Big Bang y estructura de la Tierra: origen del universo, formación del sistema solar e interior terrestre

El Big Bang y el origen del universo

Hace unos 13 800 millones de años, toda la materia y la energía del universo estaban concentradas en un único punto: el átomo primigenio, cuya temperatura y densidad eran muy elevadas y con gran inestabilidad.

La gran explosión:

• La energía se expandió en todas las direcciones.
• La energía se transformó en materia y apareció en el tiempo y el espacio.
• Se formaron partículas subatómicas: protones, electrones y átomos sencillos.
• Los átomos se concentraron y la materia se agrupó formando nebulosas, estrellas y galaxias.
• Se produjeron reacciones termonucleares de fusión de átomos de hidrógeno, dando lugar a helio y radiaciones.
• En el interior de las estrellas se formaron los elementos químicos.

Teoría planetesimal

Hace aproximadamente 4500 millones de años, una nebulosa empezó a girar debido a la explosión de una estrella próxima. La materia se concentró en el centro y, por atracción gravitatoria, se atrajo más materia. Al comprimirse, la presión y la temperatura fueron suficientes para desencadenar las reacciones termonucleares, que producen radiaciones, luz y calor.

Los fragmentos que se concentraron por agregación formaron planetesimales, que a su vez dieron lugar a los planetas. Durante la formación del Sol se originó el viento solar, que expulsó la materia de los planetas: los más cercanos al Sol son pequeños y densos, mientras que los alejados tienen más atmósfera.

Estructura de la Tierra

El estudio del interior de la Tierra es difícil. Los métodos de estudio son:

• Directos: recogida de muestras y análisis de muestras en el laboratorio.
• Indirectos: movimiento gravitatorio, magnético y sísmico.

Movimiento sísmico

Consiste en interpretar las vibraciones de los terremotos. Un terremoto es una descarga brusca de energía en el interior de la Tierra que se produce cuando se rompen las rocas. La energía se propaga en todas las direcciones de manera similar a la luz y al sonido. En la zona de rotura se libera la energía: el punto donde se origina se llama hipocentro o foco sísmico, y el punto más cercano de la superficie, epicentro.

Capas del interior de la Tierra

Corteza

Tiene un espesor de 0 a 50 km en la mayor parte del planeta. La corteza oceánica tiene un espesor de 80 a 90 km y la continental es más gruesa. Es rígida y con temperatura creciente.

• Corteza oceánica: sedimentos y rocas basálticas.
• Corteza continental: mayor espesor de sedimentos, con rocas graníticas y basálticas.

Entre la corteza y el manto se encuentra la discontinuidad de Mohorovičić.

Manto

Se extiende de 50 a 2900 km de profundidad.

• Manto superior (50-670 km): de 50 a 100 km es sólido y rígido; de 100 a 200 km disminuye la densidad (zona de baja velocidad, la astenosfera); de 200 a 670 km aumenta la rigidez. Su composición son silicatos de hierro y magnesio, como el olivino.
• Manto inferior (670-2900 km): aumento progresivo y suave de la rigidez. Silicatos de hierro y magnesio con estructura cristalina.

Núcleo

• Núcleo externo (2900-5000 km): fundido, compuesto de hierro y níquel, con elementos más ligeros.
• Núcleo interno (5000-5100 km): hierro y magnesio, con elementos más pesados.

Discontinuidades por rigidez

La litosfera es la capa formada por la corteza y la parte superior del manto, de unos 50 km de espesor. Se encuentra fracturada en placas que encajan y se mueven sobre el material plástico de la astenosfera.