Composición, Estructura Interna de la Tierra y Dinámica Litosférica: Un Enfoque Geológico

Composición y Estructura Interna de la Tierra

La Tierra se compone de varias capas concéntricas con diferentes propiedades físicas y químicas:

• Corteza Oceánica (Co): 5-70 km de espesor (2,7 g/cm³ de densidad).
• Corteza Continental (Cc): 5-10 km de espesor (3 g/cm³ de densidad).
• Manto Superior (Ms): Hasta 670 km de profundidad (materiales silicatados y componentes metálicos).
• Manto Inferior (Mi): Hasta 2900 km de profundidad (compuestos de silicatos, óxidos de magnesio y hierro).
• Núcleo Externo (Ne): 2900-5100 km de profundidad (líquido, compuesto principalmente de hierro y níquel).
• Núcleo Interno (Ni): 5100-6370 km de profundidad (sólido, compuesto principalmente de hierro cristalizado).
• Litosfera Oceánica (Lo): 50-100 km de espesor.
• Litosfera Continental (Lc): 100-200 km de espesor.

Métodos de Estudio del Interior Terrestre

Método Directo (MD)

Se basa en la observación directa y el análisis de materiales terrestres. Incluye:

• Informes sobre la composición de la Tierra.
• Perforaciones subsuperficiales.
• Extracción de minerales.
• Análisis de material volcánico.

Limitaciones: poca profundidad alcanzada y posible contaminación de los materiales.

Método Indirecto (MI)

Se infiere información a partir de propiedades físicas y comportamientos de materiales en el interior de la Tierra. Se destacan los métodos sísmico, magnético y gravimétrico.

Método Sísmico

Las fallas son divisiones en el terreno donde se desplazan los límites de las placas. Debido a la irregularidad del terreno, el desplazamiento no es constante. Mientras se rozan, la energía se acumula hasta que supera la energía de rozamiento. En ese momento, se liberan grandes cantidades de energía, provocando vibraciones o terremotos.

Los terremotos se registran según su intensidad (escala de Mercalli) o la cantidad de energía liberada (escala de Richter). El lugar donde se produce el terremoto se denomina hipocentro. Las vibraciones se propagan como ondas sísmicas (OS):

• Ondas Primarias (Ondas P): Longitudinales (se propagan en sólidos y líquidos).
• Ondas Secundarias (Ondas S): Transversales (solo se propagan en sólidos).
• Ondas Superficiales (Ondas L): Son el reflejo de las ondas internas en la superficie.

El método sísmico estudia la velocidad de propagación de estas ondas. Gracias a ello, se deducen discontinuidades en la composición interna de la Tierra:

• Discontinuidad de Mohorovičić (Moho): Entre la corteza (C) y el manto (M).
• Discontinuidad de Repetti: Entre el manto superior (Ms) y el manto inferior (Mi).
• Discontinuidad de Gutenberg: Entre el manto (M) y el núcleo externo (Ne). Desaparecen las ondas S y disminuye la velocidad de las ondas P.
• Discontinuidad de Lehmann: Entre el núcleo externo (Ne) y el núcleo interno (Ni). Aumenta la velocidad de las ondas P.

Método Magnético

Se basa en el estudio de la variación del campo magnético terrestre (CMT), producido por la interacción entre un núcleo externo líquido (Ne), con cargas eléctricas, y un núcleo interno sólido metálico (Ni). El Ni actúa como un imán, y el resultado es similar a una dinamo.

Los minerales magnéticos (m) contienen elementos metálicos que aportan propiedades magnéticas (como el hierro, Fe). Estos minerales registran el CMT existente en el momento de su formación. Cuando un material magnético supera el punto de Curie (aproximadamente 500ºC), pierde su magnetización. Sin embargo, si se enfría y solidifica por debajo de esta temperatura, se magnetiza y actúa como un imán atraído en la dirección del campo magnético. A este fenómeno se le llama magnetismo remanente.

El paleomagnetismo es el magnetismo que ha quedado registrado en las rocas como consecuencia del magnetismo remanente. Este método ha demostrado:

• Repetidas inversiones del campo magnético terrestre (el sentido del CMT ha cambiado a lo largo de la historia).
• Confirmación de la hipótesis de la expansión del fondo oceánico: la inversión del CMT ha dejado huella en el fondo oceánico. Al haber pasado épocas en las que los polos estaban invertidos, han quedado registradas zonas con diferentes tipos de magnetismo. Esta huella dibuja bandas simétricas que coinciden en edad y magnetismo.

Método Gravimétrico

Consiste en el estudio de las variaciones de la gravedad debido a que el radio de la Tierra no es constante y a la heterogeneidad de la Tierra. Para obtener la anomalía gravimétrica, se utiliza un gravímetro para medir los valores teóricos y reales de la gravedad en diferentes puntos del planeta (Valor Gravimétrico Real - Valor Gravimétrico Teórico = Vgr - Vgt).

• En la corteza oceánica (Co), la anomalía es positiva (el valor real es mayor que el teórico).
• En la corteza continental (Cc), la anomalía es negativa, lo que implica una menor densidad.

Esto explica los ascensos y descensos en la Tierra, debido a un nivel líquido donde los materiales más densos se sumergen más para mantener el equilibrio isostático.

Dinámica Litosférica: Tectónica de Placas

Límites de Placas

Límites Divergentes

• Rift Valley: Zonas de fractura y separación de placas.
• Dorsales oceánicas: Cordilleras submarinas donde se genera nueva corteza oceánica.

Límites Convergentes

Se produce subducción de la litosfera oceánica (Lo) más densa.

• Litosfera oceánica (Lo) y Litosfera continental (Lc) (Tipo Andes): La placa oceánica subduce bajo la continental, generando actividad magmática.
• Litosfera oceánica (Lo) y Litosfera oceánica (Lo) (Arcos de islas, como Filipinas): La placa más densa subduce. La subducción genera actividad magmática a profundidades de entre 100 y 150 km.
• Litosfera continental (Lc) y Litosfera continental (Lc) (Himalaya): Colisión de dos placas continentales, generando grandes cadenas montañosas.

Capa D"

En la base de la mesosfera (manto inferior), existe una capa de hasta 200 km de espesor, conocida como capa D". La litosfera subducida puede llegar a hundirse hasta esta capa.

Motor de las Placas Tectónicas

El movimiento de las placas tectónicas se produce por las diferencias de temperatura en el interior de la Tierra. La convección origina corrientes convectivas: los materiales más calientes pierden densidad y ascienden. Los penachos térmicos se originan en la capa D" y, debido a la diferencia de densidad y temperatura, ascienden por el manto.