Interior de la Tierra

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Interior de la Tierra

• GEOL 3025 Cap. 12 Prof.
  Lizzette Rodríguez

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Sondeo (reconocimiento) delinterior terrestre

• Mayoría del conocimiento del interior terrestre
  viene del estudio de ondas sísmicas
• Tiempo de propagación ondas P (compresionales) y
  S (cizalla) a través del planeta varía con las
  propiedades del material
• Variaciones en tiempo de propagación corresponden
  a cambios en los materiales encontrados

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Cont. Sondeo del interior terrestre

• Naturaleza de las ondas sísmicas
• Velocidad depende de la densidad y elasticidad
  del material
• Dentro de una misma capa velocidad generalmente
  aumenta con profundidad debido a que la presión
  crea un material compacto más elástico
• Ondas compresionales (P) pueden propagarse tanto
  a través de líquidos como sólidos
• Ondas de cizalla / transversales (S) no pueden
  viajar a través de líquidos
• En todo material, las ondas P viajan más rápido
  que las S
• Cuando las ondas sísmicas pasan de un material a
  otro, la onda es refractada (doblada)

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Ondas P y S moviéndosea traves de sólidos
Producen cambio de forma sin modificar volumen
del material liquidos no permiten cambios de
forma---ondas S no viajan a traves de ellos
Compresiones y expansiones alternas
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Ondas sísmicas yla estructura de la Tierra

• Cambios abruptos en las velocidades de las ondas
  sísmicas que ocurren a profundidades específicas
  ayudaron a sismologos a concluir que la Tierra se
  debe componer de capas distintas
• Capas estan definidas por composición
• Por la zonación por densidad en los periodos de
  fusión parcial (durante las primeras etapas de
  historia de la Tierra), el interior del planeta
  no es homogéneo

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Ondas sismicas viajaran en linea recta a traves
de un planeta hipotetico con propiedades
uniformes (homogeneo) y a velocidades constantes
Trayectorias de las ondas a traves de un planeta
donde la velocidad aumenta con profundidad
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Unas pocas de las muchas trayectorias posibles
que los rayos sismicos siguen a traves de la
Tierra
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Cont. Ondas sísmicas yla estructura de la Tierra

• Capas definidas por composición
• Tres capas principales
• Corteza capa externa y delgada, fluctúa de 3 km
  (2 mi) en las dorsales oceánicas a 70 km (40 mi)
  en cordilleras montañosas
• Manto capa rocosa (rica en silice), que se
  extiende a una profundidad de 2900 km (1800 mi)
• Núcleo Esfera rica en Fe y con un radio de
  3486 km (2161 mi)

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Cont. Ondas sísmicas yla estructura de la Tierra

• Capas definidas por propiedades físicas
• Al aumentar profundidad la Tierra se caracteriza
  por aumentos graduales en temperatura, presión y
  densidad
• Dependiendo de la temperatura y profundidad, un
  material terrestre puede comportarse como sólido
  fragil (brittle), deformarse de manera plastica,
  o fundirse y convertirse en líquido
• Las capas principales del interior terrestre se
  basan en propiedades físicas y resistencia
  (strength) mecánica

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Cont. Ondas sísmicas yla estructura de la Tierra

• Cont. Capas definidas por propiedades físicas
• Litosfera (esfera de roca)
• Capa más externa de la Tierra
• Consiste de la corteza y la parte más externa del
  manto
• Relativamente fria y rígida
• 100 km en espesor, aunque puede alcanzar los
  250 km o mas bajo las partes más antiguas de los
  continentes

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Cont. Ondas sísmicas yla estructura de la Tierra

• Cont. Capas definidas por propiedades físicas
• Astenosfera (esfera débil)
• Localizada por debajo de la litosfera, en la
  región del manto superior hasta una profundidad
  de 600 km
• Experimenta un grado de fusión en la parte
  superior, lo que permite el movimiento
  independiente de la litosfera sobre la astenosfera

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Cont. Ondas sísmicas yla estructura de la Tierra

• Cont. Capas definidas por propiedades físicas
• Mesosfera o manto inferior
• Capa rígida que se encuentra entre los 660 km
  2900 km de profundidad
• Rocas son extremadamente calientes y experimentan
  flujo gradual

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Cont. Ondas sísmicas yla estructura de la Tierra

• Cont. Capas definidas por propiedades físicas
• Núcleo externo
• Compuesto principalmente de una aleación de Fe y
  Ni
• Capa líquida
• 2270 km (1410 mi) en espesor
• Flujo de convección genera el campo magnético de
  la Tierra

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Cont. Ondas sísmicas yla estructura de la Tierra

• Cont. Capas definidas por propiedades físicas
• Núcleo Interno
• Esfera con un radio de 3486 km. (2161 mi)
• Más resistente que el núcleo externo
• Se comporta como un sólido

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Estructura estratificada de la Tierra
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Descubrimiento de loslímites principales

• El Moho (Discontinuidad de Mohorovicic)
• Andriaja Mohorovicic (1909)
• Separa los materiales de la corteza del manto
• Identificado por un cambio en la velocidad de
  propagación de las ondas P

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(No Transcript)
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Cont. Descubrimiento de loslímites principales

• Límite entre el manto y el núcleo
• Beno Gutenberg (1914)
• Basado en la observacion de que ondas P
  desaparecen a 105o del sismo y reaparecen a 140o
• Este cinturon de 35o
• Zona de sombra de las ondas P
• Se caracteriza por la refracción de las ondas P
• Ondas S no viajan a través del núcleo evidencia
  de la existencia de una capa líquida por debajo
  del manto rocoso

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Zona de sombra de las ondas P
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Trayectorias de ondas P y S
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Cont. Descubrimiento de loslímites principales

• Descubrimiento del núcleo interno
• Inge Lehmann (1936)
• Las ondas P que pasan a través del núcleo interno
  muestran un aumento en velocidad, lo que sugiere
  un núcleo interno sólido.
• Discontinuidad Lehmann entre el nucleo externo
  y el interno

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Corteza

• La más fina de las divisiones del planeta
• Varía en espesor (excede los 70 km en regiones
  montañosas, mientras que en corteza oceánica
  varía de 3-15 km)
• Dos partes
• Corteza continental
• Densidad promedio 2.7 g/cm3
• Composición similar a la roca ígnea félsica
  granodiorita
• Corteza oceánica
• Densidad 3.0 g/cm3
• Compuesta principalmente de basalto

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Manto

• Contiene el 82 del volumen del planeta
• Capa sólida y rocosa
• Sección superior formada por peridotita (roca
  ultramáfica)
• Dos partes
• Mesosfera (manto inferior)
• Astenosfera (manto superior)

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Nucleo

• Más grande que el planeta Marte
• Esfera central densa
• Dos partes
• Núcleo externo capa externa líquida de 2270 km
  en espesor
• Núcleo interno esfera sólida interna de radio
  de 1216 km

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Cont. Nucleo

• Densidad y composición
• Densidad promedio 11 g/cm3 (casi 14 veces la
  densidad del agua)
• Principalmente Fe, con 5-10 Ni y pequeñas
  cantidades de otros elementos menores.

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Cont. Nucleo

• Origen
• Explicación más aceptada es que se formo temprano
  en la historia de la Tierra
• A medida que la Tierra comenzó a enfriarse, el Fe
  en el núcleo comenzó a cristalizarse y el núcleo
  interno comenzó a formarse

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Cont. Nucleo

• Campo magnético terrestre
• Qué necesita el núcleo para llevar el campo
  magnético de la Tierra
• conducir electricidad y ser móvil
• El núcleo interno circula más rápido que la
  superficie terrestre
• El eje de rotación esta desplazado 10o con
  respecto a los polos geográficos

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Posible origen del campo magnético conveccion
vigorosa de la aleacion de Fe fundido del nucleo
externo liquido
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La maquina termica delinterior de la Tierra

• Gradiente geotermico
• Varía considerablemente de lugar en lugar
• Promedio de 20?C y 30?C por km de profundidad en
  la corteza terrestre
• esta razón de aumento es mucho menor en el manto
  y en el núcleo

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Gradiente geotermico
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Cont. La maquina termica delinterior de la Tierra

• Procesos principales que han contribuido al calor
  interno del planeta
• Calor emitido por desintegracion radiactiva de
  isótopos de uranio (U), torio (Th) y potasio (K)
• Calor liberado por la cristalización de Fe para
  formar el núcleo interno
• Calor liberado por la colisión de partículas
  durante la formación de la Tierra

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Cont. La maquina termica delinterior de la Tierra

• Flujo de calor en la corteza
• Proceso conocido como conducción
• Las razones (rates) de flujo de calor en la
  corteza son variables
• Convección del manto
• El cambio de temperatura con respecto a
  profundidad no es muy grande en el manto
• Manto debe tener un método efectivo para
  transmitir calor del núcleo hacia fuera.

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Cont. La maquina termica delinterior de la Tierra

• Cont. Conveccion del manto
• Provee la fuerza que impulsa las placas de la
  litosfera a través del globo
• Debido a que el manto transmite ondas S y fluye
  al mismo tiempo, es descrito como que posee un
  comportamiento plástico (de naturaleza tanto
  sólida como líquida)