Tema 12 de 1º de BAT

1. TEMA
12
ESTRUCTURA Y
DINÁMICA
ESTRUCTURA Y
DINÁMICA INTERNA DE
LA TIERRA DE LA
TIERRA

2.  Es parte de las Ciencias de la Tierra, que se ocupan del conocimiento de la
estructura, composición y evolución de la Tierra.
 Su campo de acción se dirige a la investigación pura (conocimiento de
fenómenos, hipótesis, teorías) o investigaciones aplicadas (búsqueda de
recursos como minerales y agua, ordenación del territorio, prevención de los
riesgos naturales, protección y conservación del patrimonio natural y cultural).
GEOLOGÍA

3. INVESTIGANDO EL INTERIOR DE LA
TIERRA
¿Cómo podemos conocer las características internas de un
planeta de 6.370 km de radio cuando el sondeo más profundo
alcanza los 13 km de profundidad?

4. La Geología y la Geofísica proponen varios métodos :
Directos (geológicos)
 Observación de rocas formadas
en profundidad expuestas en
superficie por procesos
tectónicos o por la acción de los
agentes geológicos.
 Exploración geológica: mapas
geológicos.
 Estudio de minas y cuevas.
 Análisis de testigos de roca
obtenidos en sondeos.
 Medida de la variación de la
temperatura en sondeos o
minas.
Indirectos (geofísicos):
 Nos informan sobre las
propiedades físico-químicas de
los materiales internos
 Métodos sísmicos
 Métodos no sísmicos:
estudian parámetros como:
 Gravedad
 Densidad
 Magnetismo
 Temperatura
INVESTIGANDO EL INTERIOR DE LA
TIERRA

5. MÉTODOS DIRECTOS: OBSERVACIÓN
 Observación de rocas formadas
en profundidad expuestas en
superficie por procesos
tectónicos o por la acción de los
agentes geológicos.

6. MÉTODOS DIRECTOS: MAPAS GEOLÓGICOS

7. MÉTODOS DIRECTOS: MINAS Y CUEVAS

8. MÉTODOS DIRECTOS: SONDEOS
 El sondeo más profundo que se ha hecho lo llevó a cabo la antigua URSS en
la península de Kola entre los años 1970 y 1992.
 Este sondeo alcanzó los 12.262 m de profundidad (algo menos de un 0,2%
del radio de la Tierra).

9. MÉTODOS DIRECTOS: ESTUDIO DE VOLCANES
Erupción del volcán Llaima
(Chile)

10. MÉTODOS DIRECTOS: GRADIENTE GEOTÉRMICO
 El gradiente medio en la
corteza es de 30º/km, es
decir, 1ºC / 30 metros que
descendemos

11. Directos (geológicos)
 Observación de rocas formadas
en profundidad expuestas en
superficie por procesos
tectónicos o por la acción de los
agentes geológicos .
 Exploración geológica: mapas
geológicos.
 Estudio de minas y cuevas.
 Análisis de testigos de roca
obtenidos en sondeos.
 Medida de la variación de la
temperatura en sondeos o
minas.
Indirectos (geofísicos):
 Nos informan sobre las
propiedades físico-químicas de
los materiales internos
 Métodos no sísmicos:
estudian parámetros como:
 Gravedad
 Densidad
 Magnetismo
 Temperatura
 Métodos sísmicos
INVESTIGANDO EL INTERIOR DE LA
TIERRA

12. ESTUDIO DE LOS METERORITOS
 Muchos meteoritos son restos de
planetesimales formados al
mismo tiempo que la Tierra.
 Su estudio permite obtener datos
sobre los materiales que pueden
formar el interior terrestre.

13. MÉTODO SÍSMICO
 Cuando se produce un terremoto, la energía liberada viaja en
forma de ondas sísmicas en todas las direcciones a partir del
foco o hipocentro, que es la zona en donde aquel se origina.
 El punto de la
superficie situado
en la vertical del
foco, se denomina
epicentro.

14. ONDAS SÍSMICAS
 Las ondas sísmicas son
detectadas y registradas por los
sismógrafos.
 Son aparatos muy sensibles
dotados de un sistema gráfico para
dibujar las vibraciones causadas
por las ondas sísmicas
(sismograma).
SISMÓGRAFO

15. ONDAS SÍSMICAS
 Ondas primarias (P): las más
rápidas y las primeras en ser
registradas. Se propagan por
sólidos y líquidos.
 Ondas secundarias (S): son más
lentas. Sólo se propagan en
sólidos.
 Ondas superficiales (L): solo se
propagan en superficie. Se
registran en último lugar. Son las
causantes de los efectos de los
terremotos.

16. ONDAS SÍSMICAS
• Ondas P (primarias o de compresión): Las moléculas se
comprimen, son las más rápidas y atraviesan sólidos y
fluidos.

17. ONDAS SÍSMICAS
• Ondas S (secundarias o transversales): son sacudidas
perpendiculares al sentido de desplazamiento, no
atraviesan fluidos.

18. ONDAS SÍSMICAS
• Ondas Love: son ondas superficiales en las que las
partículas tienen un movimiento horizontal perpendicular a
la dirección de propagación.

19. COMPORTAMIENTO ONDAS SÍSMICAS
 La velocidad de las ondas
sísmicas depende de la
naturaleza de los materiales que
atraviesan.
 La trayectoria de las ondas
sísmicas depende de su
velocidad.
 La velocidad de las ondas en un
medio homogéneo es constante y
su trayectoria es recta.
 En un medio heterogéneo la
velocidad de las ondas cambia y
como consecuencia también lo
hace su trayectoria.

20. MÉTODO SÍSMICO
 Las ondas P y S son las
únicas que se propagan en
profundidad. Además,
podemos registrar sus
variaciones de velocidad,
reflexiones, refracciones, etc.
 Por tanto son las que nos
interesan de cara a investigar
el interior de la Tierra

21. MÉTODO SÍSMICO
 La trayectoria de las ondas
sísmicas se curva si su
velocidad aumenta.
 Los cambios bruscos en la
velocidad y dirección de las
ondas en el subsuelo reflejan
la separación entre dos
capas de materiales con
propiedades físico-químicas
diferentes, superficie que
recibe el nombre de
discontinuidad.

22. MÉTODO SÍSMICO

23. DISCONTINUIDADES SÍSMICAS
 Mohorovicic, separa la corteza
del manto
 25-70 km en continentes
 6-12km) en océanos
 Gutenberg, separa el manto del
núcleo (2900 km)
 Wiecher-Lehmann entre núcleo
externo y interno. El núcleo
externo se considera líquido por
que detiene la ondas S.

24. ESTRUCTURA TERRESTRE
 Las capas concéntricas de la Tierra se
pueden caracterizar en términos de:
 Composición (modelo geoquímico):
• Corteza
• Manto
• Núcleo
 Propiedades físico-mecánicas (modelo
dinámico):
• Litosfera
• Mesosfera
• Endosfera
Modelo geoquímicoModelo dinámico

25. MODELO
GEOQUÍMICO
Corteza oceánica
5-10 Km
Corteza continental
20-90 Km

26. MODELO GEOQUÍMICO
 Corteza continental. Su grosor varía entre 20-90 Km. Puede llegar a
tener rocas de 4000 millones de antigüedad. Tras una capa de
sedimentos se encuentran granitos (rocas plutónicas).
 Corteza oceánica. Tiene entre 5-10km de espesor. Su antigüedad no
sobrepasa los 200 millones de años. Formada por basaltos
(volcánicas)

27.  Litosfera (60-100 km), capa sólida y rígida.
▪ Comprende la corteza y la parte superficial del manto.
▪ Está dividida en placas litosféricas que se mueven horizontalmente.
 Astenosfera (entre 100 y 250 km).
▪ Capa plástica de espesor variable que permite el desplazamiento
horizontal y los movimientos verticales de las placas litosféricas.
MODELO DINÁMICO DE LA TIERRA
Corteza
Litosfera
continental
Manto
superior
Litosfera
oceánica
Corteza
Astenosfera
Manto inferior

28. MODELO
DINÁMICO

29.  Mesosfera. Permite la
existencia de corrientes de
convección que se
consideran el motor del
movimiento de las placas
litosféricas.
 Endosfera. constituida por
un núcleo externo fundido y
un núcleo interno sólido.
Los movimientos del núcleo
externo fluido se consideran
la causa del campo
magnético terrestre.
MODELO DINÁMICO DE LA TIERRA

30.  Actualmente, los procesos geológicos se explican mediante la
Teoría de la Tectónica de Placas, basada en el hecho de que la
litosfera está dividida en más de una docena de fragmentos o
placas, que están en movimiento continuo.
 Esta es una gran teoría global, que explica todos los fenómenos
y estructuras a escala planetaria.
 La Teoría de las Placas es una teoría movilista, en el sentido
que implica movimientos horizontales de la corteza y de la
litosfera.
UNA TEORÍA GLOBAL

31.  Otras hipótesis del s. XX, aunque más complejas, como la del
geosinclinal, solo admiten desplazamientos verticales de la
corteza.
ANTECEDENTES
 Hasta el comienzo del siglo XX, la
geología era dominada por teorías
fijistas
 Se basaban en la hipótesis de la
contracción de la Tierra (asimilada
a una manzana cuya piel se
arruga al perder su agua), como
consecuencia de un supuesto
enfriamiento paulatino por pérdida
del calor primordial.

32.  En 1912 el meteorólogo alemán
Wegener, basándose en pruebas
geográficas, geofísicas y
geológicas formuló la hipótesis de
la deriva continental.
 Las ideas de Wegener fueron la
base sobre que se construyó la
Teoría de la tectónica de placas.
 Sus ideas fueron rechazadas hasta
la década de 1960.
TEORÍA DE LA DERIVA CONTINENTAL

33. TEORÍA DE LA DERIVA CONTINENTAL
 Hace unos 200 millones de años
todos los continentes se
encontraban reunidos formando
el supercontinente PANGEA,
rodeada por un océano
(Panthalasa).
 Este gran continente se
fragmentó en LAURASIA y
GONDWANA.
 Wegener propuso que los
continentes se desplazaban
sobre otra capa más densa de la
Tierra que conformaba los
fondos oceánicos.

34. PRUEBAS DE LA DERIVA CONTINENTAL
Pruebas geográficas
 La forma actual de los
continentes permite encajarlos
como si fuesen las piezas de un
rompecabezas.
 La coincidencia es casi perfecta
entre las costas de África y
Sudamérica

35. PRUEBAS DE LA DERIVA CONTINENTAL
Pruebas geológicas
 Existe continuidad entre
cordilleras y otras formaciones
geológicas a ambos lados del
Atlántico.
 También existe similitud de
depósitos y formaciones
sedimentarias y metamórficas
en continentes diferentes
Granitos antiguos
Cadenas montañosas
Casquete glaciar
(300 m.a.)

36. PRUEBAS DE LA DERIVA CONTINENTAL
Pruebas
paleontológicas
 Se encuentran fósiles
iguales en continentes
muy alejados.
 En los distintos
continentes hay una
coincidencia casi completa
de muchos fósiles
animales y vegetales
debido a que en el pasado
se encontraban unidos.

37. PRUEBAS DE LA DERIVA CONTINENTAL
Pruebas paleoclimáticas
 La distribución de los
distintos tipos de climas
en el pasado ha sido la
misma en continentes
hoy muy distantes.

38. DESACIERTOS DE LA DERIVA
CONTINENTAL
 Las causas de los movimientos no estaban claras,
además de que la fricción en la base de los continentes
era demasiado alta.
 Los continentes no se desplazaban sobre los fondos
oceánicos.
 Tuvieron que pasar varias décadas para que en base a
nuevas evidencias científicas se desarrollara una nueva
teoría: La Tectónica de Placas.

39. RELIEVE DEL FONDO OCEÁNICO
 Los avances tecnológicos (sonar) permiten elaborar
mapas precisos de los fondos oceánicos:
Guyot
Plataforma
continental
Fosa abisal
Dorsal oceánica
Monte submarino
Talud continental

40. RELIEVE DEL FONDO OCEÁNICO

41. RELIEVE DEL FONDO OCEÁNICO

42. RELIEVE DEL FONDO OCEÁNICO
 La cartografía de los fondos oceánicos revela:
 La existencia de las dorsales oceánicas, fosas y fallas
submarinas.
 Al centro de las dorsales hay un rift donde surgen lavas.
 La ausencia de sedimentos en las dorsales y su escasez en el
resto de los fondos.
 Las rocas basálticas de la corteza oceánica son mucho mas
jóvenes que las de la corteza continental: Las más antiguas sólo
alcanzan 180-200 m.a.

43. PALEOMAGNETISMO
 Ciertas rocas como los basaltos, poseen cristales de minerales
(hierro o magnetita) que pueden orientarse según el campo
magnético existente durante el enfriamiento del magma.
 Estos cristales indicarán la orientación que tenía el campo
magnético cuando se formó la roca.
 El magnetismo impreso en las rocas recibe el nombre de
paleomagnetismo. Su estudio ha permitido saber que el campo
magnético terrestre se ha invertido muchas veces, intercambiando
las posiciones del polo norte y sur.
Polaridad
inversa
Polaridad
"normal"

44. ANOMALÍAS MAGNÉTICAS
 Al estudiar los fondos
oceánicos se observo que el
cambio de sentido del CMT
(campo magnético terrestre)
queda grabado en las rocas que
surgen de las dorsales,
produciendo bandas simétricas
de anomalías magnéticas a
ambos lados de esta.

45. LÍNEA DE MIGRACIÓN POLAR

46. EXPANSIÓN DEL FONDO OCEÁNICO
 Esta hipótesis fue formulada geólogos marinos
basándose en los descubrimientos hechos por la
cartografía de estos fondos y explica:
 La actividad volcánica
 La sísmica
 Bandeado magnético
 Distribución de los sedimentos
 Edad de las rocas
Magma

47. EXPANSIÓN DEL FONDO OCEÁNICO
 La corteza oceánica se crea en las dorsales, por donde sale magma
procedente del manto.
 El magma al solidificarse se magnetiza con la misma dirección y
sentido del CMT.
 Los nuevos materiales en ascenso van a desplazar lateralmente los
anteriores, formando dos bandas simétricas.
 La expansión del fondo oceánico aleja los continentes a ambos lados y
el fondo mas antiguo se hallará cerca de los bordes continentales.

48. TEORÍA DE LA TECTÓNICA DE PLACAS
 La superficie terrestre está dividida en grandes fragmentos
llamados placas litosféricas, que interaccionan entre sí y se
deslizan sobre un placa plástica, la astenosfera.
Placa
Euroasiática
Placa
Pacífica
Placa
Norteamericana
Placa
Norteamericana
Placa de
Nazca
Placa
Suramericana
Placa Africana
Placa
Arábiga Placa
India
Placa
Filipina Placa
de
Cocos
Placa
de
Nazca
Placa
Australiana
Placa
Antártica

49. LÍMITES ENTRE PLACAS
 Límites divergentes o constructivos: dorsales
oceánicas.
 Límites convergentes o destructivos:
 Choque de una placa oceánica y una continental.
 Choque de dos placas oceánicas.
 Choque de dos placas continentales.
 Límites transformantes o deslizantes: fallas
trasnformantes.

50.  La litosfera oceánica se crea en las
dorsales.
LÍMITES DIVERGENTES
 En el eje de la dorsal se forma
corteza oceánica que se desplaza en
sentidos opuestos a ambos lados de
la dorsal.
 La corteza oceánica
envejece a medida que
se separa de la dorsal.

51. LÍMITES DIVERGENTES
Rift
Penacho
térmico
Vulcanismo
basáltico
Rift
Vulcanismo
Dorsal
oceánica

52.  Choque entre una placa oceánica y una continental.
▪ Se forma una zona de subducción (fosa oceánica).
▪ Originan cordilleras perioceánicas.
 Choque entre dos placas oceánicas.
▪ Se forma una zona de subducción (fosa oceánica) frente a la
costa.
▪ Originan arcos de islas.
 Choque entre dos placas continentales.
▪ Da lugar a coordilleras intracontinentales por el fenómeno de
obducción.
LÍMITES CONVERGENTES

53.  La litosfera oceánica es más densa y fina que la continental,
por eso, cuando chocan la oceánica se introduce bajo la
continental.
CHOQUE PLACA OCEÁNICA-CONTINENTAL
Placa
continental
Magma
Fusión parcial
Astenosfera
Litosfera
Corteza
continentalCorteza
oceánica
Seismos de
foco somero
Prisma de
acreción
Seismos de foco
intermedio
Seismos de
foco profundo

54.  Los terremotos son tanto más profundos cuanto más nos
alejamos de la zona de subducción (Plano de Benioff).
CHOQUE DOS PLACAS OCEÁNICAS
Astenosfera
Manto sublitosferico
Litosfera
Fusión
parcial
100 km
200 km
300 km
Arco de islas
Fosa oceánica
Corteza
oceánica

55. CHOQUE DOS PLACAS CONTINENTALES
Astenosfera
Fusión
parcial
Fosa
Litosfera
Corteza
continental
Subducción
Sedimentos
SUBDUCCIÓN DEL TRAMO OCEÁNICO
Himalaya
Astenosfera
India
Meseta del
Tibet
COLISIÓN CONTINENTAL

56.  Ni se crea ni se destruye litosfera, por eso se llaman
bordes conservativos.
 Hay dos tipos de bordes conservativos:
▪ Las fallas transformantes que cortan transversalmente y
desplazan fragmentos de dorsal.
▪ Fracturas que conectan dos límites diferentes de placas. Es el
caso de la falla de San Andrés.
LÍMITES DESLIZANTES

57.  No hay vulcanismo asociado, pero
los terremotos son frecuentes.
FALLAS TRANSFORMANTES
Dorsal
Dorsal
Falla transformante

58. FALLA DE SAN ANDRÉS

59.  La energía térmica del interior terrestre genera corrientes de
convección en el manto sublitosférico y constituye la causa
que pone en marcha el movimiento de las placas.
 En la base del manto (capa D), se originan columnas de
materiales muy calientes que pueden alcanzar la superficie.
CORRIENTES DE CONVECCIÓN
Punto caliente
 En los puntos calientes se
pueden originar islas
volcánicas como el
archipiélago de Hawai.

60. CICLO DE WILSON