Unidad 1estructura de La Tierra

8/18/2019 Unidad 1estructura de La Tierra

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Unidad 1: Estructura de la tierra

La tierra es el tercer planeta desde el sol y el quinto más grande de los planetas del Sistema Solar,

también es el más grande, con más masa y el más denso de los cuatro planetas terrestres o

rocosos que forman el sistema solar. Se desplaza a una trayectoria elíptica alrededor del sol, a una

distancia de unos 150 millones de kilómetros del sol.

El planeta se formó hace 4500 millones de años y la vida hizo su aparición luego de unos 1000

millones de años. Desde entonces, la biósfera ha alterado la atmósfera y otras condiciones

abióticas en el planeta, permitiendo la proliferación de organismos aeróbicos, como también la

capa de ozono la cual junto con el campo magnético terrestre, bloquea parcialmente las

radiaciones cósmicas, permitiendo la vida en la superficie.

La tierra se formó al mismo tiempo que el sol y el resto del Sistema Solar, en su origen la tierra

pudo haber sido sólo un agregado de rocas incandescentes y gases que se aglutinaron en un solo

planeta. La tierra interactúa con otros objetos en el espacio exterior, incluidos el sol y la luna. El

único satélite natural es la luna, la cual comenzó a orbitar a su alrededor hace 4500 millones de

años, cuando la tierra era un protoplaneta, el impacto cósmico con otros cuerpo de gran

magnitud, produjo un anillo de agregados que se unieron para dar origen al satélite.

De las características geológicas de la tierra la más notoria es que el 71% de la superficie está

cubierta por agua, que por las condiciones adecuadas de la tierra, esta sustancia puedepermanecer en estado sólido, líquido o gaseoso en la superficie, diferenciándose de otros planetas

del sistema.

Desde el punto de vista geodésico, se considera a la tierra como un esferoide cuyos parámetros

son: circunferencia ecuatorial (diámetro) es de 40,074 m y circunferencia polar es de 40,007m, por

lo que su radio ecuatorial es de 6378km y radio polar 6,357km, haciendo una diferencia entre ellas

de 21km.


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ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA Y COMPOSICIÓN

La tierra posee una estructura general constituida por capas concéntricas, y es, probablemente, enesta heterogeneidad donde hay que buscar la causa de la intensa actividad que le afecta y que

está modificando continuamente su superficie.

Conocer el interior de la Tierra, su estructura y su composición, no es una tarea fácil. Los métodos

directos (perforaciones, calicatas, minas subterráneas, vulcanismo) solo permiten conocer una

mínima parte de nuestro planeta: Unos 15 Km de los 6370 Km que hay hasta el centro de la Tierra.

Mientras que en la capa superficial o corteza terrestre es posible tomar muestras directamente y

analizarlas para conocer la composición química y mineralógica, el resto de las capas, el manto y el

núcleo son inaccesibles y por lo tanto se infiere su composición química y mineralógica basándose

en la interpretación de los datos geofísicos, por lo tanto no tienen el mismo grado de certidumbre

que aquellos datos obtenidos en la corteza.

Métodos directos para conocer el interior de la tierra


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El conocimiento directo de la tierra es muy escaso, en consecuencia, para conseguir este

conocimiento más certeramente se ha tenido que recurrir a medios indirectos tales como el

estudio e interpretación del comportamiento de las ondas sísmicas y, en menor grado, de los

meteoritos que llegan a la superficie.

Ondas sísmicas

La Sismología, una de las ciencias de la tierra, se ocupa del estudio de los sismo del registro de las

ondas sismicas y del análisis de los datos obtenidos.

Los sismos como los terremotos y temblores son movimientos bruscos, provocados por la rápida

liberación de energía, que prueban la intensa actividad en que se encuentra el subsuelo, aunque

se pueden producir terremotos con la actividad volcánica o a consecuenai de impactos de

meteoritos de gran tamaño, pero la inmensa mayoría de los terremotos son de origen tectónico y

están causados por deslizamientos rápidos de grandes bloques rocosos a lo largo de fallas.

Los terremotos son poderosas fuentes de energía que a menudo provocan devastaciones en la

superficie, parte de la enorme energía que se libera produce violentos desplazamientos de los

materiales existentes, la energía restante se disipa por medio de las ondas sísmicas que pueden

viajar por el interior o por la superficie de la tierra y son detectados en puntos alejados con el

auxilio de instrumentos especiales llamados sismógrafos, y registrados en sismogramas.


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Las ondas sísmicas se presentan en dos tipos fundamentales:

a)

Superficiales, que se generan en un punto de la superficie al que llegan y viajan por la

superficie.

- Velocidad 3.5 km/seg.

- Sólo se transmiten por la superficie.

- Más destructivas para las infraestructuras.

- Movimiento es vertical y hacia los lados al mismo tiempo.

b) Internas, ondas que viajan a través del interior de la tierra. Dentro de las ondas sísmicas

internas o de cuerpo, que son las que se transmiten a través de las capas internas de la

tierra y proporcionan información sobre las características físicas de las mismas, se

distinguen dos clases, atendiendo al modo de emplazarse.

Ondas sísmicas longitudinales, que desplazan a las partículas longitudinalmente siguiendo

el movimiento de las ondas, según una compresión-distensión alternante.Se suele

designar con la inicial “P” ( ondas primarias), ya que son las más rápidas y, en

consecuencia llegan primero a los simógrafos, sus caracterísiticas les permiten viajar a

través de cualquier medio: sólido, líquido o gaseoso.

- Velocidad entre 8 y 13 k/seg.

- Viajan en la dirección de propagación de la onda.

- Atraviesan tanto líquidos como sólidos.

Ondas sísmicas transversales, que producen una vibración de las partúclas con una

dirección perpendicular a la dirección de avance de las ondas. Se suelen designar con la

inicial “S” ( ondas secundarias) y llegan a los simógrafos después de las ondas P,ya que su

velocidad es menor. Presentan una particularidad muy importante, y es que sólo se

pueden trasmitir a través de los materiales sólidos.

-

Velocidad entre 4 y 8 km/seg ( más lentas que las ondas P).

-

Se propagan perpendicularmente en el sentido de vibración de las partículas.

-

Atraviesan unicamente sólidos.


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Discontinuidades sísmicas

El estudio de los registros que se obtiene de los terremotos permite no sólo determinar el punto

del interior de la tierra donde éstos han tenido origen, sino también la forma de trayectoria y las

velocidades de propagación de cada tipo de ondas a las distintas profundidades.

En base a esta interpretación se determinó que hay varias zonas con bruscos cambios en la

velocidades de propagación y dirección de las ondas sísmicas que se supone corresponden a otras

tantas zonas de cambio de las propiedades físicas de los materiales y que se denominan

discontinuidades sísmicas.

Se han detectado tres discontinuidades principales:

Discontinuidad de Mohorovicic: situada a una profundidad de 35-70 km debajo de los continentes

y a 10km. Cambio fuerte de la velocidad de las ondas sísmicas, separa la corteza del manto.

Discontinuidad de Gutenberg-Wiechert: Cambio fuerte en la velocidad de las ondas sísmicas a la

profundidad de 2900 Km, que separa el manto del núcleo.

Discontinuidad de Lehmann: Cambio brusco de la velocidad de las ondas sísmicas a la profundidad

de 5100 km de la superficie terrestre, determinada la separación o límite entre el núcleo interno y

el núcleo externo.

Otra discontinuidad de menor importancia se localiza a una profundidad de 15km por debajo de

los continentes, que separa la corteza superior de la inferior, llamada Discontinuidad de Conrad y a

una profundidad de 700 km, la Discontinuidad de Repetti, que separa el manto superior del

manto inferior.


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Estructura del interior de la tierra

Basándose en los conocimientos sobre la velocidad de propagación de las ondas sísmicas y su

comportamiento en los distintos medios que atraviesan, y la composición química y mineralógica

de los meteoritos ha sido posible interpretar la estructura de la tierra. Se ha determinado la

existencia de tres capas concéntricas.

Corteza

Es la capa más superficial de la tierra y constituye únicamente el 1% de su volumen. Pese a su

escasa importancia cuantitativa, sobre la corteza versan el 98% de los conocimientos directos

existentes acerca del planeta.

La corteza es muy delgada y está separada del manto por la discontinuidad de Mohorovicic, cuya

profundidad es de 30 km debajo de los continentes, 5 a 10 km debajo de los fondos oceánicos y

hasta 60 a 70 km debajo de las cadenas montañosas recientes (Andes, Alpes, Sierra Nevada).

Esta discontinuidad corresponde a un salto de velocidad de las ondas longitudinales de 6,5 a 7,0 a

8,0 km/seg, o sea que tiene carácter de primer orden.

La corteza superior en los continentes está constituida por tres capas superpuestas; una capa

superficial de sedimentos sueltos, una capa intermedia llamada SIAL, compuesta de silicatos de

aluminio semejante a la composición de los granitos (roca ígnea plutónica), y la capa inferiorllamada SIMA, compuesta por silicatos de magnesio, de composición parecida a la del basalto

(roca ígnea volcánica), estas dos últimas capas están separadas por la discontinuidad de Conrad.

La corteza bajo el océano es significativamente diferente, es mucho más delgada que bajo los

continentes y de composición simática, dado que falta totalmente la capa granítica o siálica.


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Manto:

Es la capa intermedia que se extiende hasta una profundidad de 2900km. Que a su vez se divide enmanto externo o superior, de densidad 3.3kg/cm3, compuesta de rocas ultrabásicas o ultramáficas

como la peridotita (silicatos de magnesio y hierro), extendiéndose hasta una profundidad de

700km, donde se presenta la discontinuidad de Repetti que separa el manto interno o inferior de

densidad de 5.5kg/cm3.

El manto constituye el 83% del volumen y el 68% de la masa. Es la región donde proceden la

energía y las fuerzas responsables de la expansión de los fondos marinos, la deriva de los

continentes, la orogénesis y los terremotos mayores.

Núcleo

Es la capa más interna de la tierra y se extiende desde los 2900km hasta el centro de la tierra a una

profundidad de 6370km. Se divide en dos partes el núcleo externo de naturaleza química hierro-

níquel líquido, debido que a través de ella no se propagan las ondas “S”. Se extiende desde los 299

a 5150km. Y su densidad varía de 10 a 12.2g/cm3.

El núcleo externo está separado del núcleo interno por la discontinuidad de Lehmann, donde hay

un rápido cambio de la velocidad y dirección de las ondas”P” de naturaleza hierro -níquel sólido,

que se extiende de 5150ª 6370km. Y su densidad varía de 13.3 a 13.6g/cm3.

El núcleo sólo representa el 16% del volumen y el 32% de la masa de la tierra.


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ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA:

CAPA SUBACPA CARACTERÍSTICAS

CORTEZACORTEZA CONTINENTAL

Entre 35 a 70km de espesor.Composición heterogénea.Niveles superiores: rocas sedimentarias, volcánicas ymetamórficas de grado bajo. Las ígneas plutónicas como elgranito.Niveles inferiores: el grado de metamorfismo aumenta ylas rocas ígneas ácidas a intermedias.Niveles profundos: metamorfismo intenso, ígneas básicas.

CORTEZA OCEÁNICA Entre 8 a 10 km de espesor.Composición bastante uniforme.Capa de sedimentos, mayor en los bordes continentales ymenor en las dorsales.Capa de basaltos, en lavas almohadillas y columnares.Gabros, similares a los basaltos pero cristalizados.

MANTO SUPERIOR Densidad 3.3gr/cm3.Rocas básicas sin cuarzo ni feldespatos frecuentes, con

silicatos de Mg y Fe, como olivino y piroxenos que formanperidotitas.

INFERIOR Densidad 5.5 gr/cm3.Rocas básicas sin cuarzo ni feldespatos frecuntes, consilicatos de Mg y fe, como olivino y piroxenos que formanperidotitas.Mayor presión.

NÚCLEO EXTERNO Compuesto por Fe principalmente Ni, O y S.


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No se transmiten las ondas S.Fluido, hasta 4900 km de profundidad.

INTERNO Sólido, las ondas P aumentan su velocidad.

DISTRIBUCIÓN DE LOS ELEMENTOS EN LA CORTEZA TERRESTRE

La corteza es la capa más externa y delgada que consiste en una zona superior de composición

granítica con predominio de silicatos alumínicos o Sial y en su parte inferior de silicatos pétreos

con predominancia de magnesio de allí el nombre de Sima o basáltica; ambas subcapas se

encuentran separadas por la discontinuidad de Conrad.

La corteza está separada del manto por la discontinuidad de Mohorovicich, cuya profundidad

promedio es de 30 km debajo de los continentes, y hasta 60 km debajo de las cadenas

montañosas recientes y de 5 a 10 km debajo de los fondos oceánicos

Nuestro conocimiento de la composición química de la corteza viene del estudio de rocas y de las

evidencias geofísicas en la estructura de la corteza, llegan a concluir que no es homogénea vertical

ni lateralmente.

Composición Química

La composición química promedio de la corteza (Tabla 1) muestra efectivamente la importanciadel O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg , que forman aproximadamente el 99% del total.

Es necesario insistir en la importancia del oxígeno, que es el elemento dominante de la corteza

consistiendo en cerca del 47% del peso y 93% del volumen; el otro elemento mayor es el silicio, el

cual llega cerca del 28% del peso, pero menor del l% del volumen debido al tamaño pequeño del

átomo del silicio.


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Se han considerado solamente los elementos mayoritarios que son los que se determinan

comúnmente en los análisis de las rocas, y se han omitido los otros elementos que son poco

abundantes pero que entran en la estructura de los silicatos, y entre ellos los feldespatos

plagioclasas juegan un papel importante. En líneas generales, la corteza terrestre está formada

por completo de compuestos oxigenados, en especial de silicatos de aluminio, calcio, magnesio,

sodio, potasio y hierro.

Tabla 1.-Distribución

de los constituyentes

mayoritarios en la

corteza.

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