-
Observaciones directas de
los materiales de la tierra. Se obtiene una información muy limitada. Las rocas extraídas son comparables
a las que afloran en la superficie de la tierra.
-
Estudio de
minas: 2.000 m de profundidad.
-
Sondeos: 7.000 m de
profundidad.
-
Observaciones indirectas. Aportan más
datos sobre el interior de la Tierra.
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Erosión de las
montañas que hace aflorar rocas que fueron originadas en profundidad.
-
Lavas emitidas
por los volcanes, que están formadas por materiales originados a
profundidades de hasta 100 km.
-
Meteoritos
caídos sobre la Tierra, que se consideran como partes del interior de
otros planetas.
-
Otras características de la Tierra que también
sirven para investigar su estructura:
-
La densidad de
la Tierra, que va aumentando desde la superficie desde 2,8 g/cm3
hasta el interior donde alcanza los 14 g/cm3.
-
La presión,
que varía desde unas pocas atmósferas en superficie a más de 3.000.000 en el
centro de la Tierra (datos teóricos deducidos por métodos indirectos).
-
Cálculo de la
temperatura del interior de la Tierra. En
superficie el grado geotérmico es de un grado por cada 33 m de profundidad,
aunque este aumento no puede continuar hacia el interior, pues se alcanzarían
temperaturas que harían que la tierra fuera inestable.
-
Valores que tiene la gravedad terrestre en distintos puntos del planeta. Se demuestra
que en las montañas el valor de la gravedad es menor que en las llanuras al ser
el ancho de la corteza (la capa menos densa) mayor.
-
El estudio
del magnetismo indica que en el núcleo se diferencian dos capas: un núcleo
interno sólido y un núcleo externo fluido.
-
El estudio por medio de las ondas sísmicas aporta los datos más completos sobre la
estructura y composición de la Tierra.
Estudio
del interior de la Tierra por medio de las ondas sísmicas.
Los terremotos son
movimientos bruscos debidos a la rotura y el desplazamiento de rocas de la
corteza profunda o del manto superior, como consecuencia del movimiento de las
placas litosféricas. Suelen producirse a una profundidad de unos 50 km.
-
Registro de las
ondas sísmicas.
- Los
sismógrafos son los aparatos encargados de registrar las ondas sísmicas.
- Existen tres
grandes tipos de ondas sísmicas:
-
Ondas P: Son las más
rápidas. Vibran en la misma dirección que la dirección de propagación. También
se denominan ondas primarias o principales
-
Ondas S: Son más
lentas que las P. Vibran perpendicularmente a la dirección de propagación. No
atraviesan fluidos. También se denominan ondas secundarias.
-
Ondas superficiales: son las que
al llegar a la superficie causan las catástrofes. Hay dos tipos de ondas
superficiales:
-
Ondas R (Rayleigh) hacen subir y bajar las
partículas del sustrato en un movimiento circular, produciendo un
desplazamiento hacia delante y hacia atrás.
-
Ondas L (Love) dan lugar a un movimiento latera,
perpendicular ala dirección de propagación.
-
Características
de las ondas sísmicas.
-
Cuanto mayor es la densidad del material
atravesado, menor es la velocidad de las ondas, y cuanto mayor es su rigidez,
mayor es su velocidad.
-
Las ondas S no se propagan en fluidos.
-
Las curvas P y S tienen una trayectoria curva en
determinadas zonas de la tierra y se refractan al cambiar de un medio a otro
con características muy diferente (por ejemplo del manto al núcleo).
1.
Las discontinuidades.
Del estudio de las ondas
sísmicas se deduce que la Tierra tiene una estructura en capas. Cada variación
brusca en la velocidad de propagación de las ondas indica que éstas entran en
un nuevo tipo de material o en un material con un estado de viscosidad
distinto. A estas variaciones bruscas se las denomina discontinuidades.
-
La primera se sitúa a 10 km en los océanos y a 30-40
km bajo los continentes, separa la corteza del manto, y se denomina
discontinuidad de Mohorovic.
-
La segunda se localiza a unos 670 km de profundidad,
se denomina discontinuidad de Repetti y marca la transición entre manto
superior y el inferior.
-
La tercera se localiza a 2.900 km y se denomina
discontinuidad de Gutemberg. Separa el manto del núcleo.
-
La cuarta discontinuidad se produce a los 5.100 km y
se denomina discontinuidad de Wiechert-Lheman.
2.
Divisiones de la Tierra.
Se pueden considerar dos
criterios para subdividir el planeta en capas:
-
Divisiones
geoquímicas. El 92% de la tierra está compuesta por:
-
Hierro (34,6%).
-
Oxígeno (29,2%).
-
Silicio (15,2%).
-
Magnesio (15,2%)
Estos elementos
químicos se combinan formando minerales y se distribuyen en tras grandes capas:
-
Corteza. Es la capa
más externa y tiene entre 8 y 70 km de espesor. En ella se concentran los
elementos más ligeros.
-
Manto. Ocupa la
mayor masa de la Tierra y llega hasta los 2.900 km de profundidad. El
porcentaje de elementos pesados es más alto que en la corteza.
-
Núcleo. Ocupa el
centro de la tierra. En él se localiza el porcentaje más alto de elementos
densos, como el hierro.
-
Divisiones
dinámicas: Según el comportamiento que tienen los materiales ante las
deformaciones. Bajo este criterio se distinguen cuatro capas:
-
Litosfera. Es la capa
exterior, de naturaleza rígida y quebradiza. Su espesor medio calculado es de
100 km. Está formada por la corteza y la parte superior del manto.
-
Astenosfera. Tiene un
espesor medio de 200 km. Constituye la parte inferior del manto superior.
También se la denomina canal de baja velocidad ya que en ella la velocidad de
las ondas sísmicas desciende bruscamente.
-
Mesosfera. Coincide con
el resto del manto.
-
Endosfera. Coincide con
el núcleo.
3.
Estructura y naturaleza
físico-química del interior de la Tierra.
Hay dos tipos básicos de
corteza: la corteza oceánica y la corteza continental.
-
La corteza
oceánica.
-
Tiene un espesor mucho menor que la corteza
continental; sobrepasa los 12 km.
-
Su zona más externa está formada por sedimentos.
-
Debajo de esta primera zona se encuentra una capa de
rocas volcánicas de composición basáltica, originada por el enfriamiento de la
parte fundida del manto al ser emitida a la superficie en forma de lavas.
-
La zona más profunda de la corteza oceánica está
formada por gabros, rocas que han sufrido un enfriamiento lento en el interior
de la tierra y que debido a ello, presentan todo el volumen de la roca formado
por cristales.
-
La corteza oceánica es joven comparada con la
corteza continental.
-
La corteza
continental
-
Constituye los continentes y las plataformas
continentales (que son sus bordes sumergidos).
-
A diferencia de la oceánica, la continental es muy
antigua, puede tener hasta 4.000 millones de años.
-
Se distinguen tres zonas distintas:
-
Zona
superficial: Rocas sedimentarias plegadas (o no).
-
Zona intermedia: Rocas
metamórficas de intensidad media junto con plutones (granitos).
-
Zona profunda: Rocas
metamórficas de alto grado de intensidad de presión y de temperatura junto con
intrusiones básicas.
-
El manto.
-
Para su estudio existen menos evidencias que para el
estudio de la corteza.
-
Llega a los 2.900 km de profundidad.
-
Está formado por rocas ultrabásicas, que son rocas
pobres en sílice y ricas en olivino y piroxenos.
-
Una de sus características más importantes es su
dinámica de convección que hace que se produzcan corrientes que equilibran el
calor interno con el superficial.
El
núcleo.
-
El núcleo externo es líquido.
-
Su temperatura puede ser de unos 4.000 a 5.000 ºC.
-
El núcleo genera un campo magnético que ha quedado
registrado en las rocas desde hace unos 3.500 millones de años.
-
Se supone que debe estar compuesto mayoritariamente
por hierro y níquel
1. El origen de las montañas. Contraccionistas y
movilistas.
Hasta la década de los 60,
cuando empieza a conocerse mejor el fondo de los océanos y a interpretarse los
datos del magnetismo terrestre, la comunidad científica se debatía entre dos
corrientes de pensamiento: la de los contraccionistas y la de los movilistas.
-
Los contraccionistas se basaban en la teoría del
geosinclinal, que eran una especie de surcos estrechos, pero de muchos
kilómetros de longitud, en los que se iban acumulando a lo largo del tiempo
cantidades ingentes de sedimentos, que las fuerzas de compresión horizontales
(contracción) plegaban elevándose y formando las cadenas de montañas. Sin
embargo, la idea de que la Tierra se contraía como consecuencia de su
enfriamiento fue perdiendo peso poco a poco, al descubrirse la radiactividad
terrestre y por tanto la posibilidad de que existiera una fuente para el
mantenimiento del calor del interior del planeta.
-
Los movilistas se basaban en la antigua idea del
desplazamiento de los continentes, aunque la principal dificultad que tenían
para que sus ideas fueran aceptadas radicaba en que no aportaban suficientes
datos concretos para justificar la movilidad de las masas terrestres. Pero en 1911
Wegener, un meteorólogo alemán, planteó con gran abundancia de argumentos y
datos la idea de que los continentes no habían permanecido fijos, sino que se
habían movido en el transcurso de los tiempos geológicos.
La teoría de Wegener
conocida como la deriva continental, describía cómo un gran continente
primitivo, al que denominó Pangea, se fracturó en numerosos continentes más
pequeños. Estos continentes, en su desplazamiento a lo largo del tiempo,
originaron las masas de tierra y las montañas actuales.
2. La teoría de la tectónica de placas.
Según la teoría que propuso
Wilson en 1965, la Tierra se divide, como un rompecabezas, en una serie de
compartimentos rígidos denominados placas litosféricas. Las placas están
separadas por una red de cinturones sísmicos y volcánicos, cadenas montañosas
submarinas y archipiélagos de islas volcánicas dispuestas en arco, que recorren
toda la superficie terrestre.
En la actualidad se acepta
que la Tierra está dividida en 12 placas de tamaño variable.
Hay placas exclusivamente
oceánicas, aunque lo común es que tengan una parte formadas por litosfera
continental (el continente y la plataforma continental) y otra formada por
litosfera oceánica.
Relación entre placas.
Las placas pueden separarse,
chocar o deslizarse lateralmente entre sí. Las zonas en que sucede esto se
denominan respectivamente: dorsales oceánicas, zonas de subdución y fallas
transformantes.
Con relación a esto, entre
placa y placa se pueden reconocer tres tipos de límites o bordes:
-
Bordes constructivos o dorsales oceánicas: Son las
zonas en las que se crea constantemente litosfera oceánica. Están situados
normalmente en el centro de los océanos.
-
Bordes destructivos: Son las zonas en las que se
destruyen las placas, al penetrar la litosfera oceánica debajo de la
continental en la llamada zona de suducción. Se sitúan generalmente cerca de
los bordes continentales. También se produce suducción cuando convergen dos
placas oceánicas.
1. Pruebas de la tectónica de placas.
1) Coincidencia de líneas de costa.
Cuando se ajustan los
continentes a las líneas que delimitan la plataforma continental, a unos 2.000
m de profundidad bajo el nivel del mar, se puede comprobar que la coincidencia
de las masas continentales es muy grande.
2) Coincidencia de formaciones rocosas en continentes
lejanos.
La coincidencia corresponde
a rocas que tienen más de 100 millones de años, tiempo en el que comenzó la
separación del primitivo continente único (Pangea).
3) Continuidad de las cadenas alpinas y separación de
las cadenas hercínicas.
Las cadenas montañosas más
recientes, denominadas cadenas alpínicas, se originaron hace unos 25-30
millones de años. Se comprueba que la distribución de estas a lo largo de la
Tierra no se interrumpe en ningún momento. Sin embargo otras cadenas montañosas
más antiguas, originadas durante el plegamiento hercínico, hace unos 300
millones de años, presentan grandes interrupciones y solamente se puede
apreciar su continuidad si se unen los continentes.
4) Pruebas paleontológicas.
Aunque las faunas actuales
de diversos continentes no se parecen en nada, las faunas fósiles presentan
especies en común, por lo que cabe pensar que los continentes debieron
separarse en un momento determinado, lo que dio lugar a que la evolución las
hiciera diferentes.
La única posibilidad de que
se encuentren fósiles de la misma especie en lugares tan alejados entre sí es
que dichos lugares estuvieran unidos en aquella época y constituyeran el
hábitat continuo del animal.
5) Pruebas paleoclimáticas.
Durante el Carbonífero, hace
unos 300 millones de años, se produjo una gran glaciación, cuya existencia se
ha identificado por los depósitos que dejaron los antiguos glaciares. Estos
depósitos, denominados morrenas, aparecen como una acumulación de rocas de
distintos tamaños y muy poco o nada redondeados. El roce de la morrena del
fondo del glaciar provocó unas marcas grabadas en las rocas duras, estos surcos
se denominan estrías glaciares. A partir de estos restos de la glaciación
carbonífera y de las direcciones de las estrías en los continentes actuales, se
puede reconstruir el modo en el que estaban agrupados los continentes de
aquella época.
6) Paleomagnetismo y movimiento de los continentes
Cuando los volcanes arrojan
los materiales magmáticos del interior de la Tierra, los minerales, sobre todo
los de hierro, se orientan según el campo magnético.
Cuando la lava se enfría,
los minerales de hierro quedan orientados según la posición del polo magnético
del momento. La latitud en la que están, así como la orientación magnética que
tienen permiten determinar la dirección del campo magnético terrestre en el
momento de su magnetización.
Se ha comprobado que este
campo magnético ha variado a lo largo del tiempo. Esta característica del
magnetismo terrestre ha quedado impresa en las lavas del fondo marino. Así, se
originan bandas de distinta anchura, paralelas al eje de la dorsal, formadas
por minerales orientados alternativamente. Estas bandas, llamadas anomalías
magnéticas, son sin duda una de las pruebas más importantes que demuestran el
crecimiento de la corteza oceánica a partir de las dorsales.
Esta característica
magnética también prueba que los continentes se han movido, dado que las rocas
magnetizadas de otras épocas tienen orientaciones distintas a las actuales.
Incluso puede reconstruirse el desplazamiento seguido por los continentes en
los últimos tiempos geológicos, a partir de los datos que nos proporciona el
magnetismo antiguo (paleomagnetismo).
7) Distribución global de volcanes y terremotos
Los terremotos y volcanes se
distribuyen en la Tierra en bandas muy definidas. Tal distribución coincide
plenamente con los límites de las placas, especialmente con los bordes que
subducen. El rozamiento de la placa que subduce provoca un aumento de
temperatura, de tal manera que se originan rocas fundidas que ascienden a la
superficie de la tierra y dan origen a los volcanes.
8) Medida del desplazamiento de los continentes
Se ha comprobado que los
continentes se separan unos de otros a velocidades distintas en cada caso, pero
del orden de varios centímetros/año. Se emplean satélites artificiales que
realizan la medición mediante rayos láser.
9) Prueba biológica-ecológica
Hace 130 o 140 millones de
años, el Mar de los Sargazos era una zona pantanosa situada entre las actuales
América y Europa. Allí desovaban las anguilas (tanto las europeas como las
americanas). Actualmente siguen desovando allí aunque para ello tengan que
recorrer miles de kilómetros en algunos casos, ya que tienen sus genes
programados biológicamente para ir a ese lugar a desovar.
2. Origen del movimiento de las placas.
El desplazamiento de las
placas se debe seguramente a la liberación del calor de la Tierra. Las zonas
calientes del interior de la Tierra evacuan el calor hacia el exterior, y a su
vez, las zonas frías de la corteza se introducen en el manto, quizás de manera
similar a la convección que se produce en los fluidos al calentarlos.
De esta manera se produce un
movimiento de rocas plásticas del manto, que parece ser el causante del
desplazamiento de las placas.
Unos científicos creen que
sólo hay un sistema de circulación en el manto, mientras que otros creen que de
ser así la Tierra se enfriaría muy rápidamente, por lo que piensan que debe
existir un doble circuito de convección para que la Tierra pierda más
lentamente su calor.
Otras teorías afirman que al
subducir la el borde de la placa, arrastra tras de sí a la totalidad de la
placa, debido a su peso.
3. Origen y evolución del fondo oceánico.
-
La mayor parte del fondo oceánico, sin considerar
las plataformas continentales, se ha originado como consecuencia de la
fracturación de las placas litosféricas y su separación.
-
El fondo oceánico se crea en las zonas de las
dorsales oceánicas y se destruye en las zonas de subducción.
-
Cerca de los continentes encontramos las rocas más
antiguas del fondo del mar; esta edad de las rocas disminuye a medida que nos
acercamos a la dorsal oceánica, donde sólo encontramos rocas volcánicas.
4. Los bordes constructivos.
En las dorsales (límites de
placas donde se produce una separación), el hueco que dejan las placas al
separarse es rellenado continuamente por material volcánico procedente del
manto. Este material es el que forma la corteza oceánica y es quien provoca la
expansión del fondo oceánico y el movimiento de los continentes.
Las dorsales son cadenas
montañosas submarinas de perfil muy agreste y con una longitud de miles de
kilómetros.
En el centro de muchas
dorsales existe una gran depresión que las recorre, conocida como fosa
tectónica o rift. El valle de rift se presenta como una serie de zonas hundidas
escalonadas, resultado de un sistema de fallas. En el centro de este valle, la
actividad volcánica es constante. Sobre estos fondos de la va no existe ningún
sedimento, lo que demuestra que no ha habido tiempo de que nada se deposite
sobre ellos. Junto a las lavas encontramos abundantes chimeneas volcánicas que
emiten fluidos a altas temperaturas.
