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Centro Caixa Madrid
Mayo-junio 2012
La Tierra: geodinámica externa e interna
La Geodinámica es una rama de la Geología, que trata de los
agentes o fuerzas que intervienen en los procesos dinámicos
de la Tierra.
En el planeta Tierra se
producen cambios a lo largo
del tiempo, tanto en la
superficie como en las capas
profundas
Algunos son rápidos
(huracanes, terremotos ...)
Otros mucho más lentos
(movimientos continentales,
orogenias ...)
La Tierra: geodinámica externa e interna
Se subdivide en:
Geodinámica interna o procesos endógenos que trata de los factores
y fuerzas profundas del interior de la Tierra
Cambios del interior
Fuente de energía: Calor interno terrestre
Tiende a acentuar el relieve
Teoría de la Tectónica de placas
La Tierra: geodinámica externa e interna
Geodinámica externa o procesos exógenos, trata de los factores
y fuerzas externas de la Tierra (viento, agua, hielo, etc..), ligada al
clima y a la interacción de éste sobre la superficie o capas más
externas.
Cambios del exterior
Fuente de energía:
Radiación solar que se
transforma en
movimiento de fluidos
Tiende a nivelar el
relieve
La Tierra: geodinámica externa e interna
El origen de la tierra
El origen de la Tierra se remonta a unos 4.500 millones de años
Al principio era muy diferente a como hoy la conocemos
El proceso de formación de la
Tierra tuvo lugar durante unos
10 a 20 millones de años
En un inicio, no existe ningún
continente, y está cubierta en
su totalidad por océanos y
rodeada por una espesa capa
de nubes
El tamaño es una décima parte
del volumen actual
http://www.youtube.com/watch?v=q4tr1vg0Z2I
La Tierra: geodinámica externa e interna
El origen de la tierra
Este “protoplaneta” Tierra, gira en torno al sol junto a una
veintena de protoplanetas de tamaño similar
Hoy, este espacio es ocupado por la órbita de 4 planetas:
Mercurio, Venus, Tierra y Marte.
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El origen de la tierra
Estos protoplanetas comenzaron a colisionar entre sí debido a la
modificación de sus órbitas causada por el efecto de sus fuerzas
gravitatorias.
La colisión de estos protoplanetas provoca su fusión y origina un
protoplaneta de tamaño igual a la suma del tamaño de los astros
que colisionan
La Tierra: geodinámica externa e interna
El origen de la tierra
El tamaño de un planeta depende de las colisiones que lo han
engendrado.
La Tierra fue el resultado de una decena de colisiones
La última colisión de
protoplanetas que
originó la Tierra fue la
más espectacular
La Tierra: geodinámica externa e interna
El origen de la tierra
De esta última colisión se liberaron hacia el espacio enormes
cantidades de rocas en fusión que orbitan alrededor de la Tierra
La Tierra: geodinámica externa e interna
El origen de la tierra
Estos fragmentos colisionan entre sí y fusionándose entre sí
La Tierra: geodinámica externa e interna
El origen de la tierra
El satélite de nuestro
planeta fue fruto de
estos encuentros
La Tierra: geodinámica externa e interna
El origen de la tierra
En la actualidad, sus características principales son:
Forma
Aproximadamente un elipsoide
Radio ecuatorial : 6.378 Km. Diametro: 12.756 Km
Radio polar: 6.357 Km. Diametro: 12.713 Km
Masa
Masa 5,89 billones de toneladas
Densidad heterogénea:
Densidad media: 5.52 g/cm3
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¿Cómo es la Tierra por dentro?
El interior de la Tierra es en su inmensa mayoría inaccesible
A penas se han conseguido excavar los 15 primeros kilómetros
A pesar de ello, los geólogos disponen de diferentes procedimientos de
estudio que les permiten obtener información del interior de nuestro
planeta, hasta el punto de que actualmente se puede decir que se
conocen bastantes detalles acerca de su composición, estructura y
dinámica.
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¿Cómo es la Tierra por dentro?
Métodos directos:
Estudio de los materiales accesibles de la superficie de la Tierra
mediante toma de muestras (composición , edad....)
estudio de los materiales extraídos de las minas
la realización de sondeos geológicos
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¿Cómo es la Tierra por dentro?
El sondeo más profundo realizado hasta la actualidad es el KSB (Kola
Superdeep Borehole), al norte de Rusia, que ha llegado hasta los 15
km. Los testigos permiten crear litotecas, es decir, colecciones de
material rocoso que proporcionan información de rocas y fósiles
profundos.
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¿Cómo es la Tierra por dentro?
laboratorio geológico situado a 8.578
metros de profundidad, a temperaturas
de 180ºC
La Tierra: geodinámica externa e interna
¿Cómo es la Tierra por dentro?
Pero los más importantes son métodos indirectos, entre los que
destaca el método sísmico, pero que también incluyen métodos
como el estudio de los meteoritos.
Este método trata de obtener información a partir de las ondas
emitidas por un terremoto, sismo o seísmo.
En gran medida, la estructura de
la Tierra, se ha deducido por el
comportamiento de estas ondas
sísmicas que atraviesan varias
veces la Tierra en distintas
direcciones cuando se produce un
terremoto.
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¿Cómo es la Tierra por dentro?
Las ondas sísmicas podemos dividirlas en:
1. Longitudinales, cuando las partículas afectadas vibran en la
misma dirección en la que se propaga el movimiento. Se propagan en
materiales sólidos y fluidos (ondas P)
2. Transversales, las partículas afectadas vibran perpendicularmente
a la dirección de propagación del movimiento. Sólo se propagan en los
medios sólidos (ondas S).
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¿Cómo es la Tierra por dentro?
Las velocidades de las ondas
dependen de la rigidez, la
compresibilidad y la densidad.
Al haber dos tipos de ondas
sísmicas longitudinales y
transversales se pueden calcular
estos parámetros para el interior
terrestre.
Los cambios bruscos de
velocidad de las ondas sísmicas
se llaman discontinuidades
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¿Cómo es la Tierra por dentro?
Se pueden apreciar en las gráficas que se obtienen a partir de los sismómetros
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¿Cómo es la Tierra por dentro?
Las discontinuidades llevan los nombres de los sismólogos que
las descubrieron y son:
- Discontinuidad de Mohorovic,
- Discontinuidad de Gutemberg
- Discontinuidad de Wiechert-Lehman
Mohorovic, Croacia. 1857
Gutemberg, Alemania. 1889
Lehman, Dinamarca. 1888
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¿Cómo es la Tierra por dentro?
La Tierra: geodinámica externa e interna
¿Cómo es la Tierra por dentro?
Estas 3 discontinuidades indican que la tierra se divide en 3 capas: corteza
manto y núcleo, cada una con características diferentes
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¿Cómo es la Tierra por dentro?
La corteza
Capa exterior de la Tierra
Muy delgada si se compara con manto y nucleo: espesor: 5 - 80 Km
Contacto interior con el manto, separados por la discontinuidad de
Mohorovicic
Contacto superior con la atmósfera, continentes, o hidrosfera
(fondos oceánicos)
Composición: rocas silíceas
- Continental . Más Al: Granitos
- Oceánica . Más Fe y Mg: Basaltos
Temperatura: Desde bajo cero en superficie hasta 800-1500 ºC en
profundidad
Densidad: 3.0 g/cm3
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¿Cómo es la Tierra por dentro?
Mayoritariamente sólida rígida aunque a veces se deforma y a
veces se funde formando magmas
Tipos de corteza
Corteza Continental
33% de la superficie terrestre.
Suele coincidir con continentes aunque en parte está bajo las
aguas en las plataformas continentales.
Gruesa : 25 a 80 Km
Corteza Oceánica
66% de la superficie terrestre.
Suele coincidir con los océanos
Fina : 6 a 12 Km
La Tierra: geodinámica externa e interna
¿Cómo es la Tierra por dentro?
La Tierra: geodinámica externa e interna
¿Cómo es la Tierra por dentro?
La Tierra: geodinámica externa e interna
¿Cómo es la Tierra por dentro?
Manto
Es la capa terrestre más importante: 67% de la masa y 82%
del volumen del planeta
Predominantemente compuesto por silicatos de Fe y Mg
Se distinguen tres zonas:
Manto superior: Desde los 30-40Km de profundidad hasta
los 900Km.
Manto inferior: Desde los 900 Km a los 2.600Km.
Zona D: contacto con el núcleo, de los 2.600 Km a los
2.900 Km
Temperatura: Muy alta 2000 - 4000 ºC
Presión: 50.000 - 1,4 E6 atmósferas
Densidad: 4 - 6 g/cm3
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¿Cómo es la Tierra por dentro?
Estado Físico: Sólido rígido en la parte superior y Plástico el resto
La parte superior
rígida junto con
corteza recibe el
nombre de litosfera
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¿Cómo es la Tierra por dentro?
Movimientos: Convección interna. Probable en todo el manto. Una o dos
capas de células de convección
La convección produce movimientos laterales en litosfera: Tectónica de
placas y Puntos calientes.
La Tierra: geodinámica externa e interna
¿Cómo es la Tierra por dentro?
La Tierra: geodinámica externa e interna
¿Cómo es la Tierra por dentro?
Núcleo
Composición: 80 - 90 % Hierro . 4% Ni, cantidades
menores de O y Si.
Se supone homogéneo
Temperatura: Muy elevada . 4.000 - 6.600 ºC
Densidad: Muy alta . 9 a 14-18 gr/cm3
Estado Físico: Líquido en su primera parte. Sólido el resto
por aumento de presión
Movimientos de convección interna y cambios de ritmo de
núcleo interno y manto generan campo magnético.
Activo desde hace 3.500 millones de años al menos.
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¿Cómo es la Tierra por dentro?
Hoy en día se tiende a explicar la estructura de la Tierra, tendiendo
al comportamiento mecánico de los distintos materiales, ya que
una misma roca sometida a condiciones diferentes de presión y
temperatura presenta rigidez y estado físico distintos.
Así, la observación de algunos terremotos con hipocentros
profundos permitió deducir la existencia de una capa dentro del
manto superior, en la que las ondas sísmicas quedaban como
atrapadas y disminuían de velocidad. A esta capa se la denominó
Astenosfera o “capa de baja velocidad” y se interpretó que estaba
parcialmente fundida. En ella se originan los magmas que salen
por los volcanes de las cordilleras submarinas y de otros lugares
de la Tierra, y se producen las llamadas corrientes de convección,
que permiten interpretar mejor la dinámica interna de la Tierra
La Tierra: geodinámica externa e interna
¿Cómo es la Tierra por dentro?
Desde un punto de vista
dinámico la Tierra puede
dividirse en las siguientes
zonas:
1. Litosfera. Conjunto
rígido que abarca la corteza
más una parte del manto
superior, hasta la
Astenosfera
La Tierra: geodinámica externa e interna
¿Cómo es la Tierra por dentro?
2. Astenosfera. Capa de baja velocidad para las ondas
sísmicas, que se sitúa dentro del manto superior, entre los 70150 Km y los 600-800 Km de profundidad, según las zonas de
la Tierra. La Litosfera está formada por bloques rígidos llamados
placas litosféricas, que se mueven entre sí por las corrientes de
convección que tienen lugar en la Astenosfera.
3. Mesosfera. Capa formada por el
resto del manto por debajo de la
Atenosfera
4. Endosfera. Capa equivalente al
núcleo.
La Tierra: geodinámica externa e interna
Geodinámica interna o procesos endógenos que trata de los factores
y fuerzas profundas del interior de la Tierra
Cambios del interior
Fuente de energía: Calor interno terrestre
Tiende a acentuar el relieve
Teoría de la Tectónica de placas
Sismicidad
Vulcanismo
Formación de pliegues y fallas
La Tierra: geodinámica externa e interna
¿Cómo es la Tierra por dentro?