Estructura y Dinámica Terrestre: Métodos Geofísicos, Tectónica de Placas y Modelos Dinámicos

Métodos Indicativos Gráficos en Geofísica

El radio de la Tierra es de 6.371 km, dato conocido gracias a métodos indirectos llamados métodos geofísicos. Estos métodos incluyen:

• Gravimétrico: Estudia las variaciones de la gravedad terrestre.
• Térmico: Analiza la distribución de la temperatura en el interior de la Tierra.
• Magnético: Investiga el campo magnético terrestre y sus anomalías.
• Sísmico: Se basa en el estudio de los terremotos y la propagación de las ondas sísmicas.

Sismos y Ondas Sísmicas

Un sismo es una liberación brusca de energía que se propaga por la Tierra en forma de ondas sísmicas, las cuales son registradas por sismógrafos. El estudio de estas ondas proporciona información sobre la velocidad y dirección de propagación.

Existen dos tipos principales de ondas sísmicas:

• Superficiales: Se propagan por la superficie terrestre y causan los efectos más catastróficos. Su estudio no proporciona datos sobre el interior de la Tierra.
• Profundas: Se propagan por el interior de la Tierra y se dividen en:
  • Ondas P o longitudinales: Provocan vibraciones en los materiales en la misma dirección de propagación de la onda. Se propagan por todo tipo de medios (sólidos, líquidos y gaseosos) y aportan datos importantes sobre la estructura interna de la Tierra.
  • Ondas S o transversales: Viajan a menor velocidad que las ondas P y provocan vibraciones perpendiculares a la dirección de propagación. Se propagan solo por medios sólidos, no por líquidos.

El estudio de la velocidad y dirección de propagación de las ondas P y S permite identificar las discontinuidades sísmicas, que se clasifican en dos órdenes:

Discontinuidades de Primer Orden

• D. Moho: Separa la corteza del manto (aproximadamente a 30 km de profundidad). Se caracteriza por un aumento en la velocidad de las ondas sísmicas.
• D. Gutenberg: Marca el límite entre el manto y el núcleo (aproximadamente a 2.900 km de profundidad). Se observa una disminución en la velocidad de las ondas P y la desaparición de las ondas S.

Discontinuidades de Segundo Orden

• D. Repetti: Zona de transición en el manto donde varían las velocidades de las ondas P y S (aproximadamente a 700 km de profundidad).
• D. Lehman: Separa el núcleo externo del núcleo interno (aproximadamente a 5.100 km de profundidad). Se caracteriza por un aumento en la velocidad de las ondas P.
• D. Conrad: Discontinuidad secundaria dentro de la corteza continental, donde varían las velocidades de las ondas P y S.

Estructura Interna de la Tierra

El Manto

El manto está formado por rocas magmáticas, principalmente peridotitas compuestas por olivino y piroxeno, ricos en minerales de hierro. En las dorsales oceánicas, se produce el afloramiento de materiales del manto.

El Núcleo

El núcleo está compuesto principalmente por una aleación de hierro y níquel. La existencia del campo magnético terrestre es una evidencia de la composición metálica del núcleo.

La Corteza

Existen dos tipos de corteza:

• Corteza Continental: Formada por tres capas:
  • Sedimentaria
  • Granítica (compuesta principalmente por granito)
  • Basáltica (compuesta principalmente por basalto)
• Corteza Oceánica: Más delgada que la continental y sumergida bajo el nivel del mar. Está compuesta por una capa sedimentaria delgada y una capa basáltica, que es una prolongación de la corteza continental. La corteza oceánica es más joven que la continental, ya que se crea y se destruye constantemente.

Tectónica de Placas

La tectónica de placas es la teoría más aceptada actualmente para explicar los movimientos de la litosfera, la capa más externa y rígida de la Tierra. La litosfera está fragmentada en placas litosféricas que se desplazan sobre la astenosfera, una capa más plástica del manto superior. Estos movimientos son responsables de los terremotos, el vulcanismo y la formación de montañas.

Las placas litosféricas pueden ser continentales, oceánicas o mixtas. Los límites entre placas son zonas de intensa actividad geológica.

Tipos de Límites de Placas

1. Bordes Divergentes (Constructivos): Las placas se separan, permitiendo el ascenso de magma desde el manto y la formación de nueva corteza oceánica en las dorsales oceánicas. Ejemplo: Islandia, ubicada sobre la dorsal Mesoatlántica. Las dorsales son cordilleras submarinas que pueden alcanzar los 4.000 metros de altura, con un valle central llamado rift por donde emerge el magma. Las dorsales están atravesadas por fallas transformantes, que son zonas de desplazamiento lateral entre placas.
2. Bordes de Fricción (Pasivos o Transformantes): Las placas se deslizan lateralmente una respecto a la otra a lo largo de fallas transformantes. Hay actividad sísmica somera, pero no hay creación ni destrucción de litosfera.
3. Bordes Convergentes (Destructivos): Las placas colisionan. Son bordes destructivos porque en ellos se produce la subducción, proceso por el cual una placa se hunde debajo de otra. Se forman fosas oceánicas, cordilleras volcánicas y arcos de islas. La subducción ocurre cuando una placa oceánica, más densa, se hunde bajo una placa continental o bajo otra placa oceánica. La subducción genera actividad magmática y sísmica, y puede dar lugar a la formación de cordilleras pericontinentales.

Modelo Dinámico de la Tierra

El modelo dinámico de la Tierra se basa en las propiedades físicas y el comportamiento mecánico de las diferentes capas:

1. Litosfera: Capa más superficial y rígida de la Tierra, en estado sólido, dividida en placas tectónicas. Puede ser continental u oceánica. Tiene un espesor de aproximadamente 100 km.
2. Astenosfera: Capa ubicada debajo de la litosfera, entre los 100 y 300 km de profundidad. Abarca una porción del manto superior. Se caracteriza por tener un 10% de sus materiales fundidos y un 90% próximos al punto de fusión, lo que le confiere un comportamiento plástico que permite el movimiento de la litosfera.
3. Mesosfera: Comprende el resto del manto, tanto superior como inferior. Se extiende desde la base de la astenosfera hasta el límite con el núcleo externo.