Ciencias de la Tierra

1. UNIDAD 3: La Geosfera
TEMA 1: Estructura y composición de la geósfera: capas litosféricas
Geósfera
La Geósfera corresponde a la porción sólida del planeta. Técnicamente la geósfera sería la misma Tierra, sin
considerar la hisdrósfera ni la atmósfera. La división de la Tierra en capas es determinada según el tiempo que tardan
en viajar las ondas sísmicas.
Estructura interna de la Tierra
Cuando la Tierra se formó, había todavía muchos planetesimales en el Sistema Solar, que fueron atrapados por la
fuerza de gravedad de nuestro planeta en lo que se llama el gran bombardeo, tan intenso que la temperatura de la
Tierra aumentó significativamente. En ese estado, los elementos más pesados, como hierro y níquel, se hundieron
hasta el centro y los elementos más livianos emergieron a la superficie. Esto dio lugar a la estructura por capas de la
Tierra que aún perdura. La mayor parte de los conocimientos que se tiene sobre el interior de la Tierra proviene del
estudio de las ondas sísmicas de los grandes terremotos, las que atraviesan todo el planeta y proporciona importante
información sobre su estructura interna. Debido a que la velocidad de las ondas depende de la densidad del medio
que atraviesa, se puede generar un mapa de densidades a
diferentes niveles de profundidad y demostrar que la Tierra está
compuesta de varias capas discontinuas.
Capas de la Geósfera
Nuestro planeta está formado en su interior por diferentes tipos de
materia rocosa, cada una con características físico/químicas muy
diferenciadas, por ello se establecen dos tipos de divisiones.
a)Punto de vista geoquímico
Desde un punto de vista geoquímico, se distinguen: corteza, manto
y núcleo. Estas capas a su vez se subdividen en otras, a partir de
aspectos tectónicos o las líneas de discontinuidad que se suman
al esquema tradicional.
La corteza
Como la piel de una cebolla, la corteza es la capa más delgada y superficial de la geósfera, en contacto directo con la
atmósfera, la hidrósfera y la biósfera. En esta capa la gradiente geotérmica es de 1oC por cada 33 metros de descenso.
Este aumento de temperatura es constante sólo en la
corteza, pues en las otras capas interiores es diferente. Está
constituida por rocas, que a su vez conforman los
continentes y los lechos marinos. Representa el 2% de la
geósfera y su espesor varía desde una media de 100Km en
las plataformas continentales, a 70 Km en el fondo de los
océanos.
Corteza continental: en su parte más externa predominan los
sedimentos y rocas sedimentarias, mientras que en la parte
media e inferior abundan las rocas metamórficas (como
gneis y esquistos) e ígneas (como el granito). La antigüedad
de la roca continental va de 0–4.000 millones de años. La
corteza continental tiene una densidad media de 2,7 gr /
cm3.
Corteza oceánica: tiene una fina capa de sedimento en la
parte superficial, seguida en profundidad por roca volcánica
(principalmente basalto) y por último gabro (roca plutónica)

2. (las rocas ígneas o magmáticas son las que se forman al enfriarse el magma, bien rápidamente al salir del volcán (roca
volcánica) o bien lentamente al quedarse bajo la superficie terrestre (roca plutónica)). La antigüedad de la roca
oceánica va de 0– 180 millones de años, por lo que son más jóvenes que las rocas de la corteza continental. La corteza
oceánica es un poco más densa que la continental, tiene una densidad media de 3 gr / cm3.
El manto
Se encuentra desde la discontinuidad de Mohorovic hasta la discontinuidad de Gutenberg a 2.900 km de profundidad.
Es la capa intermedia que se encuentra entre la corteza y el núcleo de la geósfera, llamada también Mesosfera; está
conformada por rocas cuyo estado varía entre semisólido y líquido, debido a la gradiente térmica que cuando alcanza
altas temperaturas consigue fundir las rocas y transformarlas en magma. Tiene una media de 3000 Km de espesor y
está compuesto principalmente de magnesio, silicio y hierro. Representa
el 82% del volumen de la geósfera.
El núcleo
Va desde la discontinuidad de Gutemberg (2.900 km de profundidad)
hasta el centro de la Tierra que tiene aproximadamente 6.370 km. Es la
capa más profunda de la geósfera, llamada Nife, porque en su
composición se encuentra fundamentalmente Níquel y Hierro. Aquí se
registran las más altas presiones y temperaturas de la tierra,
aproximadamente 6000 oC. Constituye el centro de la Tierra y posee un
espesor de unos 3470 Km. Representa el 16% de la masa de la geósfera.
Se divide en dos subcapas: el núcleo externo que se encuentra en
estado líquido y el núcleo interno, que se mantiene en estado sólido
debido a las fuertes presiones que allí se concentran.
b) Punto de vista geodinámico
Desde un punto de vista dinámico, se distinguen capas concéntricas:
litosfera, astenosfera, mesosfera, endosfera.
Litosfera: es la parte sólida y rígida que comprende la corteza y parte del
manto superior, llega hasta los 50 – 100 km en los océanos (bajo las
dorsales el espesor puede ser de tan sólo 5-10 km) y 100 – 200 km en los continentes (incluso bajo algunos continentes
antiguos llega hasta 300 km), justo antes de llegar al canal de baja velocidad de onda.
Astenosfera: se corresponde con el canal de baja velocidad de ondas (corresponde a la zona en la que la velocidad
de las ondas sísmicas presenta fluctuaciones con descensos y elevaciones) que se relaciona con un descenso de la
rigidez de los materiales. Se encuentra entre la base de la litosfera y unos 350 km de profundidad (algunos autores
dicen que mucho más profundo). Dado que se trata de una porción del manto, la roca que la compone es peridotita y
se encuentra en estado sólido, aunque próxima a la fusión, lo que permite que los materiales aunque sólidos, presenten
corrientes de convección muy lentas (1- 12 cm/año) que provocan el movimiento de las placas tectónicas (según la
teoría de la tectónica de placas) que generan procesos como la unión o división de los continentes, la formación de
cordilleras... Algunos autores cuestionan la existencia de la astenosfera y piensan que es posible que la transmisión
de energía a través del manto (corrientes de convección del manto) sea suficiente para explicar el movimiento de las
placas tectónicas. En resumen, la astenosfera es sólida pero tiene cierta plasticidad.
Mesosfera: comprende el resto del manto, es decir, la parte más profunda del manto superior y todo el manto inferior,
es sólida (a pesar de las altas temperaturas la presión mantiene los materiales sólidos) aunque se postula que puede
tener también corrientes de convección motivadas por las diferencias de temperatura y, por tanto, de densidad. En la
base del manto se encuentra la capa D″ o nivel D″ (se dice D doble prima) que es una capa discontinua e irregular con

3. un espesor entre 0-300 km donde se depositan los
materiales más densos y donde probablemente se
originan las plumas convectivas que son corrientes
ascendentes de materiales del manto originadas
por el calor del núcleo en contacto con esta base
del manto, estos materiales ascienden pudiendo
llegar a la superficie terrestre originando los puntos
calientes que son lugares en la superficie terrestre
con gran actividad volcánica como Hawai.
Endosfera: también llamada núcleo. Se divide en
núcleo externo (desde 2.900 km hasta 5.150 km)
fundido que presenta corrientes de convección (la
circulación convectiva de cargas eléctricas en su
seno origina y mantiene el campo magnético del
planeta) y el núcleo interno sólido, donde se
alcanzan las mayores temperaturas y presiones. A
medida que el núcleo libera calor a través del
manto, el hierro cristaliza y se acumula en el núcleo
interno. Este hierro sólido, seguramente
desprovisto de los elementos ligeros que existen
en el núcleo externo, es el que constituye el núcleo
interno (de esta manera aumenta el tamaño del
núcleo interno, probablemente a un ritmo de
algunas décimas de milímetro por año).
Discontinuades
Las discontinuidades son zonas del interior de la Tierra en las que se producen cambios bruscos en la trayectoria y
velocidad de las ondas sísmicas, debido probablemente a que separan regiones con distintas características,
indicándonos que pueden aparecer rocas distintas porque cambia la densidad o indicándonos que las rocas se pueden
encontrar a mayor presión o temperatura o en estado líquido porque cambia la rigidez (la velocidad de las ondas
sísmicas depende de la rigidez –más rigidez más velocidad− y de la densidad –más densidad menos velocidad–, como
la discontinuidad es la zona donde cambia la velocidad nos indica que en esa zona cambia la rigidez o densidad).
Las discontinuidades conocidas son:
- De Conrad Entre la Corteza Sial y la Corteza Sima
- De Mohorovicic Entre la Corteza y el Manto
- De Gutenberg Entre el Manto y el Núcleo
- De Repetti Entre la Astenosfera y la Pirosfera
- De Weichert-Lehman Entre el Núcleo externo y el interno
Tarea individual: Realizar un organizador gráfico. Elaborar una ilustración de la estructura de las capas litosféricas
http://www.arauco.org/SAPEREAUDE/cienciasdelatierra/la%20geosfera/22.html