Este documento describe los diferentes métodos para estudiar el interior de la Tierra, incluyendo métodos directos como sondeos y volcanes, e indirectos como la gravedad, temperatura, magnetismo, electricidad y sismología. También explica la estructura interna de la Tierra según el modelo geoquímico, con la corteza, manto y núcleo divididos en capas basadas en su composición y propiedades físicas.

1. Estructura interna
de la Tierra
TEMA 1
Ana Martínez

2. Índice
Métodos de estudio del
interior de la Tierra
Las nuevas tecnologías aplicadas
a la investigación geológica
Estructura interna de la Tierra
01
02
03

3. Métodos de estudio del
interior de la Tierra
01

4. Indirectos
Directos
1 2
Introducción
Podemos clasificar los métodos de estudio del
interior de la Tierra se clasifican en dos tipos:

5. Las minas más profundas llegan a los 3.000 m (Radio
terrestre = 6.400 km).
Sondeos geológicos: perforar el terreno y extraer una
columna de materiales llamada testigo (hasta 12 km).
Observación directa de los materiales o sus propiedades
físicas.
Existen grandes dificultades para acceder a los materiales
del interior de la Tierra.
1.1. Métodos directos

10. Proyectos de sondeos para conocer la corteza terrestre
DSDP (Deep Sea Drilling Project) - 1968 en EEUU
IPOD (International Phase of Ocean Drilling) - 1975 Internacional
IODP (Integrated Ocean Drilling Program ) - 2004 Internacional
1.1. Métodos directos

12. Los volcanes ofrecen información muy valiosa a
partir de los materiales que expulsan . En el magma
encontramos peridotitas procedentes del manto.
1.1. Métodos directos

13. En los orógenos (cadenas montañosas) afloran
materiales debido a la erosión.
1.1. Métodos directos

15. Estos métodos aportan información fidedigna pero
solo tienen acceso a los primeros metros del manto.
1.1. Métodos directos

16. Método gravimétrico.
Estudio de la temperatura.
Estudio del magnetismo terrestre.
Método eléctrico.
Estudio de meteoritos.
Método sísmico.
1.2. Métodos indirectos

17. MÉTODO GRAVIMÉTRICO
La aceleración de la gravedad viene dada por la
ecuación:
g = Gravedad
G = Constante de gravitación universal
M = Masa del planeta
R = Radio
1.2. Métodos indirectos

18. Sabemos que M = d · V
Si consideramos que la Tierra es una esfera sabemos que…

19. Sustituyendo M en la ecuación de la gravedad y
simplificando, obtenemos la fórmula para calcular el
valor teórico de g en función de la densidad y el radio
en ese punto de la Tierra.

20. Los valores de g variarán
dependiendo del punto de
la superficie en el que nos
encontremos (la Tierra no
es una esfera perfecta).
El valor de R también debe
ser el propio de la latitud.

21. La aceleración centrífuga (ac) se opone a la aceleración de la
gravedad.
La altitud; mayor altitud significará mayor distancia al centro
de la Tierra (CAL).
El efecto producido por la masa (el valor g en la superficie de
un océano será menor que en un punto de la superficie
terrestre a nivel del mar, por defecto de masa) (CB).
Corrección topográfica (CT) presencia o ausencia de la masa
del relieve próximo.
Otros factores que deben tenerse en cuenta son:

23. ANOMALÍAS GRAVIMÉTRICAS: Los valores esperados para la
gravedad no siempre coinciden con los valores reales
obtenidos mediante los gravímetros.
Las anomalías positivas son de zonas donde la corteza
continental tiene una mayor densidad y las negativas debido a
una menor densidad.
Estas anomalías sirven para localizar yacimientos minerales
de diferentes densidades

27. ESTUDIO DE LA TEMPERATURA
La temperatura del interior de la Tierra aumenta
con la profundidad a razón de 3ºC por cada 100
m de profundidad. Esta magnitud se denomina
gradiente geotérmico.

28. Este gradiente solo se mantiene durante los primeros 50 km de
profundidad; a mayor profundidad el gradiente geotérmico
disminuye, de tal manera que la temperatura en el centro del planeta
es de unos 6.000 º C.

32. ESTUDIO DEL MAGNETISMO TERRESTRE
La Tierra se comporta como un gran imán que genera a
su alrededor un campo magnético. El núcleo externo de
naturaleza fluida y metálica está en continuo movimiento
y presenta una rotación diferente con respecto al núcleo
interno, sólido y metálico.
El polo positivo está cerca
del polo S y el polo negativo
cerca del polo N.

33. ANOMALÍAS MAGNÉTICAS: Variaciones locales
producidas por las diferencias en los materiales que
producen la corteza terrestre. Se pueden explicar por
la presencia de rocas ricas en hierro (+) o salinas (-).

34. EL MÉTODO ELÉCTRICO
Se basa en los cambios de conductividad de las rocas.
Como esta magnitud suele ser pequeña, se utiliza la
magnitud inversa (la resistividad eléctrica).

35. Consiste en crear un
campo eléctrico con
una fuerte diferencia
de potencial. Se
utilizan 4 electrodos;
dos para crear el
campo eléctrico y
otros dos para
medir la diferencia
de potencial.

36. Con los datos se dibuja una gráfica que se interpreta para
saber los tipos de roca y su posición.

37. Este método pierde precisión
a partir de los 1.000 m.

38. EL ESTUDIO DE METEORITOS
Se trata de cuerpos sólidos que entran en la órbita de la
Tierra (algunos impactan contra la superficie y otros se
desintegran).
La mayoría proceden del cinturón de asteroides (entre
Marte y Júpiter).

40. Si todo el sistema solar se formó a la vez es lógico
pensar que la composición de los meteoritos es
similar a la de los planetesimales que originaron la
Tierra.

41. Acondritas: Hierro, calcio y magnesio.
Condritas: Silicatos de magnesio.
Sideritos: Hierro y níquel.
Siderolitos: Hierro y silicatos.
Tipos de meteoritos:

42. No hay que confundir
a los meteoritos con
las tectitas, que son
rocas que se han
fundido a causa del
calor producido por el
impacto de un
meteorito.

45. EL MÉTODO SÍSMICO
El método que más ha
aportado al conocimiento de
la estructura interna de la
Tierra y la composición del
planeta.
Se basa en el estudio de las
ondas sísmicas que se originan
con los terremotos y se
estudian gracias a los
sismogramas.

46. En el hipocentro se generan dos tipos de ondas sísmicas:
ONDAS P o primarias:
ONDAS S o secundarias:
Velocidad: 6-13 km/s
Velocidad: 3-8 km/s
K = Compresibilidad
ro = densidad
nu = rigidez
NO SE TRANSMITEN EN MEDIOS FLUIDOS

47. Las ondas sísmicas
cambian su dirección
de propagación al
pasar de un medio
físico a otro donde la
velocidad de
propagación es
distinta.
Variación de la trayectoria

48. Las ondas P disminuyen
su velocidad.
Las ondas S no se
transmiten.
Las ondas sísmicas van incrementando su velocidad
hasta los 2.900 km.
A partir de aquí:

51. Las discontinuidades
sísmicas:
Las zonas donde se
separan las distintas
capas de la Tierra
(distinta
composición o
estado físico).

52. DISCONTINUIDADES DE PRIMER ORDEN
D. de Mohorovicic (8-70 km) - Separación de corteza y manto.
D. de Gutenberg (2.900 km)- Separación de manto y núcleo.
DISCONTINUIDADES DE SEGUNDO ORDEN
Zona de transición del manto (670 - 1.000 km)
Zona de transición del núcleo (4.900 - 5.150 km)
(Cambios de velocidad bruscos)
Las ondas P y S aumentan su velocidad.
Las ondas P aumentan su velocidad.
(Cambios de velocidad sutiles)
Separa manto superior del inferior. Ondas aumentan velocidad.
Separa núcleo externo de l interno. Ondas P aumentan velocidad.

56. Las nuevas tecnologías aplicadas
a la investigación geológica
02

57. 2.1. El sistema de posicionamiento
global (GPS)
Permite la localización de la posición de cualquier lugar
del planeta mediante cálculos trigonométricos.
Se requiere un aparato receptor que recoge las señales
emitidas por los satélites geoestacionarios (existen 24).

59. Sistema propiedad de EEUU.
Su equivalente europeo es el
Proyecto Galileo
(2016 - 2025).

60. En la actualidad se utiliza como un sistema de recogida de datos
con fines cartográficos, de investigación o de predicción de
riesgos: retroceso de glaciares, líneas de costa, separación de
continentes, movimientos de fallas, etc.

61. 2.2. Teledetección y Sistemas de
Información Geográfica (SIG)
Técnica que permite la
obtención de imágenes del
planeta a través de diferentes
sensores situados en aviones
y satélites.

62. Se basa en la propiedad que tienen los objetos de de
reflejar o emitir radiación electromagnética; esta es
recogida por un sensor y tratada digitalmente para
transformarla en una imagen similar a una fotografía.

63. Modelado del relieve.
Restauración de minas y canteras.
Deforestación.
Usos del suelo.
Erosión y desertización.
Seguimiento de incendios.
Los satélites artificiales han servido para numerosas
aplicaciones en la elaboración de mapas temáticos:

67. Sistemas de Información Geográfica (SIG)
Gestionan gran cantidad de datos de diversa naturaleza (vías de
comunicación, núcleos de población, usos del suelo, etc) y los
organizan según criterios geográficos
Los SIG funcionan como una base de datos
asociada a los objetos gráficos de un mapa
digital. El sistema gestiona una ingente
cantidad de información espacial y permite
separarla en diferentes capas temáticas.

68. Sistemas de Información Geográfica (SIG)
El SIG permite relacionar la información existente en las
distintas capas con el fin de generar nuevos mapas geográficos.

69. Se basa en el estudio detallado de la velocidad de las ondas
sísmicas dentro de la misma capa.
Un incremento de la temperatura implica pérdida de rigidez
y disminución de la velocidad de las ondas (y viceversa).
2.3. Tomografía sísmica

70. Anomalía geotérmica positiva - Bajo las dorsales
oceánicas u otros puntos, este gradiente es mucho
mayor que la media terrestre.
Anomalía geotérmica negativa - Bajo las fosas
oceánicas es menor.
La tomografía sísmica nos muestra que el gradiente
geotérmico no es igual en toda la Tierra.

72. Estructura interna de la Tierra
03

73. El estudio de la propagación de las
ondas sísmicas ha sido el método
más eficaz para conocer el interior
de la Tierra.
Los cambios de velocidad en las
ondas sísmicas nos indican que la
Tierra está estructurada en capas
con distintas propiedades y
dispuestas de forma concéntrica.

75. 3.1. Estructura interna según el
modelo geoquímico
CORTEZA - Separada del manto por la D. Mohorovicic.
MANTO - Manto superior e inferior. Separado del
núcleo por la D. de Gutenberg.
NÚCLEO - Núcleo externo e interno.
Se fundamenta en la diferente composición química o
mineralógica de los materiales. Se diferencia en tres capas:

76. Continental
Oceánica
CORTEZA
Hay dos tipos de corteza:

77. CORTEZA OCEÁNICA CORTEZA CONTINENTAL
Densidad de los
materiales
Alta Baja
Edad de las rocas
Rocas más jóvenes
(180 m.a.)
Rocas más antiguas
(3.800 m.a.)
Espesor 8-10 km 35-70 km
Composición
Homogénea
(Sedimentos, basaltos y gabros)
Heterogénea
(Rocas ígneas, metamórficas y
sedimentarias)

78. ESTRUCTURA VERTICAL DE LA C.C.
CAPA SUPERIOR
CAPA MEDIA
CAPA INFERIOR
Metamorfismo en bajo grado.
Metamorfismo en grado medio
Metamorfismo intenso

79. CAPA DE SEDIMENTOS - Mayor
grosor cerca de los continentes y
menor en las dorsales.
CAPA DE BASALTOS - Se solidifican
al salir de las dorsales.
GABROS - Composición igual a la
del basalto pero que ha solidificado
más lentamente.
ESTRUCTURA VERTICAL DE LA C.O.

80. ESTRUCTURA HORIZONTAL DE LA CORTEZA CONTINENTAL
CRATONES O ESCUDOS
ORÓGENOS O CORDILLERAS
PLATAFORMAS INTERIORES

81. CRATONES O
ESCUDOS
Forman extensas penillanuras
debido a la intensa erosión.
ORÓGENOS O
CORDILLERAS
Importante actividad tectónica y
magmática. Rocas jóvenes.
PLATAFORMAS
INTERIORES
Depresiones en las que se
depositan sedimentos.
ESTRUCTURA HORIZONTAL DE LA CORTEZA CONTINENTAL

82. PLATAFORMA
CONTINENTAL
Pendiente suave.
Acumulación de sedimentos.
TALUD CONTINENTAL Pendiente acusada con surcos o cañones submarinos.
ESTRUCTURA HORIZONTAL DE LA CORTEZA CONTINENTAL
(MÁRGENES CONTINENTALES)

83. LLANURA
ABISAL
Pocos sedimentos. 4 km de
profundidad. Edificios
volcánicos cónicos (GUYOTS)
FOSA
SUBMARINA
Hasta 11 km de profundidad.
Asociadas a zonas de
subducción.
DORSAL
OCEÁNICA
Depresión central denominada
rift. Fallas transformantes.
ESTRUCTURA HORIZONTAL DE LA CORTEZA OCEÁNICA
(FONDOS OCEÁNICOS)

84. MANTO
Formado por rocas de carácter básico; silicatos de
magnesio y hierro (como el olivino o los piroxenos)
que generan rocas peridotíticas.

85. Existen variaciones en la
propagación de las ondas
entre los 650 y los 1.000
km de profundidad, lo que
permite diferenciar manto
superior e inferior
(diferencias de densidad
por la estructura
molecular de los silicatos
en función de la presión).

87. Núcleo externo - ESTADO LÍQUIDO
Núcleo interno - ESTADO SÓLIDO
NÚCLEO
Compuesto principalmente por hierro (níquel,
oxígeno y azufre).
Se divide en dos capas:
No deja pasar las ondas S.
Solo llegan las ondas P.
Entre ambos existe una zona de transición
(4.900 km a 5.100 km).

88. 3.2. Estructura interna según el
modelo geodinámico
Se propuso durante el
desarrollo de la tectónica de
placas, para poder explicar el
comportamiento de las
ondas en el interior terrestre.

89. LITOSFERA
Comprende corteza y parte del manto.
Naturaleza rígida y fracturada en placas.
Límite inferior entre 50 y 300 km.
MESOSFERA
Se forman células convectivas.
Límite inferior en 2.900 km.
Astenosfera formada por plumas del manto de naturaleza
más plástica que el resto.
En el límite del núcleo y el mando existe el Nivel D (coincide
con D. de Gutenberg).
ENDOSFERA
Equivale al núcleo del modelo geoquímico.
Material fluido en el exterior y sólido en el interior.
Se divide en zonas: