Karmelo Ikastetxea Prof Marian Sola EL INTERIOR TERRESTRE

Karmelo Ikastetxea © Prof. Marian Sola EL INTERIOR TERRESTRE El conocimiento de nuestro planeta 4 DBH 1

Karmelo Ikastetxea © Prof. Marian Sola DESARROLLO DEL TEMA 4 DBH 2

Karmelo Ikastetxea © Prof. Marian Sola ESTUDIO DE LA ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA • Estudio de estructura, composición y dinámica de la Tierra asunto de difícil acceso • Directamente solo accedemos a una profundidad de 3600 m a través de sondeos y en las minas más profundas no se superan los 12 km • No existen equipos adecuados a las condiciones a esas profundidades • Por ello al hablar de métodos de estudio…. 4 DBH 3

Karmelo Ikastetxea © Prof. Marian Sola ESTUDIO DE LA ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA • Métodos de estudio: – Directos: • Minas profundas • Sondeos • Exploración geológica – Indirectos: • • 4 DBH Meteoritos (provienen de otras zonas del Universo) Densidad de la Tierra Método magnético Estudio de ondas sísmicas 4

Karmelo Ikastetxea © Prof. Marian Sola MÉTODOS DE ESTUDIO DIRECTOS • Minas: la más profunda 4 km. Suráfrica • Sondeos: – Perforaciones especializadas. Testigos geológicos – P. ej. Extracción de petróleo. 12 km máximo (Kola, Rusia) • Exploración geológica – Muestras de rocas que afloran a la superficie – Magma del manto 4 DBH 5

Karmelo Ikastetxea © Prof. Marian Sola M. DIRECTOS**: GRADO GEOTÉRMICO • 1ºC de aumento de Tª cada 30 m (grado geotérmico) • Imposible continuar el interior tendría una temperatura que provocaría inestabilidad en el planeta • Tª interior 6000 - 12000ºC 4 DBH 6

Karmelo Ikastetxea © Prof. Marian Sola M. INDIRECTOS: METEORITOS • Son fragmentos rocosos • Zona de asteroides Marte - Júpiter. • Parte interior de otros planetas próximos reflejo del interior de la Tierra. 4 DBH 7

Karmelo Ikastetxea © Prof. Marian Sola M. INDIRECTOS: DENSIDAD • Densidad media 5, 52 g/cm 3 g/cm. • Densidad superficie 2, 6 y 3 g/cm 3 • La densidad aumenta desde la superficie con 2, 8 g/cm 3 hasta el interior 14 g/cm 3 • Cambio en composición química y mayor compresión 4 DBH 8

Karmelo Ikastetxea © Prof. Marian Sola MÉTODOS INDIRECTOS: MAGNETISMO • Basado en el estudio de las variaciones del campo magnético terrestre. • Las rocas que presentan minerales de hierro reflejan la dirección del campo magnético • Las rocas reflejan la orientación magnética terrestre de la época en la que se formaron 4 DBH 9

Karmelo Ikastetxea © Prof. Marian Sola MÉTODOS INDIRECTOS: ONDAS • Estudio más efectivo y moderno del interior terrestre • Se obtienen durante los terremotos o seísmos a través de los sismógrafos • Terremoto a 50 -700 km • Vibraciones viajan a través del interior terrestre dónde se reflejan y refractan • Su estudio informa sobre las características de las capas atravesadas. Sismógrafo 4 DBH 10

Karmelo Ikastetxea © Prof. Marian Sola SISMÓGRAFO 4 DBH 11

Karmelo Ikastetxea © Prof. Marian Sola TIPO DE ONDAS SÍSMICAS • Según se transmitan por el interior terrestre o por su superficie – ONDAS INTERNAS • Ondas P • Ondas S – ONDAS SUPERFICIALES • Ondas Rayleigh • Ondas Love 4 DBH 12

Karmelo Ikastetxea © Prof. Marian Sola TIPO DE ONDAS SÍSMICAS • ONDAS P: – Primarias: mayor velocidad 5, 5 - 13, 5 km/s – Longitudinales • ONDAS S: – Secundarias: menos velocidad 4 -8 km/s – Transversales. – Sólo en medios sólidos. • SUPERFICIALES 4 DBH 13

Karmelo Ikastetxea © Prof. Marian Sola TIPO DE ONDAS SÍSMICAS • Las ondas Rayleigh – Semejantes al movimiento de las olas • Las ondas Love – movimiento hacia un lado y hacia otro lateralperpendicular – un poco más rápidas que las Rayleigh • • http: //www. edumedia-sciences. com/es/a 89 -los-tres-tipos -de-ondas-sismicas http: //www. ua. es/ursua/ondas. htm 4 DBH 14

Karmelo Ikastetxea © Prof. Marian Sola PROPAGACIÓN DE ONDAS SÍSMICAS • Se propagan según la ley de Snell – Sen i = v 1 – Sen r = v 2 • De acuerdo con esto se pueden apreciar los cambios de velocidad y dirección de las ondas al pasar de un medio al otro 4 DBH 15

Karmelo Ikastetxea © Prof. Marian Sola INTERIOR TERRESTRE • Del estudio de las ondas se deduce que la Tierra tiene una estructura en capas puesto que hay cambios bruscos en la velocidad de propagación de las ondas • A esos cambios bruscos se denomina discontinuidades 4 DBH 16

Karmelo Ikastetxea © Prof. Marian Sola LA GRÁFICA CLAVE 4 DBH 17

Karmelo Ikastetxea © Prof. Marian Sola DISCONTINUIDADES • Discontinuidad de Mohorovicic – 10 km océanos- 30 -40 km bajo continentes – Separa corteza y manto terrestre • 0 - 1000 km ***** – Canal de baja velocidad – Zonas con menor rigidez 4 DBH 18

Karmelo Ikastetxea © Prof. Marian Sola DISCONTINUIDADES • Discontinuidad de Gutemberg – 2900 km – Ondas P disminuyen mucho su velocidad – Ondas S desaparecen • Paso de material sólido a fluido • Discontinuidad de Lehman o de Wiechert – 5000 -5200 km – Aumento de velocidad de ondas P • Incremento de la rigidez de los materiales – División del núcleo en dos • Externo fundido • Interno sólido 4 DBH 19

Karmelo Ikastetxea © Prof. Marian Sola ESTRUCTURA DEl INTERIOR DE LA TIERRA • Estos tres cambios bruscos de velocidad en la propagación de las ondas sísmicas nos permite concluir: – La Tierra se estructura en capas • Corteza • Manto • Núcleo externo- Núcleo interno – Esas capas tendrán distinta composición en sus materiales o distinto estado físico de los mismos 4 DBH 20

Karmelo Ikastetxea © Prof. Marian Sola CAPAS DE LA TIERRA 4 DBH 21

Karmelo Ikastetxea © Prof. Marian Sola DOS SISTEMAS DE CLASIFICACIÓN • UNIDADES GEOQUÍMICAS – Criterio: COMPOSICIÓN QUÍMICA – Son: CORTEZA • Continental • Oceánica – MANTO: externo e interno – NÚCLEO: • Externo • Interno 4 DBH • UNIDADES DINÁMICAS – Criterio: comportamiento mecánico de cada capa. – Son: LITOSFERA – ASTENOSFERA – MESOSFERA – NÚCLEO EXTERNO – NÚCLEO INTERNO 22

Karmelo Ikastetxea © Prof. Marian Sola UNIDADES GEOQUÍMICAS 4 DBH 23

Karmelo Ikastetxea © Prof. Marian Sola LA CORTEZA • Desde superficie hasta DISCONTINUIDAD DE MOHOROVICIC • Capa delgada – Continentes: 25 -70 Km – Océanos: 5 y 10 Km – Separa corteza y manto 4 DBH 24

Karmelo Ikastetxea © Prof. Marian Sola LA CORTEZA • Gran variedad de rocas: sedimentarias, ígneas o metamórficas • Elementos más ligeros como O 46% • Elementos pesados como el Fe sólo 15% 4 DBH 25

Karmelo Ikastetxea © Prof. Marian Sola LA CORTEZA OCEÁNICA • • • Más delgada, más joven (12 km) Densidad 3 gr/cc Capas (exterior a interior) – Sedimentaria • Su espesor disminuye a medida que aumenta distancia a la costa – Basaltos (roca volcánica) • Origen por enfriamiento rápido • Pobre en cuarzo • Rico en silicatos Mg+2, Ca+2 y Fe+2, (olivino) • Variada disposición: lavas almohadilladas o diques 4 DBH 26

Karmelo Ikastetxea © Prof. Marian Sola LA CORTEZA OCEÁNICA II • Capas: – Sedimentaria – Basaltos – Gabros • • Zona más profunda Rocas de enfriamiento lento Rocas plutónicas cristalizadas Composición semejante al basalto • Densidad: 3 g/cm 3 • Edad: 0 -180 millones de años 4 DBH 27

Karmelo Ikastetxea © Prof. Marian Sola CORTEZA CONTINENTAL • Formada por los continentes y las plataformas continentales • Grosor de 25 - 70 km • Densidad: 2’ 7 g/cm 3 • Edad: hasta 4000 millones años • Muy variada en su composición 4 DBH 28

Karmelo Ikastetxea © Prof. Marian Sola CORTEZA CONTINENTAL II • Dos zonas: – Zona superficial: • granitos y silicatos (predominantemente de Al+3, Na+ y K+ ) • Rocas ligeras de color claro. • Superpuesta tiene de forma discontinua una delgada cubierta sedimentaria – Zona inferior: • menos conocida y no siempre diferenciable de la anterior • semejante pero más densa por deformación 4 DBH 29

Karmelo Ikastetxea © Prof. Marian Sola EL MANTO • La discontinuidad que indica su final es la de GUTENBERG – A 2900 km – Ondas: • P más despacio • S desaparecen (material fundido) • 70 % de la masa total de la Tierra • Composición: – Rocas pteridotitas – Minerales ricos en Fe, Mg de tipo olivino 4 DBH 30

Karmelo Ikastetxea © Prof. Marian Sola EL MANTO: COMPOSICIÓN QUÍMICA • Contiene rocas de tipo pteridotitas materiales ricos en Mg+2 y en Fe+2 • A lo largo del manto aparecen rocas con distinto aspecto debida a su diferente cristalización pero su composición química es la misma: – Olivino: zona del manto superior – Espinela : zona de transición entre manto superior e inferior – Perovskita: en el manto inferior 4 DBH 31

Karmelo Ikastetxea © Prof. Marian Sola MANTO: COMPOSICIÓN 4 DBH 32

Karmelo Ikastetxea © Prof. Marian Sola EL NÚCLEO • • • 4 DBH Discontinuidad de LEHMAN, separa – Núcleo externo: líquido – Núcleo interno: sólido (por incremento de velocidad de ondas P a 5150 km). Densidad: 10 -13 g/cc Presión 1, 3 millones la de la atmósfera Tª 4000 - 5000ºC En él se genera el campo magnético (se observa en rocas) Composición: Fe y 5 % de Ni 33

Karmelo Ikastetxea © Prof. Marian Sola CAPAS DE LA TIERRA 4 DBH 34

Karmelo Ikastetxea © Prof. Marian Sola UNIDADES DINÁMICAS (del interior de la tierra) 4 DBH 35

Karmelo Ikastetxea © Prof. Marian Sola UNIDADES DINÁMICAS • Estas divisiones atienden al comportamiento de los materiales • LITOSFERA: – Capa más externa y rígida – Toda la corteza y algo del manto. Heterogénea – Dos clases: • Litosfera oceánica: (50 -100 km) • Litosfera continental (100 -300 Km) – Placas litosféricas: fracturas – Movimientos horizontales: terremotos y volcanes 4 DBH 36

Karmelo Ikastetxea © Prof. Marian Sola UNIDADES DINÁMICAS • ASTENOSFERA – Capa plástica. – Hasta los 670 km de profundidad (parte del manto) – Pteridotita casi en el punto de fusión. Tª 1400ºC – Su comportamiento plástico facilita el movimiento de la litosfera + rígida y dura – Canal de baja velocidad 4 DBH 37

Karmelo Ikastetxea © Prof. Marian Sola UNIDADES DINÁMICAS • MESOSFERA – Resto del manto. – Muy voluminosa y homogénea – Corrientes de convección: origen. – Capa D” – posos del manto 4 DBH 38

Karmelo Ikastetxea © Prof. Marian Sola UNIDADES DINÁMICAS • NÚCLEO o ENDOSFERA • Coincidencia con las unidades geoquímicas. • Discontinuidad de Wiechert separa núcleo externo e interno • Interacción entre ambos: campo magnético de la Tierra 4 DBH 39