Métodos y evidencias para estudiar la estructura interna de la Tierra: ondas sísmicas, meteoritos y tectónica

Los métodos de estudio del interior de la Tierra

Los métodos de estudio del interior de la Tierra han permitido conocer la composición y la estructura del planeta. Existen dos grandes tipos de métodos:

• Directos: sondeos y minas.
• Indirectos: estudio de las ondas sísmicas (terremotos) y comparación con meteoritos.

Métodos directos

Los sondeos son perforaciones verticales que permiten investigar las capas superficiales del planeta. Pueden alcanzar, según los casos descritos, aproximadamente 30 m de profundidad. También se consideran métodos directos las minas, que ofrecen acceso directo a materiales de la corteza.

Meteoritos

Los meteoritos son cuerpos celestes formados en el Universo junto al sistema solar y con una composición similar a la de la Tierra primitiva. Existen distintos tipos:

• Meteoritos pedregosos (rocosos).
• Meteoritos metálicos (hierro-níquel).
• Meteoritos metálico-pedregosos (mezcla de metal y roca).

Terremotos y ondas sísmicas

Los terremotos son vibraciones que atraviesan las rocas y se propagan en forma de ondas sísmicas. El aparato que registra el movimiento de estas ondas se llama sismógrafo.

Hay tres tipos principales de ondas sísmicas:

• Ondas P (primarias): son las más rápidas, de tipo longitudinal o compresional; se propagan por el interior de la Tierra y pueden transmitirse tanto a través de fluidos como de sólidos.
• Ondas S (secundarias): son más lentas que las P, de tipo transversal o de corte; se propagan por el interior de la Tierra y solo pueden transmitirse a través de sólidos, no en fluidos.
• Ondas superficiales (R y L): incluyen las ondas de Rayleigh y Love. Se transmiten por la superficie terrestre, suelen ser las que causan la mayor parte de los daños en los terremotos y maremotos, y aportan menos información sobre la estructura profunda que las ondas P y S.

Las ondas P y S proporcionan información esencial sobre la composición y la estructura del interior terrestre, ya que sus velocidades y comportamientos varían según las propiedades de los materiales que atraviesan.

Discontinuidades

Una discontinuidad es la superficie de separación entre dos capas del interior terrestre y señala un cambio en la composición y en las propiedades físicas de los materiales entre ambas capas.

Modelos del interior terrestre

El modelo del interior de la Tierra puede plantearse desde dos perspectivas complementarias:

• Modelo geoquímico o estático: distingue tres capas diferenciadas según su composición química.
• Modelo geodinámico: distingue tres capas diferentes según su comportamiento mecánico.

La diferencia más notable entre ambos modelos es la siguiente:

• La litosfera no coincide exactamente con la corteza; abarca la corteza continental, la corteza oceánica y parte del manto superior.
• La mesosfera abarca el manto inferior y parte del manto superior, por lo que no coincide exactamente con todo el espesor del manto.

Corrientes de convección

Las corrientes de convección son los movimientos del material interno del planeta que generan fuerzas capaces de desplazar la litosfera. Estas corrientes tienen lugar principalmente en la mesosfera y son el motor físico que apoya la teoría de la tectónica de placas.

Teoría de la deriva continental (Wegener)

En 1912, el científico Alfred Wegener propuso que, hace millones de años, los continentes estaban dispuestos de forma diferente a la actual: estaban unidos formando un único continente llamado Pangea, que posteriormente se fragmentó y separó hasta formar los continentes actuales. A esta hipótesis se la denominó la teoría de la deriva continental.

Wegener presentó diversas pruebas para sostener su idea:

• Pruebas geográficas: las líneas de costa de algunos continentes encajan perfectamente.
• Pruebas climáticas: continentes actualmente separados presentan restos de glaciaciones en regiones que hoy son tropicales, por ejemplo en Brasil y en el Congo; además se han encontrado restos de hulla (carbón) en Groenlandia, lo que indica climas y ambientes vegetales diferentes en el pasado.
• Pruebas biológicas: en ambos lados del Atlántico viven animales terrestres idénticos que no saben nadar, lo que sugiere una antigua conexión terrestre.
• Pruebas paleontológicas: existen fósiles de plantas y animales iguales en las costas que bordean el océano Atlántico.

Wegener no pudo explicar satisfactoriamente cuál era la fuerza que desplazaba los continentes; llegó a proponer la atracción entre la Luna y la Tierra, pero esa explicación resultó insuficiente para la comunidad científica de la época y la teoría quedó marginada durante años.

Renacimiento de la teoría y tectónica de placas

A partir de la década de 1960, un grupo de investigadores retomó las ideas de Wegener y demostró que la fuerza que produce el movimiento de las masas litosféricas son las corrientes de convección en el interior de la Tierra. También demostraron que lo que se desplaza realmente es la litosfera (corteza continental, corteza oceánica y parte del manto superior). De estos avances surgió la moderna teoría de la tectónica de placas.