Formació i estructura de la Terra

Formació de la Terra

Quan la terra es va formar era una bola de materials fosos, els materials més densos van formar el nucli. Durant la creació dels materials es separen per densitat:

1. ferro va formar el nucli.

2. el mantell i l’escorça van estar formats per materials rocosos.

3. els gasos s’eleven per formar l’atmosfera.

A dintre de la capa també es divideixen en funcions de les característiques dels àtoms que les formen.

INTERIOR DE LA TERRA: LES CAPES

Model estàtic: es separen les capes en funció dels materials que hi tenen.

Model dinàmic: comportament mecànic que tenen els materials.

1R CAPA L’ESCORÇA (sòlida)

Hi existeixen dos tipus d’escorça la continental i l'oceanica.

CONTINENTAL - té composicions totalment diferents i gruixos que van menys dels 20 als 70 km. Té menys densitat que l’escorça oceànica i flota sobre el mantell fos i no poden ser substituïdes.

OCEÀNICA - té un gruix mig de 7km, está formada a les dorsals oceàniques. Composició molt semblant a la del mantell.

L'escorça continental i l’oceànica son molt diferents entre elles tenen la composició i les característiques totalment diferents.

2N CAPA MOHO

Entre l’escorça i el mantell trobem la discontinuïtat de Moho, descoberta el 1909 per Andrija Mohorovicic. Canvia la composició química. A la base dels continents les ones P viatgen a 6 km/s i de cop incrementen la seva velocitat a 8km/s. Reflexa les ones sísmiques.

Això fa que els sismògrafs que son prop de l’epicentre rebin primer les ones superficials directes i a continuació les refractades i a mesura que l’epicentre està més lluny, reben abans les refractaires. El punt on arriben a l’hora pot arribar a determinar la profunditat de Moho.

3R CAPA MANTELL

Compren el 82% del volum terrestre. Va des de la discontinuïtat de Moho fins al nucli extern líquid. Capa sòlida composta per silicats rics en ferro i magnesi. Degut a la temperatura, la roca és capaç de fluir a velocitats lentes.

MANTELL SUPERIOR: Des de Moho fins a 660km

• Part superior → juntament amb l’escorça forma la litosfera rígida (mantell litosfèric)

• Part mitja → astenosfera (increment Ta)

• Part inferior → zona de transició.

ZONA DE TRANSICIÓ: Entre els 410 i els 660 km. La part superior de la zona de transició reflexa les ones sísmiques. Es deu a un canvi en la fase mineral. Olivi → B espinela → ringwoodita. Reté fins un 2% d’aigua que entra amb la subducció de litosfera oceànica i puja a través de les plomes del mantell. Delimitada per la discontinuïtat de REPETTI en la seva part posterior.

MANTELL INFERIOR: Es de 660km fins a 2900km. Per sota dels 660km l’oliví i el piroxè agafen forma de perovskita (minerals silicats). Com que aquesta capa comprèn el 56% del V de la Terra, la perovskita és el mineral més abundant de tots.

APA D’ (Guttenberg): Capa molt variable que delimita mantell rocós i nucli extern. Molt semblant a la variabilitat de la litosfera → és el cementiri d’aquesta i el naixement d’algunes plomes.

4T CAPA NUCLI EXTERN

Al límit mantell inferior nucli extern, la vel. de les ones P disminueix i les ones S no passen la qual cosa ens indica que el nucli extern és líquid. Format per ferro i níquel. ⅙ del volum de la Terra però un pes d’⅓ degut a la seva composició densa. El ferro és l’element més abundant si es medeix en massa.

5A CAPA NUCLI EXTERN

1/142 del volum de la Terra. Al principi no existia però degut al refredament de la terra el Fe ha començat a cristal·litzar. És sòlid i gira lliurement. Separat del nucli extern per la discontinuïtat de Lehman.

COM VA SORGIR LA IDEA DE DERIVA CONTINENTAL?

Alfred Wegener (1880-1930) al 1915 va publicar El origen de los continentes y los océanos, on qüestionava el posicionament fixe dels continents i oceans. En algún moment havia existit un continent únic a la Terra anomenat Pangaea.

TEORIA DERIVA CONTINENTAL: Durant el mesozoic el gran continent Pangea comença a fragmentar-se.

EN QUÈ ES BASAVA WEGENER PER DEFENSAR LA SEVA HIPÒTESIS?

1. Proves geogràfiques → Similitud entre les formes dels diferents continents.

- Crítica: les formes no acaben de coincidir.

- Solució Wegener: degut a la continua erosió.

S’havia d’agafar com a referència el límit de la plataforma continental.

2. Proves paleontològiques → L’estudi de la distribució dels fòssils entre continents que en algun moment van estar units coincideix.

3. Proves geològiques i tectòniques → Si en algun moment els continents van estar junts, el tipus de roques i les característiques d’aquestes han de coincidir.

Ex: roques ígnies de fa 2200Ma de Brasil coincidents amb Àfrica

Ex: Apalaches i muntanyes d’Escandinàvia.

4. Proves paleoclimàtiques →A través dels climes del passat es podia deduïr un moviment dels continents ja que s’observaven zones càlides amb glaciacions passades.

Ex: Àfrica, Sudamèrica, Índia i Austràlia presenten proves de glaciació durant el paleozoic.

COMPROVACIÓ DEL MODEL DE TECTÒNICA DE PLAQUES “ post-Wegener ” → paleomagnetisme:

La Terra té un pol nord i sud magnètics que actualment estan alineats gairebé a la perfecció amb els pols geogràfics.

Deriva polar aparent:

El pol nord en els últims 500 milions anys ha migrat des de Hawaii fins al punt actual → O els pols migraven o els continents es movien. Estudis diuen que la posició del pol geogràfic i magnètic, tot i variar, estan altament relacionades.

Prova definitiva → Comparació de la deriva polar aparent entre EEUU i EU, difereixen en 5000 km que és l’amplitud de l’atlàntic. → hIpòtesis EXPANSIÓ DEL FONS OCEÀNIC.

COMPROVACIÓ DEL MODEL DE TECTÒNICA DE PLAQUES “post-Wegener” → Inversió magnètica:

Simetria a banda i banda de la dorsal oceànica de capes de basalt:

A mesura que s’afegeix nou basalt al fons oceànic en les dorsals centre oceàniques, es magnetitza amb el camp magnètic existent a la Terra. Per tant, es comporta de forma semblant a una gravadora a mesura que registra cada inversió de el camp magnètic del nostre planeta.

COMPROVACIÓ DEL MODEL DEL MODEL DE TECTÒNICA DE PLAQUES “post-Wegener” → Sondejos oceànics:

Una altra de les proves va ser la feta per Deep Sea Drilling Project que va perforar diverses vegades el fons marí i va veure que la quantitat de sediments que hi havia a l’escorça oceànica que estava allunyada de la dorsal era molt més alta que la que hi havia al costat de la dorsal oceànica. Això feia pensar que la dorsal era el punt de creixement d’aquesta escorça. Des de 1968 els vaixells perforadors han recollit mostres d'el sediment de el fons oceànic i de roques de l'escorça en centenars de llocs. Els resutats d'aquest esforç van demostrar que el fons oceánic és, en realitat, més jove en l'eix de la dorsal. Aquesta va ser la primera evidència directa que donava suport a la hipòtesi de l'expansió del fons oceànic i la teoria més aplicada i la tectònica de plaques.

COMPROVACIÓ DEL MODEL DEL MODEL DE TECTÒNICA DE PLAQUES “post-Wegener” → Punts calents i plomes del mantell.

La cartografia de les illes volcàniques del pacific va revelar diferents cadenes lineals d’illes. La més representativa és la cadena Hawaii-Monte submarino Emperador on hi ha 129 illes que a mesura que s’allunyen de Hawaii augmenten la seva edat. Aquestes illes estan formades per un punt calent provocat per  la ploma del mantell que hi ha sota Hawaii. A mesura que la placa del pacífic es mou, deixa una petjada de punt calent. Els punts calents s’originen des de diferents profunditats i dels 40 existents , una dotzena estan associats a punts d’expansió.

Ex: cadena Hawaii-Monte Submarino Emperador = 6000km formats en 65Ma → la placa es mou a 9cm/any.

Teoria de la deriva continental:

Tot aquests fets ens ratifiquen la teoria de la tectònica de plaques i la deriva continental que va proposar Wegener en el seu moment sense massa arguments.

 A l’actualitat es pot demostrar que la hipòtesi era, en gran part, correcta.

Teoria de la deriva continental

Les plaques tectòniques es mouen. Actualment ja no s’utilitza el paleomagnetisme per medir el seu moviment sinó senyals de Geolocalització amb el sistema de Posicionament Global que fa servir dues dotzenes de satèl·lits per determinar la posició  a la Terra.

Teoria de la deriva continental: moviment de les plaques tectòniques

Hi ha dues forces que generen el moviment de les plaques tectòniques:

- Força d’arrossegament de placa→ Les plaques antigues de la litosfera oceànica són més denses que l’astenosfera i per tant s’enfonsen com una roca.

- Força d’empenta de la dorsal → Degut a la gravetat i a la posició elevada de les dorsals oceàniques (menys  Important).

Teoria de la deriva continental: moviment de les plaques tectòniques. Existeixen dos models de convecció del mantell:

• Estratificació a 660km.

• Convecció de tot el mantell.

ESCALES PER MESURAR TERRATRÈMOLS

• Escala de Richter: Calcula la magnitud d’un terratrèmol basant-se en la longitud de les ones i comparant diversos esdeveniments. Com a punts febles té que ja no s’utilitzen els sismògrafs  que es van utilitzar per crear-la. Al ser logarítmica era difícil calcular terratrèmols de més de grau 7 o més llunyans de 700km. És la més coneguda per tant es fan extrapolacions.

• Escala de Magnitud moment: Calcula la magnitud d’un terratrèmol en valors absoluts i pot ser mesurada amb qualsevol sismògraf modern.

• Escala de Mercalli: És una escala de 12 punts desenvolupada per a avaluar la intensitat dels terratrèmols a partir dels danys causats en diferents estructures. Es tracta d'una escala subjectiva d'intensitat, ja que avalua la percepció humana del sisme; s'expressa en nombres romans per a diferenciar-la de l'escala de Richter (escala local de magnitud). En l'actualitat, l'escala de Mercalli ha caigut en desús, i per a mesurar la magnitud d'un terratrèmol es fa servir l'escala sismològica de magnitud de moment.