Exploración Geofísica de la Estructura Interna Terrestre: Métodos Directos e Indirectos

Métodos de Estudio de la Estructura Interna de la Tierra

El conocimiento de la composición y estructura interna de la Tierra se basa en la aplicación de diversos métodos de estudio, clasificados en directos e indirectos.

Métodos Directos

Permiten la observación directa mediante minas y sondeos, alcanzando un máximo de 13 km de profundidad.

Métodos Indirectos

Se basan en el estudio de fenómenos y propiedades físicas que reflejan las condiciones internas del planeta, incluyendo:

• Montañas erosionadas y afloramientos rocosos.
• Lava volcánica.
• Meteoritos.
• Propiedades físicas: Temperatura, Densidad, Gravedad, Magnetismo.
• Método Sísmico.

Propiedades Físicas del Interior Terrestre

Temperatura

El gradiente geotérmico indica que la temperatura aumenta aproximadamente 1ºC cada 33 metros de profundidad. Si esta tasa se mantuviera constante, el centro de la Tierra alcanzaría temperaturas cercanas a los 193.000ºC, lo que implicaría que los materiales estarían en estado gaseoso e inestable. Sin embargo, se ha demostrado que la temperatura real del interior de la Tierra oscila entre 5000ºC y 6000ºC. Esta diferencia se debe a que los materiales están sometidos a una elevada presión, lo que provoca que permanezcan en estado sólido a pesar de las altas temperaturas.

Densidad

Cuando la densidad en un punto presenta un valor elevado, indica que en ese lugar existen materiales muy pesados, como los metales (Ejemplo: Níquel y Hierro en el núcleo).

Gravedad

La gravedad es la fuerza con la que un cuerpo atrae a otro por el simple hecho de tener masa. El valor de la gravedad varía según el sitio, dependiendo de la densidad y del tipo de rocas presentes. En los lugares donde las rocas son más densas, la gravedad es mayor. Se ha comprobado que la gravedad es mayor en el fondo de los océanos y menor en los continentes.

Magnetismo

Debido a que el núcleo de la Tierra está constituido por Níquel y Hierro, y a que el núcleo externo es líquido, la Tierra actúa como un gran imán. En el núcleo externo se generan corrientes de convección que mantienen este campo magnético. Los polos magnéticos no coinciden con los polos geográficos; existe una pequeña diferencia de unos 23º. A esta diferencia se le denomina declinación magnética.

El Método Sísmico y la Sismología

El Método Sísmico está basado en el estudio de las ondas sísmicas. La velocidad de propagación de estas ondas depende de tres factores principales:

• Tipos de rocas.
• Profundidad.
• Estado físico de los materiales (líquido, sólido).

Sismología y Sismos

La Sismología es la ciencia encargada de estudiar los sismos (o terremotos). Los sismos son vibraciones de la Tierra producidas por el desplazamiento de grandes masas de rocas.

Conceptos Clave en Sismología

• Hipocentro: Es el foco o punto interior donde se origina el terremoto.
• Epicentro: Es el punto de la superficie terrestre donde el terremoto alcanza la máxima intensidad.

Concéntrico al epicentro, se originan dos tipos de ondas de representación:

• Isocronas: Ondas formadas al unir los puntos donde el terremoto se ha sentido a la misma hora.
• Isosistas: Ondas que se forman uniendo los puntos donde el terremoto ha alcanzado la misma intensidad.

Instrumentación Sísmica

• Sismógrafo: Es el aparato que capta las vibraciones del terremoto.
• Sismograma: Es el papel o registro donde se plasma la gráfica de las vibraciones.

Tipos de Ondas Sísmicas

Existen tres tipos principales de ondas sísmicas:

1. Ondas P (Primarias):
   • Son las más rápidas y las primeras en llegar a los observatorios.
   • Viajan a través de sólidos y líquidos.
   • Su velocidad se mide por su compresibilidad.
   • La velocidad de propagación de las ondas P puede ir de 5,6 a 13 km/s.
2. Ondas S (Secundarias):
   • Son las que llegan en segundo lugar a los observatorios.
   • Se propagan solo a través de materiales sólidos.
   • Su velocidad se mide por su elasticidad.
   • Su velocidad puede ir de 3,4 a 7,6 km/s.
3. Ondas L (Superficiales):
   • Son las que se propagan por la superficie.
   • Son las causantes de las catástrofes y daños estructurales.

Discontinuidades

Una Discontinuidad es una zona donde existe un cambio en el tipo de materiales, lo que se traduce en una variación en la velocidad de las ondas sísmicas. Existen dos tipos de discontinuidades:

• Primer orden: Cambio muy brusco en la velocidad de propagación.
• Segundo orden: Cambio menos brusco en la velocidad de propagación.