LA TIERRA Y SU INTERIOR
En la Tierra la sismología se encarga del estudio de las vibraciones que se producen durante los terremotos, los impactos de meteoritos, o por medios artificiales como una explosión. En estas ocasiones, se emplea un sismógrafo para medir y registrar los movimientos y vibraciones que se producen dentro de la Tierra y la superficie.
Los científicos clasfican los movimientos sísmicos en cuatro tipos de ondas características que viajan a velocidades que varían entre los 3 y 15 kilómetros (1.9 a 9.4 millas) por segundo. Dos de estas ondas viajan alrededor de la superficie de la Tierra formando bucles. Las otras dos, Primarias (P) u ondas de compresión y las Secundarias (S) u ondas de corte, penetran en le interior de la Tierra. Las ondas primarias comprimen y dilatan los materiales por los que viajan (ya sea roca o líquido) de una forma parecida a la de las ondas sonoras. Tienen también la capacidad de moverse dos veces más rápido que las ondas S. Las ondas secundarias se propagan a través de la roca pero no son capaces de hacerlo en un medio líquido. Ambos tipos de ondas se refractan o reflejan en los puntos donde dos medios de diferentes propiedades físicas se tocan. También reducen su velocidad cuando se mueven a través de un medio más caliente. Estos cambios en la dirección y la velocidad son los medios que se emplean para localizar las discontinuidades.
Las discontinuidades sísmicas han permitido dividir el interior de la Tierra en núcleo interno, núcleo externo, D", manto inferior, zona de transición, manto superior y corteza (oceánica y continental). Se han podido distinguir y mapear también las discontinuidades laterales utilizando la tomografía sísmica pero no se discutirán aquí.
Núcleo interno: 1.7% de la masa de la Tierra; profundidad de 5,150-6,370 kilómetros (3,219 - 3,981 millas) El núcleo interno es sólido y no está en contacto con el manto, sino suspendido en el fundido núcleo externo. Se cree que se ha solidificado como resultado del congelamiento por presión que se produce en la mayoría de los líquidos cuando la temperatura disminuye o la presión aumenta.
Núcleo externo: 30.8% de la masa de la Tierra; profundidad de 2,890-5,150 kilómetros (1,806 - 3,219 millas) El núcleo externo es un líquido caliente, conductor de la electricidad, en el que se produce corrientes convectivas. Esta capa conductiva se combina con el movimiento de rotación de la Tierra para crear una dinamo que mantiene un sistema de corrientes eléctricas conocidas como campo magnético terrestre. Es también responsable de las sutiles alteraciones de la rotación de la Tierra. Esta capa no es tan densa como el hierro puro fundido, lo que indica la presencia de elementos más ligeros. Los científicos sospechan que aproximadamente un 10% de la capa está compuesto por oxígeno y/o azufre porque estos elementos son abundantes en el cosmos y se disuelven con facilidad en el hierro fundido.
D": 3% de la masa de la Tierra; profundidad de 2,700-2,890 kilómetros (1,688 - 1,806 millas) Esta capa tiene entre 200 y 300 kilómetros (125 a 188 millas) de espesor y representa aproximadamente el 4% de la masa conjunta del manto y la corteza. A pesar de que se identifica habitualmente como parte del manto inferior, las discontinuidades sísmicas sugieren que la capa D" podría poseer una composición química diferente de la del manto inferior situado encima de ella. Los científicos especulan sobre si el material se disolvió en el núcleo o fue capaz de hundirse a través del manto pero sin llegar al núcleo debido a su densidad.
Manto inferior: 49.2% de la masa de la Tierra; profundidad de 650-2,890 kilómetros (406 -1,806 millas) El manto inferior contiene el 72.9% de la masa conjunta del manto y la corteza y está probablemente compuesto principalmente por silicio, magnesio y oxígeno. También contiene algo de hierro, calcio y aluminio. Los científicos realizan estas deducciones asumiendo que la Tierra tiene los elementos cósmicos en una abundancia y proporciones similares a las del Sol y los meteoritos primitivos.
Zona de transición: 7.5% de la masa de la Tierra; profundidad de 400-650 kilómetros (250-406 millas) La zona de transición o mesosfera (manto medio), llamada algunas veces capa fértil, contiene el 11.1% de la masa conjunta del manto y la corteza y es la fuente de los magmas basálticos. También contiene calcio, aluminio y granate, que es un silicato complejo con aluminio. Esta capa es densa cuando está fría debido al granate. Está fluida cuando está caliente porque estos minerales se funden fácilmente para formar basalto que luego se puede elevar a través de las capas superiores en forma de magma.
Manto superior: 10.3% de la masa de la Tierra; profundidad de 10-400 kilómetros (6 - 250 millas) El manto superior contiene el 15.3% de la masa conjunta del manto y la corteza. Algunos fragmentos de esta capa han sido sacados a la luz por la erosión de las cordilleras montañosas y erupciones volcánicas, permitiendo su observación. Los principales minerales que se han encontrado de esta forma son olivino (Mg,Fe)2SiO4 y piroxeno (Mg,Fe)SiO3. Estos y otros minerales son refractarios y cristalinos a altas temperaturas; por lo tanto, la mayoría se desprende del magma ascendente, formando más material en la corteza o no abandonan nunca el manto. Parte del manto superior llamada astenosfera podría estar parcialmente fundida.
Corteza oceánica: 0.099% de la masa de la Tierra; profundidad de 0-10 kilómetros (0 - 6 millas) La corteza oceánica contiene el 0.147% de la masa conjunta del manto y la corteza. La mayor parte de la corteza terrestre se produjo a partir de la actividad volcánica. El sistema de dorsales oceánicas, una red de volcanes de 40,000 kilómetros (25,000 millas) de longitud, genera nueva corteza oceánica a razón de 17 km3 por año, cubriendo el fondo del océano con basalto. Hawaii e Islandia son dos ejemplos de la acumulación de pilas de basalto.
Corteza continental: 0.374% de la masa de la Tierra; profundidad de 0-50 kilómetros (0 - 31 millas). La corteza continental contiene el 0.554% de la masa conjunta de manto y corteza. Esta es la parte más externa de la Tierra y está compuesta básicamente por rocas cristalinas. Estas son materiales flotantes de baja densidad dominados principalmente por el cuarzo (SiO2) y los feldespatos (silicatos pobres en metal). La corteza (tanto oceánica como continental) es la superficie de la Tierra; como tal, es la parte más fría de nuestro planeta. Debido a que las rocas frías se deforman lentamente, nos referimos a esta rígida cáscara externa como litosfera (capa rocosa o fuerte).
La Litosfera y la Tectónica de Placas
Litosfera OceánicaLa rígida capa externa de la Tierra que comprende a la corteza y el manto superior se denomina litosfera. La nueva litosfera oceánica se produce a través del volcanismo en forma de fisuras en las dorsales oceánicas que son fracturas que circundan el globo. El calor se escapa del interior a medida que esta nueva litosfera emerge desde abajo. Se enfría gradualmente, se contrae y se separa de la dorsal, viajando sobre el fondo del océano hasta las zonas de subdución, un proceso que recibe el nombre de formación del fondo oceánico. Con el tiempo, la litosfera más vieja aumenta de espesor y su densidad sobrepasa la del manto situado debajo, lo que produce su hundimiento hacia el interior de la Tierra con un ángulo muy pronunciado. La subdución es el principal método de enfriamiento del manto situado por debajo de los 100 kilómetros (62.5 millas). Si la litosfera es joven y por lo tanto más caliente cuando alcanza una zona de subdución se ve forzada hacia el interior de nuevo pero con un ángulo más pequeño.
Litosfera ContinentalLa litosfera continental tiene un espesor de aproximadamente 150 kilómetros (93 millas) con una corteza y un manto superior que están flotando constantemente. Los continentes se mueven lateralmente a la deriva siguiendo las corrientes convectivas del manto desde las zonas calientes hacia las zonas más frías, este proceso recibe el nombre de deriva continental. La mayoría de los continentes están en reposo o moviéndose hacia zonas más frías del manto, con la excepción de África. África fue en su día el corazón de Pangea, un supercontinente que se rompió posteriormente en los continentes que hoy conocemos. Varios cientos de millones de años antes de la formación de Pangea, los continentes del hemisferio sur - África, América del Sur, Australia, Antártida e India - estaban unidos formando lo que se llama Gondwana.
Límites de las placas de la corteza (Cortesía NGDC)
La tectónica de placas implica la formación, movimiento lateral, interacción y destrucción de las placas listoféricas. La mayor parte del calor interno de la Tierra se revela a través de este proceso y muchas de las grandes estructuras y fenómenos topográficos de la Tierra se forman como consecuencia de ello. Los valles rift y las vastas mesetas de basalto se crean por la rotura de las placas cuando el magma asciende desde el manto hasta el fondo del océano, formando nueva corteza y separando las dorsales situadas en mitad del océano. Las placas chocan y se destruyen a medida que se hunden en las zonas de subdución dando lugar a las profundas fosas oceánicas, cadenas de volcanes, extensas fallas transformantes, grandes elevaciones lineales y retorcidos cinturones de montañas. La litosfera terrestre está dividida en la actualidad en ocho grandes placas con otras dos docenas de placas más pequeñas que se mueven a la deriva sobre el manto a una velocidad de 5 a 10 centímetros (2 a 4 pulgadas) al año. Las ocho placas grandes son la Africana, Antártica, Euroasiática, Indo-australiana, Nazca, Norteamericana, Pacífica y Sudamericana. Alguna de las pequeñas son la Anatolia, Arábiga, Caribeña, Cocos, Filipina y Somalí.
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