GEOL 3025: Cap. 12 Prof. Lizzette Rodríguez Interior de la Tierra GEOL 3025: Cap. 12 Prof. Lizzette Rodríguez

Sondeo (reconocimiento) del interior terrestre Mayoría del conocimiento del interior terrestre viene del estudio de ondas sísmicas Tiempo de propagación ondas P y S a través del planeta: varía con las propiedades del material Variaciones en tiempo de propagación corresponden a cambios en los materiales encontrados

Cont. Sondeo del interior terrestre Naturaleza de las ondas sísmicas: Velocidad depende de la densidad y elasticidad del material Dentro de una misma capa: velocidad generalmente aumenta con profundidad Ondas compresionales (P) pueden propagarse a través de líquidos y sólidos Ondas de cizalla / transversales (S) no pueden viajar a través de líquidos Ondas P viajan más rápido que las S Cuando las ondas sísmicas pasan de un material a otro, la onda es refractada (doblada)

Ondas P y S moviéndose a traves de sólidos Producen cambio de forma sin modificar volumen del material: ondas S no viajan a traves de liquidos Compresiones y expansiones alternas

Ondas sísmicas y la estructura de la Tierra Cambios abruptos en las velocidades de las ondas a profundidades específicas llevaron a sismologos a concluir que la Tierra se compone de capas distintas Capas estan definidas por composición: El interior del planeta no es homogéneo

Ondas sismicas viajarian en linea recta a traves de un planeta hipotetico con propiedades uniformes (homogeneo) y a velocidades constantes Trayectorias de las ondas a traves de un planeta donde la velocidad aumenta con profundidad

Algunas de las muchas trayectorias posibles que las ondas sismicos siguen a traves de la Tierra

Estructura estratificada de la Tierra

Capas definidas por composición 3 capas principales: Corteza – 3 km (dorsales oceánicas) - 70 km (cordilleras montañosas) Corteza continental: φ promedio=2.7 g/cm3, composición similar a granodiorita Corteza oceánica: φ promedio=3.0 g/cm3, basalto (2) Manto – hasta ~2900 km (1800 mi) de profundidad 82% del volumen del planeta capa sólida y rocosa (rica en silice) 2 partes: mesosfera (manto inferior) y astenosfera (manto superior); tambien incluye parte de la litosfera

Cont. Capas definidas por composición (3) Núcleo esfera central densa, radio ~3486 km 2 partes: núcleo externo (capa líquida, 2270 km en espesor), núcleo interno (esfera sólida, radio de 1216 km) Densidad promedio: 11 g/cm3 (~14 veces densidad del agua) Principalmente Fe, con 5%-10% Ni, pequeñas cantidades de otros elementos menores Campo magnético se origina en el nucleo externo: conduce electricidad y es móvil

Posible origen del campo magnético: conveccion vigorosa de la aleacion de Fe fundido del nucleo externo liquido

Capas definidas por propiedades fisicas (T, P, r) (1) Litosfera (esfera de roca) Corteza + parte más externa de manto Relativamente fria y rígida ~100 km en espesor, hasta >250 km en las partes más antiguas de los continentes (2) Astenosfera (esfera débil) En región del manto superior hasta profundidad de ~660 km Experimenta un grado de fusión en la parte superior, lo que permite el movimiento independiente de litosfera sobre astenosfera

Cont. Capas definidas por propiedades fisicas (T, P, r) (3) Mesosfera – manto inferior Capa rígida entre 660 km – 2900 km Rocas extremadamente calientes, experimentan flujo gradual (4) Núcleo externo (5) Núcleo Interno

Descubrimiento de los límites principales El Moho (Discontinuidad de Mohorovicic) - 1909 Separa materiales de corteza de los del manto Identificado por cambio en la velocidad de propagación de las ondas P (mas alta en manto que en corteza)

Cont. Descubrimiento de los límites principales Límite entre el manto y el núcleo - 1914 Basado en la observacion de que ondas P desaparecen a 105o del sismo y reaparecen a 140o Cinturon de 35o: Zona de sombra de las ondas P Se caracteriza por la refracción de las ondas P Ondas S no viajan a través del núcleo: evidencia de la existencia de una capa líquida por debajo del manto rocoso

Zona de sombra de las ondas P

Trayectorias de ondas P y S

Cont. Descubrimiento de los límites principales Descubrimiento del núcleo interno - 1936 Ondas P que pasan a través del núcleo interno muestran un aumento en velocidad, lo que sugiere un núcleo interno sólido. Discontinuidad Lehmann – entre nucleo externo e interno

La maquina termica del interior de la Tierra Procesos principales que han contribuido al calor interno del planeta: (1) Calor emitido por desintegracion radiactiva de isótopos de U, torio (Th) y K (2) Calor liberado por cristalización de Fe para formar el núcleo interno (3) Calor liberado por la colisión de partículas durante la formación de la Tierra

Cont. La maquina termica del interior de la Tierra Flujo de calor en la corteza Proceso conocido como conducción Velocidades de flujo de calor son variables Convección del manto Provee la fuerza que impulsa las placas de la litosfera a través del globo Manto transmite ondas S y fluye al mismo tiempo- es descrito como que posee un comportamiento plástico (naturaleza tanto sólida como líquida)