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TEMA 2. NUESTRO
PLANETA: LA TIERRA
Parte II: El interior de la Tierra




            Ciencias para el mundo contemporáneo.
               1º bachillerato. Colegio Sek-Atlántico
2.1. ESTRUCTURA
INTERNA DE LA TIERRA
¿Cómo se conoce la estructura interna de
la Tierra?
• Para poder comprender cómo funciona la Tierra, es
 necesario saber cómo es por dentro, en cuanto a
 composición y en cuanto a estructura.

¿Cómo es posible?

 A) MÉTODOS DIRECTOS


 B) MÉTODOS INDIRECTOS
¿Cómo se conoce la estructura interna de la Tierra?
   A) MÉTODOS DIRECTOS

   • Son los más fiables, pero actualmente solo se puede obtener
     información con estos métodos hasta 12km de profundidad (¡el
     radio terrestre es de unos 6340km!)
   • Consisten en la toma de muestras de rocas y análisis en:

    - El terreno: se analizan las características
    generales de las rocas como situación,
    relación con otras rocas, estructuras
    tectónicas que las afectan, grado de
    meteorización, orientación, espesor, etc.,
    con las cuales podemos inferir conclusiones
    sobre su origen, tipo, edad y procesos
    geológicos a los que ha estado sometida
    una roca. Se utiliza la observación directa e
    instrumentos de medida.
¿Cómo se conoce la estructura interna de la Tierra?
  A) MÉTODOS DIRECTOS

                  - El laboratorio: se analizan las características más
                  internas de la roca, como composición
                  mineralógica, estructura interna, edad, densidad,
                  tipo al que pertenece, ordenamiento interno de sus
                  componentes, microestructuras geológicas, etc.,
                  con las cuales adquirimos un conocimiento mucho
                  más preciso sobre ella. Para determinarlas se
                  utilizan métodos químicos y de observación
                  microscópica.



                    ¡¡PROBLEMA!!
                 Solo información de la
                  capa más superficial
¿Cómo se conoce la estructura interna de la Tierra?

  B) MÉTODOS INDIRECTOS


                B.1. ESTUDIO DE DENSIDADES




                B.2. ESTUDIO DE METEORITOS




              B.3. ESTUDIO DE ONDAS SÍSMICAS
¿Cómo se conoce la estructura interna de la Tierra?
                     B.1. ESTUDIO DE DENSIDADES


     Densidad media Tierra                 Densidad superficie terrestre
     ρ = m/V= 5.5g/mL                           ρ = m/V= 2.2 g/mL

                                                        Se toma el granito
                                                        como referencia (roca
                                                        muy común en la
                                                        superficie terrestre)




        En el interior de la Tierra tienen que existir materiales más
                         densos que en la superficie
¿Cómo se conoce la estructura interna de la Tierra?
                              B.2. ESTUDIO DE METEORITOS


  • Los meteoritos son asteroides caídos a la Tierra. Se supone que
   éstos se formaron al mismo tiempo y a partir del mismo material que
   el planeta, por lo que su composición será similar.

                        Condritas.Son el 86% y     Acondritas. Son el 9% y
                        están formados por         están formados
                        peridotita, igual que el   por basalto, como la
                        manto.                     corteza oceánica.




  Sideritos. Son el
                                                                  Siderolitos. Son el
  4%, formados por
                                                                  1%, constituidos
  hierro y níquel que
                                                                  por una mezcla de
  sería la
                                                                  hierro y silicatos.
  composición del
  núcleo.
¿Cómo se conoce la estructura interna de la Tierra?
                       B.1. ESTUDIO DE ONDAS SÍSIMICAS


  Las ondas sísmicas son las vibraciones (ondas sonoras) emitidas tras un
  movimiento sísmico (terremoto). Se transmiten por todo el interior de la Tierra.

  - Ondas P (longitudinales o primarias): Son las más rápidas. Se transmiten
  por sólidos y líquidos. Se propagan haciendo vibrar las partículas en la
  dirección de propagación de la onda.
¿Cómo se conoce la estructura interna de la Tierra?
                      B.1. ESTUDIO DE ONDAS SÍSIMICAS


  - Ondas S (transversales o secundarias): Son más lentas. Sólo se
    transmiten por sólidos. Hacen vibrar a las partículas en dirección
    perpendicular a la de propagación.




  - Ondas L (superficiales o largas): Se transmiten por la superficie terrestre.
    Son las verdaderas causantes del terremoto y no nos "hablan" del interior.
¿Cómo se conoce la estructura interna de la Tierra?
                      B.1. ESTUDIO DE ONDAS SÍSIMICAS



     Ondas sísmicas




   Cambian de medio
     (cambios en la
composición, compactación
        o estado)




       Cambian de
       velocidad y
        trayectoria
¿Cómo se conoce la estructura interna de la Tierra?
              B.1. ESTUDIO DE ONDAS SÍSIMICAS
2.2. LAS CAPAS DE LA
TIERRA
ESTRUCTURA EN CAPAS (GEOSFERAS)

                    MODELO GEOQUÍMICO o
                     ESTÁTICO (capas de
                        composición)
                             Corteza
                             Manto
                             Núcleo



                    MODELO GEODINÁMICO
                         (basado en
                       comportamiento
                    mecánico de las capas)
                    Litosfera (corteza y manto)
                        Astenosfera (manto)
                        Mesosfera (manto)
                          Núcleo externo
                           Núcleo interno
DISCONTINUIDADES DE LA TIERRA
Son las regiones de transición ubicadas entre las capas y subcapas de la
Geosfera. En ellas se produce un cambio en composición. Además es en las
discontinuidades donde las ondas sísmicas varían de dirección y velocidad.
De acuerdo a su ubicación las podemos encontrar clasificadas en dos:

   Discontinuidad de 1º                   Discontinuidad de 2º
   orden (entre capas)                    orden (entre
                                          subcapas)

         • Discontinuidad                       • Discontinuidad
           de Mohorovicic                         de Repetti
           (35km)                                 (670km)
         • Discontinuidad                       • Discontinuidad
           de Wiechert-                           de Lehman
           Gutenberg                              (5120km)
           (2900km)
DISCONTINUIDADES DE LA TIERRA
                    Discontinuidad de
                     Mohorovicic (en torno
                     35km profundidad).
                     Primer cambio de
                     velocidad brusco en las
                     ondas sísmicas.
                     Separación de corteza y
                     manto.
                    Discontinuidad de
                     Repetti (670km). Separa
                     el manto superior del
                     inferior.
DISCONTINUIDADES DE LA TIERRA
                    Discontinuidad de
                     Wiechert-Gutenberg
                     (2900km). Las ondas S no
                     se propagan y las P
                     reducen bruscamente su
                     velocidad. Separa el manto
                     del núcleo externo fundido.
                    Discontinuidad de
                     Lehman (5120km). Paso
                     del núcleo externo fundido
                     al nucleo interno casi
                     sólido, que se traduce en
                     un aumento de la velocidad
                     de las ondas P.
MODELO GEOQUÍMICO
• CORTEZA
Es la capa más externa y delgada de la Tierra, llegando hasta una profundidad
variable: de unos 10 km en las llanuras oceánicas y de unos 70 Km en las
cordilleras. Se extiende hasta la discontinuidad de Mohorovicic y es muy
heterogénea en su composición, diferenciándose lateralmente dos zonas con
distinto grosor y composición:


                                           CORTEZA OCEÁNICA



                                          CORTEZA CONTINENTAL
MODELO GEOQUÍMICO
CORTEZA OCEÁNICA
                   Ocupa el 75% de la superficie planetaria,
                   su espesor varía entre 5 y 10 km y no
                   supera los 180 millones de años de
                   antigüedad. Está formada por tres capas
                   de rocas:
                   - Capa sedimentaria, de anchura variable,
                      formada por las acumulaciones
                      constantes de fragmentos de roca y
                      organismos en los océanos;
                   - Capa de basalto de 1.5 a 2 km de
                      grosor, mezclada con sedimentos y con
                      rocas de la capa inferior
                   - Capa constituida por rocas del tipo del
                      gabro, semejante al basalto en
                      composición, pero de origen profundo,
                      que tiene unos 5 kilómetros de grosor.
MODELO GEOQUÍMICO
   CORTEZA CONTINENTAL


Parte de la corteza terrestre que forma los continentes. La
superficie es heterogénea, ya que se encuentra valles, montañas,
mesetas... y es más gruesa que la corteza oceánica, pudiendo
ser su espesor de hasta 40 km. Es la capa más fría y más rígida
de la Tierra, por lo que se deforma con dificultad.

Pese a estar compuesta principalmente por granito, se pueden
distinguir tres tipos de rocas: ígneas, sedimentarias o
metamórficas (estas últimas predominan en las zonas
profundas). Algunas de estas rocas tienen más de 3.500 millones
de años de antigüedad.

La corteza oceánica puede introducirse debajo de otra placa
hasta desaparecer en el manto terrestre mientras que la corteza
continental no, porque es demasiado gruesa y ligera.
MODELO GEOQUÍMICO
• MANTO

Se extiende desde la discontinuidad de
Mohorovicic (entre 30 y 70 Km) hasta la
discontinuidad de Gutenberg situada a
2.900 Km. Es la capa de mayor
volumen, ocupando un 83% del volumen
total del planeta. Su composición es
bastante        homogénea,       estando
constituído por elementos más densos,
como son el hierro y el magnesio,
aunque también posee importantes
cantidades de silicio, formando una roca
característica denominada peridotita.
Se encuentra en estado sólido aunque
tiene cierta plasticidad.
 Posee dos partes diferenciadas y
separadas por la discontinuidad de
Repetti a 670 km de profundidad: el
Manto superior en la que se producen
terremotos (menos denso debido a la
menor compactación) y el Manto
inferior, más denso debido a un cambio
en la estructura de los silicatos (que
están más compactados)
MODELO GEOQUÍMICO
• NÚCLEO
Zona más interna, se extiende desde la discontinuidad de
Gutemberg (2.900 Km) hasta el centro de la Tierra, representando
un 16% del volumen total del planeta. Es muy denso (más de
10g/mL) y está formado principalmente por hierro y níquel, aunque
se cree que además contiene un 10% de otros elementos más
ligeros como azufre, silicio y oxígeno.
 Se distinguen dos subcapas (de similar composición pero distinto
estado de agregación y densidad) separadas entre sí por la
discontinuidad de Lehman (a los 5.100 km de profundidad):


                                    -   Núcleo externo: de menor densidad. Se encuentra
                                        en estado líquido. La mayoría de los científicos cree
                                        que la convección del núcleo externo, combinada
                                        con la rotación de dicho núcleo causada por la
                                        rotación de la Tierra, causan el campo magnético
                                        terrestre.
                                    -   Núcleo interno: Sólido, de mayor densidad y
                                        menor contenido de azufre. tiene una temperatura
                                        entre 4.000 y 5.000° C.
MODELO GEODINÁMICO
El modelo geodinámico divide el interior de la Tierra
en capas no diferenciadas por su composición sino
por su dinámica, manifestada por el comportamiento
térmico:
• Litosfera. Comprende la corteza y la capa
  superficial del manto. Es sólida.
• Astenosfera. Franja inferior del manto superior.
  Capa delgada (unos 100 Km) y plástica, formada
  por peridotita en estado de semifusión.
• Mesosfera. Se corresponde con el Manto Inferior,
  estando en estado sólido. La compactación
  aumenta con la profundidad. En ella se genera
  gran cantidad de calor que fluye hacia el exterior
  por corrientes de convección.
• Capa D. Es una zona de transición tanto en
  composición (mezcla de peridotita y metales) como
  en estado físico ya que parece estar en semifusión.
  Aquí las rocas pueden calentarse mucho y subir
  a la litosfera, pudiendo desembocar en un
  volcán.
• Endosfera.Se corresponde con el Núcleo. Se
  diferencia una zona externa (N. Externo) de
  material fundido y una zona interna (N. Interno) en
  estado sólido.

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T2 estructura interna de la tierra (parte2)

  • 1. TEMA 2. NUESTRO PLANETA: LA TIERRA Parte II: El interior de la Tierra Ciencias para el mundo contemporáneo. 1º bachillerato. Colegio Sek-Atlántico
  • 3. ¿Cómo se conoce la estructura interna de la Tierra? • Para poder comprender cómo funciona la Tierra, es necesario saber cómo es por dentro, en cuanto a composición y en cuanto a estructura. ¿Cómo es posible? A) MÉTODOS DIRECTOS B) MÉTODOS INDIRECTOS
  • 4. ¿Cómo se conoce la estructura interna de la Tierra? A) MÉTODOS DIRECTOS • Son los más fiables, pero actualmente solo se puede obtener información con estos métodos hasta 12km de profundidad (¡el radio terrestre es de unos 6340km!) • Consisten en la toma de muestras de rocas y análisis en: - El terreno: se analizan las características generales de las rocas como situación, relación con otras rocas, estructuras tectónicas que las afectan, grado de meteorización, orientación, espesor, etc., con las cuales podemos inferir conclusiones sobre su origen, tipo, edad y procesos geológicos a los que ha estado sometida una roca. Se utiliza la observación directa e instrumentos de medida.
  • 5. ¿Cómo se conoce la estructura interna de la Tierra? A) MÉTODOS DIRECTOS - El laboratorio: se analizan las características más internas de la roca, como composición mineralógica, estructura interna, edad, densidad, tipo al que pertenece, ordenamiento interno de sus componentes, microestructuras geológicas, etc., con las cuales adquirimos un conocimiento mucho más preciso sobre ella. Para determinarlas se utilizan métodos químicos y de observación microscópica. ¡¡PROBLEMA!! Solo información de la capa más superficial
  • 6. ¿Cómo se conoce la estructura interna de la Tierra? B) MÉTODOS INDIRECTOS B.1. ESTUDIO DE DENSIDADES B.2. ESTUDIO DE METEORITOS B.3. ESTUDIO DE ONDAS SÍSMICAS
  • 7. ¿Cómo se conoce la estructura interna de la Tierra? B.1. ESTUDIO DE DENSIDADES Densidad media Tierra Densidad superficie terrestre ρ = m/V= 5.5g/mL ρ = m/V= 2.2 g/mL Se toma el granito como referencia (roca muy común en la superficie terrestre) En el interior de la Tierra tienen que existir materiales más densos que en la superficie
  • 8. ¿Cómo se conoce la estructura interna de la Tierra? B.2. ESTUDIO DE METEORITOS • Los meteoritos son asteroides caídos a la Tierra. Se supone que éstos se formaron al mismo tiempo y a partir del mismo material que el planeta, por lo que su composición será similar. Condritas.Son el 86% y Acondritas. Son el 9% y están formados por están formados peridotita, igual que el por basalto, como la manto. corteza oceánica. Sideritos. Son el Siderolitos. Son el 4%, formados por 1%, constituidos hierro y níquel que por una mezcla de sería la hierro y silicatos. composición del núcleo.
  • 9. ¿Cómo se conoce la estructura interna de la Tierra? B.1. ESTUDIO DE ONDAS SÍSIMICAS Las ondas sísmicas son las vibraciones (ondas sonoras) emitidas tras un movimiento sísmico (terremoto). Se transmiten por todo el interior de la Tierra. - Ondas P (longitudinales o primarias): Son las más rápidas. Se transmiten por sólidos y líquidos. Se propagan haciendo vibrar las partículas en la dirección de propagación de la onda.
  • 10. ¿Cómo se conoce la estructura interna de la Tierra? B.1. ESTUDIO DE ONDAS SÍSIMICAS - Ondas S (transversales o secundarias): Son más lentas. Sólo se transmiten por sólidos. Hacen vibrar a las partículas en dirección perpendicular a la de propagación. - Ondas L (superficiales o largas): Se transmiten por la superficie terrestre. Son las verdaderas causantes del terremoto y no nos "hablan" del interior.
  • 11. ¿Cómo se conoce la estructura interna de la Tierra? B.1. ESTUDIO DE ONDAS SÍSIMICAS Ondas sísmicas Cambian de medio (cambios en la composición, compactación o estado) Cambian de velocidad y trayectoria
  • 12. ¿Cómo se conoce la estructura interna de la Tierra? B.1. ESTUDIO DE ONDAS SÍSIMICAS
  • 13. 2.2. LAS CAPAS DE LA TIERRA
  • 14. ESTRUCTURA EN CAPAS (GEOSFERAS) MODELO GEOQUÍMICO o ESTÁTICO (capas de composición) Corteza Manto Núcleo MODELO GEODINÁMICO (basado en comportamiento mecánico de las capas) Litosfera (corteza y manto) Astenosfera (manto) Mesosfera (manto) Núcleo externo Núcleo interno
  • 15. DISCONTINUIDADES DE LA TIERRA Son las regiones de transición ubicadas entre las capas y subcapas de la Geosfera. En ellas se produce un cambio en composición. Además es en las discontinuidades donde las ondas sísmicas varían de dirección y velocidad. De acuerdo a su ubicación las podemos encontrar clasificadas en dos: Discontinuidad de 1º Discontinuidad de 2º orden (entre capas) orden (entre subcapas) • Discontinuidad • Discontinuidad de Mohorovicic de Repetti (35km) (670km) • Discontinuidad • Discontinuidad de Wiechert- de Lehman Gutenberg (5120km) (2900km)
  • 16. DISCONTINUIDADES DE LA TIERRA  Discontinuidad de Mohorovicic (en torno 35km profundidad). Primer cambio de velocidad brusco en las ondas sísmicas. Separación de corteza y manto.  Discontinuidad de Repetti (670km). Separa el manto superior del inferior.
  • 17. DISCONTINUIDADES DE LA TIERRA  Discontinuidad de Wiechert-Gutenberg (2900km). Las ondas S no se propagan y las P reducen bruscamente su velocidad. Separa el manto del núcleo externo fundido.  Discontinuidad de Lehman (5120km). Paso del núcleo externo fundido al nucleo interno casi sólido, que se traduce en un aumento de la velocidad de las ondas P.
  • 18. MODELO GEOQUÍMICO • CORTEZA Es la capa más externa y delgada de la Tierra, llegando hasta una profundidad variable: de unos 10 km en las llanuras oceánicas y de unos 70 Km en las cordilleras. Se extiende hasta la discontinuidad de Mohorovicic y es muy heterogénea en su composición, diferenciándose lateralmente dos zonas con distinto grosor y composición: CORTEZA OCEÁNICA CORTEZA CONTINENTAL
  • 19. MODELO GEOQUÍMICO CORTEZA OCEÁNICA Ocupa el 75% de la superficie planetaria, su espesor varía entre 5 y 10 km y no supera los 180 millones de años de antigüedad. Está formada por tres capas de rocas: - Capa sedimentaria, de anchura variable, formada por las acumulaciones constantes de fragmentos de roca y organismos en los océanos; - Capa de basalto de 1.5 a 2 km de grosor, mezclada con sedimentos y con rocas de la capa inferior - Capa constituida por rocas del tipo del gabro, semejante al basalto en composición, pero de origen profundo, que tiene unos 5 kilómetros de grosor.
  • 20. MODELO GEOQUÍMICO CORTEZA CONTINENTAL Parte de la corteza terrestre que forma los continentes. La superficie es heterogénea, ya que se encuentra valles, montañas, mesetas... y es más gruesa que la corteza oceánica, pudiendo ser su espesor de hasta 40 km. Es la capa más fría y más rígida de la Tierra, por lo que se deforma con dificultad. Pese a estar compuesta principalmente por granito, se pueden distinguir tres tipos de rocas: ígneas, sedimentarias o metamórficas (estas últimas predominan en las zonas profundas). Algunas de estas rocas tienen más de 3.500 millones de años de antigüedad. La corteza oceánica puede introducirse debajo de otra placa hasta desaparecer en el manto terrestre mientras que la corteza continental no, porque es demasiado gruesa y ligera.
  • 21. MODELO GEOQUÍMICO • MANTO Se extiende desde la discontinuidad de Mohorovicic (entre 30 y 70 Km) hasta la discontinuidad de Gutenberg situada a 2.900 Km. Es la capa de mayor volumen, ocupando un 83% del volumen total del planeta. Su composición es bastante homogénea, estando constituído por elementos más densos, como son el hierro y el magnesio, aunque también posee importantes cantidades de silicio, formando una roca característica denominada peridotita. Se encuentra en estado sólido aunque tiene cierta plasticidad. Posee dos partes diferenciadas y separadas por la discontinuidad de Repetti a 670 km de profundidad: el Manto superior en la que se producen terremotos (menos denso debido a la menor compactación) y el Manto inferior, más denso debido a un cambio en la estructura de los silicatos (que están más compactados)
  • 22. MODELO GEOQUÍMICO • NÚCLEO Zona más interna, se extiende desde la discontinuidad de Gutemberg (2.900 Km) hasta el centro de la Tierra, representando un 16% del volumen total del planeta. Es muy denso (más de 10g/mL) y está formado principalmente por hierro y níquel, aunque se cree que además contiene un 10% de otros elementos más ligeros como azufre, silicio y oxígeno. Se distinguen dos subcapas (de similar composición pero distinto estado de agregación y densidad) separadas entre sí por la discontinuidad de Lehman (a los 5.100 km de profundidad): - Núcleo externo: de menor densidad. Se encuentra en estado líquido. La mayoría de los científicos cree que la convección del núcleo externo, combinada con la rotación de dicho núcleo causada por la rotación de la Tierra, causan el campo magnético terrestre. - Núcleo interno: Sólido, de mayor densidad y menor contenido de azufre. tiene una temperatura entre 4.000 y 5.000° C.
  • 23. MODELO GEODINÁMICO El modelo geodinámico divide el interior de la Tierra en capas no diferenciadas por su composición sino por su dinámica, manifestada por el comportamiento térmico: • Litosfera. Comprende la corteza y la capa superficial del manto. Es sólida. • Astenosfera. Franja inferior del manto superior. Capa delgada (unos 100 Km) y plástica, formada por peridotita en estado de semifusión. • Mesosfera. Se corresponde con el Manto Inferior, estando en estado sólido. La compactación aumenta con la profundidad. En ella se genera gran cantidad de calor que fluye hacia el exterior por corrientes de convección. • Capa D. Es una zona de transición tanto en composición (mezcla de peridotita y metales) como en estado físico ya que parece estar en semifusión. Aquí las rocas pueden calentarse mucho y subir a la litosfera, pudiendo desembocar en un volcán. • Endosfera.Se corresponde con el Núcleo. Se diferencia una zona externa (N. Externo) de material fundido y una zona interna (N. Interno) en estado sólido.