El documento describe la estructura interna y composición de la Tierra. La Tierra está compuesta principalmente por un núcleo de hierro y níquel, un manto de silicatos ricos en magnesio y hierro, y una corteza delgada. La corteza oceánica está compuesta principalmente de rocas máficas, mientras que la corteza continental contiene más rocas félsicas. La transferencia de calor en el interior de la Tierra, impulsada por la desintegración radiactiva y la convección en el manto, es responsable
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• Objetivos:
• Conocer las capas internas del planeta, algunas e sus
características y su relación con los fenómenos geológicos
actuales
• Abordar la teoría de la tectónica de placas.
Estructura interna de la tierra
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• Composición de la Tierra I: El manto y el núcleo
• Composición de la Tierra II: La corteza
• Petrogénesis y Tectónica de Placas
La Composición de la Tierra
3. 3
La Composición de la Tierra
• ¿Para qué nos sirve saberla?
• ¿Cómo podemos conocerla?
• ¿Qué procesos fisicoquímicos la controlan?
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El Núcleo:
~3 400 km de radio
32.5% de la masa de la tierra
Aleación de Fe-Ni
Externo: líquido
Interno: sólido
Meteorito metálico
~3,400 km
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El Manto:
~3 000 km de radio
66% de la masa de la tierra
83% volumen total de la tierra
Minerales ricos en Fe-Mg
Rocas ultramáficas
7. 7
La composición promedio del manto es:
SiO2 TiO2 Al2O3 FeO MgO CaO Na2O
46% 0.2% 4% 7.5% 38% 3.2% 0.3%
El resto de los elementos < 0.5%. Contenido de H2O ~100 ppm
Composición del manto
Rocas ultramáficas
olivino (Mg,Fe)2SiO4 [Mg/(Mg+Fe)~0.9]
ortopiroxeno (Mg,Fe)2SiO6
clinopiroxeno Ca(Mg,Fe)Si2O6
Además de un mineral aluminoso que depende de la presión:
0-1 GPa, Plagioclasa CaAl2Si2O8-NaAlSi3O8 [Ca/(Ca+Na) ~0.9]
1-3 GPa, espinela MgAl2O4
>3 GPa, granate (Fe,Mg,Ca)3Al2Si3O12
¿Qué minerales hay en el manto?
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La Corteza:
Espesor varía 6-80 Km (40 km prom)
0.5% de la masa total de la tierra
Corteza Oceánica:
6-10 km
Edad < 200 Ma
~50%:~50% ferromagnesianos:feldespatos
Composición intermedia (rocas máficas)
Corteza Continental:
10-80 km (35-40 km prom)
Edad variable (3.6 Ga-4.4Ga?)
Empobrecida en Fe-Mg, enriquecida en Al, Si, Ca y Na
Rocas félsicas
Granito Granodiorita Gabro
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La composición promedio de la corteza oceánica (máfica):
SiO2 TiO2 Al2O3 FeO MgO CaO Na2O K2O
50.5% 1.6% 15% 10.5% 7.6% 11.3% 2.7% 0.1%
El resto de los elementos < 0.5%. Contenido de H2O ~1000 ppm
Enriquecida en TiO2, Al2O3, CaO, Na2O, and K2O c/r manto; pero
muy empobrecida en MgO.
Composición de la corteza oceánica
Rocas máficas
Clinopiroxeno Ca(Mg,Fe)Si2O6
Feldspatos (plagioclasa) CaAl2Si2O8-NaAlSi3O8 [Ca/(Ca+Na) ~0.4-0.7]
Además de Olivino, Opx, trazas de cuarzo. H2O concentrada en el
Anfíbol (hornblenda) Ca2(Mg,Fe)4Al2Si7O22(OH)2
¿Qué minerales hay en la corteza oceánica?
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Composición de la corteza continental
Rocas félsicas
La composición promedio de la corteza continental:
SiO2 TiO2 Al2O3 FeO MgO CaO Na2O K2O
57% 0.9% 16% 9% 5% 7.4% 3.1% 1.0%
El resto de los elementos <0.5%. Contenido de H2O es muy variable,
pero puede alcanzar más de 8%
Enriquecida en SiO2, K2O con respecto al manto y corteza oceánica.
Plagioclasa CaAl2Si2O8-NaAlSi3O8 [Ca/(Ca+Na) ~0.1-0.6]
Feldspato-K NaAlSi3O8-KAlSi3O8
Cuarzo SiO2
Mica: Biotita KMg3(AlSi3)O10(OH)2
Mica: Muscovite KAl2(AlSi3)O10(OH)2
Las rocas volcánicas andesita a riolita.
Las rocas plutónicas diorita a granito.
¿Qué minerales hay en la corteza continental?
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Estructura Física de la Tierra
Capas concéntricas:
Diferentes composiciones
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Núcleo
4.5
Manto
2.8
Corteza
1.03
Hidrósfera
Densidad (g/cm3)
Capa
Presión=rgh
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Velocidad Densidad
(1) 10-12 km en oceános (30-50
km en continentes) está el
MOHO
(2) 90-200 km baja velocidad.
Litósfera-Astenósfera
(3) 400 km. Piroxeno-Granate y
Olivino-Fase B (espinela)
(4) 700 km. Fase B-Perovskita
(5) >700 km. No hay cambios
apreciables en estructura
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• Estudios de los xenolitos y secuencias ofiolíticas
• Estudios de las rocas magmáticas derivadas de la
fusión parcial del manto
• Evidencias cosmoquímicas (meteoritos)
Estructura Física y Composición de la Tierra
Evidencias Petrológicas-Geoquímicas
Condrita Carbonácea Komatiita Peridotita
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Fuentes de Energía en la Tierra:
Energía Solar: Mueve hidrósfera y atmósfera (intemperismo y erosión)
Energía Interna: Actividad tectónica
Procesos geológicos energía
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Fuentes de Energía en la Tierra
Energía Gravitacional
Acreción y Diferenciación
Decaimiento Radiactivo
238U, 235U, 232Th, 40K, 87Rb
U Th K Rb
Cor. Ocean. 0.065 0.164 850 0.73
Cor. Contin 1.4 5.6 10E3 57
Manto Primit. .021 .085 301 0.6
Muy variable
50-90% del calor interno
Concentraciones (ppm)
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Transferencia de Calor en la Tierra
Radiación: Transmisión de energía electromagnética hacia
el medio ambiente. El sol, un foco, etc.
Conducción: Transferencia de vibraciones a nivel atómico
y molecular cuando existe contacto entre dos cuerpos con distinta
temperatura.
T2=1000
T1=300
l
Grad. Térmico (DT= T2-T1/l)
Flujo calorífico=DT x kT
kT=conductividad térmica
kTCu=0.9, kTRoca=0.005
(cal/cms°C)
Flujo calorífico=cal/cm2s=(watt/m2)
Flujo Calorífico Tierra =0.09 watt/m2
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Gradiente Geotérmico = DT/z
¡En la corteza 20-40° C por kilómetro!
Gradiente NO es constante c/r a Z
Extrapolado
¿Mecanismo adicional?
¿Mayor calor en la corteza?
¿Por qué?
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Convección: Movimiento de materiales con distinta temperatura
por efecto de una diferencia de densidades.
Transferencia de Calor en la Tierra
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Tectónica de Placas y Magmatismo
La litósfera está organizada en una serie de placas rígidas que se mueven
entre sí por efecto de la convección del manto.
Convección→disipación de calor→Trabajo→Transferencia de energía
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Tectónica de Placas y Magmatismo
Límites de Placas: Convergente, Divergente y Transforme
