14. Origen y estructura de la Tierra

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1 14. Origen y estructura de la Tierra
Biología y Geología 1.º Bachillerato Origen del sistema solar según la teoría planetesimal 1 Colapso gravitatorio. Hace 4600 millones de años una nebulosa giratoria de polvo y gas comenzó a contraerse. En las zonas galácticas en las que se forman estrellas se encuentran siempre nubes de gas y polvo, las nebulosas. 2 La contracción o colapso forma una gran masa central y un disco giratorio. 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). Algunos de estos discos, contienen partículas mayores que el polvo interestelar formados por hielo y silicatos. 3 En el resto de la nebulosa, las partículas chocan y se fusionan originando otras mayores (entre varios cm y km). Son los planetesimales. 4 Las colisiones de los planetesimales y su acreción originaría los protoplanetas. Júpiter es el planeta menos evolucionado y tiene una gran identidad química con el Sol. 5 En torno a los planetas gigantes se produjo un colapso gravitatorio similar al del Sol, aunque su menor masa impidió los procesos de fusión nuclear. Fue el origen de los anillos y satélites

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Biología y Geología 1.º Bachillerato Origen de la Tierra Disco nebular  En el interior del disco nebular que rodeaba al protosol, la acreción de planetesimales permitió la formación del protoplaneta terrestre. 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. Aumento de la temperatura que favoreció la diferen-ciación por densidades  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.

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8 14. Origen y estructura de la Tierra
Biología y Geología 1.º Bachillerato Datos indirectos TEMPERATURA DEL INTERIOR TERRESTRE MAGNETISMO 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) Existe un gradiente geotérmico que va reduciéndose con la profundidad. METEORITOS Si un material es abundante en los meteoritos, es frecuente en el sistema solar y también formará parte de la Tierra.

9 14. Origen y estructura de la Tierra El interior es más denso
Biología y Geología 1.º Bachillerato 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 se encuentra el hierro. La existencia de un campo magnético terrestre apoyaría esta hipótesis. Profundidad (km)

10 14. Origen y estructura de la Tierra Masa y densidad de la tierra
Biología y Geología 1.º Bachillerato 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

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Biología y Geología 1.º Bachillerato Origen de la Luna La colisión de un pequeño planeta pudo provocar la formación 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.  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.

12 14. Origen y estructura de la Tierra TERREMOTO PRODUCIDO POR UNA FALLA
Biología y Geología 1.º Bachillerato Sismos y ondas sísmicas La vibración del hipocentro se propaga en forma de ondas sísmicas que van en todas direcciones. TERREMOTO PRODUCIDO POR UNA FALLA Escarpe de falla dirección de vibración de las partículas Ondas P dirección de propagación de la onda Epicentro dirección de vibración de las partículas Frentes de onda Hipocentro Ondas S Falla dirección de propagación de la onda

13 14. Origen y estructura de la Tierra
Biología y Geología 1.º Bachillerato 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 1 2 4 3 i r 1 2 1 2 4 3 i r

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Biología y Geología 1.º Bachillerato Estudio de la dirección de las ondas sísmicas (II) 0° Se reciben ondas P y S Al atravesar el interior del planeta las ondas P y S sufren cambios de dirección. 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

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Biología y Geología 1.º Bachillerato ¿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 Discontinuidad de Lehmann 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 Profundidad (km) Las discontinuidades sísmicas se utilizan para diferenciar las capas del interior del planeta.

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Biología y Geología 1.º Bachillerato Principales discontinuidades y su interpretación Corteza DISCONTINUIDAD DE MOHOROVICIC Discontinuidad de Mohorovicic Su profundidad en los continentes oscila entre 25 y 70 km y en los océanos entre 5 y 10 km. 30 km Manto DISCONTINUIDAD DE GUTENBERG Se encuentra a 2900 km de profundidad. Separa el manto del núcleo. En ella la velocidad de las ondas P cae bruscamente y las ondas S dejan de propagarse. Discontinuidad de Gutenberg 2900km Núcleo 5150km DISCONTINUIDAD DE LEHMANN Discontinuidad de Lehmann Esta discontinuidad separa el núcleo externo fundido del interno sólido.

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20 14. Origen y estructura de la Tierra Una imagen del interior terrestre
Biología y Geología 1.º Bachillerato Una imagen del interior terrestre Sondeo más profundo Mina más profunda 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

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Biología y Geología 1.º Bachillerato 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. 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 25 y 70 km. Muy heterogénea. Rocas poco densas (2,7 g/cm3). Edad de las rocas entre 0 y 4000 M. a. Entre 5 y 10 km. Más delgada. Rocas de densidad media (3 g/cm3). Edad de las rocas entre 0 y 180 M. a.

22 14. Origen y estructura de la Tierra MANTO SUPERIOR SUBLITOSFÉRICO
Biología y Geología 1.º Bachillerato Unidades dinámicas UNIDADES DINÁMICAS NÚCLEO EXTERNO NÚCLEO INTERNO MANTO SUPERIOR SUBLITOSFÉRICO MANTO INFERIOR LITOSFERA Llega a los 5150 km. Se encuentra en estado líquido. Tienen corrientes de convección y crea el campo magnético terrestre. La más externa. Rígida. La litosfera oceánica de 50 a 100 km de espesor. La litosfera continental de 100 a 200 km. Formado por hierro sólido cristalizado. Su tamaño aumenta algunas décimas de milímetro por año. 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”.

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52 17. Magmatismo y tectónica de placas
Biología y Geología 1.º Bachillerato Tipos de magmas De acuerdo con su composición se establecen distintos tipos de magmas. Plutón granítico Basalto alcalino Volcán andesítico Fosa Basalto basáltico MAGMA BASÁLTICO Se forma por fusión parcial de las peridotitas del manto. Basalto Litosfera Fusión parcial de la peridotita Magma rico en sodio y potasio Fusión parcial del basalto Manto sublitosférico MAGMA ANDESÍTICO MAGMA GRANÍTICO Se origina por la fusión del basalto de la corteza que subduce. Se origina en zonas de subducción por fusión de los materiales de la corteza continental inferior. Más rico en sílice que el basáltico Rico en sílice

53 17. Magmatismo y tectónica de placas
Biología y Geología 1.º Bachillerato Yacimientos minerales de origen magmático

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