Interior de la Tierra y Tectónica de Placas

Interior de la Tierra &Tectónica de Placas Copyright © 1995-2009 by Rosanna L. Hamilton.Todos los derechos reservados. Una teoría es una herramienta – no un credo. -J. J. Thomson

The Earth’s Interior

Just as a child may shake an un unopened present in an attempt toiscover the content of a gift, so man must listen to the ring andvibration of our Earthin an attempt to discover itscontent. Esto se consigue mediante la sismología, que se ha convertido en el principal método utilizado para estudiar el interior de la Tierra. La sismología en la Tierra se ocupa del estudio de las vibraciones producidas por los terremotos, el impacto de meteoritos o medios artificiales como una explosión. En estas ocasiones, se utiliza un sismógrafo para medir y registrar los movimientos y vibraciones reales dentro de la Tierra y del suelo.

Los científicos clasifican los movimientos sísmicos en cuatro tipos de ondasdiagnósticas que viajan a velocidades que van de 3 a 15 kilómetros(1,9 a 9,4 millas) por segundo. Dos de las ondas se desplazan por la superficie de laTierra en forma de oleadas. Las otras dos, las ondas primarias (P) o de compresión y las secundarias (S) o de corte, penetran en el interior de la Tierra. Las ondas primarias comprimen y dilatan la materia que atraviesan (ya sea roca o líquido) de forma similar a las ondas sonoras.También tienen 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 atravesar el líquido. Tanto las ondas P como las S se refractan o reflejan en los puntos en los que confluyen capas de diferentes propiedades físicas. También reducen su velocidad cuando atraviesan materiales más calientes. Estos cambios en la dirección y la velocidad son los medios para localizar discontinuidades.

Divisiones en el interior de la Tierra
(Adaptado de, Beatty, 1990.)

Las discontinuidades sísmicas ayudan a distinguir las divisiones de la Tierra en núcleo interno, núcleo externo, D», manto inferior, región de transición, manto superior y corteza (oceánica y continental). Las discontinuidades posteriores también se han distinguido y cartografiado a través de 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 unido al manto, suspendido en el núcleo externo fundido. Se cree que se ha solidificado como resultado de la congelación 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 y conductor de la electricidad dentro del cual se produce un movimiento convectivo. Esta capa conductora se combina con la rotación de la Tierra para crear un efecto dinámico que mantiene un sistema de corrientes eléctricas conocido como el campo magnético de la Tierra. También es responsable de las sutiles sacudidas de la rotación de la Tierra. Esta capa no es tan densa como el hierro fundido puro, lo que indica la presencia de elementos más ligeros. Los científicos sospechan que alrededor del 10% de la capa está compuesta por azufre y/u oxígeno porque estos elementos son abundantes en el cosmos y se disuelven fácilmente 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 un grosor de 200 a 300 kilómetros (125 a 188 millas) y representa aproximadamente el 4% de la masa de la corteza del manto. Aunque a menudo se identifica como parte del manto inferior, las discontinuidades sísmicas sugieren que la capa «D» podría diferir químicamente del manto inferior que se encuentra por encima de ella. Los científicos teorizan que el material se disolvió en el núcleo, o que pudo hundirse en el manto pero no en el 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 de la corteza del manto y probablemente está compuesto principalmente de silicio, magnesio y oxígeno. Probablemente también contenga algo de hierro, calcio y aluminio. Los científicos hacen estas deducciones asumiendo que la Tierra tiene una abundancia y proporción de elementos cósmicos similar a la encontrada en el Sol y en los meteoritos primitivos.
• Región de transición: 7,5% de la masa de la Tierra; profundidad de 400-650 kilómetros (250-406 millas)
  La región de transición o mesosfera (por manto medio), a veces llamada capa fértil, contiene el 11,1% de la masa de la corteza del manto y es la fuente de los magmas basálticos. También contiene calcio, aluminio y granate, que es un complejo mineral de silicato que contiene aluminio. Esta capa es densa en frío debido al granate. Es flotante cuando está caliente porque estos minerales se funden fácilmente para formar basalto que puede subir a través de las capas superiores como 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 de la corteza del manto. Se han excavado fragmentos para su observación mediante cinturones montañosos erosionados y erupciones volcánicas. El olivino (Mg,Fe)2SiO4 y el piroxeno(Mg,Fe)SiO3 han sido los principales minerales encontrados de esta manera. Estos y otros minerales son refractarios y cristalinos a altas temperaturas; por lo tanto, la mayoría se desprenden del magma ascendente, formando nuevo material de corteza o no saliendo nunca del manto. Una parte del manto superior, llamada astenosfera, puede 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 de la corteza del manto. La mayor parte de la corteza terrestre se formó gracias a la actividad volcánica. El sistema de dorsales oceánicas, una red de volcanes de 40.000 kilómetros, genera nueva corteza oceánica a un ritmo de 17 km3por año, cubriendo el fondo del océano con basalto.Hawaii e Islandia son dos ejemplos de laacumulación de pilas de basalto.
• Corteza continental: 0,374% de la masa de la Tierra; profundidad de 0-50 kilómetros.
  La corteza continental contiene el 0,554% de la masa de la corteza terrestre. Se trata de la parte exterior de la Tierracompuesta esencialmente por rocas cristalinas. La corteza (tanto oceánica como continental) es la superficie de la Tierra; como tal, es la parte más fría de nuestro planeta. Dado que las rocas frías se deforman lentamente, se denomina litosfera a esta capa exterior rígida (la capa fuerte).

La litosfera &Tectónica de placas

Litosfera oceánica

La capa rígida más externa de la Tierra, que comprende la corteza y el manto superior, se denomina litosfera. La nueva litosfera oceánica se forma a través del vulcanismo en forma de fisuras en los puentes oceánicos medios, que son grietas que rodean el globo. El calor se escapa del interior a medida que esta nueva litosfera emerge desde abajo. Poco a poco se enfría, se contrae y se aleja de la dorsal, viajando a través del fondo marino hacia las zonas de subducción en un proceso llamado propagación del fondo marino. Con el tiempo, la litosfera más antigua se engrosará y acabará siendo más densa que el manto inferior, lo que hará que descienda (subducción) hacia la Tierra en un ángulo pronunciado, enfriando el interior. La subducción es el principal método de enfriamiento del manto por debajo de los 100 kilómetros (62,5 millas). Si la litosfera es joven y, por lo tanto, más caliente en una zona de subducción, será forzada a volver al interior en un ángulo menor.

Litosfera continental

La litosfera continental tiene un grosor de unos 150 kilómetros (93 millas) con una corteza de baja densidad y un manto superior permanentemente flotante.Los continentes se desplazan lateralmente a lo largo del sistema de convección del manto, alejándose de las zonas calientes del manto hacia otras más frías, un proceso conocido como deriva continental. La mayoría de los continentes están ahora asentados o se mueven hacia partes más frías del manto, con la excepción de África. Varios cientos de millones de años antes de la formación de Pangea, los continentes del sur -África, Sudamérica, Australia, la Antártida y la India- se unieron en lo que se conoce como Gondwana.

Tectónica de placas

Límites de las placas de la corteza terrestre
(Cortesía NGDC)

La tectónica de placas implica la formación, el movimiento lateral, la interacción y la destrucción de las placas litosféricas. Gran parte del calor interno de la Tierra se libera a través de este proceso y muchas de las grandes características estructurales y topográficas de la Tierra se forman consecuentemente. Las placas colisionan y se destruyen a medida que descienden en las zonas de subducción, dando lugar a profundas fosas oceánicas, cadenas de volcanes, extensas fallas de transformación, elevaciones lineales y cinturones montañosos plegados. En la actualidad, la litosfera terrestre está dividida en ocho grandes placas con unas dos docenas de placas más pequeñas que se desplazan por encima de ellas a un ritmo de 5 a 10 centímetros por año. Las ocho grandes placas son la africana, la antártica, la euroasiática, la india-australiana, la de Nazca, la norteamericana, la del Pacífico y la sudamericana. Algunas de las placas más pequeñas son la de Anatolia, la de Arabia, la del Caribe, la de Cocos, la de Filipinas y la de Somalia.

Beatty, J. K. y A. Chaikin, eds. The New Solar System.Massachusetts: Sky Publishing, 3ª edición, 1990.

Prensa, Frank y Raymond Siever. Earth. New York: W. H. Freemanand Company, 1986.

Seeds, Michael A. Horizons. Belmont, California: Wadsworth, 1995.