Exploración del Interior de la Tierra: Métodos, Ondas Sísmicas y Modelos

Origen y Evolución de la Tierra

La historia de la Tierra se remonta a los orígenes del sistema solar, cuando aún no se había diferenciado como planeta. La reconstrucción de esta etapa es muy compleja porque apenas quedan huellas de los eventos que ocurrieron en ella.

¹La nebulosa solar, como todas las nebulosas, debió de estar constituida por gases y polvo cósmico. Al principio giraba lentamente. ²Conforme la nebulosa se contraía, por la gravedad, giraba más rápidamente y se calentaba por los choques que se producían entre las partículas.³ La nebulosa solar adquirió forma de disco aplanado en el que la mayor parte de la materia estaba condensada en el centro. Los demás materiales del disco permanecieron girando, y poco a poco, se fueron agrupando en cuerpos mayores, denominados planetesimales, que chocaban entre sí y formaban otros cada vez mayores.⁴

Hace 4600 millones de años se originaron los planetas primitivos, que ya ocupaban órbitas alrededor del Sol. Este mecanismo de formación de los planetas se denomina acreción. Los numerosos choques de planetesimales que impactaron en la Tierra primitiva elevaron mucho la temperatura y provocaron su fusión, favoreciendo la diferenciación en capas de sus materiales.

Métodos de Estudio del Interior de la Tierra

Las zonas profundas de nuestro planeta son inaccesibles, por lo que los científicos han tenido que recurrir a métodos de investigación muy sofisticados para poder interpretar su estructura interna. El conocimiento de la geosfera ha sido fundamental para comprender la dinámica terrestre. La investigación de la Tierra se realiza mediante dos tipos de métodos:

• Métodos directos: Se basan en el estudio de los materiales terrestres. Tienen muchas limitaciones, ya que ni los sondeos más profundos han logrado acceder al manto.
• Métodos indirectos: Se apoyan en diversas investigaciones, como el análisis de las rocas magmáticas, el estudio de los meteoritos, el conocimiento de las propiedades físicas de la Tierra o el análisis de la propagación de las ondas que se producen en los terremotos, conocido como método sísmico.

Ondas Sísmicas y Discontinuidades

Cuando se produce un terremoto se generan diferentes tipos de ondas sísmicas:

• Ondas superficiales: Responsables de los efectos destructivos de los movimientos sísmicos.
• Ondas primarias (P) y secundarias (S): Se propagan por el interior de la Tierra. Experimentan cambios de velocidad cuando recorren las zonas profundas de la Tierra.

Estos cambios, denominados discontinuidades sísmicas, se producen porque nuestro planeta está constituido por capas de materiales que difieren tanto en su composición química como en su comportamiento frente a presiones elevadas.

• Ondas primarias (P): Se propagan tanto en medios sólidos como líquidos, aunque en los líquidos su velocidad disminuye. Son ondas longitudinales porque producen compresiones y expansiones paralelas a la dirección en la que se propaga el frente de ondas sísmicas.
• Ondas secundarias (S): Son más lentas que las P y además solo se propagan en medios sólidos. Son ondas transversales porque hacen vibrar a las rocas del interior de la Tierra en sentido perpendicular a la dirección de propagación del frente de ondas sísmicas.

Las discontinuidades sísmicas más importantes son:

• Discontinuidad de Mohorovičić: Es el límite entre la corteza y el manto. Las Ondas "P y S" sufren un incremento de velocidad.
• Discontinuidad de los 670 km: Se localiza a 670 km de profundidad. Separa el manto superior del inferior. Las ondas "P y S" incrementan su velocidad.
• Discontinuidad de Gutenberg: Separa el manto del núcleo y se sitúa a 2900 km. Las ondas "S" dejan de propagarse y las "P" disminuyen su velocidad.
• Discontinuidad de Lehmann: Separa el núcleo externo del interno. Las ondas "P" aumentan su velocidad.

Modelo Geoquímico de la Estructura Interna

Según este modelo, la geosfera queda dividida en tres capas de diferente composición química:

• Corteza: Se sitúa por encima de la discontinuidad sísmica de Mohorovičić. Es una capa sólida.