GEOLOGÍA 1 - GRADO AMBIENTALES UNED - TEMA 2 - EL INTERIOR DE LA TIERRA

TEMA 2 - EL INTERIOR DE LA TIERRA 

SONDEO DEL INTERIOR DE LA TIERRA 

ESTUDIO DE LAS ONDAS SÍSMICAS 

Para medir precisamente la variación del tiempo, hay que saber las propriedades de los materiales que cruzan las ondas P (compresivas) y ondas S (cizalla). Depende de la densidad, temperatura y presión, profundidad de estos materiales.

2 . Primero se debe establecer la localización y el momento preciso de la producción de un terremoto, para saber por donde pasan las ondas. Por este motivo, los ensayos nucleares son una herramienta precisa, puesto que tienen tiempo y localización exactos. 

NATURALEZA DE LAS ONDAS SÍSMICAS 

 La energía sísmica se propaga desde su origen (FOCO) en todas las direcciones (PERPENDICULARES - RAYOS) en forma de ondas. - van más rápidas o más lentas dependiendo de las capas de la tierra y pueden REFRACTARSE (hacer con que cambie de dirección el rayo  que pasa oblicuamente de un medio a otro de diferentes densidades) o REFLEJARSE (hacer que cambie o retroceda la dirección de la onda al calor , oponiendo los una superficie)

PROPRIEDADES BÁSICAS DE LA TRANSMISIÓN  DE LAS ONDAS (PROPAGACIÓN):

1 - La velocidad depende de la densidad del material que atraviesan Material rígido - (+) velocidad ej: roca cristalina  - más deprisaMaterial blando - (-)  velocidad ej: capa de lodo - más lento 2 - La profundidad (más presión)  - rocas más elásticas y compactas 3 - Ondas COMPRESIVAS (P):- se propagan hacia atrás y hacia adelante (como una oruga o tira de goma) en el mismo plano de su dirección de movimiento.- pueden propagarse por líquidos y sólidos. 4 - Ondas CIZALLA (S):- vibran en ángulos rectos con respecto a su dirección de desplazamiento.- no pueden propagarse por líquidos,  porque cuando una fuerza actua para cambiar su forma (liquida) apenas fluye. No se propagan por el núcleo. 5- En todos los materiales las ondas P viajan más rápido que las ondas S.6- La trayectoria se "refracta (cambia de dirección)" cuando pasan de un material a otro, eso se debe a la "discontinuidad" - refleja algo de energía. 

Descubrimiento de las capas de la tierra

CAPAS DE LA TIERRA  y sus propriedades

1 - LA CORTEZA - grosor de 20 km , es la parte más fina. - interior de los continentes 35 a 40 km de grosor. - regiones de montañas 70  km de grosor - corteza oceánica 3 a 15 km de grosor  

-son rocas ígneas - rica en sódio y potácio, silicio.- densidad média,  (4000 millones). - rocas basáltica y andesíticas.Los minerales más abundantes de esta capa son los cuarzos, los feldespatos y las micas, 

-son más jóvenes (180 millones) y más densas.- más delgadas que la continental. - compuesta fundamentalmente por basalto.Los minerales más abundantes de esta capa son los piroxenos y los feldespatos y los elementos son el silicio, el oxígeno, el hierro y el magnesio. Forma de fondos oceánicos. La corteza más abundante es el basalto, que es una roca volcánica. 

Continental

Oceanica

2 - EL MANTO - capa rocosa sólida cuya la porción superior tiene composición de la roca ultramáfica periodita.- 82% del volumen de la tierra, capa gruesa de 2.900km - base de la corteza hasta el núcleo externo líquido, compuesta por rocas silicatas. En el interior del manto hay depósitos de kimberlitas - comp. por hierro , silicatos y magnesio. - las ondas S (cizalla) viajan facilmente , el manto se comporta como un sólido elástico. 

Manto superior o Astenosfera -es la base de la corteza hasta el manto inferior. 

Manto inferior o Mesosfera- se extiende desde fin del manto superior, hasta el núcleo exterior líquido.  

Subdivisión o cambio de fase rocosa- a 410km se modifica la estructura de los minerales cristalinos  de alta presión , más compactos (espinela).- el aumento de una forma cristalina más densa explica el aumento observado de la velocidad sísmica. 

Capa D - menos velocidades de la onda P- esta parcialmente fundida en algunos lugares. - puntos calientes que calientan el manto y hace con que flote. -  la perovskita domina el manto inferior, se piensa que sea el mineral más abundante de la tierra. 

3 - EL NÚCLEO - tiene una gran densidad, de aproximadamente 11g/cm3 y en el centro se aproxima a 14 veces la densidad del agua. - su composición oscila entre meteoritos metálicos, hierro, níquel ( peridotitas).- la teoría más aceptada es que se formó por el calientamento generado por la energía liberada pos las colisiones de partículas.   

Núcleo interno sólido- consiste en una esfera sólida

Núcleo externo líquido- una capa líquida móvel.

CAMPO MAGNÉTICO - El planeta esta demasiado caliente para que los materiales magnéticos retengan su magnetismo, por este motivo se cree que el campo magnético de la Tierra se genera por la convección (lo que se llama convección en sí, es el transporte de calor por medio del movimiento del fluido)  vigorosa de la aleación ( es la combinación , de propriedades metálicas que está compuesta de dos o más elementos de los cuales al menos uno es un metal) de hierro fundido del núcleo externo líquido. - El punto de vista más ampliamente aceptado propone que el núcleo se comporta como una dinamo que se retroalimenta , un aparato que convierte la energía mecánica en energía magnética. - El campo magnético se esta debilitando, se ha sugerido que la disminución de la intensidad magnética está relacionada con los cambios en las corrientes convectivas del núcleo.  

GEOTÉRMICA DEL INTERIOR DE LA TIERRA

CORTEZA - aumenta la temperatura a medida que va bajando de 20 grados a 30 .- el flujo de calor de la corteza fluye la conducción - que es la transferencia de calor a través de la materia por por actividad molecular. MANTO Y NÚCLEO - la velocidad de aumento de la temperatura es menor que en la corteza.

PROCESOS QUE HAN CONTRIBUIDO PARA EL CALOR INTERNO DE LA TIERRA:1 - desintegración de los isótopos de Uranio, Torio y Potasio.2 - el calor liberado cuando el hierro se cristalizó para formar el núcleo interno sólido. 3 - calor liberado por colisión de partículas. 

CONVECCIÓN DEL MANTO 

La forma de transporte de masa del manto 

CORRIENTES DE  CONVECCIÓN

que es la transferencia de calor mediante el movimiento o la circulación en una sustancia, por este motivo las rocas del manto deben ser capaces de fluir .

PLUMAS CALIENTES ASCENDENTES 

Son la rama caliente del flujo ascendente en el mecanismo convectivo que actúa en el manto. 

- El manto se comporta como un sólido bajo ciertas condiciones y como un líquido fluido bajo otras. llaman a este comportamiento, PLÁSTICO. 

TOMOGRAFÍA SÍSMICA DEL MANTO 

 1 - primera técnica - Como exploración TAC, la tomografía  sísmica utiliza los computadores para combinar los datos procedentes de múltiples fuentes para construir uma imagen tridimencional del objeto. 2 - segunda técnica -  Modelado numérico, estimular la convección técnica en el manto, son utilizados ordenadores para resolver ecuaciones matemáticas que describen la dinámica de fluidos del manto. 

Regiones de actividades sísmica: LENTA - se asocian con rocas calientes que afloran. Este ascenso es de manera gradual y esta limitado a unas pocas plumas cilíndricas grandes.RÁPIDA - representan las zonas en que las rocas frías descienden. El material frío (Zona de subducción - dorsales) se hunde también de manera gradual. 

1 - Enumere 6 características principales de las ondas sísmicas. 1-La velocidad depende de la densidad del material que atraviesan   2 - La profundidad (más presión)  - rocas más elásticas y compactas.3 -Las ondas P se pueden propagarse por líquidos y sólidos. 4 - Las ondas S sólo se propagan por sólido, puesto que los líquidos fluyen.5 - En todos los materiales las ondas P viajan más rápido que las ondas S.6 - La trayectoria se "refracta (cambia de dirección)" cuando pasan de un material a otro, eso se debe a la "discontinuidad" - refleja algo de energía.

2 - ¿Cuáles son las tres capas que componen la Tierra?Corteza, Manto (superior y inferior), núcleo (externo y núcleo interno).

3 - Enumere las cinco principales capas del interior de la Tierra definidas por las diferencias en las propiedades físicas. ¿En qué se distingue el núcleo interno del externo?Litosfera - sólidaManto Superior - fluido y viscosoManto Inferior - sólidoNúcleo exterior - líquidoNúcleo interior - sólidoSe distingue en que el núcleo externo es una capa líquida y el interno es una bola esférica sólida compuesta principalmente por hierro y níquel. 

4 - Describa la litosfera. ¿De qué manera importante se diferencia de la astenosfera?La litosfera o litósfera1 (del griego λίθος, litos, ‘piedra’ y σφαίρα, sphaíra, ‘esfera’) es la capa sólida superficial de la Tierra, caracterizada por su rigidez. Está formada por la corteza y la zona más externa del manto, y «flota» sobre la astenósfera, una capa «plástica» que forma parte del manto superior. La litosfera suele tener un espesor aproximado de 50 a 300 km, siendo su límite externo la superficie terrestre. El límite inferior varía dependiendo de la definición de litósfera que se ocupe.La litosfera está fragmentada en una serie de placas tectónicas o litosféricas, en cuyos bordes se concentran los fenómenos geológicos endógenos, como el magmatismo (incluido el vulcanismo), lasismicidad o la orogénesis.

5 - ¿En qué difiere el límite entre la corteza y el manto (Moho) del límite que se encuentra entre la litosfera y astenosfera?La principal alteración mecánica en el Moho se evidencia en la velocidad de las ondas sísmicas, que aumenta sustancialmente, dada la mayor densidad de los materiales del manto (ya que la velocidad de propagación de una vibración es proporcional a la densidad del material). Esa mayor densidad resulta, además del efecto del aumento de la presión, de las diferencias en su composición química, que es en realidad el principal elemento diferenciador entre corteza y manto: los materiales del manto son muy ricos en minerales máficos de hierro y magnesio, especialmente olivino y piroxeno. Debido al aumento de la proporción relativa de esos minerales, las rocas del manto —peridotita, dunita y eclogita— comparadas con las rocas de la corteza, se caracterizan por un porcentaje de hierro y magnesio mucho mayor, en detrimento del silicio y del aluminio. La litosfera constituye la parte del manto donde la conducción de calor predomina sobre la convección de calor, caso opuesto de lo que ocurre en la parte del manto que subyace la litosfera. 

Discontinuidad de Gutenberg núcleo-manto En 1914 el sismologo alemán Beno Gutenberg observó de que las ondas P disminuyen y fácilmente desaparecen por completo a unos 105 grados de un terremoto, reapareciendo a unos 140 grados y con 2 minuto de retraso. Eso pasa por el brusco cambio de propriedades físicas que se produce en el límite núcleo -manto hace que la trayectoria de las ondas se desvíen, lo que se traduce en una zona de sombra para las ondas P entre 105 grados a 140 grados. Tiene una anchura de 35 grados y se denomina ZONA DE SOMBRA DE LAS ONDAS P. 

Discontinuidad de MohorovicicEn 1990, un pionero sismólogo Yuguslavo, Andrija Mohorovicic presentaba  el límite que descobrió que separa los materiales de la corteza de las rocas de composición diferentes del manto subyacente y se denominó discontinuidad de Moho. Experimento:Un examen minucioso de los sismogramas donde se descubrió que las estaciones sismográficas alejadas más de 200 km de un terremoto obtenían velocidades médias apreciables mayores para las ondas P que las estaciones  más cerca del sismo. Mohorovicic concluyo que por debajo de 50 km existía una capa con propriedades notablemente diferentes de las correspondientes a la capa más externa de la Tierra. 

Discontinuidad de Lehman núcleo externo - núcleo interno En 1936, Inge Lehman , una sismóloga danesa descubrió un núcleo dentro de otro. Porque cualquier punto situado a más de 105 grados del epicentro del terremoto no recibirá las ondas S, ya que el núcleo externo no la transmite por ser líquido. Aunque tampoco hay ondas P después de los 105 grados, esas ondas son registradas más allá de los 140 grados. Donde se observan la continuación de las ondas P y no S. 

Sondeo del interior de la tierra y capas interiores

campo magnético, geotérmica, calor y convección

PREGUNTAS y Respuestas - TEMA 2

Descubrimiento de los límites principales