ESTRUCTURA INTERNA DE LA ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRATIERRA

Métodos de estudioMétodos de estudio: : · · DirectosDirectos: : * Observación de las rocas de superficie* Observación de las rocas de superficie * Sondeos* Sondeos * Estudio de la densidad terrestre* Estudio de la densidad terrestre * Experiencias de laboratorio * Experiencias de laboratorio

· · IndirectosIndirectos: Sismos, seísmos o terremotos:: Sismos, seísmos o terremotos: * Orígenes y elementos de un terremoto * Orígenes y elementos de un terremoto * Ondas sísmicas:* Ondas sísmicas:

= Ondas del epicentro: R y L= Ondas del epicentro: R y L = Ondas del hipocentro: P y S= Ondas del hipocentro: P y S

* Comportamiento. Discontinuidades* Comportamiento. Discontinuidades- Modelos estático y dinámico de la estructura - Modelos estático y dinámico de la estructura

interna de la Tierrainterna de la Tierra

MÉTODOS DE ESTUDIO MÉTODOS DE ESTUDIO (I)(I)

DirectosDirectos

• Observación de las rocas que aparecen en la superficieObservación de las rocas que aparecen en la superficie

• SondeosSondeos

• Estudio de la densidad media del planeta y la de su superficieEstudio de la densidad media del planeta y la de su superficie

• Experiencias de laboratorioExperiencias de laboratorio

MÉTODOS DE ESTUDIO MÉTODOS DE ESTUDIO (II)(II)IndirectosIndirectos: Sismos, Seísmos o : Sismos, Seísmos o TerremotosTerremotos • Un terremoto es una liberación repentina, violenta y Un terremoto es una liberación repentina, violenta y

destructiva de energía. También se puede definir como un destructiva de energía. También se puede definir como un movimiento brusco del terreno.movimiento brusco del terreno.

• Casi todos los terremotos se producen por el deslizamiento de Casi todos los terremotos se producen por el deslizamiento de un bloque sólido respecto a otro, siguiendo un plano de un bloque sólido respecto a otro, siguiendo un plano de fractura. El fractura. El hipocentro hipocentro es un punto imaginario situado en el es un punto imaginario situado en el interior y en el plano de fractura desde donde se supone que interior y en el plano de fractura desde donde se supone que se inició el terremoto. Sobre la vertical de este punto y en la se inició el terremoto. Sobre la vertical de este punto y en la superficie se sitúa, el superficie se sitúa, el epicentroepicentro..

ONDAS SÍSMICASONDAS SÍSMICAS De la misma manera que cuando se arroja una piedra a De la misma manera que cuando se arroja una piedra a

un estanque se forman una serie de ondas un estanque se forman una serie de ondas concéntricas que se propagan a partir del punto en el concéntricas que se propagan a partir del punto en el que cayó la piedra, en los terremotos, se originan que cayó la piedra, en los terremotos, se originan unas ondas llamadas unas ondas llamadas ondas sísmicasondas sísmicas..

Existen dos tipos de ondas sísmicas según su origen:Existen dos tipos de ondas sísmicas según su origen:

• Las que se forman a partir del epicentro, llamadas Las que se forman a partir del epicentro, llamadas también también superficialessuperficiales

• Las que se originan a partir del hipocentro, llamadas Las que se originan a partir del hipocentro, llamadas también también internasinternas, ya que se desplazan por el interior , ya que se desplazan por el interior terrestre terrestre

ONDAS INTERNASONDAS INTERNASLas que se originan a partir del hipocentroLas que se originan a partir del hipocentroy se desplazan por el interior terrestre:y se desplazan por el interior terrestre:- - ondas Primarias o Pondas Primarias o P: se desplazan : se desplazan

comprimiendo y descomprimiendo el comprimiendo y descomprimiendo el terreno en la misma dirección de terreno en la misma dirección de propagación de las ondas. Son las propagación de las ondas. Son las primeras en ser detectadas por los primeras en ser detectadas por los sismógrafos, se desplazan por todo sismógrafos, se desplazan por todo tipo de terrenos y su velocidad de tipo de terrenos y su velocidad de propagación depende de la propagación depende de la compresibilidad de estecompresibilidad de este

- - ondas Secundarias o Sondas Secundarias o S : se propagan : se propagan desplazando el terreno desplazando el terreno perpendicularmente a la dirección de perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda. Son propagación de la onda. Son detectadas por los sismógrafos detectadas por los sismógrafos después de las P. La velocidad de después de las P. La velocidad de propagación depende de la rigidez del propagación depende de la rigidez del medio y no se propagan en medios medio y no se propagan en medios líquidos o gaseosos, sólo a través de líquidos o gaseosos, sólo a través de sólidos.sólidos.

COMPORTAMIENTO DE LAS ONDAS COMPORTAMIENTO DE LAS ONDAS SÍSMICASSÍSMICAS

• Las ondas sísmicas internas son el mejor Las ondas sísmicas internas son el mejor método de que se dispone para la método de que se dispone para la investigación del interior de la Tierra, ya que investigación del interior de la Tierra, ya que “radiografían” nuestro planeta y nos permite “radiografían” nuestro planeta y nos permite conocer su estructura interna sin necesidad conocer su estructura interna sin necesidad de penetrar en él.de penetrar en él.

• Las ondas sísmicas, al igual que los rayos de Las ondas sísmicas, al igual que los rayos de luz, cambian de dirección y de velocidad al luz, cambian de dirección y de velocidad al pasar desde un medio a otro. Un cambio pasar desde un medio a otro. Un cambio brusco en la velocidad y dirección de brusco en la velocidad y dirección de propagación de las ondas sísmicas, indica una propagación de las ondas sísmicas, indica una variación importante en la naturaleza de los variación importante en la naturaleza de los materiales. La superficie de separación de los materiales. La superficie de separación de los materiales se denomina materiales se denomina superficie de superficie de discontinuidad.discontinuidad.

• El estudio de los cambio de velocidad y El estudio de los cambio de velocidad y dirección de propagación de las ondas P y S, dirección de propagación de las ondas P y S, ha permitido deducir que el interior de la ha permitido deducir que el interior de la Tierra está constituido en capas concéntricas. Tierra está constituido en capas concéntricas. Analizando minuciosamente las variaciones, Analizando minuciosamente las variaciones, los sismólogos han demostrado la existencia los sismólogos han demostrado la existencia de varias de varias superficies de discontinuidadsuperficies de discontinuidad

DISCONTINUIDADESDISCONTINUIDADES• Analizando minuciosamente las variaciones, los Analizando minuciosamente las variaciones, los

sismólogos han demostrado la existencia de varias sismólogos han demostrado la existencia de varias superficies de discontinuidad, unas superficies de discontinuidad, unas de primer ordende primer orden::

• - - Discontinuidad de Discontinuidad de MohorovicicMohorovicic,, situada a una situada a una profundidad entre los 30 y 60 km y separa la parte profundidad entre los 30 y 60 km y separa la parte externa y menos densa de la Tierra, la externa y menos densa de la Tierra, la cortezacorteza del resto. del resto.

• - - Discontinuidad de Discontinuidad de GutenbergGutenberg, situada a 2.900 km de , situada a 2.900 km de profundidad, limita el profundidad, limita el mantomanto del del núcleonúcleo de la Tierra. de la Tierra.

• Otras Otras de segundo ordende segundo orden::• - - Discontinuidad de Discontinuidad de ConradConrad, situada por encima de la , situada por encima de la

de Mohorovicic pero no se detecta en toda la superficie de Mohorovicic pero no se detecta en toda la superficie terrestre. Debe separar la parte externa de composición terrestre. Debe separar la parte externa de composición granítica, granítica, corteza continentalcorteza continental, de la zona subyacente, , de la zona subyacente, de composición basáltica, de composición basáltica, corteza oceánicacorteza oceánica . Su . Su profundidad que es variable (cuando existe) se estima en profundidad que es variable (cuando existe) se estima en unos 15 km como valor mediounos 15 km como valor medio

• - - Discontinuidad de Discontinuidad de RepettiRepetti, situada a una profundidad , situada a una profundidad entre los 800 y 1.000 km y separa materiales que quizás entre los 800 y 1.000 km y separa materiales que quizás difieran en su composición química difieran en su composición química manto superior y manto superior y manto inferiormanto inferior..

• - - Discontinuidad de Discontinuidad de WiechertWiechert, situada a una , situada a una profundidad de 5.000 km y separa elprofundidad de 5.000 km y separa el núcleo externo núcleo externo del del núcleo interno. núcleo interno.

• El perfeccionamiento del método sísmico, ha permitido El perfeccionamiento del método sísmico, ha permitido detectar dentro del manto superior, la existencia de una detectar dentro del manto superior, la existencia de una zona de baja velocidad de propagación de las ondas: al zona de baja velocidad de propagación de las ondas: al llegar a ella, las ondas P y S disminuyen la velocidad y, llegar a ella, las ondas P y S disminuyen la velocidad y, por debajo de ella, recuperan la velocidad propia del por debajo de ella, recuperan la velocidad propia del manto superior. Esta capa llamada manto superior. Esta capa llamada astenosfera,astenosfera, tiene tiene una características especiales, los materiales que la una características especiales, los materiales que la forman, están en un estado de semifusión.forman, están en un estado de semifusión.

• La existencia de la astenosfera, permite explicar la La existencia de la astenosfera, permite explicar la dinámica interna de la Tierra.dinámica interna de la Tierra.

COMPORTAMIENTO DE LAS ONDAS COMPORTAMIENTO DE LAS ONDAS P y SP y S

MODELOS ESTÁTICO Y DINÁMICO DE LA MODELOS ESTÁTICO Y DINÁMICO DE LA ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRAESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA

Estático Dinámico

Propagación y detección de las Propagación y detección de las ondas sísmicasondas sísmicas

ONDAS SUPERFICIALESONDAS SUPERFICIALESSe propagan por la superficie,Se propagan por la superficie,por ello no tienen interés parapor ello no tienen interés parael conocimiento de la estructurael conocimiento de la estructurainterna de la Tierra. interna de la Tierra. Son de dos tipos: Son de dos tipos: -Ondas -Ondas RayleighRayleigh (se desplazan (se desplazanondulando el terreno en laondulando el terreno en lamisma dirección de propagaciónmisma dirección de propagaciónde la onda).de la onda).-Ondas -Ondas Love Love (se desplazan(se desplazanondulando el terreno de formaondulando el terreno de formatransversal a la dirección detransversal a la dirección depropagación).propagación).

Observación de rocas de superficieObservación de rocas de superficie• La mayor parte de las rocas que en ella se La mayor parte de las rocas que en ella se

observan se han formado en la misma observan se han formado en la misma superficie, pero algunas otras se han originado superficie, pero algunas otras se han originado en el interior y posteriormente afloran a la en el interior y posteriormente afloran a la superficie al haber sido erosionados los superficie al haber sido erosionados los materiales que las cubrían (algunas de estas materiales que las cubrían (algunas de estas rocas se habrían formado a unos 25 km de rocas se habrían formado a unos 25 km de profundidad). Los volcanes arrojan lavas, profundidad). Los volcanes arrojan lavas, generadas en ocasiones a 100 y 150 km de generadas en ocasiones a 100 y 150 km de profundidad. De las características de estas profundidad. De las características de estas rocas (densidad, rigidez, composición, etc) rocas (densidad, rigidez, composición, etc) puede deducirse su comportamiento o como se puede deducirse su comportamiento o como se estructuran.estructuran.

SondeosSondeos

Consisten en la extracción de muestras de rocas situadasConsisten en la extracción de muestras de rocas situadasprofundidad, sin embargo la máxima profundidad alcanzada hastaprofundidad, sin embargo la máxima profundidad alcanzada hastala actualidad es de 10 kms aproximadamente. A partir de losla actualidad es de 10 kms aproximadamente. A partir de lossondeos se ha podido determinar que la temperatura de la Tierrasondeos se ha podido determinar que la temperatura de la Tierraaumenta a medida que descendemos hacia el interior. Esteaumenta a medida que descendemos hacia el interior. Esteaumento tiene un valor medio en el planeta de 1 grado aumento tiene un valor medio en el planeta de 1 grado

centígradocentígradopor cada 33 metros de profundidad, este valor es el llamadopor cada 33 metros de profundidad, este valor es el llamadogradiente geotérmicogradiente geotérmico (conociendo el radio terrestre se (conociendo el radio terrestre sesupondría una temperatura explosiva en el centro de la Tierra, nosupondría una temperatura explosiva en el centro de la Tierra, noocurre así debido a las elevadas presiones que existen en elocurre así debido a las elevadas presiones que existen en elinterior).Este calor interno de la Tierra tiene varios orígenes comointerior).Este calor interno de la Tierra tiene varios orígenes comoel calor residual del proceso de formación del planeta, así comoel calor residual del proceso de formación del planeta, así comode la desintegración de los materiales radiactivos que ocupande la desintegración de los materiales radiactivos que ocupanparte del interior. parte del interior.

Estudio de la densidad media del planeta y la de su superficieEstudio de la densidad media del planeta y la de su superficie La densidad de los materiales aumenta al La densidad de los materiales aumenta al descender hacia el centro de la Tierra. Como descender hacia el centro de la Tierra. Como los sólidos no se disponen por orden de los sólidos no se disponen por orden de densidades, debemos suponer que la Tierra densidades, debemos suponer que la Tierra estuvo fundida, al menos en parte, en algún estuvo fundida, al menos en parte, en algún momento de su historia, afirmación que momento de su historia, afirmación que coincide con la hipótesis nebular del origen del coincide con la hipótesis nebular del origen del Sistema Solar.Sistema Solar.

Experiencias de laboratorioExperiencias de laboratorioTratan de reproducir a escala reducida algunos Tratan de reproducir a escala reducida algunos

de los procesos que suceden en el interior de la de los procesos que suceden en el interior de la Tierra.Tierra.

SISMÓGRAFOS Y SISMOGRAMASSISMÓGRAFOS Y SISMOGRAMAS

Sismógrafo actual y sismograma Sismógrafo chino