Fundamentos de Geología: Estructura Interna, Ondas Sísmicas y Tectónica de Placas
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Estructura Interna de la Tierra y Velocidad de las Ondas Sísmicas
En esta representación gráfica, las ondas P a 100 km de profundidad tienen una velocidad de 6 km/s. Esta velocidad aumenta a 8 km/s debido a que el material es más rígido, lo que incrementa la velocidad de propagación. Luego, la velocidad desciende en la Discontinuidad de Mohorovičić (Moho).
A partir de los 300 km, la velocidad vuelve a ascender hasta que llega a un punto en el que el aumento es más lento, marcando la Discontinuidad de Repetti, la cual separa el manto superior del inferior.
Las ondas P continúan su recorrido hasta que su velocidad desciende bruscamente a 3000 km de profundidad. Es en este punto donde las ondas S disminuyen por completo, desapareciendo, ya que el material es más líquido. Esta es la Discontinuidad de Gutenberg, que separa el manto del núcleo.
Finalmente, las ondas P aumentan de nuevo su velocidad bruscamente a 5150 km, donde encontramos la Discontinuidad de Lehmann, que separa el núcleo externo del interno.
Clasificación de las Capas Terrestres
Modelo Geoquímico
- Corteza
- Manto
- Núcleo
Modelo Dinámico
- Litosfera
- Astenosfera
- Mesosfera
- Endosfera
Tectónica de Placas y el Ciclo de Wilson
La litosfera se rompe debido a procesos internos.
Fases del Ciclo de Wilson
La Astenosfera se calienta, se derrite y el material tiende a subir. Este material presiona la litosfera, provocando su fractura y la formación de un valle de rift.
- Apertura de un Océano: El magma entra en contacto con la superficie del rift, se inunda y se forma un nuevo mar. El magma sube, empuja y se enfría a la vez, formando una cresta dorsal oceánica.
- Extensión de un Océano: El nuevo mar se va ensanchando, ya que el magma ya solidificado empuja al material anterior.
- Subducción y Formación de Cordilleras: Los continentes se van erosionando y el material desechado se acumula en el fondo del mar cerca de la orilla. Llega un momento en que, debido al peso, la materia solidificada se hunde (subducción) y se introduce debajo de los continentes. Este material se calienta, tiende a subir y forma volcanes, dando origen a cordilleras.
Tipos de Bordes de Placa
- Bordes Constructivos: Forman litosfera oceánica (dorsales).
- Bordes Destructivos: Eliminan litosfera oceánica (zonas de subducción).
- Bordes Pasivos: Presentan movimiento lateral (fallas transformantes).
Placas Tectónicas Principales
Las placas de mayor tamaño incluyen:
- Euroasiática
- Africana
- Pacífica
- Antártica
- Norteamericana
Origen y Características Físicas de la Tierra
Origen del Planeta
Hace unos 15 000 millones de años se produjo una gran explosión conocida como el Big Bang. A consecuencia de esto, se formó la Vía Láctea. También se formó una esfera central y masas circundantes, dando origen al Sol y a los planetas y satélites. Uno de esos planetas generó agua y gases.
La temperatura descendió lo suficiente para permitir la formación de una corteza terrestre. Al principio, la Tierra no tenía atmósfera. La actividad volcánica era constante y aumentaba el espesor de la corteza, lo que generó una gran cantidad de gases, formando la primera atmósfera. Con el tiempo, la atmósfera permitió que el agua se mantuviera líquida en las zonas más profundas, y debido a las lluvias, se formaron mares y océanos, es decir, se consolidó la litosfera.
Características Físico-Químicas de la Tierra
La masa terrestre se calcula aplicando la ley de Newton. La masa es de $5.98 \times 10^{24}$ kg. De esta masa, el 1% corresponde a la corteza, el 68% al manto y el 31% al núcleo.
El volumen terrestre es de $1.08 \times 10^{12}$ km³. Aplicando la fórmula de densidad, obtenemos la densidad media de la Tierra: $5.517 \text{ g/cm}^3$.
La Tierra es esférica, achatada por los polos, siendo su radio ecuatorial de 6378 km y el radio polar de 6356 km. La Tierra posee un campo magnético bipolar. La temperatura superficial varía, pero en ninguna parte supera el punto de ebullición. La atmósfera está compuesta por nitrógeno, oxígeno y una mezcla de otros elementos. La Tierra rota sobre sí misma.
Tipos de Ondas Sísmicas
Ondas P (Primarias)
- Son las primeras en llegar a la superficie.
- Su velocidad de propagación es mayor que la de otras ondas.
- Su vibración coincide con su dirección de propagación (ondas longitudinales).
Ondas S (Secundarias)
- Llegan a la superficie después de las ondas P.
- Su velocidad de propagación es menor.
- Se trata de una vibración transversal (la dirección de la onda es transversal a su dirección de propagación).
- Importante: Las ondas S no se propagan por medios fluidos.