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ESTRUCTURA INTERNA DE
LA TIERRA
• Métodos para conocer el interior terrestre:
– Directos
– Indirectos
• Métodos directos. Averigua:
– Cuál es la mina más profunda.
– Cuál es el sondeo con finalidad científica más
profundo realizado.
– A qué profundidad se encuentran las cámaras
magmáticas.
La mina de oro de Tau Tona (África del Sur) es la más profunda del mundo,
con 3,9 kilómetros de profundidad.
El proyecto Mohole (USA) se propuso perforar la corteza oceánica para llegar a la
discontinuidad de Mohorovicic (1950 – 1966) y coger muestras del manto terrestre.
Se llegaron a perforar 601 metros bajo el fondo marino.
El pozo superprofundo de Kola (proyecto de prospección geológica de la URSS,
1970 - 1984) alcanzó los 12262 m de profundidad (20 cm de diámetro).
No alcanzó los 15 km, donde se situaría la discontinuidad de Mohorovicic, debido
a la imposibilidad técnica de perforar a temperaturas superiores a 180 ºC.
La lava que sale por el cráter de un volcán está almacenada en una
cámara magmática que se encuentra a una profundidad comprendida
entre 1 y 5 kilómetros. Este magma procede, a su vez de cámaras
más profundas (primarias) que se encuentran a unos 20 a 50
kilómetros de profundidad y que acumulan magma procedente de la
fusión parcial de rocas de la corteza profunda y el manto superior
(100 a 110 kilómetros de profundidad).
• Métodos indirectos:
– La densidad de la Tierra.
– La composición de los meteoritos.
– El método sísmico.
– La temperatura del interior terrestre.
– El campo magnético
• La densidad de la Tierra:
DT = MT/VT
F = m x g ; F = G x MT x m/r2
MT = r2 x g/G ;
VT = 4/3 x n x r3;
DT = 5,5 g/cc (densidad media de la Tierra).
D = 5,5 g/cc
D = 2,7 – 3,3 g/cc
En general se observa que las rocas de la superficie terrestre tienen
una densidad de 2,7 a 3,3 g/cc.
¿Cómo se explica que la densidad media de la Tierra sea casi el doble
que la de las rocas de la superficie?
Conclusión:
En el interior terrestre tiene que haber zonas de
densidad superior a la densidad media de la Tierra.
Observa la abundancia relativa de los elementos químicos en el universo
y saca tus conclusiones.
Los sideritos representan el 5,7 %
de los meteoritos caídos sobre la Tierra.
Se interpretan como restos del núcleo de asteroides
desintegrados al colisionar entre sí.
RESUME LOS ARGUMENTOS QUE JUSTIFICAN
LA EXISTENCIA DE UN NÚCLEO TERRESTRE
MAYORITARIAMENTE COMPUESTO POR HIERRO.
EL MÉTODO SÍSMICO.
La rotura de las rocas del interior terrestre sometidas a esfuerzos
libera una gran cantidad de energía en forma de ondas elásticas que
viajan en todas direcciones a partir del foco de emisión.
Los focos sísmicos se encuentran sobre los planos de fallas activas.
La teoría del rebote
elástico de Reid
explica cómo las
rocas sometidas
a esfuerzos se van
deformando y
acumulando gran
cantidad de energía
(energía elástica).
¿Sabrías explicar qué
condición se debe
cumplir para que esa
energía
se libere?
Las ondas P (pressure)
son longitudinales,
como el sonido.
Las ondas S (shake)
son transversales.
Sólo se propagan en
medios sólidos.
Las ondas P de un terremoto son las primeras en llegar a un sismógrafo.
Las ondas sufren refracción cuando varían las características del medio
por el que se propagan. De ahí que su trayectoria no sea rectilínea.
A partir de 105º de arco medidos desde el epicentro de cualquier terremoto
ya no se reciben ondas S. ¿Sabrías explicar por qué?
Moho
Gutem
v (km/s)
p (km)
Los cambios bruscos en la velocidad de propagación de las ondas
sísmicas se llaman discontinuidades sísmicas.
• CAPAS DE LA TIERRA:
– Según su composición química:
• Corteza
• Manto
• Núcleo
– Según su comportamiento mecánico:
•
•
•
•
•
Litosfera
Manto superior sublitosférico
Manto inferior
Núcleo externo
Núcleo interno
Analiza la gráfica de variación de la temperatura en el interior terrestre
y saca tus conclusiones.
• La temperatura aumenta con la profundidad.
• El incremento de la temperatura por
kilómetro (gradiente geotérmico) más
elevado está en la litosfera y disminuye
mucho en las demás capas.
¿Qué zonas de la corteza terrestre registran
un gradiente geotérmico más elevado?
Razona tu respuesta.
Las dorsales oceánicas y, en general, las regiones volcánicas.
• ¿Qué temperatura habría en el centro de
la Tierra si el gradiente geotérmico medio
de la litosfera se mantuviese?
• ¿Qué temperatura habría en el centro de la
Tierra si el gradiente geotérmico medio de
la litosfera se mantuviese?
• El gradiente geotérmico disminuye mucho
a partir de la litosfera.
• ¿Por qué el núcleo interno es sólido y el
externo líquido si su temperatura es
mayor?
• ¿Por qué el núcleo interno es sólido y el
externo líquido si su temperatura es
mayor?
• El punto de fusión de los materiales se
incrementa con la presión. Por tanto, a
mayor profundidad mayor tendrá que ser la
temperatura para que un material funda.
N.E.
N.I.
5100 km
En el núcleo externo la temperatura es superior al punto de
fusión del hierro. El núcleo externo está en estado líquido.
En el núcleo interno la temperatura es inferior al punto de
fusión del hierro. El núcleo interno está en estado sólido.
• LA CORTEZA:
– Capa comprendida entre la superficie
terrestre y la discontinuidad de Mohorovicic.
– Se distinguen dos tipos de corteza:
• Corteza oceánica
• Corteza continental
Analiza este mapa de la edad de las rocas de la corteza oceánica
y saca tus conclusiones.
Analiza este mapa de la edad de las rocas de la corteza continental
y saca tus conclusiones.
• REALIZAR UNA TABLA COMPARATIVA
DE LAS CARACTERÍSTICAS DE LAS
CORTEZAS CONTINENTAL Y
OCEÁNICA.
• EL MANTO:
– Contiene el 67,3 % de la masa de la Tierra
– Es de composición peridotítica (silicatos de
hierro, magnesio y aluminio).
– Su densidad va aumentando de 3,3 a 5,5 g/cc
– Es sólido con comportamiento plástico y
sometido a corrientes de convección.
http://www.youtube.com/watch?v=-kDb0HlDsIM
Las ondas sísmicas viajan más
despacio a través de la roca
caliente que a través de la roca
fría.
IMAGEN POR TOMOGRAFÍA SÍSMICA DE LAS CORRIENTES
DE CONVECCIÓN DEL MANTO.
• EL NÚCLEO:
– Contiene el 30,8 % de la masa terrestre.
– Su composición es mayoritariamente de
hierro
ABUNDANCIA DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOS EN EL UNIVERSO.
EN AMARILLO APARECEN LAS ZONAS DEL NÚCLEO EXTERNO DONDE
EL FLUJO DE MATERIAL ES MÁS INTENSO.
DICHO FLUJO GENERA
EL CAMPO MAGNÉTICO
TERRESTRE.
• ¿QUÉ ORIGEN DE LA TIERRA PUEDE
EXPLICAR SU ESTRUCTURA EN
CAPAS CONCÉNTRICAS DE DENSIDAD
CRECIENTE?
Mimas, satélite de Saturno.
Tethys, satélite de Saturno.
Polo sur de Mercurio.
Cráter Yablovinka. Venus.
Superficie de la Luna.
Superficie de Marte.
Cráter Barringer. Arizona.
Cráter Manicougan.Canadá. 200 m.a.
• Los cráteres de impacto son un fenómeno
general en el sistema solar.
• Los planetas internos se han formado por
un proceso de acreción de planetésimos.
• Los planetésimos son cuerpos sólidos
existentes en gran cantidad en la zona
interna del sistema solar primigenio.
• La acreción es la unión de los
planetésimos formando un cuerpo cada
vez mayor.
• A mayor masa mayor fuerza de la gravedad y
mayor número de impactos que hacían crecer la
masa protoplanetaria a mayor velocidad.
• Una parte de la energía de los impactos se
transforma en calor.
• En la fase más intensa la prototierra se fundió,
iniciándose el proceso de diferenciación
gravitacional en capas.
• El espacio interplanetario se ha ido limpiando y
la frecuencia de los impactos ha ido
disminuyendo.