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TEMA 2: ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN de la
TIERRA
Estructura geoquímica:
- Corteza:
Representa el 1% del volumen y masa de la Tierra. Tiene entre 3 y 75 km de espesor.
Sus componentes principales son Si, O, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K, Ti, P, Mn.
La corteza se subdivide a su vez en corteza oceánica y continental.
- Oceánica: tiene un espesor medio de 3 a 10 km. Se crea y se destruye continuamente debido a su mayor densidad, que es similar a la del manto. Tiene un bajo contenido en Si y un alto contenido en Fe y Ca.
Sus minerales típicos son olivino y piroxenos. Su composición media es de basalto. Su edad media es de menos de 200 años. Su estructura se divide en tres capas; sedimentos del fondo oceánico, lavas submarinas basálticas y diques, y gabros y rocas basálticas.
- Continental: principalmente son las zonas emergidas, pero a veces está sumergida. De espesor muy variable entre 25 y 75 km. Tiene un alto contenido en sílice y bajo en Fe y Ca. Los minerales típicos que la forman son cuarzos y feldespatos. Su composición media es de granodiorita, y su estructura se clasifica en función de la roca que lo forma, dependiendo de si son ácidas (> SiO (^2) ),muy ácidas (>>SiO 2 ) o básicas (< SiO 2 ). Su edad media es menor de 1000 años.
- Manto:
Representa el 69% de masa de la Tierra y el 84% de volumen de la Tierra. Se extiende desde los 3-70 km de profundidad hasta los 2900 km de profundidad. Sus componentes típicos son Ca, Fe, Mg, Ti, O, Si, K, Mn, Ni, Ti, Cr. Y su composición media es de peridotita. Las rocas típicas son los silicatos de Fe y Mg. Los
minerales típicos son el olivino y el piroxeno. Sus empaquetamientos son más densos debido al Fe del olivino.
Evidencias composicionales del manto:
- En fragmentos de corteza oceánica que ha quedado en la superficie terrestre en zonas de convergencia de placas (ofiolita) se ven trozos de rocas del manto, y se encuentra la peridotita.
- En sondeos marinos profundos se ha encontrado también la peridotita.
- (^) La velocidad de propagación de las ondas sísmicas y sus anisotropías son las mismas para las peridotitas que las establecidas para el manto.
- La composición de las condritas, los meteoritos más abundantes es la peridotita, lo cual indica que es un mineral abundante en el Sistema Solar.
- Los magmas que llegan a la superficie terrestre son magmas basálticos con trozos sin fundir de olivinos (dunitas), que provienen de la fusión de peridotitas.
- Núcleo:
El núcleo representa el 31% de la masa y el 16% del volumen de la Tierra. Se extiende desde los 2900 km hasta el centro de la Tierra. Su componentes mayoritarios con el Fe, S y el Ni.
Evidencias composicionales del núcleo:
Si comparamos la composición del Sistema Solar con la de la Tierra comprobamos que es deficitaria en Fe, por tanto debe estar acumulado en el núcleo.
El núcleo debe estar compuesto por un material conductor que pueda generar el campo magnético de la Tierra.
Si el núcleo estuviera sólo compuesto por Fe su densidad sería mucho mayor, por lo que se han supuesto combinaciones con Ni y S, que también están presentes en meteoritos.
Unidades dinámicas
- (^) Litosfera :
- Declinación magnética: se denomina al ángulo que forman el norte geográfico con el norte magnético. Depende de la localización del punto (la longitud) y del tiempo, pues el polo magnético no es fijo, si no que se mueve circularmente y varía cada año. El meridiano de Greenwitch, meridiano 0.
- Inclinación magnética: (o inclinación de las líneas de fuerza) es la orientación de las líneas de fuerza respecto a la horizontal (superficie de la Tierra) Varía con la latitud, en el Ecuador es de 0º y en los polos es máxima (90º).
Paleomagnestismo: según la orientación de los minerales ferromagnesianos de un lugar, podemos saber la posición que ocupó ese lugar en ese lugar.
- Gravimetría: la fuerza de la gravedad no es igual en todas las zonas de la Tierra. Puede sufrir pequeñas modificaciones debido a la propia fuerza de rotación de la Tierra, de tal manera que en los polos es un poco mayor y en el Ecuador menor. En la fuerza con que actúa la gravedad en un punto también influye el radio de la Tierra, que no es igual ya que la Tierra no es una esfera perfecta, está achatada por los polos. Después de realizar estas correcciones, si se compara el valor calculado de la gravedad con el teórico, se obtiene la llamada anomalía gravimétrica. Estos nos aportan información sobre los excesos o defectos de masa existentes bajo la superficie.
- Análisis de ondas sísmicas: Un terremoto es una emisión brusca de energía, que se produce por el movimiento de una falla. Al conjunto de todas las partículas afectadas por una onda se le denomina frente de onda, y a las líneas perpendiculares a estos se les denominan rayos sísmicos, y nos indican la dirección de propagación de las ondas. Un terremoto puede ser definido por la intensidad y la magnitud. La intensidad se define en función de los daños causados en la superficie, y se indica con números romanos. Es una escala cualitativa. La magnitud mide la energía que se ha liberado en el foco del seísmo. Se mide cuantitativamente con la escala de Ritcher (1-9) y depende de la amplitud de las ondas sísmicas.
Ondas: existen dos tipos de ondas:
a. Ondas de cuerpo/internas: ondas elásticas que se transmiten por el interior de la Tierra. Estas pueden ser
compresionales (ondas primarias, P, longitudinales) o de cizalla (ondas secundarias, S, transversales) La velocidad de propagación depende de la rigidez y la densidad del medio. Las ondas S no se propagan por las capas fluidas.
b. Ondas superficiales: se transmiten por la superficie del terreno, siendo su amplitud máxima en la superficie y mínima en la profundidad. Estas a su vez se dividen en dos tipos: Rayleigh, que producen un movimiento elíptico retrógado al paso de la onda, y las Love, que producen oscilación horizontal en la superficie.
Cuando las ondas de cuerpo se transmiten por un medio elástico e inciden sobre la superficie de separación de otro medio con distintas propiedades físicas, parte de la onda es reflejada, y parte refractada. Gracias a la propagación de las ondas podemos conocer como son las capas de la Tierra, las ondas D no atraviesan el núcleo externo, por lo que es fluido. El cambio de dirección de las ondas P al llegar al núcleo externo nos informa de la profundidad a la que se encuentra. Si la Tierra fuera homogénea respecto a su densidad, y no tuviera capas, las ondas se propagarían en línea recta.
Discontinuidades: gracias a la sísmica de la refracción se pueden distinguir las distintas discontinuidades:
a. Gutemberg: 2900 km profundidad, manto-núcleo
b. Mohorovic: 50-70 km corteza-manto
c. Canal de baja velocidad: 100-200 km
d. Conrad: separa rocas de distintas características de la corteza continental.
e. Capa D: límite de manto núcleo externo fundido. En esa zona de produce una variación en la pendiente que mide la Tª en función de la profundidad.
