lunes, 17 de noviembre de 2008

Estructura de la Tierra y los diferentes tipos de estudios








ESTRUCTURA DE LA TIERRA

En la Antigüedad se encontraron datos de tipo geológico como las de Herodoto o Pilinio, a geología como ciencia nacio en el siglo XVIII y se considera como sus creadores al geólogo alemán Abraham G. Werner y al escosés James Hutton. En 1833, con la obra del científico inglés Charles Lyell, tuvo gran impulso el estudio de la paleontología. A mediados del mismo siglo, la geología experimentó un gran desarrollo con el apoyo de nuevos instrumentos, técnicas y teorías, de entre lso que destaca el microscópio de polarización, de gran uso en el estudio de minerales y rocas; la teoría de "los mantos de corrimiento" y la explicacio de " transgresiones y regresiones". Después siguió la " deriva continental", la utilizazión de los rayos X y el uso de métodos radiactivos.







TIPOS DE ESTUDIOS







En resuman la geología proviene (del griego geo, tierra, y logos, estudio) y es la ciencia que estudia la corteza de la Tierra, la materia que la compone, su mecanismo de formación, los cambios o alteraciones que ésta ha experimentado desde su origen, y la textura y estructura que tiene su superficie en el actual estado. Tiene varias ramas como lo son:

  • mineralogía
  • petrografía
  • estratigrafía
  • paleontología
  • edafología

A la vez se divide en :

  • geodinámica
  • geología histórica

  • geología aplicada

  • geofísica

El hombre ha aplicado métodos directos e indirectos para estudiar la estructura de la Tierra.

  • DIRECTOS

Estos se utilizan para sondear en busca de petróleo.

  • INDIRECTO
Estos son los gravimétricos-sísmicos.

Algunos ejemplos son:
  • ESTUDIOS GRAVIMÉTRICOS

Nos permiten conocer las irregularidades de la gravedad existente en las diferentes capas terrestres. Estas investigaciones se utilizan para saber la ubicacion de cada tipo de roca dentro de la corteza, para lo cual se mide la variación de la gravedad de la región y se marca sobre un diagrama, donde se obtienen valoes positivos o negativos de acuerdo con la mayor o menor densidad de rocas.

  • ESTUDIOS PALEOMAGNÉTICOS

Los estudios paleomagnéticos forman uno de los aspectos centrales de las investigaciones en tectónica de placas y dispersión del piso oceánico, en virtud a que el método paleomagnético, permite:

  • Cuantificar el desplazamiento de las placas litosféricas
  • Determinar paleocoordenadas (referidas al eje geomagnético).


La interpretación de las anomalías magnéticas marinas, que en conjunto con las técnicas de fechamiento radiométrico, es la base de la escala de geomagnética de polaridades, ha permitido:

  • Determinar la edad de la corteza oceánica así como la dirección y velocidad del movimiento de las placas litosféricas.
Los estudios sobre el fenómeno de acreción de terrenos en las márgenes continentales y los procesos de transformación y fallamiento transcurrente, han permitido desarrollar el concepto de terrenos tectonoestratigráficos.
  • ONDAS SÍSMICAS
Es el método directo más eficaz para estudiar la estructura de la Tierra. Las observaciones se hacen por medio de ondas sísmicas que pasan por la masa terrestre donde está se divide ne tres capas; núcleo, manto y corteza terrestre.
Hay dos tipos de ondas sísmicas:
  • Naturales
  • Provocadas por el ser humano

Estás se pueden propagar de dos maneras:

  • longitudinal

  • transversalmente


La velocidad con la que atraviesan la masa terrestre aumenta o disminuye de acuerdo con las variaciones de las propiedades físicas de cada una de las ondas que se produzca.Las ondas sísmicas han permitido conocer las diferentes densidades de los materiales que se encuentran en el interior del planeta. En lso lugares donde estas ondas sufren cambios bruscos hay discontinuidades, las cuales constituyen los límites de las capas internas.

Las más importantes son las de:

  • MOHOROVIC

La Discontinuidad de Mohorovic es una zona de transición entre la corteza y el manto terrestre. Aparece a una profundidad media de unos 35 km, pudiendo encontrarse a 70 km de profundidad bajo los continentes o a tan solo 10 km bajo los océanos. Se pone de relieve cuando las ondas P y S aumentan bruscamente su velocidad. Constituye la superficie de separación entre los materiales rocosos menos densos de la corteza, formada fundamentalmente por silicatos de aluminio, calcio, sodio y potasio, y los materiales rocosos más densos del manto, constituido por silicatos de hierro y magnesio.

  • GUTEMBERG

Discontinuidad de Gutenberg es la división entre manto y núcleo de la Tierra, situada a los 2.900 km de profundidad. Se caracteriza por no ser atravesada por las ondas sísmicas S y hacer disminuir la velocidad de las ondas sísmicas P de 13 a 8 km/h. Es una de las capas más delgadas de la Tierra al igual que la discontinuidad de Mohorovicic.Bajo esta capa es donde se generan corrientes electromagneticas que dan origen al campo magnetico terrestre.

ESTRUCTURA DE LA TIERRA

La Tierra es uno de los planetas sólidos o, al menos, de corteza sólida, ya que no todas las capas lo son. En su formación, los materiales pesados, como el hierro y el níquel, gravitaron hacia el centro; los más ligeros, a la superficie. Por encima tenemos la atmósfera, una capa de gases a los que llamamos aire, formada a su vez por una serie de capas, que funciona como escudo protector del planeta, mantiene la temperatura y permite la vida. En las hendiduras y zonas bajas de la corteza, agua, mucha agua líquida y, en los polos, helada. Por debajo de la corteza, una serie de capas en estado pastoso, muy calientes, y con una densidad creciente hasta llegar al núcleo de la Tierra, de nuevo, sólido, metálico y denso.

CAPAS INTERNAS DE LA TIERRA

  • NÚCLEO



Se trata de una gigantesca esfera metálica que tiene un radio de 3.485 km, es decir, un tamaño semejante al planeta Marte. La densidad varía, de cerca de 9 en el borde exterior a 12 en la parte interna. Está formado principalmente por:
  • Hierro
  • Níquel
  • Cobre
  • Oxígeno
  • Azufre

Existen dos tipos de núcleo:

  • El núcleo externo

Es líquido, con un radio de 2.300 km.

  • El núcleo interno

Se manifiesta por un aumento brusco en la velocidad de las ondas P a una profundidad entre 5.000 y 5.200 kmEl núcleo interno tiene un radio de 1.220 km. Se cree que es sólido y tiene una temperatura entre 4.000 y 5.000° C. Es posible que el núcleo interno sea resultado de la cristalización de lo que fue una masa líquida de mayor magnitud y que continúe este proceso de crecimiento. Su energía calorífica influye en el manto, en particular en las corrientes de convección. Actualmente se considera que el núcleo interno posee un movimiento de rotación y es posible que se encuentre en crecimiento.

Muchos científicos creen que hace 4.000 millones de años la Tierra ya tenía un campo magnético causado por un un núcleo metálico. Su formación marcó la frontera entre el proceso de consolidación y el enfriamiento de la superficie

  • MANTO

Se situa en la discontinuidad de Gutemberg hasta la de Mohorovicic. Se compone principalmente de minerales máficos de:
  • Hierro

  • Magnesio

  • Olivino
  • Piroxeno.

El material del que se compone el manto puede presentarse en estado sólido o como una pasta viscosa, como resultado de las elevadas presiones.A pesar de la temperatura, la sustancia se mantiene sólida.

Determinación de las características del interior de la Tierra mediante ondas sísmicas.
Las temperaturas del manto varían entre los 100°C en la zona de contacto con la corteza, hasta los 3.500º C en la zona de contacto con el núcleo. Este aumento de temperatura refleja a la vez la mayor dificultad de las capas profundas en perder calor por conducción a la superficie y la mayor capacidad endógena de producir calor en profundidad (por el aumento de la desintegración radioactiva y por fricción con los materiales fluidos en movimiento en el núcleo externo).

La viscosidad en el manto superior (la astenosfera) varía entre 1.021 y 1.024 Pa/s, dependiendo de la profundidad. Por lo tanto, el manto superior se desplaza muy lentamente, comportándose simultáneamente como un sólido y como un líquido de alta viscosidad.
Si bien no existen diferencias marcadas ni discontinuidades obvias en el interior del manto, pero sí gradientes que reflejan el aumento de la presión y de la temperatura, es común dividir el manto en dos capas:
  • El manto superior (de la Moho a los 650 km de profundidad

El manto superior (o manto externo) se inicia en la Moho, que está a una profundidad media de 6 km bajo la corteza oceánica y a una profundidad media de 35,5 km bajo la corteza continental, aunque puede alcanzar en ésta última profundidades superiores a 400 km en las zonas de subducción.Las velocidades de las ondas sísmicas medidas en esta capa son típicamente de 8,0 a 8,2 km/s, que son mayores que las registradas en la corteza inferior (6,5 a 7,8 km/s). Evidencias basadas en datos geofísicos, geológicos y petrológicos, y la comparación con cuerpos extraterrestres, indican que la composición del manto superior es peridotítica. Experiencias de fusión de peridotitas muestran que su fusión parcial puede originar los basaltos oceánicos en las condiciones de presión y temperatura existentes en el manto superior. Este proceso ocurre probablemente en la zona de baja velocidad, lo que explica la reducción de las velocidad sísmica por la fusión parcial de los materiales.Los estudios efectuados en ofiolitas y en la litosfera oceánica demuestran que la formación de la corteza oceánica se efectúa a partir de la porción más superficial del manto superior.

  • El manto inferior (de los 650 km de profundidad al límite externo del núcleo).

El manto inferior (o manto interno) se inicia cerca de los 650 km de profundidad y se extiende hasta a la discontinuidad de Gutemberg, situada a 2.700 - 2.890 km de profundidad, en la transición al núcleo. El manto inferior está separado de la astenosfera por la discontinuidad de Repetti, siendo pues una zona esencialmente sólida y de muy baja plasticidad.
La densidad en esta región aumenta linealmente de 4,6 a 5,5. Aparentemente, en el manto inferior no ocurre ningún cambio de fase importante, a pesar de que se dan pequeños gradientes en la velocidad de propagación de las ondas sísmicas a los 1.230 km y 1.540 km de profundidad. De esta forma, se cree que el aumento en la velocidad de las ondas sísmicas debe ocurrir principalmente como resultado de la compactación de un material de composición uniforme. Se han propuesto varios modelos que sugieren que el manto inferior contiene más hierro que el manto superior.
La temperatura varía de 1.000º C a 3.000° C, aumentando con la profundidad y con el calor producido por la desintegración radioactiva y por conducción a partir del núcleo externo (donde la producción de calor por fricción que experimentan los flujos que generan el geomagnetismo

  • CORTEZA TERRESTRE






Capa superficial de la geosfera, que está en contacto con la atmósfera, y que limita con el manto mediante la discontinuidad de Mohorovicic. Presenta una estructura muy compleja derivada de los procesos dinámicos a los que se ve sometida. Además, su composición geoquímica es muy diversa. Junto con la zona superficial del manto forma la litosfera.

  • La corteza terrestre

Tiene un espesor variable: puede medir 5 km bajo los océanos y hasta 70 km en las cordilleras. Se divide en dos grandes unidades: la corteza continental, granítica, y la corteza oceánica, basáltica.

  • La corteza continental

Se encuentra en las zonas emergidas del planeta pero también bajo los océanos, cerca de las costas. Está formada por rocas plutónicas, volcánicas, sedimentarias y metamórficas. Es más gruesa y menos densa que la oceánica. En ella se encuentran las rocas más antiguas. Éstas son parte de los cratones o núcleos continentales, constituidos por granitos y gneises; son zonas consolidadas desde hace más de dos mil millones de años. Las áreas más complejas de la corteza continental son los orógenos o cordilleras. Pueden presentar una capa superficial, la cobertera, constituida por rocas sedimentarias, aunque éstas han podido ser erosionadas; en este caso, aparece el zócalo formado por rocas metamórficas y plutónicas. Los orógenos se forman como consecuencia de la convergencia de placas litosféricas en una zona de subducción o al colisionar dos masas continentales.

  • La corteza oceánica

Es delgada y está formada por rocas volcánicas básicas, los basaltos, que se forman en las dorsales oceánicas. Éstas también se denominan bordes constructivos porque su actividad volcánica permite la formación de corteza nueva. La capa superficial de la corteza oceánica es sedimentaria y su espesor medio es de 300 m, pero cerca de las dorsales no aparece porque no se ha podido formar aún sobre los basaltos recién consolidados.

Las capas que existen sobre la corteza son:

  • HIDRÓSFERA


La hidrosfera es una de las capas fluidas que envuelven la Tierra. Está formada por agua líquida, aunque también se incluye al hielo como componente sólido y a las nubes como emulsiones de pequeñas gotitas de agua o cristalitos de hielo. El vapor de agua presente en la atmósfera está en equilibrio con los depósitos superficiales y atmosféricos de la hidrosfera y su cantidad depende de la temperatura terrestre. El agua contribuye a regular el clima del planeta por su gran capacidad de almacenar energía, modela su superficie con los efectos de los agentes geológicos, diluye los contaminantes y es esencial para los seres vivos. Constituye un recurso imprescindible para la agricultura, la industria, la generación de energía eléctrica, el transporte, la higiene, etc.

  • ATMÓSFERA


La atmósfera es la envoltura gaseosa que rodea a la Tierra. Comenzó a formarse hace unos 4600 millones de años con el nacimiento de la Tierra. La mayor parte de la atmósfera primitiva se perdería en el espacio, pero nuevos gases y vapor de agua se fueron liberando de las rocas que forman nuestro planeta.
La atmósfera de las primeras épocas de la historia de la Tierra estaría formada por vapor de agua, dióxido de carbono(CO2) y nitrógeno, junto a muy pequeñas cantidades de hidrógeno (H2) y monóxido de carbono pero con ausencia de oxígeno. Era una atmósfera ligeramente reductora hasta que la actividad fotosintética de los seres vivos introdujo oxígeno y ozono (a partir de hace unos 2 500 o 2000 millones de años) y hace unos 1000 millones de años la atmósfera llegó a tener una composición similar a la actual.

http://www.geofisica.unam.mx/geomag/paleomagnetismo/

GEOGRAFÍA GENERAL

ALICIA ESCOBAR MUÑOZ

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