El documento describe la estructura y origen de la Tierra. Se explica que la Tierra está compuesta por una corteza, manto y núcleo. La corteza está formada por rocas como el granito y basaltos, y está dividida en corteza oceánica y continental. Debajo se encuentra el manto, compuesto principalmente de rocas ígneas. En el centro está el núcleo de hierro y níquel. La Tierra se formó hace miles de millones de años a partir de una nebulosa que dio lugar también al Sol y otros

1. TEMA 14
Origen y estructura de la tierra

2. 1.- INTRODUCCIÓN
La tierra es un planeta que se encuentra girando alrededor de una
estrella que llamamos Sol . Junto con otros siete planetas y
cuerpos menores ( asteroides, cometas.. ) constituye lo que se
conoce como sistema solar

3. El sistema solar se encuentra situada en una galaxia que
conocemos como vía láctea que tiene forma de espiral y gira
alrededor de su eje a una velocidad tal que el Sol tarda 280
millones de años luz en dar una vuelta ( Año galáctico)

4. 2.- ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN DEL SISTEMA SOLAR
Se llama sistema solar la conjunto integrado por una estrella, el
Sol, millones de astros menores que reciben el nombre de cuerpos
planetarios y partículas de polvo y gas interplanetario
2.1 EL SOL
Es una esfera de gases incandescentes de un diámetro 109 veces el
de la Tierra. Está compuesto por un 70% de hidrógeno, un 27 % de
helio y el 3 % restante por otros gases.
Se puede diferenciar las siguientes zonas:
1.- NÚCLEO o zona de fusión nuclear en
el que se alcanzan temperaturas de 16
millones de grados Kelvin que transforma
el hidrógeno en helio

5. 2.- ZONA DE RADIACIÓN: Zona dónde por radiación se transmite la
energía liberada por la fusión nuclear
3.- ZONA DE CONVECCIÓN: Que transporta materia hasta la
superficie
4.- FOTOSFERA: Capa externa visible de color amarillento debido a su
temperatura, cercana a los 6000 K . En la fotosfera se originan las
manchas solares. Son zonas más frías que la fotosfera circundante y se
dan asociadas a fuertes campos magnéticos
5.- CROMOSFERA:Es una capa casi transparente que sólo puede
observarse durante los eclipses de sol. Más allá de la cromosfera se
extiende la corona, de la que gradualmente se pasa al espacio
circundante. De la cromosfera surgen ocasionalmente unas erupciones
gaseosas llamadas fulguraciones

6. 2.2 CUERPOS PLANETARIOS
Existen 4 tipos de cuerpos planetarios:
1.- Los planetas: Los ocho cuerpos planetarios que giran alrededor
del Sol
2.- Satélites: Astros que giran en torno a los planetas
3.- Asteroides: Planetas menores, la mayoría situados entre las
órbitas de Marte y de Júpiter
4.- Cometas: Pequeños
cuerpos planetarios
formados por hielo y
partículas de polvo que
giran en torno al Sol
más allá de la órbita de
Neptuno

7. Estos cuerpos planetarios están formados principalmente por:
1.- Metales; fundamentalmente hierro
2.- Rocas , constituidas principalmente por minerales del grupo de los
silicatos
3.- Elementos volátiles, fundamentalmente hidrógeno, helio o sus
compuestos ( agua, metano y amoniaco)

8. En función de las proporciones en las que se mezclan estos tres
componentes se diferencian tres tipos de cuerpos planetarios:
a) De silicatos y de hierro: Se incluyen los 4 planetas más próximos al
Sol o planetas terrestres ( Mercurio, Venus , Tierra y Marte); la Luna
y algunos asteroides
b) De silicatos y hielo:Plutón, Los satélites de los planetas gigantes y
algunos asteroides
c) De hielo o
hidrógeno: los planetas
gigantes ( Saturno,
Neptuno, Júpiter y
Urano) y los cometas

9. 3. ORIGEN DEL SISTEMA SOLAR
La teoría aceptada hoy en día recibe el nombre de Teoría de los
Planetesimales. Concuerda razonablemente con la teoría del propio
origen del Universo y de las galaxias a partir del Big - Bang.
Estos son sus presupuestos: una nube de gas y polvo cuyas
partículas, por efecto de la gravedad, habrían comenzado a juntarse
unas con otras, formando una gran masa que habría alcanzado la
temperatura suficiente para iniciar las reacciones de fusión,
apareciendo una estrella que sería el Sol. El resto de la nebulosa,
dispuesta alrededor del Sol, comenzaría a enfriarse y sus
componentes moleculares se habrían colocado de acuerdo a su
densidad y masa por la atracción gravitatoria solar de la manera
siguiente:
a.- Los elementos y moléculas más densos serían atraídos con mayor
fuerza y quedarían más cerca del Sol, originando los planetas
terrestres.

10. b- Los componentes gaseosos, más
ligeros serían atraídos con menos fuerza
y quedarían más lejos, originando los
planetas gaseosos.
c.- Habrían aparecido pequeños cuerpos
sólidos de distintos tamaños que se
atraerían unos contra otros, uniéndose y
formando cuerpos cada vez mayores.
Estos cuerpos sólidos reciben el nombre
de planetesimales.
d.- Finalmente estos planetesimales irían formando los ocho
grandes cuerpos que terminarían dando los planetas. Los asteroides
son planetesimales que no llegaron a formar planeta, o son restos de
un planeta que se desintegró. Plutón sería atraído posteriormente
por la gravedad del Sistema Solar. Los satélites más grandes se
formarían igual que los planetas y otros serían asteroides y cometas
capturados

12. 4.- ORIGEN DE LA TIERRA Y LA LUNA
Al chocar los planetesimales (Acreción) se formó una bola
incandescente que giraba alrededor del Sol, constituyendo la proto-
Tierra. Cuando los planetesimales se fueron haciendo escasos y
dejaron de chocar con la primitiva Tierra comenzó a enfriarse. En
ese momento los materiales que la formaban se redistribuyeron y se
colocaron según su densidad. Los más densos fueron a parar al
interior del planeta, formando un NÚCLEO metálico de hierro
(catástrofe del hierro)rodeado de un MANTO y una CORTEZA
Los más ligeros se situaron alrededor,
formando una capa de gases que
envolvería a la parte sólida. Estos gases
originaron la ATMÓSFERA. Más tarde, al
enfriarse la proto-Tierra, el vapor de agua
se condensó con lo que la superficie
terrestre se enfrió más deprisa y el agua se
acumuló originándose la HIDROSFERA.

13. La teoría más aceptada sobre el origen de la luna fue propuesta por
W. Hartmann y D. Davis. Según ellos , en la fase
primordial( inicios de la Tierra) , un planeta de tipo terrestre
colisionó con la Tierra ; formándose una nube de residuos que
quedó orbitando en torno a la Tierra, y la acreción de estos
materiales originó la Luna

14. 5.- ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA
5.1 METODOS DIRECTOS DE INVESTIGACIÓN
C) MINAS Y SONDEOS
Las minas son excavaciones que se realizan para la extracción de
minerales, mientras que los sondeos son perforaciones taladradas
en el suelo ( 12 Km) .
Única información : la temperatura aumenta según se profundiza
b) VOLCANES
La mayoría de los materiales arrojados por los volcanes procede de
lugares poco profundos, aunque en algunas ocasiones si
arrastran rocas del interior y que por lo tanto son muestras de los
materiales que hay en esas zonas

15. 5.2 METODOS INDIRECTOS
B) METEORITOS
Tanto los meteoritos como la Tierra se forman a partir de la misma
nebulosa y, más o menos, a la misma distancia de su centro; por
lo tanto, sus composiciones deben ser semejantes. Así, la
composición en un 98% de una aleación de hierro y níquel de
un tipo de estos meteoritos, los sideritos, se hace coincidir con
la del Núcleo terrestre, mientras que la de las condritas (olivino
y piroxeno), se piensa que es similar a la del Manto.

16. B) DENSIDAD DE LA TIERRA:
La densidad de la tierra es de 5,52 g/cm3 mientras que la de las
rocas de los continentes es de 2,2 g/cm3; luego el interior de la
tierra debe ser más denso
c) MAGNETISMO TERRESTRE
La Tierra posee un campo magnético y su existencia nos revela que
el núcleo está formado por un metal fundido en continua agitación.
De acuerdo con la teoría más aceptada , la Tierra se
comporta como una dinamo autoinducida: El débil
campo magnético que atraviesa nuestra galaxia
desencadena la formación de un campo magnético
en la Tierra. El núcleo metálico en movimiento y
en presencia del campo magnético origina una
corriente eléctrica que a su vez genera un campo
magnético que refuerza ( autoalimenta) al inicial

17. d) ONDAS SISMICAS
Los terremotos son vibraciones del terreno generadas por la
liberación brusca de Energía acumulada en las rocas que se
encuentran sometidas a grandes esfuerzos. El lugar en el que se
origina es el hipocentro y el lugar de la superficie más próximo al
foco es el epicentro
La vibración originada en el foco se
propaga en forma de ondas que van
en todas las direcciones. Se
denomina ondas sísmicas y se
distinguen varios tipos

18. Ondas P (primarias). Son las más rápidas y las que llegan antes.
La vibración se produce en el sentido de avance de la onda. Así, la
velocidad de estas ondas es mayor cuanto menor es la densidad de
la roca (inversamente proporcional) y, mayor cuanto más rígida
(directamente proporcional). Además, las ondas P se pueden
transmitir en fluidos (rigidez=0) pues su velocidad depende
también de la incompresibilidad.

19. * Ondas S (secundarias). Son más lentas, puesto que la vibración se
produce en el sentido perpendicular a la propagación de la onda. Al
igual que en las anteriores la velocidad de estas ondas es mayor
cuanto menor es la densidad de la roca (inversamente proporcional)
y mayor cuanto más rígida (directamente proporcional), pero en
ningún caso pueden atravesar fluidos.
Ondas de superficie: Cuando las ondas P y S llegan a la superficie
se originan ondas superficiales (R y L) muy similares a las que se
forman en la superficie del agua de un recipiente al que le
golpeamos un lateral. Los daños causados por los terremotos y los
maremotos son consecuencia de estas ondas de baja frecuencia y
gran longitud de onda. Desde el punto de vista de la estructura
del interior de la Tierra no aportan información.

20. Al analizar los datos de la velocidad de las ondas P y S que
atraviesan el interior de la Tierra se obtuvo la siguiente gráfica:
Teniendo en cuenta los cambios bruscos en la velocidad de las
ondas se establecen las siguentes discontinuidades: una más
superficial, denominada discontinuidad de Mohorovicic, que
supone un gran aumento en la velocidad de las ondas y, otra a los
2.900 km, denominada discontinuidad de Gutenberg, no atravesada
por las ondas S y que hace disminuir la velocidad de las ondas P.

21. Además se observan otras dos discontinuidades menos bruscas que
las dos anteriores
A los 5150 la discontinuidad de Lehman donde se produce un
aumento de la velocidad de las ondas P y a los 670 Km donde
también hay un aumento de la velocidad de las ondas P y S
Como estos cambios nos indican cambios en la composición de la
Tierra , podemos diferenciar una serie de capas en las que se
estructura la Tierra
5.3 CAPAS DE LA TIERRA
El planeta está estructurado en forma de capas aproximadamente
concéntricas
Según el criterio utilizado, las zonas de la Tierra se pueden
clasificar en :

22. a) UNIDADES GEOQUÍMICAS: El criterio utilizado es la
composición química de los materiales que las componen
En este caso la Tierra se divide en:
1.- CORTEZA :
Es la capa más superficial y la menos densa, con una densidad
media de 2,7 g/cm3 y una profundidad media de 30 kilómetros (
discontinuidad de Moho) . Presenta una gran variabilidad, desde
5 km bajo los océanos, a los 70 km bajo las grandes cordilleras.
Aparentemente, es la más heterogénea, tal vez por ser la mejor
conocida.
Desde el punto de vista composicional y genético se presentan dos
variedades bien definidas: Corteza oceánica y Corteza
continental

23. 1.1 Corteza oceánica: 0-10 kilómetros.
Es más densa y más delgada que la corteza continental, y muestra
edades que, en ningún caso, superan los 180 millones de años. Se
encuentra en su mayor parte bajo los océanos y manifiesta un
origen volcánico. Se forma continuamente en las dorsales oceánicas
y, más tarde, es recubierta por sedimentos marinos. Presenta una
estructura en capas.
Nivel 1: Capa de sedimentos. Desde un espesor muy variable, 1.300
metros de media, pero inexistente en las zonas de dorsal, hasta
espesores de 10 km en las zonas que bordean a los continentes.
Nivel 2: Lavas almohadilladas. Basaltos submarinos emitidos en las
zonas de dorsal que, al sufrir un rápido enfriamiento, ofrecen
superficies lisas y semiesféricas.

24. Nivel 3: Diques Basálticos. Son de
composición similar a las lavas
almohadilladas y están solidificados en forma
de diques verticales. Cada dique tiene un
antiguo conducto por donde se emitía la lava
que formó el nivel anterior.
Nivel 4: Gabros. Representa material
solidificado en la cámara magmática existente
bajo la zona de dorsal. Este material
solidificado alimentó los dos niveles
anteriores.

25. 1.2 Corteza Continental: de 0-70 kilómetros.
Menos densa y más gruesa que la Corteza Oceánica. Se encuentra en las
tierras emergidas y plataformas continentales. Muestra edades mucho
más antiguas que la Corteza Oceánica, pudiendo encontrarse rocas que
se formaron hace 4000 millones de años.
Muy heterogénea en su mitad inferior predominan las rocas
metamórficas ( gneis y esquistos), entre ellas se sitúan grandes macizos
de granito y en la zona más superficial abundan las rocas sedimentarias
Presenta dos tipos de zonas que se diferencian por su
espesor ,morfología y en su disposición:
* Cratones: Partes de la corteza continental formadas por las rocas más
antiguas y estables. Han sufrido la acción de los procesos externos por
eso no presentan grandes relieves.
* Orógenos: Están ocupadas por las cuencas en las que se acumulan los
sedimentos y por las cordilleras que se forman a partir de ellos.

27. 2. EL MANTO.
Se sitúa por debajo de la corteza y se extiende desde la discontinuidad
de Mohorovicic hasta la de Gutemberg.
Su composición química es bastante uniforme ya que está formando
íntegramente por rocas ígneas plutónicas del tipo de las peridotitas.
A pesar de esta relativa uniformidad, los estudios sísmicos han
revelado que el manto podría presentar una estructura en capas debida
a las variaciones de las condiciones termodinámicas a medida que
aumenta su profundidad:
Manto superior: se sitúa en la discontinuidad de Mohorovicic y los
400 km de profundidad. Está compuesto por rocas ricas en olivino y
piroxenos.

28. ·Zona de transición del manto: Posee unas reorganizaciones
minerales debido al incremento de la presión que tiene lugar al
aumentar la profundidad y que dan lugar a especies progresivamente
más densas así, partir del los 400 km se puede producir una
reorganización atómica en el olivino para crear una estructura más
compacta de un mineral llamado espinela; a partir de los 670 km la
estructura de espinela se desdobla en perovskita y óxido de magnesio.
Manto inferior: se extiende desde los 1000 a los 2900 km de
profundidad. Se compone de rocas ultrabásicas compactas.
Nivel D''. Zona situada entre los 2700 y los 2900 km de profundidad.
Podría estar compuesto por una mezcla de rocas del manto y material
procedente del núcleo, principalmente hierro, que podría ascender por
capilaridad hasta esta zona. Dada las altas temperaturas, se formarían
agregados de aleación de hierro y rocas silíceas ferruginosas

29. 3.- NUCLEO:
(desde los 2.900 hasta los 6.370 km). La densidad es muy alta,
de tal manera que su composición debe ser parecida a los
sideritos (meteoritos de hierro). Está constituido en su mayor
parte por una aleación de hierro y níquel. El comportamiento de
las ondas S nos muestra dos partes muy diferenciadas, separadas
hacia los 5.100 kilómetros:
a) Núcleo externo:
Fundido, puesto que las ondas S no lo atraviesan. La temperatura
alcanza los 5.000 grados. La menor densidad con respecto al
interno hace pensar que, además de hierro y níquel, puede haber
otros elementos, fundamentalmente, azufre y, en menor
cantidad, silicio y oxígeno. Presenta fuertes corrientes de
convección.

30. b) Núcleo interno:
Sólido, evidenciado por una mayor velocidad de las ondas P. Por
su mayor densidad se piensa que su contenido en azufre es mucho
menor que el del Núcleo externo. Esta circunstancia, junto con las
mayores presiones existentes en el interior, posibilita su estado
sólido pese a existir mayores temperaturas (superiores a 6000 º C
b) UNIDADES DINÁMICAS
Se establecen en función de las características físicas de los
materiales, como su comportamiento mecánico o su estado físico
En esta división la tierra se divide en:
a) Litosfera: Es la capa más externa y rígida. Incluye toda la
corteza y algo del manto Su grosor varía de unos lugares a otros

31. b) Manto sublitosférico ( antes llamada astenosfera) Es la capa plástica
que alcanza hasta la discontinuidad de los 670 km . Se encuentra en
estado sólido pero sometidos a fuertes corrientes de convección ( su
comportamiento es de un fluido de viscosidad muy elevada)
c) Mesosfera: También se encuentra sometidas a corrientes de
convección, motivadas por las diferencias de temperatura y por tanto de
densidad entre las zonas más profundas y las más altas
d) Endosfera: Esta capa se corresponde con el núcleo geoquímica, tiene
una dinámica propia ,responsable del magnetismo. Se divide en
d.1) Núcleo externo: Se encuentra en estado líquido , agitado por fuertes
corrientes de convección y desempeña un papel clave en la creación del
campo magnético terrestre
d.2 ) Núcleo interno. A medida que el núcleo libera calor a través del
manto, el hierro cristaliza y se acumula en el fondo. Este hierro sólido es
el que forma el núcleo interno.