Métodos de Estudio de la Tierra
El interior de la Tierra es muy difícil de estudiar debido a sus elevadas temperaturas y presiones. Para ello, existen dos métodos principales:
Método Directo
Es un método caro y limitado. Consiste en obtener información del interior de la Tierra analizando directamente su composición y estado físico a través de:
- Sondeos: Excavaciones con cilindros alargados que informan sobre el contenido interno. Ejemplo: el Pozo de Kola.
- Minas: Excavaciones a gran escala de las que se extraen minerales y rocas. Ejemplo: las minas de carbón de España.
- Erupciones: El estudio de la lava y el magma proporciona datos valiosos. Ejemplo: el Teide.
Existen también minas a cielo abierto que, aunque afectan a la naturaleza, ayudan a obtener información geológica.
Método Indirecto
Es más económico y consiste en aprovechar los fenómenos geológicos para deducir información:
- Simulaciones de laboratorio: Se recrean fenómenos geológicos para obtener datos.
- Magnetosfera: El campo magnético informa sobre los procesos del núcleo; su movimiento genera cambios detectables en dicho campo.
- Densidad: Aporta datos sobre la composición química del planeta.
- Ondas sísmicas: Considerado el mejor método indirecto.
Las Ondas Sísmicas
Cuando ocurre un terremoto, las ondas recorren todo el planeta. Su velocidad depende de la densidad del material y su estado físico:
- Son rápidas en medios densos y sólidos.
- Son lentas en medios líquidos o menos densos.
Tipos de Ondas
Ondas Profundas
- Ondas Primarias (P): Son rápidas (aprox. 14 km/s) y compresivas, lo que les permite viajar por todos los medios (sólidos y líquidos).
- Ondas Secundarias (S): Son más lentas (aprox. 7 km/s) y transversales; solo viajan por medios sólidos, no por líquidos.
Ondas Superficiales
- Rayleigh (R): Movimiento en zig-zag.
- Love (L): Movimiento circular.
Cuando las ondas cambian de capa, su velocidad varía. Se distinguen tres regiones principales: la zona de ondas primarias y secundarias, la zona de sombras y la zona exclusiva de ondas primarias.
Estructura de la Tierra
La Tierra se divide en capas según dos enfoques principales.
Modelo Composicional de la Tierra
Se basa en la composición química: Corteza, Manto y Núcleo.
Corteza
Es la capa superficial de la geosfera. Se divide en:
- Continental: Más profunda (unos 35 km), poco densa y compuesta principalmente por granito.
- Oceánica: Poco profunda (8-12 km), más densa y compuesta principalmente por basalto.
Manto
Posee un gran volumen y su composición principal son las peridotitas. A medida que profundizamos, la temperatura aumenta siguiendo el gradiente geotérmico (3 ºC cada 100 m o 33 ºC por km). Se divide en:
- Manto Superior: En estado semifundido.
- Manto Inferior: En estado sólido.
Núcleo
Es la capa más interna, formada por Hierro (85%), Níquel (10%), Oxígeno, Azufre y Carbono. Se divide en:
- Núcleo Externo: En estado líquido, alcanza los 5.150 km de profundidad.
- Núcleo Interno: Sólido, llega hasta los 6.371 km.
Discontinuidades
- Discontinuidad de Mohorovičić: Entre la corteza y el manto.
- Discontinuidad de Repetti: Separa el manto superior del inferior.
- Discontinuidad de Gutenberg: Separa el manto inferior del núcleo.
- Discontinuidad de Lehmann: Separa el núcleo externo del núcleo interno.
Capas Dinámicas
Se clasifican por su comportamiento mecánico. La Tierra es geológicamente activa:
- Litosfera: Comprende la corteza y parte del manto superior (hasta 150-250 km).
- Astenosfera: Rocas cercanas al punto de fusión, lo que le otorga plasticidad bajo la litosfera (hasta 660 km).
- Mesosfera: Corresponde al manto restante, siendo más rígida que la astenosfera.
- Capa D: Zona donde se funde la roca del manto y asciende.
- Endosfera: Corresponde al núcleo y es donde se genera el campo magnético.
Tectónica de Placas
Deriva Continental: Hipótesis propuesta por Alfred Wegener, que postula que los continentes se mueven y anteriormente estuvieron unidos formando un supercontinente llamado Pangea.
Tectónica de Placas: Teoría que explica dicho movimiento. La litosfera está dividida en placas que flotan sobre el manto. Sus interacciones (choque, separación o deslizamiento) producen terremotos, volcanes y orogénesis (formación de montañas).
Tipos de Placas Litosféricas
- Oceánica: Compuesta solo por litosfera oceánica.
- Continental: Compuesta por litosfera continental.
- Mixta: Compuesta por ambos tipos de litosfera.
Límites entre Placas
Los límites entre placas tectónicas son zonas de contacto y fricción:
- Bordes Divergentes: Las placas se separan, el magma asciende y se forma nueva corteza oceánica. Generan terremotos moderados y volcanes submarinos. Ejemplo: Dorsal del Atlántico.
- Bordes Convergentes: Las placas chocan y ocurre la subducción (una placa se hunde bajo otra). Se destruye corteza oceánica, se forman cordilleras y volcanes, y se producen terremotos fuertes.
- Bordes Pasivos (Fallas de Transformación): Las placas se deslizan lateralmente. No se crea ni se destruye corteza. Producen terremotos muy fuertes, pero apenas presentan actividad volcánica.
Deformaciones: Pliegues y Fallas
Las rocas sufren diversos esfuerzos tectónicos:
- Distensión (Tracción): Estira las rocas (bordes divergentes).
- Compresión: Aplasta las rocas (bordes convergentes).
- Cizalladura: Fuerzas laterales (bordes pasivos).
Pliegues
Son deformaciones plásticas de las rocas sin rotura. Ocurren por compresión en materiales flexibles.
- Anticlinal: Forma de «U» invertida; las rocas más antiguas están en el núcleo.
- Sinclinal: Forma de «U»; las rocas más recientes están en el núcleo.
Fallas
Son fracturas con desplazamiento de los bloques. Ocurren en materiales frágiles. Se distinguen el techo (bloque superior) y el muro (bloque inferior):
- Verticales: Ambos bloques se mantienen equivalentes en su plano.
- Normal: Por esfuerzo extensivo; el techo desciende.
- Inversa: Por esfuerzo compresivo; el techo asciende.
- Horizontal: Por bordes pasivos; desplazamiento lateral.
Las Rocas
Las rocas son sustancias formadas por uno o varios minerales. Se dividen en tres grandes categorías:
Rocas Ígneas
Se forman por la solidificación del magma:
- Plutónicas: Enfriamiento lento bajo la superficie (cristales bien desarrollados).
- Volcánicas: Enfriamiento rápido en superficie (cristales poco desarrollados).
- Filonianas: Formadas en grietas, con un enfriamiento intermedio.
Rocas Sedimentarias
Se forman por la acumulación y compactación de sedimentos en cuencas sedimentarias, generalmente en medios marinos o fluviales. Se clasifican en:
- Detríticas: Fragmentos de otras rocas (arenas, limos, arcillas).
- No detríticas: Por precipitación química (sales, carbonatos).
Rocas Metamórficas
Se forman cuando cualquier roca es sometida a altas presiones y temperaturas sin llegar a fundirse, modificando su estructura interna mediante el proceso de metamorfismo.
Ejemplos destacados:
- Cuarcita
- Mármol
- Pizarra
- Gneis