontinuidad de Mohorovicic, que supone un gran aumento en la velocidad de las ondas y, otra a los 2.900 km, denominada discontinuidad de Gutenberg, no atravesada por las ondas S y que hace disminuir la velocidad de las ondas P.

Así, según estos cambios de velocidad, se establecen una serie de niveles: Corteza (A), Manto (B+C+D) y Núcleo (E+F), separados los dos primeros por la discontinuidad de Mohorovicic, y los dos últimos por la de Gutenberg. Dentro del Manto se realizan más divisiones atendiendo al incremento en las velocidades de las ondas sísmicas (superior e inferior), y en el Núcleo se diferencian: Núcleo externo (fundido) e interno (sólido)

A la discontinuidad de Repetti se le denomina discontinuidad de los 700 Km, que separa el manto inferior del superior.(Repetti la situó a 1.000 Km)En realidad, zona de transición entre 400 y
La de Mohorovicic si que presenta una profundidad variable.

Estructura tierra
Planeta estructurado en capas concéntricas.  Se clasifican de acuerdo con dos criterios:
El modelo geoquímico

• Unidades geoquímicas: de acuerdo con la composición química de los materiales: corteza, manto y núcleo.
• Intenta determinar la composición química del interior terrestre. Así, considera que alrededor del 94% de la masa total de la Tierra está compuesto por un número muy reducido de elementos químicos en las siguientes proporciones respecto de dicha masa total: hierro (34,6%); oxígeno (29,2%); silicio (15,2%) y magnesio (15,2%). Estos elementos químicos se combinan formando minerales y se distribuyen en el interior de la Tierra en tres capas: la corteza, el manto y el núcleo.

• La mayor parte del material de la Tierra reside en ambos, el NUCLEO y el MANTO,
•  La CORTEZA es más gruesa debajo de los continentes que debajo de los océanos,
•  Las capas pueden mostrar más de un estado (sólido- líquido),
•  Las fronteras entre zonas con diferentes propiedades fisicas (litosfera, astenosfera, mesosfera), no coinciden con las fronteras de la composicion.

Corteza:
Es la capa más externa y delgada. Llega hasta la discontinuidad Mohorovicic.  
Está formada por   silicatos ligeros, carbonatos y óxidos.
Es más gruesa en la zona de los continentes y más delgada en los   océanos. Es una zona geológicamente muy activa ya que está comprometida en la tectónica de placas, pero también se dan los procesos externos (erosión, transporte y sedimentación) debidos a   la energía solar y la fuerza de gravedad.
Se diferencian una corteza continental y una corteza oceánica.

Corteza oceánica

Corteza continental

Corteza transicional

• Entre ambas,  la Corteza transicional, como una Corteza continental adelgazada por fallas normales.
• Aparecen  intercalaciones de rocas volcánicas antes de llegar a la corteza oceánica.
• Se manifiesta recubierta por sedimentos de plataforma continental.
• Su origen está en el comienzo del proceso de ruptura continental, correspondiéndose con uno de los laterales del antiguo valle de Rift.
• Debido a su baja actividad tectónica, frente a las zonas de subducción, también recibe el nombre de de margen continental pasivo.

• Cratones: zonas muy estables de la corteza terrestre, plegadas largo tiempo atrás y por tanto, muy erosionadas. Las más antiguas reciben el nombre de Escudo y constituyen su núcleo.
• Orógeno: cordilleras de origen reciente que se localizan en el borde de continentes, como los Andes, o en el interior como Pirineos.








Manto

De mayor densidad que la corteza. Métodos indirectos:  los cambios estructurales en los minerales que lo componen hacen que varíe de densidad y rigidez en profundidad. Manto superior: Su parte superior, junto a la corteza, forma parte de la Litosfera. La aparición de rocas ultrabásicas en la base de los complejos de ofiolitas  entre las que destacan las peridotitas, permitió suponer que estas rocas son las que se encuentran bajo la corteza, formando, al menos, parte del Manto superior.
Su composición es rica en silicatos magnésicos, los minerales típicos de este tipo de roca son el olivino, los piroxenos, los granates y la espinela.
Más rígido, de composición similar al Manto superior, presenta una mayor densidad debido a un mayor empaquetamiento en los minerales. Cada átomo de silicio está rodeado de seis átomos de oxigeno (coordinación octaédrica) en vez de cuatro (coordinación tetraédrica), por efecto de las mayores presiones existentes. Además, puede existir una mayor proporción de hierro frente a magnesio en los minerales. En el límite del Manto con el Núcleo se establece un nivel de transición (nivel D). Este nivel es el origen de las plumas del Manto y el final de los restos de Litosfera que subducen.	Átomo de Sicilio

Núcleo

La densidad es muy alta, de tal manera que su composición debe ser parecida a los sideritos (meteoritos de hierro). Está constituido en su mayor parte por una aleación de hierro y níquel. El comportamiento de las ondas S nos muestra dos partes muy diferenciadas, separadas hacia los 5.100 kilómetros: Núcleo externo: Fundido, puesto que las ondas S no lo atraviesan. La temperatura alcanza los 5.000 grados. La menor densidad con respecto al interno hace pensar que, además de hierro y níquel, puede haber otros elementos, fundamentalmente, azufre y, en menor cantidad, silicio y oxígeno. Presenta fuertes corrientes de convección.

Siderito, meteorito de composición similar al núcleo

Núcleo interno: Sólido,  por su mayor densidad se piensa que su contenido en azufre es mucho menor que el del externo. Esto y las mayores presiones existentes en el interior, posibilita su estado sólido  con temperaturas superiores a 6000 º C Origen del campo magnético terrestre. Su convección genera una corriente de electrones que crea por inducción ese campo magnético Los cambios de polaridad en el campo magnético terrestre podrían estar causados por cambios drásticos en la distribución de las corrientes de convección del Núcleo.

El modelo dinámico
Tiene en cuenta que la presión y la temperatura afectan mucho al comportamiento mecánico, a la densidad y al estado fisicoquímico de los materiales del interior de la Tierra. Por eso establece unas capas que no coinciden con las capas composicionales y que explican más detalladamente otras discontinuidades que aparecen en los estudios sísmicos. Son la litosfera, la asfenosfera, la mesosfera o manto inferior y la endosfera, formada por el núcleo externo y el interno.

• Unidades dinámicas: comportamiento mecánico que presenta cada zona o de su estado físico. Un mismo material puede variar lo suficiente como pare ser reconocido como dos capas distintas.
• Litosfera: capa más  externa y rígida. Se corresponde con corteza y algo del manto superior, variando su grosor según la localización. Se distinguen la Litosfera oceánica, entre 50 y 100 km de espesor, y la Continental, que alcanza entre 100 y 200km.
• Manto superior: capa situada inmediatamente por debajo, alcanza hasta 670 km.  En ella, las velocidades presentan fluctuaciones. Formado por peridotita y es sólido. A partir de ese punto, el olivino de las rocas del manto se transforma en espinela (con la misma composición, pero con una estructura más compacta), lo que hace que la roca se vuelva más densa. Lo más característico son las corrientes de convección, (debido a que responde de forma plástica y deformable en tiempos largos) del orden de 1 a 12 cm por año. Antes se denominaba como astenosfera  pero hoy, parece ser que la  astenosfera no existe, puesto que la zona de baja velocidad no es universal  y las zonas que revelan mayor plasticidad podrían ser  antiguas plumas. También se da por supuesto que las corrientes de convección afectan a capas más profundas, hasta el manto inferior.
• Manto inferior: incluye el situado por debajo, hasta los 2900km de la discontinuidad de Gutenberg. Sometido a corrientes de convección, debidas a  diferencias de Tª y de densidad. En su base, se encuentra la famosa capa D’’, capa discontinua e irregular, cuyo espesor varía entre 0 y 300 km, con materiales más densos.  En algunas zonas de esta región, las ondas P disminuyen bruscamente su velocidad. Una posible interpretación considera que las rocas de esta capa se encuentran parcialmente fundidas en algunos lugares, coincidiendo con puntos de intenso flujo de calor procedente del núcleo. Estas masas de roca supercaliente y parcialmente fundida podrían ser capaces de ascender a través del manto hasta la litosfera, generando corrientes de material que se consideran el motor de la dinámica del interior terrestre.



• Núcleo externo: hasta 5150km de profundidad,  constituyendo alrededor de la sexta parte del volumen de la Tierra y casi una tercera parte de su masa. Se calcula que la presión en su interior es de 1,3 a 3,5 millones de veces superior a la de la atmósfera, y que su Temperatura puede estar en torno a 6000 °C.  En estado líquido, en parte, y posee corrientes de convección,  así como generadora del campo magnético. Es una esfera metálica cuyo principal componente es el hierro, aunque posiblemente contiene también un 8 o un 10% de otros elementos (tal vez níquel, azufre, oxígeno o silicio). En cuanto a su estructura, los datos sismológicos parecen sugerir que existen dos capas de idéntica composición pero diferentes en cuanto a su estado físico:
• El núcleo externo. Tiene unos 2 270 km de grosor, es líquido y bastante fluido. De hecho, permite que en su seno se produzcan corrientes de materiales debidas a diferencias de temperatura y de densidad.
• La dinámica de estas dos capas parece ser el origen del campo magnético terrestre y de parte del flujo de calor en el manto.
• Núcleo interno: según va perdiendo calor el núcleo, hacia el manto, el hierro va cristalizando y emigrando hacia el núcleo más profundo en forma sólida. Así, éste va aumentando algunos mm por año. Comienza a unos 5100 km de profundidad  y es muy denso.

 

Movimientos de convección

El modelo actual considera que todo el manto es sólido pero muy plástico. Esto permite un lento flujo de materiales a través de sus rocas, en dos direcciones: Zona con rocas parcialmente fundidas, que son restos del flujo ascendente que procede del manto •      En zonas llamadas de subducción, grandes fragmentos de litosfera oceánica fría se introducen en el manto superior, cambian sus minerales a 670 km y se precipitan lentamente hasta la base del manto, donde se acumulan y se esparcen hasta zonas más calientes. •      En las zonas del límite núcleo-manto, donde el calor procedente del núcleo es más intenso, grandes masas de esas rocas se funden parcialmente y adquieren una cierta flotabilidad. Así, se produce un flujo ascendente de materiales muy calientes que, antes de llegar al manto superior, cambian sus minerales a 670 km. Este flujo es el resultado del tránsito del calor interno del planeta hacia el exterior y, como se verá en la siguiente unidad, el motor de la dinámica terrestre.






 

 

 

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