Introducción a la Estructura de la Tierra

El estudio de la Tierra y su composición se basa en diversos métodos, tanto directos como indirectos, que nos permiten comprender su estructura interna y los procesos que ocurren en ella.

Métodos de Estudio de la Tierra

Métodos Directos

Los métodos directos se basan en la observación directa de los materiales del planeta. Estos incluyen:

• Minas y sondeos: Permiten el acceso a materiales superficiales.
• Materiales volcánicos: El estudio de rocas y materiales arrojados por volcanes proporciona información sobre zonas más profundas.
• Afloramientos rocosos: Rocas formadas en zonas profundas que han ascendido a la superficie.

Limitación: Estos métodos solo proporcionan información de una parte muy superficial del planeta.

Métodos Indirectos

Los métodos indirectos se basan en el estudio de propiedades físicas y fenómenos naturales para inferir la composición y estructura interna de la Tierra.

El Estudio del Magnetismo Terrestre

El magnetismo terrestre se explica por la existencia de un núcleo interno metálico sólido y un núcleo externo fundido en movimiento. Ambos actúan como una dinamo, generando el campo magnético.

Método Gravimétrico

La gravedad se mide con un gravímetro. Las variaciones en el valor teórico se denominan anomalías gravitatorias. Una anomalía positiva indica la presencia de materiales más densos. Las zonas donde la corteza está engrosada muestran anomalías negativas, y donde se adelgaza, anomalías positivas (debido a la proximidad del manto).

Análisis de Meteoritos

Los meteoritos, procedentes del cinturón de asteroides, proporcionan información valiosa. Algunos representan la materia original del sistema solar, mientras que otros han experimentado procesos de fusión y diferenciación similares a los de la Tierra, aportando datos sobre los materiales que la forman.

Estudio de las Ondas Sísmicas

Las ondas sísmicas, generadas por terremotos, son fundamentales para comprender la estructura interna de la Tierra. Existen diferentes tipos:

• Ondas P (Primarias): Son las más rápidas, se propagan en la dirección de la vibración y pueden transmitirse en fluidos.
• Ondas S (Secundarias): Son más lentas, la vibración es perpendicular a la dirección de propagación y no atraviesan fluidos.
• Ondas L y R (Superficiales): Las ondas L provocan movimientos horizontales y las R son similares a las ondas en la superficie del agua.

Capas y Discontinuidades del Interior Terrestre

El estudio de las ondas sísmicas ha permitido identificar discontinuidades y capas en el interior de la Tierra:

• Discontinuidad de Mohorovicic (Moho): Varía entre 3 y 70 km de profundidad, separando la corteza del manto.
• Discontinuidad de Gutenberg: A unos 2900 km de profundidad, divide el interior en corteza, manto y núcleo.
• Discontinuidad de Repetti: A 660 km, marca el límite entre el manto superior e inferior.
• Discontinuidad de Lehmann: A 5150 km, separa el núcleo externo del núcleo interno sólido.

Modelos de la Estructura Terrestre

Modelo Geoquímico

Este modelo se basa en la composición química de las capas:

• Corteza oceánica: Formada por sedimentos, basaltos y gabros.
• Corteza continental: Constituida por rocas plutónicas, volcánicas y sedimentarias.
• Manto: Formado por peridotitas (silicatos de hierro y magnesio).
• Núcleo: Compuesto principalmente por hierro y, en menor porcentaje, elementos como el azufre.

Modelo Geodinámico

Este modelo se basa en el comportamiento mecánico de las capas:

• Litosfera: Unidad dinámica más externa, formada por la corteza y parte del manto superior.
• Mesosfera: Se encuentra debajo de la litosfera.
• Nivel D: Zona discontinua que abarca los 200 km más internos del manto.
• Endosfera: Formada por un núcleo externo fluido y un núcleo interno sólido.

Minerales: Definición y Propiedades

Definición de Mineral: Sustancias naturales, inorgánicas, sólidas, cristalinas, con una composición química definida.

Minerales Polimorfos

Son aquellos con la misma composición química pero diferente estructura interna, y por lo tanto, distintas propiedades (ej: diamante y grafito).

Brillo

El brillo es el aspecto de la luz reflejada en la superficie del mineral. Puede ser metálico o no metálico.

Otras Propiedades de los Minerales

• Magnetismo: Minerales con alto contenido en hierro (ej: magnetita) son atraídos por un imán.
• Birrefringencia: Algunos minerales, como el espato de Islandia, duplican la imagen de un texto al observarlo a través de ellos.

Elementos Nativos

Se encuentran en la naturaleza en estado puro. Se dividen en metales y no metales.

Tectónica de Placas y Deriva Continental

Deriva Continental (Wegener)

Según Alfred Wegener, los continentes formaban parte de un supercontinente llamado Pangea, que se fragmentó hace unos 200 millones de años. Los fragmentos se desplazaron sobre los fondos oceánicos hasta sus posiciones actuales.

Pruebas de la Deriva Continental

• Encaje de los continentes.
• Climas del pasado (paleoclimas).
• Continuidad de formaciones geológicas.
• Distribución de fósiles.
• Distribución de especies actuales.

Dorsales Oceánicas

Son cordilleras oceánicas que se elevan de 2 a 3 km sobre el fondo oceánico. Son extensas y están intensamente fracturadas, atravesadas por numerosas fallas.

Edad de la Litosfera Oceánica

La litosfera oceánica es más joven cerca de las dorsales y más antigua a medida que nos alejamos de ellas. Es mucho más joven que la litosfera continental.

Magnetismo en las Rocas

Los polos magnéticos terrestres intercambian sus posiciones. Las rocas que contienen minerales magnéticos registran la posición del campo magnético en el momento de su formación (paleomagnetismo).

Teoría de la Expansión del Fondo Oceánico

En las dorsales se genera nueva corteza oceánica a partir de material del manto. En las fosas oceánicas se destruye la litosfera oceánica mediante subducción.

Tipos de Bordes de Placa

• Divergentes o constructivos: Donde se crea nueva litosfera (dorsales oceánicas).
• Convergentes o destructivos: Donde se destruye litosfera (zonas de subducción).
• Pasivos o fallas transformantes: Donde las placas se deslizan lateralmente.

Bordes Convergentes

Litosfera Oceánica – Continental

Se forma un orógeno de borde continental activo (tipo Andino). Se desarrollan:

• Prisma de acreción.
• Fosa oceánica.
• Subducción.
• Sismicidad.
• Magmatismo.
• Metamorfismo.

Litosfera Oceánica – Oceánica

Se forma un orógeno tipo arco de islas. Se desarrollan:

• Cuenca marginal.
• Prisma de acreción.
• Sismicidad.

Litosfera Continental – Continental

Se produce un orógeno de colisión (tipo Himalaya). Los sedimentos son comprimidos, plegados y apilados.

Bordes Divergentes y Pasivos

Bordes Divergentes: Las dorsales oceánicas presentan actividad volcánica y sísmica (terremotos de foco poco profundo y magnitud moderada). Se forman fallas transformantes.

Bordes Pasivos: Fallas transformantes. Terremotos de foco poco profundo.

Puntos Calientes

Son áreas volcánicas originadas por el ascenso de material del manto a elevada temperatura (pluma mantélica). La pluma se mantiene estacionaria mientras la placa litosférica se desplaza sobre ella (ej: Hawái).

Terremotos

¿Cómo se Miden los Terremotos?

• Magnitud: Cantidad de energía liberada. Se mide con la escala de Richter (escala logarítmica).
• Intensidad: Grado de destrucción. Se mide con la escala de Mercalli.

Factores que Determinan el Riesgo Sísmico

• Predicción: Estudio de la historia sísmica, detección de precursores (elevaciones del terreno, cambios en la velocidad de las ondas, etc.).
• Medidas preventivas: Construcciones sismorresistentes, ordenación del territorio, sistemas de vigilancia y evacuación.

Vulcanismo

Coladas de Lava

• Lavas cordadas: Poco viscosas.
• Lavas en bloques: Más viscosas.
• Lavas almohadilladas: Erupciones submarinas.
• Columnas hexagonales: Desarrollo de grietas durante el enfriamiento.

Índice de Explosividad Volcánica (IEV)

• Erupción hawaiana.
• Erupción estromboliana.
• Erupción vulcaniana.
• Erupción pliniana.
• Erupción krakatoana.

Metamorfismo

Metamorfismo: Conjunto de transformaciones que experimenta una roca al verse sometida a un incremento de presión y temperatura.

Factores que Intervienen en el Metamorfismo

• Presión.
• Temperatura.
• Presencia de fluidos.

Tipos de Metamorfismo

• Grado: Bajo, medio o alto (según la intensidad).
• Causa: De impacto, friccional, dinámico, de enterramiento, hidrotermal y de contacto.

Minerales Índice

Son aquellos que solo se forman y permanecen estables en determinadas condiciones de presión y temperatura.

Aureola Metamórfica

Se forma alrededor de intrusiones ígneas. La intensidad del metamorfismo es mayor cuanto más cerca se esté de la intrusión.

Rocas Sedimentarias

Se originan a partir de materiales depositados en la superficie terrestre, procedentes de la alteración de otras rocas. Los procesos geológicos externos son:

• Meteorización.
• Transporte.
• Sedimentación.
• Diagénesis.

Meteorización

Es la alteración *in situ* de las rocas expuestas a los agentes atmosféricos.

• Meteorización física: Crioclastismo, termoclastismo, haloclastismo.
• Meteorización química: Hidrólisis, hidratación, oxidación, disolución.

Transporte

Se realiza por:

• Movimientos gravitacionales de ladera.
• Agua superficial.
• Glaciares.
• Viento.

Carga: Cantidad de sedimentos que transporta una corriente.

Acción del Viento

Deflación: El viento arranca y levanta partículas. Se generan desiertos de piedras (reg) y campos de dunas (erg).

Facies Sedimentarias

Conjunto de caracteres (estructuras, textura, composición) que informan sobre las características de la roca madre y el ambiente sedimentario.

Diagénesis

Conjunto de procesos físicos, químicos y biológicos que transforman un sedimento en roca sedimentaria.

Procesos: Compactación, cementación, disolución, reemplazamiento, cristalización.

Tipos de Rocas Sedimentarias

• Detríticas: Formadas por clastos (fragmentos de rocas). Componentes: esqueleto, matriz y cemento.
• Químicas: Formadas por precipitación de sustancias disueltas (ej: calcita, dolomita, yeso).
• Orgánicas: Formadas por acumulación de materia orgánica (ej: carbón, petróleo).

Estructuras Tectónicas

Son las deformaciones producidas en las rocas por esfuerzos tectónicos. Las principales son:

• Pliegues.
• Fallas.
• Diaclasas.

Tipos de Esfuerzos

• Compresión.
• Tensión.
• Cizalla.