Ciencias de la tierra - Clase 3

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CLASE N°3
LA ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA
Se continuará con el estudio de la Tierra continuando con su estructura interna. Recordar que la Tierra está formada en capas por un mecanismo llamado segregación o diferenciación geoquímica que se produjo cuando en su origen era un cuerpo muy caliente y líquido. Los elementos más pesados como el hierro y el niquel se fueron hundiendo dando un núcleo metálico mientras que las sustancias más livianas como los silicatos tendieron a flotar formando las capas superiores el manto y la corteza, Para seguir este tema se recurrirá al texto de Tarbuck; entre las páginas 16 a 19 está la explicación correspondiente (en el capitulo 12 hay una ampliación). El texto presenta la ón en capas de la Tierra bajo dos modelos: según sean las características químicas o fisicas.
Básicamente el modelo químico o estático) os muestra las capas terrestres según los materiales de que se hallan compuestas (composición). Tendremos entonces tres grandes capas con algunas subdivisiones. El Núcleo tanto interno como externo compuesto por hierro (y muy poco níquel), luego el Manto conformado principalmente por silicatos de hierro y magnesio (roca peridotita) que se divide a su vez en dos gruesas capas superior e inferior. Y finalmente la Corteza, la capa más delgada de todas, que consta de dos capas diferentes: la oceánica con una composición similar a la del manto (roca basalto) y la continental compuesta de silicatos más ricos en aluminio, sodio y potasio (roca granodiorita).
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Esta se caracteriza por ser una capa mecánicamente rigida y fría que se comporta como si "flotara" sobre la otra capa que es llamada Astenosfera, (considerada en el modelo químico como la parte inferior del manto superior).
El modelo físico o dinámico clasifica las capas según su comportamiento mecánico y el estado de agregación del material (sólido, rígido, plástico) que estará en función del calor y la presión soportada por cada Se verá entonces que desde la superficie hacia abajo se encuentra la Litosfera, compuesta por la corteza continental, la oceánica, y una parte del manto (refiriéndonos al manto superior del modelo quimico).
La Astenosfera tiene una consistencia plástica y es callente, aunque manteniendo el estado sólido. En ella se dan movimientos que rompen la litosfera formando los continentes que se mueven como islas flotantes según la teoría de la tectónica de placas que veremos más adelante.
Luego continúa la Mesosfera, que según el modelo químico correspondería al manto inferior. Se trata de una capa sólida, muy densa y rígida formada por silicatos de hierro y magnesio.
Finalmente se encuentra el Núcleo externo líquido y el Núcleo interno sólido, ambos de igual composición. El núcleo interior permanece sólido. Por más caliente que esté no se fundirá debido a la gran presión que soporta de las capas superiores que lo comprimen muy intensamente.
¿Cómo pudo conocerse el interior de la Tierra?
Inmersos en el estudio de nuestro planeta Tierra se ha observado cómo desde su inicio cósmico pasó de ser una enorme masa esférica incandescente para luego estructurar su interior en un arreglo de capas concéntricas, diferenciadas, y comenzar a enfriarse desde afuera hacia dentro, solidificando una delgada capa de corteza primigenia
Se vieron las características de las capas profundas del planeta. Ahora es necesario preguntarse cómo se ha llegado a conocer ese interior profundo. Considerando que el estudio de la Tierra se realiza desde la superficie: ¿cómo se ha llegado a saber tanto?
Las únicas herramientas que se poseen para conocer el planeta son el relevamiento de su superficie, la decodificación de los ruidos profundos que producen los sismos (terremotos), la perforación de unos pocos kilómetros y no mucho más.
Todo lo que se conoce sobre el interior profundo, de la Tierra, o sea sobre sus capas, se ha apoyado sobre especulaciones y cálculos minuciosos que se hacen desde la superficie dado que técnicamente es imposible perforarla mucho más de diez kilómetros.
ACTIVIDAD 2
Frente a la pregunta:
¿Cómo se pudo saber que la Tierra se encuentra formada en capas concéntricas cuando no es posible realizar perforaciones mayores a unos pocos kilómetros?
Entonces la actividad consiste en: 
Mencionar y sintetizar todos los elementos observados y los análisis realizados para poder determinar que la Tierra está conformada en capas concéntricas.
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La cara de la Tierra
2.270 kilómetros de grosor. Las corrientes convectivas del hierro metálico en esta zona son las que generan el campo magnético de la Tierra. El núcleo interno es una esfera con un radio de 1.216 kilómetros. A pesar de su temperatura más elevada, el material del micleo interno es más resistente que el del núcleo externo (debido a la enorme presión) y se comporta como un sólido.
¿Cómo sabemos lo que sabemos?
Llegados a este punto debe de preguntarse: «¿Cómo conocimos la composición y la estructura del interior de la Tierra?o Puede suponer que se han extraido muestras del interior de la Tierra directamente. Sin embargo, la mina más profunda del mundo (la mina Western Deep! Levels, en Sudáfrica) tiene una profundidad de tan sólo 4 kilómetros, y la perforación más profunda del mundo (terminada en la península de Kola, en Rusia, en 1992) sólo penetra aproximadamente 12 kilómetros. En esencia , los seres humanos nunca han perforado un agujero en el manto (y nunca lo harán en el núcleo) con el fin de ganar muestras directas de estos materiales.
A pesar de estas limitaciones, se han desarrollado teorias que describen la naturaleza del interior de la Tierra y que coinciden con la mayoría de los datos procedentes de las observaciones. Asi, nuestro modelo del interior de la Tierra representa las mejores deducciones que pode- mos hacer según los datos disponibles. Por ejemplo, la ex- tructura en capas de la Tierra se ha establecido mediante observaciones indirectas Cada vez que se produce un terremoto, unas ondas de energia (denominadas andar aizmi car) penetran en el interior de la Tierra, de una manera pa- recida a como los rayos X penetran en el cuerpo humano. Las ondas sismicas cambian de velocidad y se desvian y reflejan al atravesar zonas con propiedades distintas. Un amplio conjunto de estaciones de control en todo el mun- do detecta y registra esta energia. Con la ayuda de computadores, se analizan estos datos, que luego se utilizan para determinar la estructura del interior de la Tierra. En el Capitulo 12, «El interior de la Tierras, encontrará más información de cómo se lleva esto a cabo.
¿Qué pruebas tenemos que respalden la supuesta composición del interior de nuestro planeta? Puede resultar sorprendente conocer que rocas que se originaron en el manto se han recogido en la superficie de la Tiems, entre ellas, muestras que contienen diamantes, que, según los estudios de laboratorio, pueden formarse sólo en ambientes con una presión elevada. Dado que estas rocas deben de haber cristalizado a profundidades superiores a Jos 200 kilómetros, se deduce que son muestras del man- to que sufrieron muy pocas alteraciones durante su as- censo a la superficie Además, hemos podido examinar láminas del manto superior y de la corteza oceánica que lo recubre que han sido empujadas por encima del nivel del mar en lugares como Chipre, Terranova y Omán
Establecer la composición del núcleo es otra cuestión completamente diferente. Debido a su gran profundidad y su densidad elevada, ninguna muestra del núcleo ha llegado a la superficie. Sin embargo, disponemos de pruebas significativas que sugieren que esta capa consta principalmente de hierro.
Sorprendentemente los meteoritos proporcionan importantes pistas sobre la composición del núcleo y el manto. (Los meteoritos son objetos extraterrestres sólidos que chocan contra la superficie de la Tierra.) La mayoria de los meteoritos son fragmentos derivados de colisiones de cuerpos más grandes, principalmente del cinturón de asteroides situado entre las órbitas de Marte y Júpiter Son importantes porquerepresentan muestras del material (planetesimales) del que se formaron los planetas interiores, incluida la Tierra. Los meteoritos están compuestos principalmente par una aleación de hierro y niquel (metalicor), minerales silicatados (sensor) o una combinación de ambos materiales (mixtor) La composición media de los meteoritos rocosos es muy parecida la que se supone que tiene el manto. Por otro lado, los
meteoritos metálicos contienen un porcentaje mucho más elevado de este material metálico del que se encuentra en la corteza terrestre o en el manto. Si, de hecho, la Tierra se formó a partir del mismo material en la nebulosa solar que generó los meteoritos y los demás planetas interiores, debe contener un porcentaje mucho más ele- vado de hierro del que se encuentra en las rocas de la corteza. Por consiguiente, podemos concluir que el núcleo es enormemente rico en este material pesado.
Este punto de vista también está respaldado por los estudios de la composición del Sol, que indican que el hierro es la sustancia más abundante hallada en el Sistema Solar que posee la densidad calculada para el núcleo. Además, el campo magnético de la Tierra requiere que el núcleo esté hecho de un material conductor de la electricidad, como el hierro. Puesto que todas las pruebas disponibles apuntan a que una gran parte del núcleo está compuesta de hierro, tomamos esto como un hecho, al menos hasta que muevas pruebas nos indiquen lo contrario.
La superficie de la Tierra.
 Introducción a la Geologia -Caracteristicas de los continentes y del fondo oceánico
Las dos principales divisiones de la superficie de la Tierra son los continentes y las cuencas oceánicas (Figura 1.6). Una diferencia significativa entre estas dos áreas son sus alturas relativas.
APUNTE COMPLEMENTARIO
Se puede saber lo que se sabe por:
ONDAS SÍSMICAS-Los sismos son sacudidas producidas por movimientos de la corteza. El sismo en si es como "ruido" o mas técnicamente sonido y de hecho son ondas sonoras que se trasladan a través de los materiales terrestres del globo. Si en la antipoda escucho una débil señal de "ruido" sismico (detectado por un sismógrafo), esa señal debidamente decodificada me dará una idea de los materiales que atravesó. Es parecido a la auscultación que realiza el médico de las pulmones, si escucha un ruido que no corresponde es por la congestión presente. Se supo que el núcleo externo es líquido porque hay ondas de sonido que no atraviesan los líquidos por lo cual si estas no son escuchadas es porque las ondas atravesaron un líquido.
ROCAS DE ORIGEN PROFUNDO- Muy pocas rocas en el mundo, de composición algo extraña, son portadoras de diamantes. El diamante es carbón que ha se ha transformado al ser sometido condiciones de altísimas presión y temperatura que sólo podría lograrse a una enorme profundidad equivalente a la base de la corteza o en el manto. Sucedió entonces que esas rocas portadoras se han originado en una parte muy profunda del globo saliendo expelidas por erupciones volcánicas. De esta forma se obtiene información probable de la composición del manto terrestre.
LÁMINAS DE ROCAS PROFUNDAS-Las movimientos de la litosfera a partir de la actividad de las placas, son tan intensos y profundos que eventualmente pueden elevar masas de roca de asentamiento muy profundo hacia la superficie. Esas rocas revelan materiales y condiciones de formación en las capas
METEORITOS-Estos son restos de planetas que no pudieron completar su desarrollo acrecional terminaron deshechos en fragmentos que quedaron orbitando en el sistema solar. Esos desechos son los que caen con frecuencia como meteoritos. La existencia de estos fragmentos de composición metálica hizo suponer que constituyeron núcleos de planetas malogrados suponiendo que por extensión el núcleo de la Tierra debiera ser metálico.
CAMPO MAGNÉTICO - El campo magnético terrestre, comprobable desde siglos por la alineación de la brújula, hace necesaria la existencia de un núcleo de hierro conductor de la electricidad en el centro de la Tierra que lo produzca.
APRECIACIONES ASTRONÓMICAS - De acuerdo a las leyes de Newton sobre la gravedad y distintas mediciones astronómicas referidas a las fuerzas necesarias para mantener a los planetas estables en sus órbitas, puede conocerse la densidad de los distintos astros su y probable composición química.