Estructura y composición de la Tierra: modelos geodinámico y geoquímico

El enorme interés que tiene el hombre por averiguar cómo actúa y de qué está compuesto el planeta en el que habitamos, le ha conducido a la aplicación de infinidad de métodos para estudiar e intentar aclarar sus dudas. Toda esa perseverancia le ha ayudado a constituir una estructura interna del planeta Tierra. Esos estudios […]

El enorme interés que tiene el hombre por averiguar cómo actúa y de qué está compuesto el planeta en el que habitamos, le ha conducido a la aplicación de infinidad de métodos para estudiar e intentar aclarar sus dudas. Toda esa perseverancia le ha ayudado a constituir una estructura interna del planeta Tierra.

Estructura interna de la tierra

Esos estudios le han concedido al hombre el beneficio de los logros en las búsquedas de recursos y fuentes de energía vitales. Hay que decir que, todo ello a favorecido el desarrollo de la sociedad presente y futura.

La Tierra

La Tierra se formó a una edad entre 4.5 y 4.6 billones de años atrás. Tiene solo un satélite natural, la Luna.

Tiene una forma esférica ligeramente aplanada en los polos. Tiene un radio de 6378 km, si consideramos la distancia centro – ecuador.

La estructura de la Tierra

La Tierra está formada por cuatro capas concéntricas: el núcleo interno, el núcleo externo, el manto y la corteza. La corteza es la capa más superficial y consiste en placas tectónicas (placas) que están en constante movimiento. Los terremotos y los volcanes son fenómenos que atestiguan el movimiento constante y el deslizamiento de las placas, así como los movimientos que tienen lugar en el manto. Se ubican preferentemente en correspondencia con los límites de los terrones.

El núcleo interno está en el centro y es la porción más cálida de nuestro planeta (5500 ° C). Es básicamente sólido y consiste en hierro y níquel. El calor que emite es la energía que permite los movimientos superiores.

El núcleo externo es una capa líquida que rodea el núcleo interno, similar en composición a la capa subyacente.

El manto es la capa más ancha de la Tierra, con un diámetro estimado de unos 2900 km. Está hecho de rocas semi fusibles, llamadas magma. Más fuerte a medida que sube, presenta en algunas áreas movimientos y flujos de rocas fundidas que crean corrientes internas.

La corteza es la última capa del planeta. Muy delgada, puede alcanzar una profundidad de 60 km. Está formado por rocas sólidas. Se divide en una corteza oceánica (que alberga el fondo de los mares) y una corteza continental más gruesa que la anterior, que constituye las tierras emergidas. La corteza terrestre está compuesta principalmente de cuarzo (dióxido de silicio) y otros silicatos como el feldespato. Su grosor promedio es de 40 km, pero varía desde 5 km debajo de las trincheras oceánicas hasta 60 km en las cadenas montañosas. La densidad promedio de la corteza es 2.8 y representa el 1% de la masa de la tierra.

La Geosfera como sistema

Gracias al desarrollo de la tecnología moderna, se pueden hacer múltiples investigaciones además de sondeos o estudios sobre la materia arrojada por un volcán. Los instrumentos actuales les permite realizar observaciones directa o indirecta. Esto quiere decir que se pueden concluir las propiedades y la composición de los materiales.

La Tierra dispone, en su interior, de una parte sólida llamada geosfera. Está constituída por rocas, suelos y minerales que conforman esferas concéntricas y se conocen como capas. Hablamos de la corteza, del manto y del núcleo.

Su parte estructural se caracteriza por tener las temperaturas más altas, las presiones, la densidad, el volumen y el espesor. Su capa es la de mayor tamaño. Ocupa casi toda la masa de la Tierra y desde el centro del plantea hasta la superficie hay unos 6.370 Km.

Métodos de estudio del interior de la Tierra

Se puede conocer la composición de los materiales existentes dentro de nuestro planeta gracias a los métodos de observación directa o indirecta. Éstos permiten concluir la combinación de compuestos y las propiedades de los elementos que se encuentran en lo más profundo a través de otros datos.

Los geofísicos son los que más información nos pueden proporcionar sobre métodos indirectos. Esta ciencia suministra métodos y técnicas que proceden desde la física a la investigación geológica.

Métodos directos

Los sondeos son excavaciones que se llevan a cabo para extraer minerales y rocas. Se han realizado algunas de hasta 3,6 Km de profundidad en Sudáfrica y en Rusia hasta 12 Km. Estamos hablando de minas. Además de minerales se llevan a cabo los sondeos para extraer petróleo o para algunas investigaciones.

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Esta serie de métodos, además de contribuir en la riqueza para algunos, ofrecen datos como la composición de los elementos a esas profundidades (nos centraremos en lo que aportan en el campo de la investigación).

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Estudio de los materiales que arrojan los volcanes

Los materiales que son expulsados se pueden haber formado a cierta profundidad en el subsuelo a lo largo que tantos kilómetros de recorrido. Los análisis petrológicos en estas rocas pueden ofrecernos ideas de su composición química según las regiones de mayor profundidad, donde se forma el magma.

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Existen limitaciones con cierta importancia, los cuales hacen que sus datos no sean demasiado significativos:

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-Los procesos de diferenciación magmática consigue que la lava arrojada no sea muy representativa en cuanto a su composición.

-Las inclusiones y la contaminación de magmas pueden aportarnos datos más relevantes para los estudios del interior. Se encuentran trozos de rocas profundas que fueron arrancadas y añadidas por el magma que pasa al ascender hacia la superficie. Los componentes del mismo magma, puede a su vez, alterar la composición de sí mismo. Esto lo logra a través de reacciones químicas con su propio magma.

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Discontinuidades

La diferencia de velocidad entre ondas P ondas S, manifiesta la existencia de los cambios violentos en la velocidad de éstas. Eso se atribuye a las superficies que separan los materiales, los cuales son diferentes y su naturaleza y su comportamiento también lo son. A esos cambios se les llama discontinuidades sísmicas y su presencia indica una estructura heterogénea del planeta.

Definición de ondas P y S

Las ondas P son las Primarias. Son ondas longitudinales, lo que significa que su suelo es comprimido alternando con otro que es dilatado en sentido de la dispersión.

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Las ondas S son las secundarias. En estas ondas los desplazamientos son transversales a la dirección de propagación. La velocidad es inferior a las ondas primarias y por ello aparecen después que las primarias. Las secundarias son las que ocasionan las oscilaciones en el movimiento sísmico y las que llevan a cabo la gran parte de los daños que se causan.

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Discontinuidad de Mohorovivic

El examen de los datos de terremotos permite identificar una serie de capas concéntricas dentro de la Tierra. De hecho, en tres áreas específicas, que constituyen superficies reales de discontinuidad, hay cambios repentinos de velocidad y dirección de las ondas sísmicas, mientras que dentro de cada capa los cambios son bastante graduales.

La primera discontinuidad se encuentra a una profundidad promedio de aproximadamente 30 km, con valores entre 20 y 80 km debajo de los continentes, y de 4 a 10 km debajo de las cuencas oceánicas. En algunas áreas oceánicas particularmente inestables, se encuentra a 1 km de profundidad, mientras que debajo del Himalaya es de aproximadamente 90 km. Esta superficie de discontinuidad se llama discontinuidad de Mohorovicic , o más simplemente Moho .

De este modo, esta discontinuidad se presenta en una serie de límites irregulares, en ocasiones se encuentra a 65 Km de profundidad bajo enormes cordilleras y en otras ocasiones a 5 Km en el fondo del mar. Esta discontinuidad se encuentra generalizada en todo el planeta y separa el manto y la corteza.

Discontinuidad de repetti

Situada a unos 900 Km de profundidad separa el manto inferior del superior.

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Discontinuidad de Gutenberg

Superados los 2950 Km, las ondas P sufren el cambio brusco en la velocidad de propagación y las S dejan de hacerlo. En ese momento está la discontinuidad, la que separa el manto del núcleo.

Por otro lado, las ondas sísmicas llegan a cada parte de la Tierra, pero las transversales se detienen en esta capa, generando un área de sombra que siempre está a una distancia constante del epicentro, con un ángulo entre 103 ° y 180 °. Esto significa que el área a continuación debe estar en estado fundido.

Discontinuidad de Wiechert-Lehmann

La tercera superficie de discontinuidad, la discontinuidad de Lehmann , que se encuentra a unos 5.100 km de profundidad, divide en dos partes la capa más interna de la Tierra, el núcleo , identificando el núcleo externo y el núcleo interno .

De este modo, 5.100 Km de profundidad se desarrolla un semi importante aumento de la velocidad en las ondas P. Esto separa los núcleos, externo de interno.

Modelo geoquímico y geodinámico

Actualmente y agradeciendo a todos los métodos estudiados anteriormente, sobre todo los sísmicos, hay dos modelos que se diferencian en estructura y composición del planeta.

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Modelo geoquímico. Éste divide la Tierra en capas según su composición. Corteza, manto y núcleo.

Modelo geodinámico. Aquí se ha tenido en cuenta los estados físicos y dinámicos de las capas.

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En la parte superficial hay una capa cuyo comportamiento es rígido y de un espesor de 100 Km. Esta zona es la litosfera. En ella se incluye la corteza el manto litosférico.

De 100 a 250 Km encontramos la zona de comportamiento plástico, el cual se corresponde el canal de velocidad baja. Se cree que esta zona se encuentra formada por materiales fundidos parcialmente. Esa es la astenosfera y ahí se crean corrientes de convección que concluye l dinámica de la litosfera.

Desde los 250 y hasta los 2.700 Km se encuentra la mesosfera con dinámica de corrientes de convección y plumas térmicas. Y por último, diremos que la endosfera coincide con el núcleo del modelo qeoquímico.

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El estudio del interior de la Tierra

Como hemos comprobado con los métodos mencionados, para obtener información sobre la composición y la estructura interna de la Tierra, no podemos proceder con una investigación directa, ya que los pocos kilómetros que se pueden explorar a través de las minas o las estratificaciones sedimentarias de las cadenas montañosas, no son nada en comparación con los 6371 km del radio terrestre promedio.

Por esta razón, se utilizan como hemos mencionado los análisis indirectos, como los realizados por el estudio de meteoritos , que tienen una composición similar a la de la Tierra, si se supone que derivan de la misma nebulosa original con la que se formaron los planetas del Sistema Solar.

El campo gravitacional nos dice que si la densidad de la Tierra fuera uniforme y similar a la de las rocas presentes en la superficie, la fuerza de gravedad sería solo la mitad de la existente. Por lo tanto, es necesario admitir que dentro de la Tierra hay materiales mucho más densos que las rocas que conocemos en la superficie.

Muy importante es la información obtenida de la sismología , que como ya conocemos, estudia los métodos de propagación de ondas sísmicas dentro de la tierra. Dado que las ondas cambian su velocidad de acuerdo con la densidad del medio que atraviesan, pueden reflejarse, refractarse o bloquearse (en el caso de ondas transversales), es posible reconstruir la estructura del interior terrestre.

Partes de La Tierra

Quien piense que La Tierra está hueca o vacía por dentro, está en un error. El planeta cuenta con varias capas, tanto internas como externas y no está de más conocerlas. Básicamente, porque gracias a ellas podemos vivir en el planeta. Éstas son las partes de La Tierra

Partes de La Tierra: Capas internas

Las capas internas de La Tierra son las que tiene el planeta, por así decirlo, hacia dentro. Es decir, si excavamos muy profundo, las capas internas son las que encontraremos. Éstas son las capas internas de La Tierra.

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  • Corteza Terrestre – La corteza terrestre es la primera capa del globo terráqueo. Para entendernos, la capa en la que vivimos. Curiosamente, la corteza terrestre es la más fina de las tres capas internas y, por tanto, la que más cambios ha sufrido a lo largo de la historia. Encontramos dos cortezas: la continental y la oceánica.
  • La corteza continental , que incluye la superficie de los continentes y la plataforma continental hasta la escarpa, tiene un espesor promedio de 30 a 40 km, pero puede superar los 80 km bajo las grandes cadenas montañosas, con una densidad promedio de 2.7 g / cm 3 . La parte más superficial está formada principalmente por rocas ácidas cubiertas por un espesor variable de sedimentos. Inmediatamente debajo hay diferentes tipos de rocas magmáticas, sedimentarias o metamórficas, que indican los diferentes tipos de actividad y las intensas deformaciones que han ocurrido desde hace aproximadamente 4 mil millones de años.
  • Es más difícil establecer la composición de la parte interna de la corteza, ya que no se puede alcanzar directamente. Se supone que, debido a la presión y temperatura muy altas, las rocas han experimentado procesos metamórficos intensos y presentan una composición similar a la de la corteza oceánica, con una densidad de aproximadamente 3 g / cm 3 .
  • La corteza oceánica tiene un espesor de 6 a 8 km, con una composición más básica que la corteza continental, una densidad más alta, que ronda los 3 g / cm 3 , y es bastante joven, no alcanza los 200 millones de años. . La capa más superficial está formada por sedimentos oceánicos con espesor variable de 0 a 3 km; la capa central está formada por basalto con un espesor promedio de 1,5 km y una estructura de amortiguación, mientras que la capa más profunda está compuesta de gabro , por lo tanto, de la misma composición que la capa anterior, pero se solidificó mucho más lentamente, con un espesor de aproximadamente 5 km.
  • Manto Terrestre – El manto terrestre aparece justo debajo de la corteza. Está compuesta, en su mayoría, por roca fundida y magma. De ahí que haya erupciones volcánicas en ciertos puntos del planeta.
  • Núcleo Terrestre – El núcleo terrestre, como su nombre indica, es la zona más relevante de La Tierra. Es la zona más densa de La Tierra y su elemento más abundante es el hierro. Sí, el núcleo terrestre es muy duro, pero tiene que serlo porque su campo magnético es el que nos protege de la radiación que llega del sol. El núcleo, a su vez, se divide en:
  • Núcleo externo – La zona exterior del núcleo es líquida y rodea al interior. Su tamaño se estima que está a casi 7.000 kilómetros de profundidad. Es la zona que genera el campo magnético del planeta y una burbuja protectora que hace brotar la vida. Sin el núcleo externo, el viento solar habría abrasado el planeta entero. Seríamos como Marte, sin agua.
  • Núcleo interno – Bajo el núcleo externo está este núcleo interno. Es la parte más profunda de La Tierra y se asemeja a una bola gigante de hierro. De hecho, los elementos de mayor peso del planeta están aquí. Están ahí porque cuando se formó La Tierra, hace 4.000 millones de años, estos metales pesados se hundieron hacia el interior del planeta. El tamaño del núcleo interno se estima en 2.400 kilómetros y sus temperaturas pueden llegar a los 4.000º

Partes de La Tierra: Capas externas

Una vez conocemos las capas internas, es hora de ir a las capas externas y completar las partes de La Tierra. Y es que, conocido lo que hay debajo del planeta, ahora es el turno de lo que hay arriba. Lo que también nos permite vivir y respirar como lo hacemos.

  • Hidrosfera – La hidrosfera, como su nombre indica, es la capa del planeta formada por agua. Básicamente, la hidrosfera son desde los océanos y los mares, a las aguas subterráneas y los lagos. Todo lo que tenga agua en La Tierra.
  • Biosfera o Litosfera – La biosfera es la capa externa en la que vivimos. Animales, plantas y todo elemento susceptible de ser considerado ser vivo.

  • Atmósfera – La atmósfera es la capa externa que está sobre la biosfera. Se trata de una capa en estado gaseoso, sin apenas densidad. La presión de la atmósfera es variable y se adapta a la zona en la que se encuentre. Sus elementos más abundantes son el oxígeno y el hidrógeno, fundamentales para que haya vida en el planeta. La atmósfera, además, protege a los seres vivos de la radicación solar, absorbiendo los rayos ultravioleta. La atmósfera está formada por
  • Mesosfera
  • Termosfera
  • Ionosfera
  • Exosfera

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