jueves, 28 de mayo de 2015

El interior de la Tierra: corteza, manto y núcleo



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Los estudios de sismología han permitido subdividir el interior de la Tierra en tres capas principales según los valores medios de Vp y Vs para cada una de las capas. Desde la superficie hacia el centro de la Tierra se cortan: la corteza, el manto y el núcleo.


- La discontinuidad de Mohorovicic y la discontinuidad de Gutenberg


+ Corteza, manto y núcleo, capas separadas por discontinuidades


Las tres capas están separadas la una de la siguiente por discontinuidades evidenciadas por saltos bruscos de la velocidad (es decir, aumentos o disminuciones bruscos).

La discontinuidad de Mohorovici (nombre del gran sismólogo croata que en 1909 fue el primero en demostrar la existencia de dicha discontinuidad), normalmente conocida como Moho, es la que separa la corteza del manto, mientras que la discontinuidad de Gutenberg (evidenciada por el alemán Gutenberg en 1912), es la que separa el manto del núcleo.

- La corteza terrestre


Es la parte más superficial de nuestro planeta sólido, y que interacciona directamente con la atmósfera, la hidrosfera y la biosfera y con todas las actividades humanas. Los conocimientos adquiridos por la sísmica activa y por otras disciplinas geofísicas y geológicas han permitido caracterizar con buena precisión la corteza terrestre, que se puede subdividir en dos tipos: corteza continental y corteza oceánica.

+ La corteza continental: corteza superior, discontinuidad de Conrad y corteza inferior


La corteza continental tiene un espesor medio de 35 km, pero puede llegar hasta 60-70 km por debajo de las grandes cadenas montañosas (Andes, Himalaya, Alpes, etc.). Se puede subdividir en dos capas: corteza superior y corteza inferior; separadas por la discontinuidad de Conrad.

. La discontinuidad de Conrad

Esta superficie, descubierta en 1925 por V. Conrad, viene marcada por un aumento brusco de la velocidad pero sin continuidad lateral, ya que en algunas zonas no se observa, indicando que no existe una separación neta ni marcada entre ambas cortezas.

. La corteza superior

La corteza superior está constituida por rocas sedimentarias superpuestas a rocas volcánicas e intrusivas, de composición granítica más o menos metamorfizadas (el grado metamórfico aumenta con la profundidad). La corteza superior se caracteriza por una densidad media de 2,7 kg / dm3 y, por lo que hace referencia a Europa, un espesor medio de 810 km.

. La corteza inferior

La corteza inferior está formada por rocas de composición gabroica-granodiorítica (intermedia entre granito y diorita o gabro) metamorfizadas y tiene una densidad de 3 kg / dm3.

+ La corteza oceánica: subdividida a su vez en cuatro capas


El segundo tipo de corteza se conoce como corteza oceánica; tiene un espesor de unos 10 km que se reducen prácticamente a 0 a lo largo del rift valley, en el centro de las dorsales oceánicas por donde sale directamente el magma basáltico del manto.

La corteza oceánica puede subdividirse en cuatro capas: una primera capa constituida por sedimentos con un espesor variable entre 0 y 3-4 km (desde la dorsal a los márgenes) y una velocidad media de 2 km / s; la segunda capa está constituida por basaltos metamorfizados, tiene un grosor medio de 1,5 - 2 km y una velocidad media de 5 km / s; la tercera está formada por gabros metamorfizados y presenta un espesor de unos 5 km y una velocidad media comprendida entre 6,7 y 7,1 km / s; finalmente una última capa, compuesta por rocas ultrabásicas (mayoritariamente peridotitas), con un espesor limitado de 0,5 km y una velocidad media de aproximadamente 8 km / s, comparable a la velocidad del manto infrayacente.

- El manto terrestre


El manto es la capa inmediatamente por debajo de la corteza que la separa de la discontinuidad de Mohorovicic, una discontinuidad de tipo químico-mineralógico que indica también un cambio de la composición de las rocas: de esencialmente basálticas en las porciones inferiores de la corteza a peridotítica más rígida y densa que el basalto, el Moho viene evidenciado por un salto de velocidad que pasa de un valor medio de 6 - 6,5 km / s en la corteza a unos 8 - 8,2 km / s en la parte superior del manto. El manto se extiende hasta unos 2.900 km de profundidad, donde empieza el núcleo. El manto se acostumbra a subdividir en dos: superior e inferior.

+ El manto superior


El manto superior se extiende desde debajo del Moho (que se encuentra a una profundidad muy variable dependiendo si está por debajo de corteza continental u oceánica) hasta unos 650 - 700 km donde, después de un comportamiento muy irregular, las Vp y V s vuelven a aumentar con la profundidad como consecuencia del aumento de densidad.

En el manto superior se han podido individualizar dos capas: una superior, donde la velocidad aumenta constantemente con la profundidad, y una inferior, marcada por la repentina disminución de velocidad respecto a la capa superior. La parte inferior muestra características de menor rigidez respecto a la capa superior. Esto se interpreta como consecuencia de una fusión parcial de las peridotitas que provocan que esta capa del manto se comporte de forma similar a un fluido viscoso. Sobre la base de estas observaciones los geofísicos han propuesto una "estratificación" distinta de la porción superior del planeta: la corteza y la parte externa del manto superior son englobados en una única capa rígida (litosfera) donde la velocidad de las ondas sísmicas aumenta constantemente con la profundidad; la parte inferior del manto superior parcialmente fundida se denomina astenosfera.

Esta subdivisión es muy importante en relación a la tectónica de placas, la cual se basa en el movimiento de placas litosféricas sobre la astenosfera gracias a su viscosidad. El espesor de la litosfera es de aproximadamente 100 km, mientras que la astenosfera se extiende hasta unos 400 km donde un salto brusco de los valores de velocidad revela que el manto vuelve a ser sólido y rígido.

+ El manto inferior


El mando inferior oscila desde unos 650 - 700 km (por debajo de una zona de transición con la astenosfera) hasta unos 2.900 km, donde la discontinuidad de Gutenberg lo separa del núcleo. En el interior del manto inferior se tiene un aumento constante de la densidad (pasa de unos 4 kg / dm3 a unos 6 kg / dm3 en el límite con el núcleo) y de la Vp y Vs.

- El núcleo


La discontinuidad de Gutenberg separa el núcleo del manto, indicando una variación de composición y de esta físico de agregación. La densidad aumenta bruscamente pasando de 6 a unos 10 kg / dm3, y la velocidad de las ondas P disminuye rápidamente pasando de 13 a 8 km / s, mientras que no hay propagación de las ondas S que reaparecen a una profundidad aproximada de 5.080 km donde la Vp sube hasta llegar a unos 14 km / s en el centro de la Tierra. Estas observaciones, junto con otras informaciones geológicas, han inducido a estudiosos a pensar que el núcleo esté constituido principalmente por dos metales, hierro y níquel (Fe y Ni), en porcentajes variables.

+ División del núcleo de la Tierra: núcleo superior fundido y núcleo inferior sólido


Además, se acepta que el núcleo está dividido en dos: núcleo superior fundido, porque no hay transición de ondas S, y núcleo inferior sólido, separado a unos 5.080 km de profundidad por la discontinuidad de Lehmann que coincide con la reaparición de las ondas S.

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- La estructura profunda de la Tierra: artículos en nuestro blog de Biología y Geología


+ Las ondas sísmicas

+ Metodología de investigación de la sísmica y la sismología

+ Los terremotos: clasificación y escalas de medición

+ La geología de los fondos marinos

+ Topografía de los fondos oceánicos: principales elementos morfológicos