El Cicle de les Roques i l'Estructura Interna de la Terra

James Hutton i l'edat de la Terra

James Hutton va ser el primer geòleg que va deduir que la Terra tenia milions d'anys d'antiguitat.

Processos geològics i el cicle de les roques

Condicions geològiques clau

• A la superfície terrestre: Hi té lloc la meteorització de les roques.
• A l'interior de l'escorça terrestre: Els materials hi són sotmesos a pressions i temperatures altes.
• La pressió: A 12 km de profunditat, supera les 3.000 atmosferes.
• La temperatura: Augmenta uns 3 graus cada 100 m (gradient geotèrmic).
• Els esforços: De compressió i distensió.

Tipus de formació de roques

• Diagènesi: Procés de formació de roques sedimentàries mitjançant la compactació del sediment.
• Metamorfisme: Transformació de roques a causa d'altes pressions i temperatures, sense arribar a fondre-se. Dona lloc a les roques metamòrfiques.
• Magmatisme: La fusió de les roques, que formen un magma. En refredar-se, origina les roques ígnies.

El cicle de les roques és el conjunt de processos que les modifiquen, les transformen en sediments i les converteixen novament en roques. L'augment de temperatura que té lloc cap a l'interior de la Terra rep el nom de gradient geotèrmic i és causat per:

• Els impactes de meteorits.
• La desintegració d'elements radioactius.
• La decantació dels materials més densos cap al nucli.

L'estructura interna de la Terra

Les capes principals

La Terra es divideix en les següents capes estructurals i geoquímiques:

• Nucli
• Mantell
• Escorça
• Hidrosfera
• Atmosfera

L'escorça terrestre

• Escorça continental: El seu gruix varia entre els 30 i 70 km. Està composta fonamentalment de granit.
• Escorça oceànica: El seu gruix és d'uns 10 km. El fons oceànic està compost de basalt i gabre.

El mantell

El mantell està compost gairebé únicament per peridotita, una roca que conté fonamentalment el mineral d'olivina.

• Mantell superior: Comprèn des de la base de l'escorça fins als 670 km de profunditat.
• Mantell inferior: Abasta des dels 670 km fins a la superfície del nucli, situada a 2.900 km de profunditat.

El nucli

La composició del nucli és metàl·lica. Es calcula que té un 85 % de ferro, un 5 % de níquel i un 10 % d'elements no metàl·lics. Aquesta composició s'anomena siderits.

• Nucli extern: Es troba en estat líquid. Els seus corrents de convecció originen el camp magnètic terrestre.
• Nucli intern: Es troba en estat sòlid.

Les discontinuïtats sísmiques

Són les zones de transició entre les capes internes de la Terra:

• Discontinuïtat de Mohorovičić: Se situa entre l'escorça i el mantell, a una profunditat variable d'entre 30 i 70 km.
• Discontinuïtat de Repetti: Separa el mantell superior de l'inferior. Es localitza a 670 km de profunditat.
• Discontinuïtat de Gutenberg: Separa el mantell del nucli extern. És a 2.900 km de profunditat.
• Discontinuïtat de Lehmann: Separa el nucli extern del nucli intern. Es troba a 5.150 km de profunditat.

La litosfera i la tectònica de plaques

La litosfera

La part més externa del mantell superior està fermament unida amb l'escorça, formant un conjunt compacte que rep el nom de litosfera.

• Litosfera continental: Formada per escorça continental i part del mantell superior. Té un gruix de gairebé 300 km.
• Litosfera oceànica: Constituïda per escorça oceànica i part del mantell superior. Té un gruix de menys de 100 km.

La litosfera, en ser arrossegada pels moviments del mantell sublitosfèric, es fragmenta en grans blocs anomenats plaques litosfèriques.

Del fixisme a la mobilitat continental

Hutton ja intuïa que la calor de l'interior de la Terra era la causant que hi hagués relleus. No obstant això, durant molt de temps van dominar les teories fixistes. En contraposició, les teories mobilistes, com la deriva continental, suposaven que els continents es podien desplaçar i que feia 300 milions d'anys havien estat units formant una massa continental única anomenada Pangea.

L'any 1914, el geòleg Joseph Barrell va suggerir que a l'interior del mantell, a uns 100 km de profunditat, hi havia una zona on les altes temperatures feien que els materials perdessin gran part de la seva rigidesa i es comportessin plàsticament. Va anomenar astenosfera (capa dèbil) a aquesta nova capa.

Durant la Segona Guerra Mundial, el desenvolupament de la tecnologia SONAR va permetre fer mapes detallats dels fons oceànics. Entre el 1945 i el 1960, l'abundant informació recopilada va generar molts dubtes sobre la certesa de les teories fixistes i va fer que es comencés a acceptar la mobilitat dels continents.

L'any 1962, el geofísic Harry Hess va proposar que les dorsals oceàniques eren zones on es creava nova escorça oceànica. Aquesta era empesa cap als costats pel material nou, de manera que l'oceà anava augmentant d'extensió, en un procés conegut com a expansió del fons oceànic.