Para poder comprender cómo funciona
la Tierra, es necesario saber cómo es por dentro, en
cuanto a composición y en cuanto a estructura. El
estudio del interior de la Tierra sugiere una estructura
composicional en capas (geosferas) a las que se
superpone una estructura dinámica, es decir referida al
comportamiento de los materiales internos.
1.1. Estructura química
Ante la imposibilidad de acceder
directamente al interior de la Tierra, el estudio de
su interior se hace por métodos indirectos, que
consisten, básicamente, en medidas de características
físicas del la Tierra en su conjunto. Este tipo de
estudios conforman una ciencia, a caballo entre la
geología y la física, denominada geofísica.
Ondas sísmicas
Son las vibraciones (ondas sonoras) emitidas tras un
movimiento sísmico (terremoto). Se transmiten por todo
el interior de la Tierra.
- Ondas p (longitudinales o primarias): se transmiten por sólidos y líquidos
- Ondas s (transversales o secundarias): sólo se transmiten por sólidos
- Ondas L (superficiales o largas): se transmiten por la superficie terrestre. Son las verdaderas causantes del terremoto y no nos "hablan" del interior.
Al cambiar de medio de propagación, como todas las ondas, se refractan y cambian
su trayectoria, lo que nos permite observar cambios de material en
el interior de la Tierra.
Estas refracciones generan "zonas de sombra"
que permiten saber a qué profundidad se produce el cambio de material.
A los cambios de material se les denomina discontinuidades.
Las capas terrestres son, de afuera a adentro
Corteza: es la capa más fina e irregular.
Sólida. Su espesor varía desde 5 km bajo los
fondos oceánicos hasta más de 70 km en algunos
puntos de los continentes. Es la menos densa,
formada por elementos químicos ligeros, como el
oxígeno, carbono, silicio, etc. Su límite con la
siguiente capa forma la discontinuidad de
Mohorovicic.
Manto: más uniforme que la Corteza y mucho más
grueso. Su límite se sitúa a 2900 km contado desde la
superficie media (superficie del geoide). Se encuentra
en estado sólido aunque tiene cierta plasticidad. Está
compuesto por elementos más densos, como son el hierro
y el magnesio, aunque también posee importantes cantidades
de silicio, formando una roca característica denominada
peridotita. Su límite con el Núcleo forma la discontinuidad
de Gutemberg.
Núcleo externo: muy denso y en estado líquido, lo que
sabemos porque las "ondas s" desaparecen a partir de él.
Compuesto básicamente por hierro, níquel y azufre, similar a
un tipo de material (roca) denominado troilita, encontrado
en algunos meteoritos que han caído a la Tierra (siderolitos)
y cuyas propiedades físicas coinciden con las medidas para
esta capa terrestre. Su límite, situado a 5100 km, se denomina
discontinuidad de Wiechert.
Núcleo interno: la capa más densa de la Tierra.
Suponemos que sólida y de carácter metálico. Predominan
el hierro y el níquel. Forma la parte central del planeta.
A estas capas habría que añadir las denominadas capas
fluidas, es decir hidrosfera y atmósfera. Dado que son
el motor de los Procesos Externos, se habla de ellas en
los capítulos 4 y 5. De todas formas no conviene olvidar
que si la Corteza fuese la capa más externa, nosotros
estaríamos en la Tierra por la parte de afuera y no dentro
de ella. El último átomo atmosférico afectado por el
movimiento de rotación terrestre se sitúa a unos 10.000 km
sobre la superficie de la Corteza. Éste sería el verdadero
límite de la Tierra.
1.2. Estructura dinámica
Es una división del interior de la
Tierra en capas no diferenciadas por su composición sino
por su dinámica, manifestada por el comportamiento térmico.
Gradiente geotérmico
Es el aumento de temperatura de la Tierra según profundizamos,
es decir según nos alejamos de la superficie y nos acercamos al interior.
- El gradiente geotérmico medio, para la Corteza, es de 1º C / 33 m
- Gradiente geotérmico mínimo: 1º C / 100 m
- Gradiente geotérmico máximo: 1º C / 11 m
Las capas dinámicas y su relación con las capas químicas son:
Litosfera: es la capa más superficial, correspondiendo
a la totalidad de la Corteza y la parte más superficial del manto
(hasta unos 200 km de profundidad). Es totalmente rígida y en ella
el calor interno se propaga por conducción.
Astenosfera: la distribución de los máximos y mínimos del
gradiente geotérmico sugiere una propagación del calor de forma
convectiva, que se situaría precisamente en esta zona. A pesar de
ser sólido el Manto, en esta zona, comprendida entre 200 y 800 km
aproximadamente, un aumento de la plasticidad permitiría un flujo
convectivo. A las corrientes de convección de la Astenosfera se les
considera el auténtico motor de la dinámica interna de la Tierra.
Mesosfera: formada por el resto del Manto. Actualmente
se piensa que el transporte de calor por esta zona también
es convectivo, solo que se trataría de una convección más
lenta y "a larga distancia".
Endosfera: es la fuente del calor interno. Corresponde al Núcleo terrestre.
Fuentes del calor interno de la Tierra
- Calor remanente: el calor residual del proceso de formación de la Tierra
- Frenado de mareas: la atracción de la Luna sobre la Tierra hace que el
Núcleo interno, al estar rodeado por el Núcleo externo líquido, tenga un
movimiento ligeramente distinto al de rotación del conjunto del planeta.
Esto genera un rozamiento en el Núcleo externo que origina calor
- Reacciones nucleares: se supone que en el Núcleo se producen
reacciones nucleares de desintegración de elementos radiactivos (U238, U235, Th232, K40)
Tal como se dijo, es la capa más
fina y heterogénea de la Tierra. Se pueden apreciar dos
tipos de corteza: Corteza Continental y Corteza Oceánica.
El tránsito de una a otra es lateral, a través de la
denominada Corteza de Transición.
Corteza Continental: la más gruesa, puede llegar a
70 km de espesor. Está formada, fundamentalmente, por rocas
plutónicas y metamórficas. Las plutónicas tanto más densas
cuanto más profundas y las metamórficas de mayor grado cuanto
más profundas también. El tránsito de la zona inferior a la
superior es gradual, a través de una zona intermedia (niveles
estructurales o zócalo). Por encima se sitúa una capa de rocas
sedimentarias, que forman la denominada cobertera.
La edad se distribuye de manera desigual, a modo de "parches":
* Cratones o escudos continentales: son las
regiones más antiguas. Geológicamente estables
(sin vulcanismo ni sismicidad). Suelen ocupar las
zonas centrales de los continentes.
* Orógenos: son las regiones más jóvenes.
Generalmente en la periferia de los continentes y con
actividad geológica (vulcanismo y/o sismicidad).
Es en la Corteza Continental donde se encuentran las rocas más antiguas (hasta 3.800 millones de años).
Corteza Oceánica: mucho más delgada y homogénea
(entre 5 y 10 km de espesor). Formada por cuatro niveles,
de abajo a arriba:
* Gabros (roca plutónica)
* Gabros con diques de basalto
* Basalto (roca volcánica)
* Capa sedimentaria (sedimentos y rocas sedimentarias)
Morfológicamente, está formada por unas elevaciones
a modo de grandes cordilleras que surcan los océanos
de norte a sur, las dorsales, con actividad volcánica;
un fondo plano y extenso, la llanura abisal, y unas
depresiones muy profundas (hasta 11.000 m de profundidad)
y alargadas, las fosas.
La Corteza Oceánica es muy joven, con edades máximas de
rocas de 180 millones de años y una distribución de edades
muy peculiar:
* Las rocas más modernas (actuales) se
encuentran en el entorno de las dorsales, aumentando
la edad simétricamente a ambos lados de la misma.
* Las rocas más antiguas se encuentran en las fosas.
Corteza de transición: entre las dos anteriores.
Es, simplemente, un tránsito de la continental a la oceánica. Está formada por bloques de Corteza Continental fracturados con diques de basalto
intercalados.
1.4. Litosfera y Astenosfera
Son las capas dinámicas más íntimamente
relacionadas con la dinámica interna de la Tierra,
en cuyas características se basa el modelo conocido
como Tectónica de Placas que explica el mecanismo
por el que se rigen los procesos geológicos internos,
es decir los procesos geológicos cuya energía procede
del calor interno de la Tierra.
La Litosfera:
* Es la capa rígida superficial
* Está formada por toda la Corteza más la zona superior del manto
* Con un espesor máximo de 200 km y mínimo de 50 km
* Casi inexistente bajo las dorsales, su mayor espesor lo presenta bajo las fosas oceánicas
* La discontinuidad de Mohorovicic se encuentra dentro de la Litosfera
La Astenosfera:
* Sin discontinuidad que la separe de la Litosfera profunda, de idéntica composición química que ésta
* En estado sólido, pero con cierta plasticidad, lo que permite un movimiento convectivo lento (de 2 a 4 cm/año)
* Las corrientes de convección son ascendentes bajo las dorsales y descendentes bajo las fosas oceánicas
* A partir de los 200 km de profundidad, se extiende hasta unos 800 km desde la superficie como máximo
Corteza: es la capa más fina e irregular.
Sólida. Su espesor varía desde 5 km bajo los
fondos oceánicos hasta más de 70 km en algunos
puntos de los continentes. Es la menos densa,
formada por elementos químicos ligeros, como el
oxígeno, carbono, silicio, etc. Su límite con la
siguiente capa forma la discontinuidad de
Mohorovicic.
