Geodinámica Terrestre: Energía Interna y Estructura Profunda del Planeta

La Energía Interna de la Tierra y su Estructura

Nuestro planeta, la Tierra, cambia de forma constante pero lentamente debido a la acción de tres tipos de energía:

• La energía del Sol: Provoca movimientos en la superficie, como la evaporación y las precipitaciones (ciclo del agua), el viento y el oleaje, que actúan como agentes geológicos externos.
• La gravedad terrestre: Determina el movimiento de masas en dirección al centro de la Tierra.
• Una energía interna: El calor que la Tierra conserva desde su origen, hace más de 6400 millones de años.

Estructura y Composición de la Tierra

La estructura interna de la Tierra se conoce a través del estudio de pruebas directas e indirectas.

Pruebas Directas

No se infieren a partir de otras observaciones, sino que se observan directamente. Incluyen:

• Sondeos: El más profundo ha alcanzado los 13 km.
• Estudio de materiales: Rocas y minerales localizados en la superficie.

Existen tres maneras de estudiar estos materiales:

• Exposición en la superficie, por los agentes erosivos, de estructuras y materiales de su interior.
• Materiales arrastrados desde el interior por procesos de vulcanismo.
• Exposición de materiales del interior elevados por la acción tectónica.

Pruebas Indirectas

Permiten inferir la estructura y composición de la Tierra sin observarla directamente.

Método Sísmico

Se basa en el estudio de las ondas sísmicas, que proceden de la liberación brusca de energía contenida en materiales que, por diferentes motivos, superan su límite de rigidez.

Ondas Sísmicas

Son el resultado de una liberación de energía y se transmiten en forma de onda a través de vibraciones.

• Ondas Primarias (P):
  • Son las primeras en llegar y las primeras en detectarse al producirse un seísmo.
  • Son las más veloces.
  • Se transmiten por materiales en estado sólido y líquido.
  • A mayor rigidez, mayor velocidad.
  • Son las más rápidas porque la velocidad de avance de la onda es la misma que la velocidad de vibración.
• Ondas Secundarias (S):
  • Son más lentas que las primarias.
  • Solo se transmiten en medios sólidos.
  • A mayor rigidez, mayor velocidad (y viceversa).
  • Con rigidez 0 no se transmiten, ya que el medio estaría en estado líquido.
  • Son transversales a la dirección de avance.
  • Se transmiten por el interior de la Tierra.
• Ondas Superficiales:
  • Son importantes por su capacidad destructiva y se transmiten por la superficie.
  • Cuanto más alejadas del foco del terremoto, menor energía y menor intensidad presentan.
  • Tipos de ondas superficiales:
    • Rayleigh: Se mueven de arriba abajo.
    • Love: Se mueven lateralmente.

Las ondas sísmicas se propagan por todo el interior de la Tierra y se pueden detectar a miles de kilómetros del punto de liberación de energía. La detección de estas ondas y la interpretación de su velocidad en función de la profundidad, así como de las trayectorias que siguen a través de la Tierra, nos permiten identificar la heterogeneidad de las distintas capas concéntricas que la constituyen.

Cambios en la Velocidad de las Ondas P y S

Estos cambios identifican discontinuidades, que señalan las diferentes capas de la Tierra.

• Discontinuidades detectadas por Ondas Primarias (cambios bruscos):
  • 2900 km (Discontinuidad de Gutenberg): Límite Manto-Núcleo.
  • 10-70 km (Discontinuidad de Mohorovičić): Límite Corteza-Manto.
• Discontinuidades detectadas por Ondas Secundarias:
  • 5100 km: Límite Núcleo externo-Núcleo interno (Discontinuidad de Lehmann).
  • 800 km: Límite Manto superior-Manto inferior (Discontinuidad de Repetti).

Modelos de la Estructura de la Tierra

Modelo Geoquímico

Describe la composición química de las capas de la Tierra:

• Corteza Continental: Menos densa, compuesta de granito, más antigua de la corteza (10-70 km de espesor).
• Corteza Oceánica: Más fina, más densa, compuesta de basalto, más joven (5-10 km de espesor).
• Manto (hasta 2900 km): Es sólido, está en movimiento por procesos de convección, y está compuesto de rocas básicas (silicatos) y peridotita. El límite inferior del manto, en contacto con el núcleo, se llama capa D''.
• Núcleo: Formado por una aleación de hierro y níquel (principalmente hierro).
  • Parte externa del núcleo: Líquida (2900-5100 km).
  • Parte interna del núcleo: Sólida (5100-6370 km).

Modelo Dinámico

Se centra en el interior de la Tierra y su repercusión en los cambios que ocurren en la superficie.

• Litosfera (Capa más importante): Capa más externa, formada por la corteza y la parte superior del manto. Está dividida o fracturada en placas litosféricas, que se desplazan e interaccionan entre sí, originando el relieve terrestre.

Este modelo permite explicar la formación y transformación del relieve terrestre.