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La Estructura de la tierra - Capas internas

Hacía su interior, la tierra está dividida en diferentes capas (capas internas):

 
% de Volumen
% de Masa
Densidad media (g/cm3)
Corteza
0,8
0,4
2,8
Manto
83,0
67,2
4,5
Núcleo
16,2
32,4
11,0

 

Los conocimientos acerca de la estructura interna del globo terrestre se obtienen mediante interpretación de datos geofísicos como por ejemplo informaciones gravimétricas e interpretaciones del comportamiento de ondas sísmicas (velocidad, efectos de reflexión y refracción).

Además, el análisis de meteoritos entrega información valiosa acerca de la composición interna de la tierra, ya que se supone que los meteoritos representan residuos de materia del principio del sistema solar y son idénticos con la materia de la cual se formó la tierra.

Cada una de las capas internas a su vez se divide en diferentes niveles verticales según el comportamiento físico (rigidez-plasticidad, velocidad de ondas sísmicas, etc.) y la composición química de los materiales que las componen; además, se diferencia dos tipos de corteza que forman la superficie de la tierra. La corteza está parcialmente cubierta por el agua de los océanos.

Desde la superficie hacía el interior aumenta la temperatura. Dentro de la corteza rige el "Gradiente Geotérmico": Por cada 100 m de profundidad hay un aumento de la temperatura de 3 ºC en promedio. Esto significa, que a 1000 m de profundidad hay una temperatura de 30 ºC. En las minas más profundas hay que trabajar en turnos cortos y rociar el aire con agua para que los trabajadores puedan soportar el calor.

Más allá del límite corteza-manto el aumento de la temperatura es más lento llegando a aproximadamente 5000 ºC en el núcleo (valor basado en cálculos razonablemente exactos, dado que no hay posibilidad de llegar a estas zonas).

La fuente de calor son elementos químicos radioactivos (Uranio, Torio), cuales a desintegrarse liberan energía (calor).

Núcleo

El núcleo se divide en el núcleo interior y exterior. El núcleo interior se extiende desde el centro de la tierra (6370 km de profundidad) hasta los 5100 km. El núcleo exterior llega hasta el límite núcleo-manto a 2900 km. Ambas partes del núcleo están formadas por una aleación de hierro y níquel con la diferencia que el núcleo exterior es líquido mientras el núcleo interior es sólido debido a las enormes presiones que existen en este lugar (conocimientos obtenidos a base de análisis de ondas sísmicas y cálculos). Además, debe contener una cierta cantidad de azufre y otros elementos químicos pesados, entre ellos elementos radioactivos como Uranio y Torio. En una fase temprana de la historia de la tierra, los elementos pesados se concentraron por efectos de gravedad en el centro de la tierra formando el núcleo, mientras elementos más livianos formaron manto y corteza.

Manto

El límite entre manto y núcleo se conoce como "Discontinuidad de Wichert-Gutenberg" (2900 km de profundidad). El límite superior del manto (límite entre manto y corteza) se encuentra entre 8 y 70 km de profundidad y es denominado "Discontinuidad de Mohorovicic" (también: "MOHO" para los que no se acomoden a los apellidos serbo-croatas).

El manto se divide en el manto superior y el manto inferior.

La parte más alta del manto superior consiste en una zona rocosa rígida, inmediatamente por debajo de la corteza hasta aprox. 100 km de profundidad. Esta zona está compuesta por rocas magmáticas ultra-básicas (minerales pobre en sílice y rico en Fe y Mg), con una densidad media de 4,8 g/cm3.

La parte más profunda del manto superior corresponde a una zona de transición hacía el manto inferior y tiene un comportamiento mecánico diferente: debido al aumento de la temperatura la roca tiene un comportamiento mecánico plástico mientras la composición química no varia. Esta capa llamada "Astenosfera" se extiende hasta los 700 - 900 km de profundidad. Dentro de la astenosfera existen zonas de fusión parcial de las rocas (=cámaras de magma).

La composición química del manto inferior es poco conocida. Muy probablemente está formado por rocas que se componen de óxidos de Mg, Fe, Al y Si muy comprimidas por las altas presiones que existen en esta región.

Corteza

La corteza corresponde a la capa sólida en contacto directo con atmósfera e hidrosfera (y también la biosfera), y es el principal objeto de estudios de la geología.

Se diferencia dos tipos de corteza:

a) Corteza Continental: Compuesta fundamentalmente por material granítico en su parte superior, ligero y de baja densidad (2,8 g/cm3), y material básico (gabroide) de densidad moderada (3 g/cm3) en la zona más profunda. El límite entre ambas capas es denominado "Discontinuidad de Conrad". El espesor total de la corteza continental es variable con un valor medio de 30 km, y valores máximos de 70 km aprox. por debajo de montañas importantes (ejemplo: espesor de la corteza por debajo de los Andes a la altura de Santiago-Mendoza 57 km, por debajo del altiplano a la altura de Arica 70 km).

b) Corteza oceánica: La corteza oceánica es formada por material básico (basáltico - gabroide) de densidad mayor (3,2 g/cm3). Su espesor es más homogéneo y con máx. 8 - 10 km significantemente menor que el de la corteza continental.

Por tener el mismo comportamiento mecánico rígido, la corteza (oceánica y continental) y la parte más alta del manto superior forman juntos lo que se conoce como "Litosfera" (lithos = roca). El espesor de la litosfera varía entre 70 y 120 km (según tipo de corteza).

Detalle capas interiores:

Litosfera

= suma de manto superior rígido, corteza oceánica y corteza continental

 

Detalle corteza - litosfera:

Cabe destacar que:

a) "Corteza continental" no es igual a "continente" o "tierra firme". El borde de todos los continentes corresponde a la plataforma continental formada por corteza continental sumergida bajo el mar. La extensión de la plataforma mar adentro puede variar desde algunas decenas a varios cientos de km.

b) Uno de los pocos ejemplos conocidos en la actualidad donde se puede observar corteza oceánica formando parte de un continente corresponde al "Triangulo da Afar", Etiopía, noreste de Africa. Además, muchas islas oceánicas (Islandia, Sta Helena, Isla de Pascua) representan las partes más altas del fondo oceánico (es decir, de la montaña centrooceánica - submarina), y, por lo tanto, la corteza oceánica.

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