1 La Composición de la Tierra ¿Para qué nos sirve saberla? ¿Cómo podemos conocerla? ¿Qué procesos fisicoquímicos la controlan?

2 La Anatomía de la Tierra

3 El Núcleo: ~3 400 Km. de radio 32.5% de la masa de la tierra Aleación de Fe-Ni Externo: líquido Interno: sólido Meteorito metálico

4 El Manto: ~3 000 km de radio 66% de la masa de la tierra 83% volumen total de la tierra Minerales ricos en Fe-Mg Rocas ultramáficas Peridotitas

5 La composición promedio del manto es: SiO 2 TiO 2 Al 2 O 3 FeOMgOCaONa 2 O 46%0.2%4%7.5%38%3.2%0.3% El resto de los elementos < 0.5%. Contenido de H 2 O ~100 ppm olivino (Mg,Fe) 2 SiO 4 [Mg/(Mg+Fe)~0.9] ortopiroxeno (Mg,Fe) 2 SiO 6 clinopiroxenoCa(Mg,Fe)Si 2 O 6 Además de un mineral aluminoso que depende de la presión: 0-1 GPa, PlagioclasaCaAl 2 Si 2 O 8 -NaAlSi 3 O 8 [Ca/(Ca+Na) ~0.9] 1-3 GPa, espinelaMgAl 2 O 4 >3 GPa, granate(Fe,Mg,Ca) 3 Al 2 Si 3 O 12 Composición del manto Rocas ultramáficas

6 La Corteza: Espesor varía 6-90 Km (40 km prom) 0.5% de la masa total de la tierra Corteza Oceánica: 6-10 km Edad < 200 Ma ~50%:~50% ferromagnesianos:feldespatos Composición intermedia (rocas máficas) Corteza Continental: km (35-40 km prom) Edad variable (3.6 Ga-4.4Ga?) Empobrecida en Fe-Mg, enriquecida en Al, Si, Ca y Na Cuarzo+Feldespatos (rocas félsicas) GranitoGranodioritaGabro

7 La composición promedio de la corteza oceánica (máfica): SiO 2 TiO 2 Al 2 O 3 FeOMgOCaONa 2 OK 2 O 50.5%1.6%15%10.5%7.6%11.3%2.7%0.1% El resto de los elementos < 0.5%. Contenido de H 2 O ~1000 ppm Enriquecida en TiO 2, Al 2 O 3, CaO, Na 2 O, y K 2 O c/r manto; pero muy empobrecida en MgO. ClinopiroxenoCa(Mg,Fe)Si 2 O 6 Feldespatos (plagioclasa)CaAl 2 Si 2 O 8 -NaAlSi 3 O 8 [Ca/(Ca+Na) ~ ] además de Olivino, Opx, trazas de cuarzo. H 2 O concentrada en el Anfíbol (hornblenda)Ca 2 (Mg,Fe) 4 Al 2 Si 7 O 22 (OH) 2 Composición de la corteza oceánica Rocas máficas

8 Composición de la corteza continental Rocas félsicas La composición promedio de la corteza continental: SiO 2 TiO 2 Al 2 O 3 FeOMgOCaONa 2 OK 2 O 57%0.9%16%9%5%7.4%3.1%1.0% El resto de los elementos <0.5%. Contenido de H 2 O es muy variable, pero puede alcanzar más de 8% Enriquecida en SiO 2, K 2 O con respecto al manto y corteza oceánica. Cuarzo y feldespato dominan. H 2 O en micas y anfíboles. Plagioclasa CaAl 2 Si 2 O 8 -NaAlSi 3 O 8 [Ca/(Ca+Na) ~ ] Feldespato-KNaAlSi 3 O 8 -KAlSi 3 O 8 CuarzoSiO 2 Mica: BiotitaKMg 3 (AlSi 3 )O 10 (OH) 2 Mica: MuscovitaKAl 2 (AlSi 3 )O 10 (OH) 2 Las rocas volcánicas andesita a riolita. Las rocas plutónicas diorita a granito.

9 Estructura Física de la Tierra Capas concéntricas: Diferentes composiciones Diferentes densidades CapaDensidad (g/cm 3 ) Hidrosfera1.03 Corteza2.8 Manto4.5 Núcleo11 Presión=  gh

10 Estructura Física y Composición de la Tierra (1)Métodos geofísicos

11 Velocidad  Densidad (1)10-12 km en océanos (30-50 km en continentes) está el MOHO (2) km baja velocidad. Litosfera-Astenosfera (3)400 km. Piroxeno-Granate y Olivino-Fase B (espinela) (4)700 km. Fase B-Perovskita (5)>700 km. No hay cambios apreciables en estructura

12 Estudios de los xenolitos y secuencias ofiolíticas Estudios de las rocas magmáticas derivadas de la FP del manto Evidencias cosmoquímicas (meteoritos) Estructura Física y Composición de la Tierra Evidencias Petrológicas-Geoquímicas Condrita CarbonáceaKomatiitaPeridotita

13 Fuentes de Energía en la Tierra: Energía Solar: Mueve hidrosfera y atmósfera Energía Interna: Actividad tectónica Procesos geológicos  energía

14 Fuentes de Energía en la Tierra Energía Gravitacional Acreción y Diferenciación Decaimiento Radiactivo 238 U, 235 U, 232 Th, 40 K, 87 Rb UThKRb Cor. Ocean Cor. Contin E 357 Manto Primit Muy variable 50-90% del calor interno Concentraciones (ppm)

15 Transferencia de Calor en la Tierra Radiación: Transmisión de energía electromagnética hacia el medio ambiente. El sol, un foco, etc. Conducción: Transferencia de vibraciones a nivel atómico y molecular cuando existe contacto entre dos cuerpos con distinta temperatura. T 2 =1000 T 1 =300 l Grad. Térmico= T 2 -T 1 /l Flujo calorífico=  T x k T k T =conductividad térmica k T Cu=0.9, k T Roca=0.005 (cal/cms°C) Flujo calorífico=cal/cm 2 s=(watt/m 2 ) Flujo Calorífico Tierra =0.09 watt/m 2

16 Gradiente Geotérmico =  T/z ¡En la corteza °C por kilómetro! Extrapolado ¿Mecanismo adicional? ¿Mayor calor en la corteza? ¿Por qué?

17 Convección: Movimiento de materiales con distinta temperatura por efecto de una diferencia de densidades. Transferencia de Calor en la Tierra

18 Tectónica de Placas y Magmatismo La litosfera está organizada en una serie de placas rígidas que se mueven entre sí por efecto de la convección del manto (astenosfera). Convección→disipación de calor→Trabajo→Transferencia de energía

19 Tectónica de Placas y Magmatismo Límites de Placas: Convergente, Divergente y Transforme

20 Límites Divergentes Crestas Oceánicas

21 Límites Divergentes “Rifts Continentales”

22 Límites Convergentes

23 Límites Convergentes Colisión Continental

24 Límites Transformes ¿Magmatismo?

25 Magmatismo Intraplaca “Plumas del Manto” o “Puntos Calientes” Basaltos de Columbia River Islandia