NUESTRO LUGAR EN EL UNIVERSO

TEMA 1

Origen y estructura de la Tierra

¿Cómo es el interior terrestre? Algunos datos directos

∙ Las minas son excavaciones que se realizan para extraer minerales.

∙ Los sondeos son perforaciones taladradas en el subsuelo.

Minas y sondeos

Volcanes

Océano Atlántico

Océano Índico

Sudáfrica

Diamante

MANTO

∙ El magma, al ascender, arrastra fragmentos de rocas del interior.

Origen y estructura de la Tierra

Datos indirectos

TEMPERATURA �DEL INTERIOR TERRESTRE

Profundidad (km)

Temperatura (⁰C)

Existe un gradiente geotérmico que va reduciéndose con la profundidad.

MAGNETISMO TERRESTRE

Que la Tierra posea un campo magnético apoya la idea de que el núcleo es metálico.

Según la teoría más aceptada, la Tierra funciona como una dinamo autoinducida.

Según esta teoría el hierro fundido en el núcleo externo circula debido a:

• La rotación terrestre.
• Las corrientes de convención generadas por el calor interno.

METEORITOS

Si un material es abundante en los meteoritos, es frecuente en el sistema solar y también formará parte de la Tierra.

Origen y estructura de la Tierra

Sismos y ondas sísmicas

Epicentro

La vibración del hipocentro se propaga en forma de ondas sísmicas que van en todas direcciones.

TERREMOTO PRODUCIDO POR UNA FALLA

Origen y estructura de la Tierra

Estudio de la dirección de las ondas sísmicas (I)

La velocidad a la que se propagan las ondas depende de las características de los materiales por los que viajan. Cada cambio en la velocidad provoca un cambio en la dirección de la onda (refracción).

TIPOS:

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• Las ondas P: son las primeras en ser detectadas por los sismógrafos. Se transmiten mejor en medios sólidos que en medios líquidos.

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• Las ondas S: son más lentas que las P, por lo que se detectan en segundo lugar por los sismógrafos. Sólo se transmiten en medios sólidos.

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• Las ondas L: son superficiales y son las causantes de los daños producidos en los edificios.

Origen y estructura de la Tierra

Estudio de la dirección de las ondas sísmicas (II)

Al atravesar el interior del planeta las ondas P y S sufren cambios de dirección.

0°

Solo se reciben ondas P

Las zonas de sombra son lugares en los que no se reciben las ondas de un sismo.

Origen y estructura de la Tierra

¿Qué información aportan los terremotos?

La velocidad de propagación de las ondas sísmicas en el interior terrestre sufre variaciones graduales y, a veces, cambios bruscos denominados discontinuidades.

Profundidad (km)

Las discontinuidades sísmicas se utilizan para diferenciar las capas del interior del planeta.

Ondas P

Ondas S

Velocidad (km/s)

Los terremotos se producen como consecuencia de la liberación de energía en un punto de la Tierra. Esta energía se transmite en forma de ondas sísmicas que viajan en todas las direcciones. Las Ondas que viajan hacia el interior de la Tierra nos ofrecen mucha información sobre su estado físico y composición.

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Las ondas P o primarias son capaces de atravesar todos los medios, pero la velocidad es mayor cuanto más rígido es el medio que atraviesan.

Las ondas S o secundarias sólo atraviesan medios rígidos.

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En la imagen observamos un gráfico que representa el estudio de la velocidad de propagación de las ondas P y S por el interior de la Tierra.

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Las ondas P sufren cambios bruscos en la velocidad de propagación a 70, 670, 2.900 y 5.150km de profundidad. Estos cambios de velocidad se deben a que atraviesan capas con diferente composición química y diferente estado físico de los materiales. La rigidez de los materiales va aumentando hasta 2900 km donde el descenso brusco de la velocidad nos indica que comienza una capa más fluida, a partir de 5150 la rigidez vuelve a aumentar.

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Las ondas S presentan cambios bruscos a 70, 670 km de profundidad y a 2900 dejan de propagarse, lo que nos indica que esta capa es fluida.

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Las zonas en las que se produce un cambio brusco de la velocidad de propagación de las ondas sísmicas se denominan discontinuidades, son zonas en las que se produce un cambio en la composición y estado físico de los materiales, por tanto un cambio de capa.

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La discontinuidad de Mohorovicic (70-100 km) separa corteza del manto superior

La de Repetti (670km) separa manto superior de manto inferior

La de Guntemberg (2900km) separa manto de núcleo externo

La de Lehman (5150km) separa nucleo externo de núcleo interno

Origen y estructura de la Tierra

Principales discontinuidades y su interpretación

Corteza

Manto

Núcleo

DISCONTINUIDAD DE MOHOROVICIC

DISCONTINUIDAD DE GUTENBERG

Su profundidad en los continentes oscila entre 25 y 70 km y en los océanos entre 5 y 10 km.

Separa el manto del núcleo.

Se encuentra a 2900 km de profundidad.

En ella la velocidad de las ondas P cae bruscamente y las ondas S dejan de propagarse.

Esta discontinuidad separa el núcleo externo fundido del interno sólido.

DISCONTINUIDAD DE LEHMANN

Origen y estructura de la Tierra

El interior es más denso

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RELACION ENTRE LA DENSIDAD DE LOS MATERIALES TERRESTRES Y LA PROFUNDIDAD

Profundidad (km)

Densidad ( g/ cm³ )

La densidad media de la Tierra es de 5,52 g/cm³ y la densidad media de las rocas de los continentes 2,7 g/cm³.

Wiechert pensó que el interior terrestre debería tener un material más denso.

La existencia de un campo magnético terrestre apoyaría esta hipótesis.

Entre los elementos que podrían formar el núcleo terrestre se encuentra el hierro.

Origen y estructura de la Tierra

Unidades geoquímicas

Si el criterio utilizado para distinguir las capas concéntricas que forman el planeta, es la composición química entonces hablamos de unidades geoquímicas: corteza, manto y núcleo.

MANTO

NÚCLEO

CORTEZA�CONTINENTAL

CORTEZA�OCEÁNICA

CORTEZA

UNIDADES GEOQUÍMICAS

Origen y estructura de la Tierra

Unidades dinámicas

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LITOSFERA

NÚCLEO EXTERNO

MANTO INFERIOR

NÚCLEO INTERNO

MANTO SUPERIOR SUBLITOSFÉRICO

UNIDADES DINÁMICAS

DINÁMICA LITOSFÉRICA

ALFRED WEGENER�LA DERIVA CONTINENTAL

Alfred Wegener nació en Berlín, en 1880. Se graduó en astronomía y obtuvo su doctorado en 1905. Desde entonces se interesó por la meteorología y fue un ardiente adepto de la aerostática, el arte de navegar en globo. También se interesó por las expediciones polares y en 1906 participó en la expedición danesa a Groenlandia, donde pasó dos inviernos haciendo observaciones meteorológicas. Al regresar a Alemania, en 1908, fue nombrado profesor de meteorología de la Universidad de Marburgo.

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 En 1910, Wegener puso su atención en la idea de la deriva de los continentes, pues estaba impresionado, como tantos otros, por la semejanza de las costas de los continentes situados en ambos lados del Atlántico sur. Inicialmente le pareció improbable la idea de los desplazamientos de los continentes. Ahora bien, los datos paleontológicos y otras  pruebas geológicas le llevaron a plantear en una conferencia en 1912 en la Unión Geológica de Frankfurt la Hipótesis de la Deriva Continental.

Dinámica litosférica

Los argumentos de Wegener

Argumentos geográficos

Argumentos paleoclimáticos

Argumentos geológicos

Argumentos paleontológicos

La forma de los continentes permitía encajarlos como si fuesen las piezas de un rompecabezas.

Muchos fósiles iguales se encontraban en continentes muy alejados.

Existe continuidad entre cordilleras y otras formaciones geológicas a ambos lados del Atlántico.

Existen depósitos glaciares de la misma antigüedad en lugares muy alejados.

TECTÓNICA DE PLACAS

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Esta teoría se basa en la observación de que la superficie terrerestre está dividida en grandes trozos, las placas tectónicas o litosféricas, que se mueve de forma independiente. Poseen forma de casquete esférico y unos límites definidos por procesos intensos de sismicidad y vulcanismo.

Su planteamiento se debe a varios científicos, entre los que se encuentran H.H. Hess y el canadiense Tuzo Wilson, a finales de la década de los 60 (1968-1970).

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TIPOS DE PLACAS:

Continentales: Arábica. Iránica

Oceánicas: Pacífica, Cocos, Nazca etc.

Mixta: Suramericana, Norteamericana, Euroasiática, Africana, etc.

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LÍMITES DE PLACAS.

• Límites divergentes o dorsales: el movimiento es de separación.
• Límites convergentes o fosas: el movimiento es de aproximación.
• Límites o fallas transformantes: el movimiento es paralelo.

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TECTÓNICA DE PLACAS

​

​

BÁSICAMENTE LA TEORÍA PROPONE LO SIGUIENTE:

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• El transporte de calor a través del Manto se realiza por convección

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• La Litosfera está dividida en placas que se corresponden con la corriente superficial de cada célula convectiva del Manto.

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• Donde dos células convectivas contiguas son ascendentes, se forma una dorsal y se crea corteza oceánica.

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• Donde dos células convectivas contiguas son descendentes, se forma una fosa oceánica y se destruye  corteza.

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• La corteza continental es tan poco densa que no puede introducirse en el Manto.

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• Los límites entre las placas son las zonas más inestables de la Corteza, dando lugar a los cinturones activos.

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Dinámica litosférica

Las placas litosféricas y sus bordes

Placa Norteamericana

Placa Pacífica

Placa Euroasiática

Placa Pacífica

Placa Arábiga

Placa Africana

Placa Indoaustraliana

Placa �de �Nazca

Placa de �Cocos

Placa Antártica

Placa Filipina

Placa Suramericana

Dinámica litosférica

Fallas transformantes

Las fallas transformantes se producen por el deslizamiento lateral de una placa con respecto a la otra. No se crea ni se destruye litosfera; se les denomina bordes conservativos.

No hay vulcanismo asociado, sin embargo, los terremotos son frecuentes.

Dinámica litosférica

Extensión del fondo oceánico

Las dorsales son lugares en los que se genera nueva litosfera oceánica a partir de materiales procedentes del interior.

• Esta teoría explica la actividad volcánica y sísmica que tiene lugar en las dorsales.

• La litosfera recién creada se aleja a ambos lados de la dorsal.

• El fondo se comporta como una grabadora que registra la orientación del campo magnético terrestre a medida que se incorpora el nuevo magma.

Dinámica litosférica

Dorsales oceánicas

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• El océano Atlántico está recorrido de Norte a Sur por la dorsal oceánica.

• Tiene un surco central limitado a ambos lados por fallas normales, que se denomina rift.

Placa A

Placa B

• En las dorsales las rocas son actuales y su antigüedad se incrementa al distanciarnos de ellas.

Biología y Geología

1.º Bachillerato

15. Dinámica litosférica

Convergencia continental-oceánica

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La litosfera continental es más ligera y gruesa que la oceánica. Por esta razón, al converger ambas la oceánica se introduce bajo la continental.

Placa continental

Magma

Fusión parcial

Astenosfera

Corteza continental

Los terremotos según la profundidad del foco sísmico se clasifican en:

Someros , profundidad menor de 70 km.

Intermedios, foco entre 70 y 300 km.

Profundos, foco entre 300 y 700 km.

Dinámica litosférica

Convergencia oceánica-oceánica

Zona de subducción

Astenosfera

Fusión parcial

La litosfera oceánica aumenta su potencia y densidad a medida que envejece. Cuando su edad se sitúa en torno a los 150 m.a. su densidad es mayor que la de la astenosfera y sufre una subducción espontánea.

Dinámica litosférica

Convergencia continental-continental

Astenosfera

Fusión parcial

Tras la subducción del tramo oceánico, se puede producir el encuentro de dos continentes. Se produciría entonces una colisión y el cabalgamiento de un continente sobre otro.

Este tipo de convergencia ha originado cordilleras como el Himalaya o los Alpes.

Corteza continental

Subducción

SUBDUCCIÓN DEL TRAMO OCEÁNICO

COLISIÓN�CONTINENTAL

Astenosfera

India

Meseta del Tibet

PUNTOS CALIENTES

Un ejemplo de actividad geológica en el interior de las placas, son los conocidos como PUNTOS CALIENTES o HOT SPOTS, que pueden originar archipiélagos de islas volcánicas, como el archipiélago de las Hawai, en el océano Pacífico.

El origen de las islas Hawai se explica debido a la existencia de puntos calientes debajo de la litosfera océanica. En estas zonas, se produce un ascenso de materiales muy calientes, sólidos pero plásticos, procedentes de zonas profundas del manto y calentadas por el núcleo externo, hasta la litosfera. Cuando ese chorro de material alcanza la litosfera, parte se funde y se originan magmas que alcanzan la superficie y dan lugar a la formación de volcanes. En el caso de las Hawai, esos volcanes submarinos, al crecer por encima de la superficie del mar formarían las diferentes islas volcánicas del archipiélago.

ALINEAMIENTO DE LAS ISLAS HAWAI

Wilson sugirió que debajo de la placa Pacífica, en zonas del manto profundo y justo debajo de las Hawai exitiría un punto caliente que estaría inmóvil, de manera que al desplazarse la placa Pacífica (el fondo del océano Pacífico) situada encima del punto caliente provocaría el desplazamiento de las islas volcánicas ya formadas y la aparición de nuevas islas por ascenso de materiales calientes en esa zona.

Esto explicaría porqué las islas volcánicas más antiguas están más alejadas de la zona del punto caliente y las más modernas son las situadas en sus proximidades.

Dinámica litosférica

Características asociadas a cada tipo de margen

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DIVERGENTE

CONVERGENTE

TRANSFORMANTE

EXTENSIÓN

SUBDUCCIÓN

DESPLAZAMIENTO LATERAL

CONSTRUCTIVO�(se crea litosfera)

DESTRUCTIVO�(se destruye litosfera)

CONSERVATIVO�(ni se destruye ni se crea litosfera)

DORSAL / RIFT

FOSA y/o CORDILLERAS DE PLEGAMIENTO

POCO DESTACABLE

SÍ (basaltos)

SÍ (andesitas)

NO

SÍ (de foco somero)

SÍ (de foco somero, intermedio y profundo)

SÍ (de foco somero)

Dinámica litosférica

El motor de las placas

INTERPRETACIÓN CLÁSICA

INTERPRETACIÓN MODERNA

Las placas son arrastradas por el movimiento de los materiales de la astenosfera debajo de ella.

Las placas se desplazarían pasivamente.

La gravedad tiene un papel central entre las causas del movimiento de las placas.

La litosfera subducida es densa y fría y las presiones del manto la hacen aún más densa. El extremo de la placa subducida tira de ella y la arrastra.

Astenosfera

Núcleo

Mesosfera

Astenosfera

Núcleo

Mesosfera

EJEMPLO PREGUNTA DE EXAMEN

En la imagen se observa un movimiento convergente entre una placa oceánica y una continental, se trata por tanto de un límite destructivo, en el que la placa oceánica, más delgada y densa que la continental, se hunde en el manto y subduce bajo ésta.

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En el límite entre ambas se origina una fosa y un prisma de acreción en el que se observa el plegamiento de los sedimentos depositados en la plataforma continental en el borde del continente.

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Como consecuencia de la subducción, la placa oceánica se fragmenta y se funde en contacto con el manto, esto genera vulcanismo y sismicidad en la zona que, junto con el plegamiento de los materiales de la plataforma continental, dará lugar a la formación de una cordillera de borde continental tipo cordillera Andina