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Biología 1º
Tema 2
ORIGEN Y ESTRUCTURA
DE LA
TIERRA
1. EL ORIGEN DE LA TIERRA
Teoría de los planetesimales
Hace unos 15.000 millones de años se produjo la gran explosión o Big Bang. La materia,
extraordinariamente densa, fue impulsada en todas direcciones, a una velocidad
próxima a la de la luz, expandiéndose por todo el espacio. Masas de esta materia a
medida que se alejaban del centro y reducían su velocidad, quedaron más próximas
formando las galaxias.
Hace unos 5.000 millones de años, cerca del límite de la galaxia Vía Láctea, parte de la
materia se condensó en una nebulosa fría y enorme de gas y polvo que originaría el
Sistema Solar. Los materiales se concentraron y comprimieron, generando una fuerza
gravitatoria que se incrementó debido al movimiento giratorio de la nebulosa.
Las partículas que se comprimían hicieron el giro cada vez más rápido, generando una
fuerza centrífuga que expulsó al exterior las partículas más ligeras y formándose un
protosol con forma de disco. La masa de este disco se disgregó en anillos de los que
fueron surgiendo los distintos protoplanetas o planetesimales.
El planetesimal Tierra sería de un tamaño mayor al actual, fue contrayéndose,
aumentando su temperatura y su campo gravitacional, con lo cual se incorporaron
fragmentos y otros cuerpos planetarios cercanos.
Cuando la compresión alcanzó un punto máximo, debió de producirse un colapso
gravitatorio que produjo el aumento de la presión y la temperatura, lo que daría lugar a
reacciones internas. De esta forma, se produjo una diferenciación en capas
concéntricas, quedando las más densas en el interior y las más ligeras en el exterior.
Métodos de estudio de la Tierra
Se distinguen dos tipos:
- Directos
- Indirectos
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Métodos directos
- Sondeos ( máximo 13 km de profundidad)
- Análisis de las rocas de la superficie
- Análisis de los materiales arrojados por los volcanes
- Estudio de los meteoritos : en parte es un método indirecto porque a partir de ellos
deducimos cual puede ser la composición del interior terrestre ya que se cree que corresponden a
fragmentos que debieron unirse para formar un planeta.
Métodos indirectos
Hay muchos, los más importantes son:
Térmicos
Se basa en la existencia de un campo geotérmico (región a la que alcanza el calor interno de la tierra) .
-
-
La temperatura de la tierra aumenta con la profundidad; pero este aumento es variable según
la parta del mundo que consideremos.
Se denomina grado geotérmico a la profundidad necesaria , expresada en metros, para que la
Tª se incremente 1ºC. Se admite 1º geotérmico cada 33m de profundidad.
Pero hay anomalías que hacen variar el grado geotérmico como son:
o Proximidad de magmas,
o Presencia de elementos radiactivos
o Circulación subterránea de agua
Se ha comprobado que el flujo térmico es más elevado en las dorsales, puntos calientes y en
zonas volcánicas y en zonas de corteza continental gruesa.
El flujo térmico es menor en zonas de subducción y/o en zonas de corteza continental delgada
Magnéticos
Se basa en la existencia de un campo magnético terrestre.
Se cree que se debe a que la tierra actúa como una gran dinamo.
El imán que es la tierra tiene su norte en el Sur geográfico y su sur está en el norte geográfico.
El campo magnético terrestre no es uniforme porque existen anomalías que pueden indicar la presencia
de minerales ferromagnesianos.
Gravimétricos
Se basa en la existencia del campo gravitatorio terrestre.
Se ha comprobado que la atracción que ejerce no es igual en todos los puntos porque la tierra no es
esférica totalmente ni homogénea, por lo que se han de hacer correccionessegún la altitud y la latitud.
A mayor altitud  Menor atracción gravitatoria
A mayor latitud  Mayor atracción gravitatoria
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Esto hace que se utilicen correcciones en función de la latitud y altitud, y si a pesar de ello aparecen
anomalías, podemos sospechar la existencia de materiales densos (cuando la anomalía es positiva) y
materiales menos densos ( cuando la anomalía es negativa).
Sísmicos
Es el que más datos aporta
Definiciones:
- Terremoto, sismo, seísmo, o movimiento sísmico: Es una vibración o
movimiento brusco de
la corteza terrestre provocado por un choque, hundimiento o desplazamiento de placas
- Hipocentro: Punto del interior de la tierra donde se origina el movimiento sísmico.
- Epicentro: Punto de la superficie terrestre donde se registra en primer lugar el movimiento
sísmico. Está situado en la vertical del hipocentro.
- Onda sísmica:
Es una onda mecánica que se produce cuando se libera bruscamente energía en el interior
de la tierra. Puede producirla un choque , rotura de rocas, vulcanismo..
Las ondas sísmicas se transmiten como cualquier onda.
Su velocidad de propagación depende del medio. Una mayor velocidad indica mayor rigidez
de los materiales.
Se reflejan o refractan en la superficie de separación de dos medios distintos.
Las ondas sísmica son de dos tipos:
Longitudinales:
Se les denomina ondas P o principales
Se propagan en la misma dirección que las partículas
Son las más veloces. Se registran las primeras en los sismógrafos
Se propagan en todos los medios
La velocidad de estas ondas depende de los siguientes factores:
K= módulo de compresibilidad de la
roca μ= rigidez de la roca (en el agua
μ = 0) δ = densidad de la roca
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Así la velocidad de las ondas se calcula como:
Transversales:
Se les denomina ondas S o secundarias
Se propagan perpendicularmente a la dirección de propagación de las
partículas.
Son aproximadamente la mitad de veloces que las P. Se registran más tarde
en los sismógrafos
Se propagan sólo en medios sólidos.
Así la velocidad de las ondas se calcula como:
Superficiales:
Al llegar a la superficie las ondas P y S originan ondas superficiales o L que
son las responsables de las catástrofes
De dos tipos:
- L (love) : movimiento
- R (Rayleigh): movimiento elíptico
Los factores que influyen en la velocidad de propagación de las ondas son la densidad, la
rigidez y la estructura de los materiales.
Zona de sombra: Corresponde a la parte de la superficie terrestre donde No se registran
las ondas sísmica. Es diferente para cada seísmo.
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Discotinuidades sísmicas
-
Tras el estudio del comportamiento de las ondas sísmicas en su recorrido por el interior de la
tierra, se llegó a la conclusión de que la Geosfera está formada por una serie de capas
concéntricas que se establecen atendiendo a las discontinuidades sísmicas.
Discontinuidad: Definición y tipos
-
Se denomina discontinuidad sísmica a todo cambio no uniforme en la velocidad de las ondas
sísmicas.
Se establecen dos tipos de discontinuidades:
o Primarias o de primer orden : El cambio de velocidad es brusco
 Son dos y dividen a la tierra en corteza, manto y núcleo
 D. de Mohorovicic:
 Marca la separación entre la corteza y el manto
 Se localiza a una profundidad media de 49 km debajo de los continentes y 10
debajo de los océanos
 Se propagan tanto las ondas P como las S, aumentando su velocidad ambos
tipos de ondas.
 D. de Gutemberg:
 Marca la separación entre el manto y el núcleo.
 Se localiza a una profundidad media de 2900 km.
 La velocidad de las ondas P disminuye y las ondas S dejan de propagarse.
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La disminución de velocidad de las ondas P se produce lentamente en unos
cientos de km alrededor de la discontinuidad. Esta zona se llama “capa D”,
tiene un espesor muy irregular y es una zona muy dinámica cuyos materiales
parecen estar en continua reacción con los materiales del núcleo.
Secundarias o de segundo orden: El cambio de velocidad se produce gradualmente.
 Son tres y dividen cada capa en subcapas
 D. deConrad:
 Se localiza a una profundidad media de 17 km
 Divide la corteza en Continental o Granítica y oceánica o Basáltica
 Se caracteriza por un aumento gradual de la velocidad de las ondas P y S.
 D. de Repetti:
 Se localiza a una profundidad media de 700 km
 Divide el manto en superior e inferior
 La velocidad de las ondas aumenta.
 D. de Weichert-Lemann
 Se localiza a una profundidad media de 5150 km
 Divide al núcleo en externo e interno
 Se caracteriza por un aumento gradual de las ondas P

o
2. MODELOS DE ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA
2.1 MODELO DE CAPAS CONCÉNTRICAS. MODELO ESTÁTICO
Las discontinuidades sísmicas establecen el modelo de capas concéntricas. La tierra se
divide en:
-
Corteza (0 - 30 k m):
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-
-
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o Continental
o Oceánica
Manto (17 - 2900 km):
o Superior
o Inferior
Núcleo (2900 – 6370 km):
o Externo
o Interno
2.2. MODELO DINÁMICO DE CAPAS
Se establece según la influencia que tienen las distintas capas sobre la dinámica interna
de la tierra.
Se distinguen 4 capas:
-
-
-
-
Litosfera:
o Comprende la Corteza y la parte del manto superior hasta la astenosfera
o Está dividida en varias placas litosféricas que pueden desplazarse unas con relación a las
otras.
o Rígida y poco densa
Astenosfera:
o Debajo de la listosfera. Parte del manto superior por debajo de la litosfera
o Capa del manto que corresponde a una zona de baja velocidad de la ondas sísmicas, lo que
indica que tiene poca rigidez.
o Los materiales están en un estado semi-fluido (puede ser debido a las altas temperaturas
producidas por la presencia de materiales radiactivos)
o En su interior se producen las corrientes de convección
o Mas densa y menos rígida que la litosfera
Mesosfera:
o Formado por el resto del manto
o En su interior se produce un importante sistema convectivo que arranca de la capa “D”.
Endosfera:
o Comprende la totalidad el núcleo
o La interacción entre el núcleo externo fluido y el interno sólido parece ser la responsable
del campo magnético terrestre.
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3. CARACTERÍSTICAS FÍSICO-QUÍMICAS DE LAS CAPAS DE LA
TIERRA
3.1. CORTEZA
Se distinguen dos zonas:
1.- Continental:
- Constituida por:
o
 Capa sedimentaria más o menos gruesa según las zonas Es la más externa
 Capa granítica más o menos gruesa según las zonas. Capa intermedia
 Capa basáltica gruesa. La más profunda
Es más ligera (menos densa) más gruesa y más antigua que la oceánica
2.- Oceánica:
-
Constituida por :
o Capa de sedimentos muy fina que en muchas zonas No aparece. La más externa
o Capa basáltica fina. La más profunda
o Es mas densa (menos ligera), mas fina y más moderna que la continental.
3.2 MANTO
Su composición se deduce indirectamente a partir de los magmas y del estudio de ondas
sísmicas.
3.3 NÚCLEO
Su composición se determina en función del comportamiento de las ondas sísmicas y los
materiales de los meteoritos.
Según esto estaría formado por una aleación de Fe con Ni, Si, S y O2.
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Si sólo tuviera Fe y Ni su densidad sería más alta.
CAPAS
PROFUNDIDAD
km
ESTADO FÍSICO
CORTEZA
7-70
SÓLIDO
DENSIDAD
g/cm3
2,7-3
ESPESOR
km
70
DISCONTI NUIDAD
DE
MOHOROVICIC
EXTERIOR
100
SÓLIDO
3,5
MANTO
ASTENOSFERA
350
SEMIFLUIDO
5,6
INTERIOR
2900
600
2.300
SÓLIDO
DISCONTINUIDAD
DE
GUTENBERG
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EXTERNO
5120
FLUIDO
9,9
2.220
INTERNO
6370
SÓLIDO
13
1.250
NÚCLEO
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