Estructura interna de la Tierra 1

Estructura interna de la Tierra

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Corte en sección transversal de las capas que constituyen el planetaTierra.

El interior del planeta, como el de otros planetasterrestres (planetas cuyo volumen está ocupadoprincipalmente de material rocoso), está dividido encapas. La Tierra tiene una corteza externa de silicatossolidificados, un manto viscoso, y un núcleo con otrasdos capas, una externa semisólida, mucho más fluidaque el manto y una interna sólida. Muchas de las rocasque hoy forman parte de la corteza se formaron hacemenos de 100 millones (1×108) de años. Sin embargo,las formaciones minerales más antiguas conocidastienen 4.400 millones (44×108) de años, lo que nosindica que, al menos, el planeta ha tenido una cortezasólida desde entonces.[1]

Gran parte de nuestro conocimiento acerca del interiorde la Tierra ha sido inferido de otras observaciones. Porejemplo, la fuerza de la gravedad es una medida de la masa terrestre. Después de conocer el volumen del planeta, sepuede calcular su densidad. El cálculo de la masa y volumen de las rocas de la superficie, y de las masas de agua,nos permiten estimar la densidad de la capa externa. La masa que no está en la atmósfera o en la corteza debeencontrarse en las capas internas.

EstructuraLa estructura de la tierra puede establecerse según dos criterios diferentes. Según su composición química, el planetapuede dividirse en corteza, manto y núcleo (externo e interno); según sus propiedades físicas se definen la litosfera,la astenosfera, la mesosfera y el núcleo (externo e interno).[2]

Las capas se encuentran a las siguientes profundidades:[3]

Capa Profundidad (km)

Litosfera (varía localmente entre 5 y 200 km) 0 – 60

... Corteza (varía localmente entre 5 y 70 km) 0 – 35

... Parte superior del manto 35 – 60

Manto 35 – 2 890

Manto superior 35 – 660

... Astenosfera 100 – 200

Manto inferior (Mesosfera) 660 – 2 890

Núcleo externo 2 890 – 5 100

Núcleo interno 5 100 – 6 378

La división de la tierra en capas ha sido determinada indirectamente utilizando el tiempo que tardan en viajar lasondas sísmicas reflejadas y refractadas, creadas por terremotos. Las ondas transversales (S, o secundarias) no pueden

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atravesar el núcleo, ya que necesitan un material viscoso o elástico para propagarse, mientras que la velocidad depropagación es diferente en las demás capas. Los cambios en dicha velocidad producen una refracción debido a laLey de Snell. Las reflexiones están causadas por un gran incremento en la velocidad sísmica (velocidad depropagación) y son parecidos a la luz reflejada en un espejo.

Capas definidas por su composición

Vista esquemática del interior de la Tierra. 1: Corteza continental - 2: Cortezaoceánica - 3: Manto superior - 4: Manto inferior - 5: Núcleo externo - 6: Núcleointerno - A: Discontinuidad de Mohorovičić - D:Discontinuidad de Repetti - B:

Discontinuidad de Gutenberg - C: Discontinuidad de Lehmann.

Corteza

La corteza terrestre es una capacomparativamente fina; su grosor oscilaentre 3 km en las dorsales oceánicas y 70km en las grandes cordilleras terrestrescomo los Andes y el Himalaya.[2]

Los fondos de las grandes cuencas oceánicasestán formados por la corteza oceánica, conun espesor medio de 7 km; está compuestarocas máficas (silicatos de hierro ymagnesio) con una densidad media de 3,0g/cm3.

Los continentes están formados por lacorteza continental, que está compuesta porrocas félsicas (silicatos de sodio, potasio yaluminio), más ligeras, con una densidadmedia de 2,7 g/cm3.

La frontera entre corteza y manto semanifiesta en dos fenómenos físicos. Enprimer lugar, hay una discontinuidad en lavelocidad sísmica, que se conoce como laDiscontinuidad de Mohorovicic, o "Moho". Se cree que este fenómeno es debido a un cambio en la composición delas rocas, de unas que contienen feldespatos plagioclásicos (situadas en la parte superior) a otras que no poseenfeldespatos (en la parte inferior). En segundo lugar, existe una discontinuidad química entre cúmulos ultramáficos yharzburgitas tectonizadas, que se ha observado en partes profundas de la corteza oceánica que han sido obducidasdentro de la corteza continental y conservadas como secuencias ofiolíticas.

Manto

El manto terrestre se extiende hasta una profundidad de 2.890 km, lo que le convierte en la capa más grande delplaneta. La presión, en la parte inferior del manto, es de unos 140 GPa (1,4 M atm). El manto está compuesto porrocas silíceas, más ricas en hierro y magnesio que la corteza. Las grandes temperaturas hacen que los materialessilíceos sean lo suficientemente dúctiles como para fluir, aunque en escalas temporales muy grandes. La conveccióndel manto es responsable, en la superficie, del movimiento de las placas tectónicas. Como el punto de fusión y laviscosidad de una sustancia dependen de la presión a la que esté sometida, la parte inferior del manto se mueve conmayor dificultad que el manto superior, aunque también los cambios químicos pueden tener importancia en estefenómeno. La viscosidad del manto varía entre 1021 y 1024 Pa·s.[4] Como comparación, la viscosidad del agua esaproximadamente 10-3 Pa.s, lo que ilustra la lentitud con la que se mueve el manto.

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¿Por qué es sólido el núcleo interno, líquido el externo, y semisólido el manto? La respuesta depende tanto de lospuntos de fusión de las diferentes capas (núcleo de hierro-níquel, manto, y corteza de silicatos) como del incrementode la temperatura y presión conforme nos movemos hacia el centro de la Tierra. En la superficie, tanto las aleacionesde hierro-níquel como los silicatos están suficientemente fríos como para ser sólidos. En el manto superior, lossilicatos son normalmente sólidos (aunque hay puntos locales donde están derretidos), pero como están bajocondiciones de alta temperatura y relativamente poca presión, las rocas en el manto superior tienen una viscosidadrelativamente baja. En contraste, el manto inferior está sometido a una presión mucho mayor, lo que hace que tengauna mayor viscosidad en comparación con el manto superior. El núcleo externo, formado por hierro y níquel, eslíquido a pesar de la presión porque tiene un punto de fusión menor que los silicatos del manto. El núcleo interno,por su parte, es sólido debido a la enorme presión que hay en el centro del planeta.

NúcleoLa densidad media de la Tierra es 5.515 kg/m3. Esta cifra lo convierte en el planeta más denso del sistema solar. Siconsideramos que la densidad media de la corteza es aproximadamente 3.000 kg/m3, debemos asumir que el núcleoterrestre debe estar compuesto de materiales más densos. Los estudios sismológicos han aportado más evidenciassobre la densidad del núcleo. En sus primeras fases, hace unos 4.500 millones de años, los materiales más densos,derretidos, se habrían hundido hacia el núcleo en un proceso llamado diferenciación planetaria, mientras que otrosmenos densos habrían migrado hacia la corteza. Como resultado de este proceso, el núcleo está compuestoampliamente de hierro (Fe)(80%), junto con níquel (Ni) y varios elementos más ligeros. Otros elementos másdensos, como el plomo (Pb) o el uranio (U) son muy raros, o permanecieron en la superficie unidos a otroselementos más ligeros.Diversas mediciones sísmicas muestran que el núcleo está compuesto de dos partes, una interna sólida de 1.220 kmde radio y una capa externa, semisólida que llega hasta los 3.400 km. El núcleo interno sólido fue descubierto en1936 por Inge Lehmann y se cree de forma más o menos unánime que está compuesto de hierro con algo de níquel.Algunos científicos creen que el núcleo interno podría estar en forma de un cristal de hierro.[5] [6]

El núcleo externo rodea al interno y se cree que está compuesto por una mezcla de hierro, níquel y otros elementosmás ligeros. Recientes propuestas sugieren que la parte más interna del núcleo podría estar enriquecida conelementos muy pesados, con mayor número atómico que el cesio (Cs)(trans-Cesio, elementos con número atómicomayor de 55). Esto incluiría oro (Au), mercurio (Hg) y uranio (U).[7]

Se aceptaba, de manera general, que los movimientos de convección en el núcleo externo, combinados con elmovimiento provocado por la rotación terrestre (efecto Coriolis), son responsables del campo magnético terrestre,mediante un proceso descrito por la hipótesis de la dínamo. El núcleo interno está demasiado caliente para mantenerun campo magnético permanente (ver temperatura de Curie) pero probablemente estabilice el creado por el núcleoexterno. Pruebas recientes sugieren que el núcleo interno podría rotar ligeramente más rápido que el resto delplaneta.[8] En agosto de 2005 un grupo de geofísicos publicaron, en la revista Science que, de acuerdo con suscálculos, el núcleo interno rota aproximadamente entre 0,3 y 0,5 grados más al año que la corteza.[9] [10] Las últimasteorías científicas explican el gradiente de temperatura de la Tierra como una combinación del calor remanente de laformación del planeta, calor producido por la desintegración de elementos radiactivos y el enfriamiento del núcleointerno.

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Capas definidas por sus propiedades físicasEl aumento gradual de la temperatura y de la presión con la profundidad afecta las propiedades físicas y, a su vez, alcomportamiento mecánico de los materiales terrestres. A más temperatura menor resistencia a la deformación, pero amayor presión mayor resistencia. Según su comportamiento, pueden diferenciarse cinco capas concéntricas:[2]

LitosferaLa litosfera comprende la corteza terrestre y la parte superior del manto. A pesar de su diferente composiciónquímica, forman una capa rígida y fría que actúa como una unidad. Tiene un grosor medio de 100 km y alcanza los250 km bajo las porciones más antiguas de los continentes.

AstenosferaLa astenosfera se halla debajo de la litosfera, en el manto superior y alcanza los 660 km de profundidad. Su partesuperior tiene unas condiciones de temperatura y presión que permiten la existencia de una pequeña porción de rocafundida, originando una capa muy dúctil que permite a la litosfera moverse con independencia de la astenosfera.

Mesosfera o manto inferiorPor debajo de la astenosfera se halla la mesosfera o manto inferior, donde el aumento de la presión contrarresta losefectos de la elevada temperatura y la resistencia de las rocas crece gradualmente con la profundidad hasta los 2.900km de profundidad. La mesosfera es, pues, una capa más rígida y muy caliente.

NúcleoEl núcleo externo es una capa líquida cuyas corrientes de convección generan el campo magnético de la Tierra. Elnúcleo interno es una esfera de radio 1.216 km que, a pesar de su temperatura más elevada se comporta como unsólido debido a la enorme presión que soporta.

Desarrollo histórico y concepciones alternativas

Teoría de Edmund Halley.

En 1692 Edmund Halley (en un artículo publicado en PhilosophicalTransactions of Royal Society of London) propuso la idea de una Tierraformada por una cubierta hueca de unas 500 millas de espesor, con dos capasinteriores, concéntricas, alrededor de un núcleo interno. El diámetro de lascapas correspondería a los diámetros de los planetas Venus, Marte yMercurio, respectivamente.[11] La propuesta de Halley estaba basada en losvalores de densidad relativa entre la Tierra y la Luna dados por Sir IsaacNewton, en Principia (1687): «Sir Isaac Newton ha demostrado que la Lunaes más sólida que nuestro planeta, 9 a 5, señaló Halley; ¿por qué no podemossuponer entonces que 4/9 de nuestro planeta son huecos?».[11]

En 1818, John Cleves Symmes, Jr. sugirió que la Tierra estaba formada poruna corteza externa hueca, de 1 300 km de espesor, con aberturas de 2 300 km en ambos polos. En el interior habríaotras cuatro capas, cada una de ellas abierta también a los polos. Julio Verne, en Viaje al centro de la Tierra,imaginó enormes cavernas interiores, y William Reed en Fantasmas de los polos imaginó una Tierra hueca.

Algunos escritores religiosos se resistieron a la idea de una Tierra esférica, aunque no obtuvieron mucha aceptación.La Flat Earth Society (Sociedad de la Tierra Plana), anteriormente dirigida por Charles K. Johnson, trabaja duro enEstados Unidos para mantener la teoría viva, y han asegurado tener varios miles de seguidores[12] Algunos cristianosen Inglaterra y los Estados Unidos también intentaron revivir estas ideas.

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Referencias[1] Spaceflight Now | Breaking News | Oldest rock shows Earth was a hospitable young planet (http:/ / spaceflightnow. com/ news/ n0101/

14earthwater/ )[2] Tarbuck, E. J. & Lutgens, F. K. 2005. Ciencias de la Tierra, 8ª edición. Pearson Educación S. A., Madrid. ISBN 84-205-4400-0[3] T. H. Jordan, " Structural Geology of the Earth's Interior (http:/ / www. pubmedcentral. nih. gov/ articlerender. fcgi?artid=411539)",

Proceedings of the National Academy of Science, 1979, Sept., 76(9): 4192–4200.[4] http:/ / www2. uni-jena. de/ chemie/ geowiss/ geodyn/ poster2. html[5] Cohen, Ronald; Stixrude, Lars. « Crystal at the Center of the Earth (http:/ / www. psc. edu/ science/ Cohen_Stix/ cohen_stix. html)».

Consultado el 05-02-2007.[6] Lars Stixrude and R. E. Cohen, "High-Pressure Elasticity of Iron and Anisotropy of Earth's Inner Core", Science 31 March 1995: Vol. 267.

no. 5206, pp. 1972 - 1975 DOI: 10.1126/science.267.5206.1972 (http:/ / www. sciencemag. org/ cgi/ content/ abstract/ 267/ 5206/ 1972)[7] Wootton, Anne (2006). "Earth's Inner Fort Knox". Discover, 27(9): 18;[8] Earth's Core Spins Faster Than the Rest of the Planet - New York Times (http:/ / www. nytimes. com/ 2005/ 08/ 25/ science/ 25cnd-core.

html)[9] Kerr, Richard A. (26 August 2005) "Earth's Inner Core Is Running a Tad Faster Than the Rest of the Planet" Science 309(5739): p.1313;[10] Chang, Kenneth (26 August 2005) "Scientists Say Earth's Center Rotates Faster Than Surface" The New York Times Sec. A, Col. 1, p.13;[11] N. Kollerstrom, 1992. "The hollow world of Edmond Halley" (http:/ / www. ucl. ac. uk/ sts/ nk/ halleyhollow. htm) from Journal for History

of Astronomy 23, 185-192[12] Documenting the Existence of "The International Flat Earth Society" (http:/ / www. talkorigins. org/ faqs/ flatearth. html)

Fuentes y contribuyentes del artículo 6

Fuentes y contribuyentes del artículoEstructura interna de la Tierra  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=45767351  Contribuyentes: Allforrous, Beta15, Camilo, Cw88, Dferg, Diegusjaimes, Durero, Elsenyor, Errorde inicio de sesión, Fev, Foundling, HUB, Jarisleif, Javierito92, Jkbw, Jorge c2010, Josell2, Kodnar, Kordas, Krysthyan, Kved, Laura Fiorucci, Luckas Blade, Matdrodes, NACLE, NHK,Nachosa, Natycarolina, Netito777, Nicop, Oblongo, Petruss, PoLuX124, Raystorm, Rαge, SDJuanma, Sony9, Spirit-Black-Wikipedista, Srengel, Stephen5g, Taichi, Takashi kurita, Txo,Urdangaray, Veltys, Vic Fede, Xqno, Xvazquez, すけ, 171 ediciones anónimas

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