Origen y estructura de la Tierra 2012

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UNIDAD 14: ORIGEN Y ESTRUCTURA DE LA TIERRA * Datos directos sobre el interior terrestre * Masa y densidad de la Tierra * Sismos y ondas sísmicas * Información aportada por terremotos * Otros datos indirectos * Estructura de la Tierra * Unidades dinámicas

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La colisión de un pequeño planeta pudo provocar la formación de la Luna.

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DATOS DIRECTOS SOBRE EL INTERIOR TERRESTRE ¿CÓMO CONOCER EL INTERIOR TERRESTRE? Métodos directos Métodos indirectos Acceder al interior terrestre Estudiar materiales que vienen del interior terrestre hasta la superficie Estudio de las ondas sísmicas Distribución de los materiales terrestres en función de la densidad

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DATOS DIRECTOS SOBRE EL INTERIOR TERRESTRE Métodos directos Acceder al interior terrestre  Las minas son excavaciones que se realizan para extraer minerales (3,8 km).  Los sondeos son perforaciones taladradas en el subsuelo (12 km). Minas y sondeos Estudiar materiales que vienen del interior terrestre hasta la superficie Volcanes Océano Atlántico Suráfrica Kimberlitas Grafito Diamante MANTO  El magma, al ascender, arrastra fragmentos de rocas del interior.

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MASA Y DENSIDAD DE LA TIERRA Métodos indirectos ¿Cómo medir la masa y la densidad de la Tierra? Para un cuerpo situado en la superficie terrestre F es la fuerza con la que es atraído por la tierra. Para calcular la masa recurrimos a la ley de la gravitación universal . Si consideramos como aproximación que la Tierra es una esfera perfecta, su volumen será: la distancia entre los dos cuerpos es el radio terrestre Este valor de la densidad contrasta con la densidad media de las rocas que constituyen los continentes que es de Estudiar la masa y densidad de la Tierra

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MASA Y DENSIDAD DE LA TIERRA RELACION ENTRE LA DENSIDAD DE LOS MATERIALES TERRESTRES Y LA PROFUNDIDAD Profundidad (km) Densidad ( g/ cm 3 ) La densidad media de la Tierra es de 5,52 g/cm 3 y la densidad media de las rocas de los continentes 2,7 g/cm 3 . Wiechert pensó que el interior terrestre debería tener un material más denso. La existencia de un campo magnético terrestre apoyaría esta hipótesis. Entre los elementos que podrían formar el núcleo terrestre se encuentra el hierro.

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Ondas P SISMOS Y ONDAS SÍSMICAS Ondas S Escarpe de falla Epicentro Hipocentro Frentes de onda Falla La vibración del hipocentro se propaga en forma de ondas sísmicas que van en todas direcciones. dirección de vibración de las partículas dirección de propagación de la onda dirección de vibración de las partículas dirección de propagación de la onda TERREMOTO PRODUCIDO POR UNA FALLA Métodos indirectos Método sísmico

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SISMOS Y ONDAS SÍSMICAS Métodos indirectos Método sísmico Ondas P Son las más veloces, longitudinales y comprimen y dilatan las rocas Ondas P dirección de vibración de las partículas dirección de propagación de la onda Ondas S Tiene menor velocidad, son transversales, producen vibración perpendicular y no se desplazan en fluidos Ondas S dirección de propagación de la onda Ondas superficiales Se generan al llegar a la superficie las ondas P y S SISMÓGRAFOS SISMÓGRAMAS http://www.juntadeandalucia.es/averroes/manuales/tectonica_animada/tect_swf_files/38[1].swf http://www.juntadeandalucia.es/averroes/manuales/tectonica_animada/tect_swf_files/39[1].swf http://www.juntadeandalucia.es/averroes/manuales/tectonica_animada/tect_swf_files/40[1].swf

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SISMOS Y ONDAS SÍSMICAS Métodos indirectos Método sísmico 1 2 1 2 1 2 4 3 1 2 4 3 i r i La velocidad a la que se propagan las ondas depende de las características de los materiales por los que viajan. Cada cambio en la velocidad provoca un cambio en la dirección de la onda (refracción). r http://www.juntadeandalucia.es/averroes/manuales/tectonica_animada/tect_swf_files/42[1].swf

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SISMOS Y ONDAS SÍSMICAS Métodos indirectos Método sísmico Al atravesar el interior del planeta las ondas P y S sufren cambios de dirección. 0° 143° 143° 103° 103° Zona de sombra Zona de sombra Sólo se reciben ondas P Las zonas de sombra son lugares en los que no se reciben las ondas de un sismo. Se reciben ondas P y S Se reciben ondas P y S

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INFORMACIÓN APORTADA POR LOS TERREMOTOS Métodos indirectos Método sísmico La velocidad de propagación de las ondas sísmicas en el interior terrestre sufre variaciones graduales y, a veces, cambios bruscos denominados discontinuidades . 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 000 4 000 6 000 Profundidad (km) 670 2 900 5 150 Núcleo Manto Las discontinuidades sísmicas se utilizan para diferenciar las capas del interior del planeta. Ondas P Ondas S Velocidad (km/s) Discontinuidad de Mohorovicic Discontinuidad de Gutenberg Discontinuidad de Lehman

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INFORMACIÓN APORTADA POR LOS TERREMOTOS Métodos indirectos Método sísmico DISCONTINUIDADES Cambios bruscos en la velocidad de propagación de las ondas sísmicas son Velocidad de las ondas depende de Composición de los materiales que atraviesa Estado físico de esos materiales El lugar donde cambia la composición o el estado de los materiales terrestres por lo tanto indican

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INFORMACIÓN APORTADA POR LOS TERREMOTOS Métodos indirectos Método sísmico: Principales discontinuidades Corteza Manto Núcleo 30 km 2 900km Discontinuidad de Mohorovicic Discontinuidad de Gutenberg DISCONTINUIDAD DE MOHOROVICIC DISCONTINUIDAD DE GUTENBERG Su profundidad en los continentes oscila entre 25 y 70 km y en los océanos entre 5 y 10 km. Separa el manto del núcleo. Se encuentra a 2900 km de profundidad. En ella la velocidad de las ondas P cae bruscamente y las ondas S dejan de propagarse. Esta discontinuidad separa el núcleo externo fundido del interno sólido. DISCONTINUIDAD DE LEHMAN 5 150km Discontinuidad de Lehman

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OTROS DATOS INDIRECTOS Métodos indirectos Temperatura del interior terrestre TEMPERATURA DEL INTERIOR TERRESTRE 2 000 1 000 1 000 2 000 3 000 4 000 5 000 3 000 5 000 4 000 6 000 Profundidad (km) Temperatura ( 0 C) Existe un gradiente geotérmico que va reduciéndose con la profundidad.

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OTROS DATOS INDIRECTOS Métodos indirectos Magnetismo terrestre Que la Tierra posea un campo magnético apoya la idea de que el núcleo es metálico. Según la teoría más aceptada, la Tierra funciona como una dinamo autoinducida . Según esta teoría el hierro fundido en el núcleo externo circula debido a: La rotación terrestre. Las corrientes de convección generadas por el calor interno.

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OTROS DATOS INDIRECTOS Métodos indirectos Meteoritos Si un material es abundante en los meteoritos, es frecuente en el sistema solar y también formará parte de la Tierra.

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ESTRUCTURA DE LA TIERRA Si el criterio utilizado para distinguir las capas concéntricas que forman el planeta, es la composición química entonces hablamos de unidades geoquímicas : Corteza, manto y núcleo. MANTO NÚCLEO CORTEZA CONTINENTAL CORTEZA OCEÁNICA CORTEZA UNIDADES GEOQUÍMICAS

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ESTRUCTURA DE LA TIERRA Entre 25 y 70 km. Muy heterogénea. Rocas poco densas (2,7 g/cm 3 ). Edad de las rocas entre 0 y 4000 M. a. Entre 5 y 10 km. Más delgada. Rocas de densidad media (3 g/cm 3 ). Edad de las rocas entre 0 y 180 M. a. Desde la base de la corteza hasta 2900 km. Representa el 83% del volumen total de la Tierra. Densidad del manto superior 3,3 g/cm 3. Densidad del manto inferior 5,5 g/cm 3 . Desde los 2900 km al centro del planeta. Representa el 16% del volumen total del planeta. Densidad alta (10 a 13 g/cm 3 ). Compuesto principalmente por hierro y níquel. MANTO NÚCLEO CORTEZA CONTINENTAL CORTEZA OCEÁNICA CORTEZA UNIDADES GEOQUÍMICAS

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ESTRUCTURA DE LA TIERRA Si el criterio utilizado para distinguir las capas concéntricas que forman el planeta, es el comportamiento mecánico entonces hablamos de unidades dinámicas : Litosfera, manto superior sublitosférico, manto inferior, núcleo externo y núcleo interno Litosfera Moho Zona de subducción MANTO SUPERIOR SUBLITOSFÉRICO MANTO INFERIOR MANTO SUPERIOR SUBLITOSFÉRICO Litosfera continental Litosfera oceánica Moho Manto inferior Núcleo externo Núcleo interno Carletonville Suráfrica 3,8 km Mina más profunda Sondeo más profundo Moho Manto inferior 2230 km Núcleo externo 2885 km Núcleo interno 1216 km Murmansk Rusia 12 km

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ESTRUCTURA DE LA TIERRA LITOSFERA NÚCLEO EXTERNO Manto superior sublitosférico MANTO INFERIOR NÚCLEO INTERNO La más externa. Rígida. La litosférica oceánica de 50 a 100 km de espesor. La litosfera continental de 100 a 200 km. Capa plástica. Hasta los 670 km de profundidad. Materiales en estado sólido. Existen corrientes de convección con movimientos de 1 a 12 cm por año. Fluido de viscosidad elevada Incluye el resto del manto. Sus rocas están sometidas a corrientes de convección. En su base se encuentra la capa D’’ integrada por los “posos del manto”. Llega a los 5150 km. Se encuentra en estado líquido. Tienen corrientes de convección y crea el campo magnético terrestre. Formado por hierro sólido cristalizado. Su tamaño aumenta a algunas décimas de milímetro por año. UNIDADES DINÁMICAS