Geología de la Tierra: Estructura Interna y Fenómenos Sísmicos

La Tierra Primitiva: Origen y Formación

La Tierra, en sus inicios, era una masa incandescente y en estado de fusión, sometida a un bombardeo continuo de **planetesimales**. La intensa **actividad volcánica** liberaba grandes cantidades de gases, entre ellos el **vapor de H₂O**. Un **enfriamiento progresivo** de la superficie terrestre produjo la **condensación del vapor de agua**, lo que dio lugar a **lluvias torrenciales** que, con el tiempo, formaron los primeros **mares y océanos**. Otros gases fueron retenidos por la acción de la **gravedad**, contribuyendo a la formación de la **atmósfera primaria reductora**, compuesta principalmente por amoniaco, metano, nitrógeno y vapor de agua, entre otros.

Terremotos: Liberación de Energía Interna

Los **terremotos** son **sacudidas violentas** de la **corteza terrestre** causadas por la **liberación de energía interna** acumulada en el interior de la Tierra. En un seísmo, se distinguen dos puntos clave:

• Foco o Hipocentro: Es el lugar del interior terrestre donde se origina el **seísmo**.
• Epicentro: Es el punto de la superficie terrestre donde el seísmo se manifiesta con mayor intensidad, situado normalmente en la vertical del foco.

Ondas Sísmicas: Propagación y Tipos

Las **ondas sísmicas** son vibraciones que se propagan a través del interior de la Tierra o a lo largo de su superficie, generadas por eventos como los terremotos. Se clasifican en dos tipos principales:

Ondas Internas (de Cuerpo)

Se propagan a través del interior de la Tierra.

• Ondas P (primarias o longitudinales):
  • Son las más veloces y las primeras en ser detectadas.
  • No suelen causar daños significativos.
  • Son ondas de **compresión**, donde la vibración de las partículas ocurre en la misma dirección del avance del seísmo.
  • Se propagan en todos los medios (sólidos, líquidos y gases).
• Ondas S (secundarias o transversales):
  • Son más lentas que las ondas P y suelen ser más dañinas.
  • La vibración de las partículas es perpendicular a la dirección de avance del seísmo.
  • No se propagan en fluidos (líquidos o gases).

Ondas Externas (Superficiales)

Se propagan a lo largo de la superficie terrestre y son las responsables de la mayor parte de los daños estructurales.

• Ondas Rayleigh (R):
  • Generan un movimiento elíptico de las partículas, similar al de las ondas en el agua cuando se lanza un objeto.
• Ondas Love (L):
  • Provocan un movimiento horizontal de cizalla, asemejándose al desplazamiento de una serpiente.

Discontinuidades Sísmicas: Capas del Interior Terrestre

En el **interior terrestre**, las **ondas sísmicas** se **reflejan y refractan**, cambiando su velocidad y trayectoria. Las zonas donde se producen estas variaciones bruscas coinciden con cambios significativos en la **composición**, la **naturaleza** o el **estado físico** de los materiales. Estas zonas se denominan **discontinuidades sísmicas**.

Las principales discontinuidades y capas del interior terrestre, con sus profundidades aproximadas, son:

1. Discontinuidad de Conrad: Se encuentra dentro de la corteza continental, separando la corteza superior de la inferior.
2. Discontinuidad de Mohorovičić (Moho): Se sitúa entre los 8 y 35 km de profundidad, marcando el límite entre la **corteza** y el **manto superior**.
3. Manto Superior: Se extiende desde la Moho hasta aproximadamente los 700 km.
   • A 400 km: Se produce una **zona de transición** donde el **olivino** cambia a una estructura de **espinela** debido al aumento de presión.
4. Discontinuidad de Repetti: Se encuentra a unos 700 km de profundidad, marcando el límite entre el **manto superior** y el **manto inferior**. Aquí, la espinela se transforma en **perovskita**.
5. Manto Inferior: Se extiende desde la D. de Repetti hasta la D. de Gutenberg.
6. Discontinuidad de Gutenberg: Se localiza a unos 2900 km de profundidad, separando el **manto inferior** del **núcleo externo**.
7. Núcleo Externo: Se extiende desde la D. de Gutenberg hasta la D. de Lehmann.
8. Discontinuidad de Lehmann (también conocida como D. Weichert-Lehmann): Se sitúa a unos 5100 km de profundidad, separando el **núcleo externo** del **núcleo interno**.
9. Núcleo Interno: Se extiende desde la D. de Lehmann hasta el centro de la Tierra (aproximadamente 6371 km).

Modelo Geoquímico o Estático de la Tierra

El **modelo geoquímico** o **estático** de la Tierra describe la **ordenación de los materiales** en función de sus **densidades**, formando capas concéntricas. De la más externa a la más interna, estas capas son: atmósfera, hidrosfera, corteza, manto y núcleo. El interior terrestre es una **estructura rocosa** (excepto el núcleo externo) distribuida en estas capas concéntricas.

Corteza Terrestre

Es la capa más externa y delgada de la Tierra, extendiéndose hasta la **discontinuidad de Mohorovičić**. Está formada principalmente por **silicatos de metales ligeros** (como Aluminio - Al, Potasio - K, Sodio - Na, Calcio - Ca). Se distinguen dos tipos principales:

• Corteza Continental:
  • Alcanza profundidades de hasta 70 km.
  • Compuesta por una gran variedad de rocas: sedimentarias, magmáticas y metamórficas.
  • Abundan rocas como el **granito** y la **andesita**.
  • Contiene las rocas más antiguas de la Tierra, con edades de hasta 3800 millones de años.
• Corteza Oceánica:
  • Tiene una profundidad menor, de 6 a 12 km.
  • Compuesta principalmente por rocas máficas como los **basaltos** y los **gabros**.
  • Es geológicamente más joven, con edades máximas de aproximadamente 180 millones de años.
  • Está separada de la corteza continental por la **Discontinuidad de Conrad** (aunque esta discontinuidad es más compleja y no siempre marca una separación neta entre ambas cortezas, sino que se encuentra dentro de la continental).

Manto Terrestre

Se extiende entre la **Discontinuidad de Mohorovičić** y la **Discontinuidad de Gutenberg** (2900 km). Está compuesto principalmente por **silicatos pesados**, siendo la **peridotita** la roca más representativa. El aumento de **presión y temperatura** con la profundidad provoca que los minerales se compacten y se hagan más densos, lo que a su vez incrementa la velocidad de las ondas sísmicas.

• A 400 km de profundidad: Se produce una **primera transición de fase** donde el mineral **olivino** se transforma en **espinela**.
• A 670 km de profundidad: Se encuentra la **Discontinuidad de Repetti**, donde la **espinela** se transforma en **perovskita**. Esta discontinuidad marca el límite entre el **manto superior** y el **manto inferior**.

Núcleo Terrestre

Se extiende desde la **Discontinuidad de Gutenberg** hasta el centro de la Tierra. Es un **núcleo metálico**, compuesto principalmente por una **aleación de hierro (Fe) y níquel (Ni)**.

• A 5100 km de profundidad: Se encuentra la **Discontinuidad de Lehmann** (también conocida como D. Weichert-Lehmann), que separa el **núcleo externo líquido** del **núcleo interno sólido**.
  • Núcleo Externo: Es líquido y está compuesto por Fe y Ni, con la adición de elementos más ligeros como azufre (S), silicio (Si) y oxígeno (O).
  • Núcleo Interno: Es sólido y consiste principalmente en una aleación de Fe y Ni.