Origen y estructura de la Tierra IES Bañaderos

Origen del sistema solar según la teoría planetesimal 1 Nebulosa inicial. Hace 4600 millones de años una nebulosa giratoria de polvo y gas comenzó a contraerse. 2 Colapso gravitatorio. La contracción o colapso forma una gran masa central y un disco giratorio. 3 Formación protosol. La colisión de las partículas en la masa central libera energía. Comienza la fusión nuclear del hidrógeno (nace una estrella, el protosol en la nebulosa).

Origen del sistema solar según la teoría planetesimal 4 Formación de planetesimales. En el resto de la nebulosa, las partículas chocan y se fusionan originando otras mayores (entre varios cm y km). Son los planetesimales. 5 Formación de protoplanetas. Las colisiones de los planetesimales y su acreción (unión) originaría los protoplanetas.

Origen del sistema solar. Origen del sistema solar según la teoría planetesimal Origen del sistema solar. Nebulosa inicial. Hace 4.600 millones de años una nebulosa giratoria comienza a contraerse. Colapso gravitatorio. La contracción formo una gran masa central y unos discos giratorios en torno a ella. Formación del protosol. La colisión de las partículas en la masa central libero gran cantidad de energía. Comenzó la fusión nuclear del hidrógeno que se transforma en helio. Nacimiento de la estrella. Formación de planetesimales. Las partículas de polvo y gas que formaban los discos giratorios se condensaron. Formación de protoplanetas. Las colisiones de los planetesimales y su unión originan los protoplanetas. Barrido de la órbita. Cada protoplaneta fue despejando su zona orbital de planetesimales.

Acreción de planetesimales Origen de la Tierra  En el interior del disco nebular que rodeaba al protosol, la acreción de planetesimales permitió la formación del protoplaneta terrestre. Disco nebular Acreción de planetesimales  En esta fase de formación de la Tierra, la temperatura aumentó por los impactos de los planetesimales y por la desintegración de isótopos radiactivos.  Permitió la diferenciación por densidades y a su vez ocurrió la desgasificación del planeta.  La Tierra se enfrió. Se condensó el vapor de agua, ocupando las aguas los niveles más bajos formando océanos. Aumento de la temperatura que favoreció la diferenciación por densidades

Diferenciación geoquímica Diferenciación geoquímica primaria: Cuando se fue enfriando la Tierra separándose los elementos químicos en zonas concéntricas, según su afinidad geoquímica en cuatro capas: Atmósfera. Corteza Manto. Núcleo. Diferenciación geoquímica secundaria: Posteriormente, actúo la gravedad, haciendo que en una misma capa se separen los elementos que tienen idénticas afinidades geoquímicas, en dos grupos según su densidad: La Corteza, el Manto y el Núcleo se subdividen, formando: * La Corteza granítica y Corteza basáltica. * El Manto superior y el Manto inferior. * El Núcleo externo y el Núcleo interno.

Origen de la Luna  Una teoría clásica dice que la Luna pudo haberse formado a la vez que la Tierra, siguiendo un proceso paralelo. No es así, pues sus densidades deberían ser similares y no lo son. La colisión de un pequeño planeta pudo provocar la formación de la Luna.  Otra dice que la Luna se formó en otro lugar y fue capturada por la Tierra posteriormente.  La más actual propuesta por Hartmann y Davis dice que un planeta de tipo terrestre y tamaño similar a Marte, colisionó con la Tierra quedando parte del astro orbitando en torno a la Tierra. La acreción de materiales originó la Luna.

¿Cómo es el interior terrestre? El conocimiento de los materiales que existen en el interior terrestre, de la temperatura a la que se encuentra o de las características que poseen se obtienen utilizando dos métodos. Métodos directos. Observando aquellas zonas a las que se tiene acceso (minas, sondeos,…) y los materiales procedentes del interior terrestre que llegan a la superficie (volcanes). Métodos indirectos. Se infieren las características del interior a partir de datos como el comportamiento de las ondas sísmicas. Libros-Vivos

¿Cómo es el interior terrestre? Algunos datos directos Minas y sondeos Volcanes Océano Atlántico Sudáfrica Océano Índico 50 km 100 km 200 km 150 km Kimberlitas Grafito Diamante MANTO  Las minas son excavaciones que se realizan para extraer minerales (3’8 km).  El magma, al ascender, arrastra fragmentos de rocas del interior.  Los sondeos son perforaciones taladradas en el subsuelo (12 km).

la distancia entre los dos cuerpos es el radio terrestre Masa y densidad de la Tierra Para calcular la masa recurrimos a la ley de la gravitación universal. Si consideramos como aproximación que la Tierra es una esfera perfecta, su volumen será: la distancia entre los dos cuerpos es el radio terrestre Para un cuerpo situado en la superficie terrestre F es la fuerza con la que es atraído por la tierra. Este valor de la densidad contrasta con la densidad media de las rocas que constituyen los continentes que es de

El interior es más denso 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. RELACION ENTRE LA DENSIDAD DE LOS MATERIALES TERRESTRES Y LA PROFUNDIDAD Wiechert pensó que el interior terrestre debería tener un material más denso. Densidad ( g/ cm3 ) Entre los elementos que podrían formar el núcleo terrestre el mas abundante en el Sistema Solar es el hierro. Profundidad (km) La existencia de un campo magnético terrestre apoyaría esta hipótesis. A la vista de la gráfica de densidad ¿a qué profundidad se produce el mayor cambio en el tipo de materiales?

TERREMOTO PRODUCIDO POR UNA FALLA Sismos y ondas sísmicas Los terremotos, sismos o seísmos, son vibraciones bruscas del terreno generadas por la liberación brusca de la energía acumulada en las rocas que se encuentran sometidas a esfuerzos. TERREMOTO PRODUCIDO POR UNA FALLA Escarpe de falla Al fracturarse las rocas se forman las fallas Epicentro Frentes de onda El lugar donde se origina el terremoto es el foco sísmico o hipocentro. El lugar de la superficie más próximo al hipocentro es el epicentro Hipocentro Falla

Sismos y ondas sísmicas La vibración del hipocentro se propaga en forma de ondas sísmicas que van en todas direcciones. dirección de vibración de las partículas Ondas P, primarias o longitudinales. Son las primeras que llegan al sismógrafo. Las partículas del terreno vibran en la dirección de propagación de la onda Se propagan por sólidos y fluidos. Ondas P dirección de propagación de la onda dirección de vibración de las partículas Ondas S, secundarias o transversales. Llegan en segundo lugar. Hacen vibrar las partículas en dirección perpendicular a la propagación de la onda. Se propagan sólo por sólidos. Ondas S dirección de propagación de la onda

Sismógrafos, sismogramas y localización sismos

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). 1 2 4 3 1 2 i r 1 2 4 3 1 2 i r

Estudio de la dirección de las ondas sísmicas (I) Al atravesar el interior del planeta las ondas P y S sufren cambios de dirección. Su trayectoria muestra que la velocidad de las ondas sísmicas se incrementan desde la superficie hasta el núcleo 0° Se reciben ondas P y S Las zonas de sombra son lugares en los que no se reciben las ondas de un sismo. 103° Zona de sombra 143° Solo se reciben ondas P

Estudio de la dirección de las ondas sísmicas (II) La velocidad a la que se propagan las ondas depende de las características de los materiales que atraviesan. Así, las ondas sísmicas se propagan a mayor velocidad cuanto mayor es la rigidez de los materiales, es decir, cuanto mayor sea la resistencia a la deformación que éstos presenten. Un cambio brusco de la velocidad y dirección de la propagación de las ondas sísmicas indica la separación entre dos capas de materiales con distinta rigidez. Esta superficie de separación recibe el nombre de discontinuidad

3. Indica las características de cada capa (Homogénea / Heterogénea; Rigidez : Constante, disminuye, aumenta;)

Observa la gráfica con atención y contesta a estas preguntas: 1- La estructura del planeta es homogénea o heterogénea, ¿por qué? 2- ¿Cuántas discontinuidades detectas? ¿Dónde se localizan? 3- ¿Cuántas capas diferentes se diferencian en la estructura interna del planeta? 4- ¿Cuál es el estado físico de los materiales del planeta? ¿Cómo lo has deducido?

¿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. Discontinuidad de Mohorovicic Discontinuidad de Gutenberg 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 000 4 000 6 000 670 2 900 5 150 Ondas P Velocidad (km/s) Ondas S Manto Núcleo Discontinuidad de Repetti Profundidad (km) Discontinuidad de Lehmann Las discontinuidades sísmicas se utilizan para diferenciar las capas del interior del planeta.

Principales discontinuidades y su interpretación DISCONTINUIDAD DE MOHOROVICIC Su profundidad en los continentes oscila entre 25 y 70 km y en los océanos entre 5 y 10 km. Profundidad media: 30 km Separa la Corteza del Manto Corteza Discontinuidad de Mohorovicic DISCONTINUIDAD DE GUTENBERG 30 km Se encuentra a 2900 km de profundidad. En ella la velocidad de las ondas P cae bruscamente y las ondas S dejan de propagarse. Separa el manto del núcleo. Manto Discontinuidad de Gutenberg 2900km DISCONTINUIDAD DE REPETTI Núcleo Se encuentra a 650 km de profundidad Separa el Manto superior del M. inferior 5150km Discontinuidad de Lehmann DISCONTINUIDAD DE LEHMANN Se encuentra a 5150 km de profundidad Esta discontinuidad separa el núcleo externo fundido del núcleo interno sólido.

TEMPERATURA DEL INTERIOR TERRESTRE Datos indirectos MAGNETISMO TERRESTRE TEMPERATURA DEL INTERIOR TERRESTRE Que la Tierra posea un campo magnético apoya la idea de que el núcleo es metálico. 2 000 1 000 3 000 4 000 5 000 6 000 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: Temperatura (0C) La rotación terrestre. Las corrientes de convención generadas por el calor interno. Profundidad (km) Gradiente geotérmico aumenta 3º C cada 100 m El movimiento de este fluido origina una corriente eléctrica que produce a su vez un campo magnético en la Tierra El valor del gradiente geotérmico va reduciéndose con la profundidad. METEORITOS Pequeños cuerpos planetarios que caen sobre la Tierra (4500 M.a.) Si un material es abundante en los meteoritos, es frecuente en el sistema solar y también formará parte de la Tierra.

1. ¿Qué tipo de corteza observas en el esquema? 2. Indica los materiales que observas en los distintos tipos de corteza: Corteza oceánica Corteza continental de llanura Corteza continental de cordillera 3. ¿Cuál es la diferencia más notable entre la corteza continental de llanura y la de cordillera 4. Cita las diferencia y la semejanza entre la corteza continental y la oceánica.

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. UNIDADES GEOQUÍMICAS CORTEZA MANTO NÚCLEO Desde la base de la corteza hasta 2900 km. Representa el 83% del volumen total de la Tierra. Densidad del manto superior 3,3 g/cm3. Densidad del manto inferior 5,5 g/cm3. SIMA Desde los 2900 km al centro del planeta. Representa el 16% del volumen total del planeta. Densidad alta (10 a 13 g/cm3). Compuesto principalmente por hierro y níquel. CORTEZA CONTINENTAL CORTEZA OCEÁNICA Entre 5 y 10 km. Más delgada. Rocas de densidad media (3 g/cm3). Edad de las rocas entre 0 y 180 M. a. Entre 25 y 70 km. Muy heterogénea. Rocas poco densas (2,7 g/cm3). Edad de las rocas entre 0 y 4000 M. a.

Manto superior sublitosférico Manto superior sublitosférico Una imagen del interior terrestre Mina más profunda Sondeo más profundo Murmansk Rusia 12 km Corteza oceánica Carletonville Suráfrica 3,8 km Litosfera Corteza continental Moho Moho Moho Manto superior sublitosférico Manto 2885 km Zona de subducción Manto Núcleo externo Núcleo interno Núcleo externo 2270 km Manto superior sublitosférico Núcleo interno 1216 km Manto inferior

MANTO SUPERIOR SUBLITOSFÉRICO Unidades dinámicas UNIDADES DINÁMICAS NÚCLEO INTERNO MANTO SUPERIOR SUBLITOSFÉRICO MANTO INFERIOR NÚCLEO EXTERNO LITOSFERA Formado por hierro sólido cristalizado. Su tamaño aumenta algunas décimas de milímetro por año. Llega a los 5150 km. Se encuentra en estado líquido. Tienen corrientes de convección y crea el campo magnético terrestre. Capa plástica. Hasta los 670 km de profundidad. Materiales en estado sólido. Existen corrientes de convección con movimientos de 1 a 12 cm por año. Incluye el resto del manto bajo la astenosfera. Sus rocas están sometidas a corrientes de convección. En su base se encuentra la capa D’’ integrada por los “posos del manto”. La más externa. Rígida. La litosfera oceánica de 50 a 100 km de espesor. La litosfera continental de 100 a 200 km.

ESQUEMA