Estructura de la Tierra, Atmósfera y Tectónica de Placas: Compendio de Geología

1. Atmósfera

La atmósfera terrestre presenta la siguiente composición química en sus capas bajas:

• Nitrógeno (N₂): 78,1%
• Oxígeno (O₂): 20,9% - 21%
• Argón (Ar): 0,93%
• Dióxido de carbono (CO₂): 0,04%

Capas de la atmósfera

• Troposfera (0-15 km): Es la capa donde ocurre el tiempo atmosférico. La temperatura disminuye con la altitud (↓T). Su límite superior es la Tropopausa.
• Estratosfera (15-50 km): Contiene la capa de ozono, que absorbe la radiación ultravioleta, provocando un aumento de la temperatura (↑T). Su límite superior es la Estratopausa.
• Mesosfera (50-80 km): Capa donde se desintegran la mayoría de los meteoritos; presenta la temperatura mínima de la atmósfera. Su límite superior es la Mesopausa.
• Termosfera (80-500 km): Se producen las auroras polares y se absorben los rayos X y gamma (γ), lo que produce un aumento drástico de la temperatura (↑T). Su límite superior es la Termopausa.
• Exosfera (>700 km): Es la capa más externa de la atmósfera, caracterizada por ser muy poco densa.

Efecto invernadero

El efecto invernadero es un fenómeno natural crucial para la vida. Si no existiera, la temperatura media terrestre sería de −18 °C (actualmente es de aproximadamente 15 °C).

Los principales Gases de Efecto Invernadero (GEI) son:

• Dióxido de carbono (CO₂)
• Vapor de agua (H₂O)
• Metano (CH₄)
• Clorofluorocarburos (CFC)
• Ozono (O₃)
• Óxidos de nitrógeno (NOₓ)

2. Hidrosfera

Distribución del agua en la Tierra

• Océanos y mares: 97%
• Glaciares y nieves: 2,37%
• Aguas subterráneas: 0,60%

Ciclo del agua

El ciclo hidrológico consta de los siguientes procesos fundamentales:

1. Evaporación
2. Condensación
3. Precipitación
4. Infiltración
5. Escorrentía superficial
6. Escorrentía subterránea
7. Transpiración

Propiedades térmicas: El agua tiene un alto calor específico, lo que significa que absorbe mucho calor sin elevar significativamente su propia temperatura. Gracias a esto, actúa como un excelente regulador de la temperatura terrestre.

3. Modelo Geoquímico de la Tierra

Corteza

Representa el 2% del volumen terrestre. Se divide en:

• Corteza Continental: Espesor de 10 a 70 km, densidad media de 2,7 g/cm³ y una antigüedad de hasta 3800 Ma (millones de años).
• Corteza Oceánica: Espesor de 5 a 8 km, densidad media de 3 g/cm³ y una antigüedad máxima de 180 Ma.

Manto

Representa el 82% del volumen terrestre. Se divide en manto superior e inferior.

Discontinuidades globales asociadas:

• Mohorovičić (Moho): Límite entre la Corteza y el Manto.
• Repetti: Límite entre el Manto superior y el Manto inferior.
• Gutenberg: Límite entre el Manto y el Núcleo.

Densidades del manto:

• Manto Superior: 3,3 g/cm³
• Manto Inferior: 5,5 g/cm³

Núcleo

Representa el 16% del volumen terrestre. Se divide en:

• Núcleo Externo (2900 - 5100 km de profundidad): Se encuentra en estado líquido, por lo que no es atravesado por las ondas sísmicas S.
• Núcleo Interno (5100 - 6378 km de profundidad): Se encuentra parcialmente fundido (aproximadamente un 8%).

La transición entre el núcleo externo y el interno está marcada por la discontinuidad de Lehmann.

4. Dinámica Terrestre y Tectónica de Placas

Deriva Continental (Alfred Wegener)

Propuesta en el año 1912, postulaba que los continentes estuvieron unidos en el pasado en un único supercontinente llamado Pangea.

Pruebas aportadas por Wegener:

• Paleontológicas: Presencia de fósiles de idénticas especies en continentes actualmente separados.
• Paleoclimáticas: Depósitos de tillitas (glaciares) y yacimientos de carbón que sugieren climas antiguos muy diferentes a los actuales.
• Geológicas: Continuidad de cadenas montañosas y estructuras geológicas a ambos lados del Atlántico.
• Geográficas: El encaje casi perfecto de las líneas de costa de continentes como África y Sudamérica.

Expansión del Fondo Oceánico

• Autor: Harry Hess.
• Idea central: En las dorsales oceánicas se crea nueva corteza oceánica, mientras que en otras zonas (fosas de subducción) esta se destruye.
• Prueba principal: El paleomagnetismo registrado en las rocas del fondo marino.

Tectónica de Placas

Teoría unificadora propuesta formalmente por Tuzo Wilson (1965).

Placas principales:

• Placa Americana
• Placa Pacífica
• Placa Índica
• Placa Euroasiática
• Placa Africana
• Placa Antártica

Tipos de Bordes de Placa

Bordes Divergentes

Zonas donde las placas se separan y se genera nueva litosfera (por ejemplo, en las dorsales oceánicas y rifts continentales).

Bordes Convergentes

Características: Las placas colisionan entre sí, produciendo procesos de subducción donde se destruye litosfera. Son zonas de alta actividad sísmica (terremotos) y volcánica.

• Oceánica + Oceánica: Subducción de una placa bajo la otra, originando fosas y arcos de islas volcánicas.
• Oceánica + Continental: Subducción de la placa oceánica bajo la continental, originando cordilleras marginales (ej. los Andes).
• Continental + Continental: Colisión continental (obducción) que da origen a grandes cordilleras intercontinentales (ej. el Himalaya).

Bordes Pasivos (Fallas Transformantes)

Características: Las placas se deslizan lateralmente una respecto a la otra. No crean ni destruyen litosfera, pero producen una intensa actividad sísmica (terremotos).

Ciclo de Wilson (Orden de las Fases)

Describe la evolución de la apertura y cierre de las cuencas oceánicas en las siguientes etapas ordenadas:

1. Vulcanismo inicial
2. Rift continental
3. Expansión oceánica
4. Subducción
5. Cierre del océano
6. Colisión continental

5. Ondas Sísmicas

El estudio de las ondas sísmicas permite conocer el interior terrestre. Se clasifican principalmente en:

• Ondas P (Primarias): Son ondas de compresión (longitudinales). Son las más rápidas (velocidad de 8 a 13 km/s) y tienen la capacidad de propagarse tanto por medios sólidos como líquidos.
• Ondas S (Secundarias): Son ondas de cizalla (transversales). Su velocidad oscila entre 3 y 8 km/s y presentan la característica fundamental de que no se propagan a través de fluidos (líquidos).