1. ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN DE LA GEOSFERA
Es la parte del planeta localizada en el interior de su corteza sólida. Está estructurada en una serie de capas más o menos concéntricas, cuya densidad aumenta hacia el interior y con un espesor que para las capas más profundas, puede considerarse aproximadamente constante. Esta estratificación se observa tanto considerando su composición química como sus propiedades mecánicas. Así, a partir de la composición química (modelo, geoquímico), distinguimos la corteza, el manto y el núcleo, mientras que según sus propiedades mecánicas (modelo dinámico) destacamos la litosfera, la astenosfera, la mesosfera y la endosfera.
1.1)Modelo geoquímico
Por su composición química la Tierra se encuentra diferenciada en:
A)Corteza:
es la capa más externa de la Tierra que se extiende desde la superficie sólida hasta la discontinuidad de Mohorovicic, donde se localiza un salto en la velocidad de propagación de las ondas P de 6,8 a 8,0 km/s que indica un cambio en la composición química de las rocas. Tiene un grosor medio de 20 km. La corteza de los continentes es distinta de la de las cuencas oceánicas.
Corteza continental
Tiene un espesor mediode unos 35km., aunque localmente pueda alcanzar (80km. En la cordillera del compuesta de rocas ígneas, metamórficas y sedimentarias.
Corteza oceánica
Tiene una composición química algo distinta de la corteza continental; es más delgada (espesor máximo de 8-1 Okm.) y está compuesta de rocas más densas, (basaltos) y más jóvenes.
B)
Manto:
se extiende desde la base de la corteza hasta la discontinuidad de Gutenberg, que lo separa del núcleo terrestre. Tiene un grosor de 2.850km. Aproximadamente y constituye el 82% del volumen y el 67 % de la masa total de la Tierra. El manto, con una composición química más uniforme que la corteza terrestre, se divide en dos partes:
-Manto superior, formado mayoritariamente por rocas más pobres en silicio y más ricas en hierro y magnesio que las rocas de la corteza.
Manto inferior, formado por sustancias metálicas ricas en hierro y magnesio.
C)
Núcleo:
Es la parte más interna, constituyendo el 15% del volumen y el 32% de la masa total de la Tierra. La parte más externa en estado líquido está formada por hierro y níquel, mientras que la parte más interna sólida está formada básicamente, por hierro puro.
1.1Modelo dinámico
Se basa en el estado físico y el comportamiento dinámico de sus capas. Se divide en:
A)
Litosfera:
es la capa rígida más externa de la Tierra, qué engloba a la corteza y parte del manto superior. Su espesor es mayor en los continentes (hasta 120Km.) que en los océanos (hasta 80Km.), en las dorsales puede alcanzar espesores mínimos (5-10Km). Se encuentra fragmentada en placas que interaccionan entre sí por efecto de las corrientes convectivas de la astenosfera.
B)
Astenosfera:
dentro del manto superior es una zona de comportamiento semiplástico. Los materiales se comportan como un fluido a escala del tiempo geológico debido a que la temperatura de las rocas se acerca a su punto de fusión. Esto hace que las ondas sísmicas se propaguen más lentamente. Según las últimas teorías, su existencia es muy discutida.
C)
Mesosfera:
se corresponde con todo el manto inferior y parte del manto superior. Se comporta como una zona rígida y relativamente estable, sometida a lentos procesos convectivos. Hacia los 2.700km. Se localiza una zona (nivel D) donde se originan las plumas ó penachos térmicos. Estas zonas de roca parcialmente fundida transportan calor desde el núcleo al manto inferior. Esto hace que el manto sólido localizado por encima de esas zonas parcialmente fundidas se calentara lo suficiente como para ascender hada la superficie originando los puntos calientes.
D)
Endosfera:
se corresponde con el núcleo. Consta de una zona interna que se comporta rígidamente y otra externa que se comporta como un fluido en el que se generan corrientes de convección responsables del origen del campo magnético terrestre.
2)PROCESOS GEODINÁMICOS INTERNOS. 2.1)Origen de la energía interna de la Tierra
En la superficie terrestre encontramos algunas evidencias que nos indican que la geosfera acumula gran cantidad de energía, por lo que en su interior se alcanzan temperaturas muy altas. El origen del calor interno se debe a tres factores:
-Calor liberado al formarse la Tierra
La baja conductividad térmica de las rocas y el efecto aislante que ejerce la corteza terrestre han conservado parte del calor generado en la formación del planeta por el impacto de los planetésimos. Parte de este calor permanece aún en el núcleo y es transferido lentamente hacia las capas exteriores.
-Calor liberado en los procesos radiactivos
Tiene su origen en la desintegración radiactiva de isótopos inestables que continúan transformándose en elementos con menor masa atómica, líberándose energía en ese proceso. Aunque estos procesos van disminuyendo con el tiempo, aún se consideran la fuente básica de la energía interna de la Tierra.
-Calor liberado en la solidificación del núcleo interno al cristalizar el hierro
El calor interno no se distribuye de manera uniforme, sino que es mayor en las capas profundas y disminuye hada la superficie. Este aumento de la temperatura con la profundidad se denomina, gradiente geotérmico. En la litosfera tiene un valor medio de 30°C/km aunque existen lugares, dominados zonas de anomalías geotérmicas; donde este gradiente es muy variable, disminuyendo mucho en el manto y núcleo. Este aumento no es progresivo ya que de ser así el centro de la Tierra estaría a unos 200.000 °C, lo cual equivaldría a un estado gaseoso explosivo.
2.1.1)Flujo térmico
Se define como la cantidad de energía calorífica liberada por la Tierra por unidad de superficie y tiempo. La causa es la transmisión del calor interno hasta la superficie por tres mecanismos:
A)Radiación
Es el mecanismo por el cual cualquier cuerpo sólido rígido transmite su calor; su temperatura va disminuyendo en la periferia, y el calor que conserva en su interior se transmite hacia la superficie, lo que
hace descender su temperatura interna de forma progresiva. La Tierra pierdecalor de forma continua.
B)Convección
Es la forma en que los fluidos trasmiten el calor por variaciones de su densidad causadas por la temperatura. En las zonas más profundas y más calientes, los materiales son más ligeros por lo que ascienden, mientras que en las zonas más superficiales, al estar más fríos, son más densos y descienden. Se establecen así corrientes de convección.
C)
Conducción
Es una transferencia de calor a través de los materiales por una diferencia de temperatura. De esta forma se transmite el calor en las zonas más superficiales de la geosfera, pero muy lentamente, por lo que se dice que la corteza actúa como aislante térmico. Como conclusión general, se puede considerar que el planeta Tierra es un cuerpo cuyo calor interno se pierde por medio de tres mecanismos: +Transmisión desde el interior del planeta hasta la superficie mediante radiación, donde se libera como calor emitido, también por radiación. +Salida de materiales a altas temperaturas procedentes del interior del planeta a la superficie donde se enfrían rápidamente. Corresponde al mecanismo de convección, que se manifiesta en las zonas de dorsal y en los volcanes situados sobre los puntos calientes. +Entrada al interior del planeta de materiales a baja temperatura por las zonas de subducción. Una vez que la temperatura interna del planeta alcance un nivel lo suficientemente bajo, se detendrán los procesos de movimientos de placas. A partir de este momento, el enfriamiento se seguirá produciendo a través de los puntos calientes asociados a plumas mantélicas y por radiación, como en cualquier objeto que se encuentre a mayor temperatura que su entorno, hasta igualar la de éste.
2.2.2)Las corrientes de convección en el interior de la Tierra
El modelo que la tectónica de placas propone para la evolución de la litosfera terrestre implica unos movimientos laterales de casquetes esféricos de escaso espesor relativo (100-200 Km. Frente a los 6.500, aproximadamente, del radio total del planeta) y comportamiento mecánico rígido sobre una capa que está a mayor temperatura, y que tiene capacidad para fluir. Las corrientes convectiva son el motor de la tectónica de placas: la astsenosfera es una capa fluida, que en su parte inferior está en contacto con materiales más calientes (mesosfera), y en su zona superior, con materiales más fríos (litosfera). Este desequilibrio térmico motiva la formación, de las corrientes de convección, que fuerzan el movimiento rígido de las placas litosféricas. Uno de los aspectos más problemáticos en su interpretación actual es él establecimiento de la geometría y distribución de estas comentes de convección, discutíéndose si afectan exclusivamente a la astenosfera, a todo el manto superior infrayacente a la litosfera, o si pueden existir distintas células convectivas a diferentes niveles. El desarrollo de las técnicas de tomografía sísmica, u otras afines, podrá dar respuesta a estos problemas que aún subsisten.
2.1.2.1 Puntos calientes.
Otro mecanismo de liberación de calor interno son puntos calientes. La teoría del punto caliente propone la existencia de una zona especialmente caliente en el interior de la Tierra, situada a gran profundidad, que al parecer se encuentra enraizada en el manto inferior o incluso en el límite núcleo-manto, y recibe el nombre de pluma mantélica o térmica. Éstas corresponden a procesos entre el núcleo externo y el manto (zona D), que envía materiales fundidos a la superficie (plumas o penachos del manto), los cuales dan origen a volcanes y a islas volcánicas. Al moverse la placa y permanecer el punto caliente fijo, las islas y montes submarinos se van originando alineados. Las islas más antiguas que ya están lejos del punto caliente no tienen
volcanes en actividad, mientras que las más jóvenes, las que se sitúan justo encima de éste, presentan un vulcanismo activo. Es el caso de las islas Hawai.
2.1.3)Tectónica de placas
Los datos obtenidos del estuco del fondo de los océanos, y la distribución global de los volcanes y terremotos sirvieron de base para una teoría, la Tectónica global o Tectónica de placas, que de forma sencilla permite interpretar simultáneamente la deriva dé los continentes y la expansión del fondo oceánico en una síntesis que engloba la mayor parte de procesos de la dinámica de la Tierra.
2.1.3.1)Los principios de la Tectónica de placas
Según esta teoría, la litosfera está dividida en una serie de bloques rígidos, cuyo grosor medio es de unos 120 km bajo los continentes y 65 km bajo los océanos, denominados placas litosféricas, que se mueven unos con respecto a otros sobre la astenosfera. Esta teoría, que describe las interacciones que ocurren entre las placas y las consecuencias de estas interacciones, se basa en las consideraciones que a continuación se indican. +La formación de nueva litosfera ocurre por expansión del suelo oceánico; es decir, en las dorsales oceánicas se genera nueva litosfera oceánica. +La litosfera oceánica generada en estas zonas, una vez creada, pasa a formar parte de una placa litosférica que puede o no incluir litosfera continental. +La superficie de la Tirara permanece, constante; esto implica que la litosfera nueva generada en las dorsales debe compensarse por destrucción de la misma en las zonas de subducción. +Las placas litosféricas pueden transmitir esfuerzos a lo largo de grandes distancias horizontales sin que se produzcan importantes deformaciones en el interior de las mismas; es decir, el movimiento relativo entre las placas se hace patente, básicamente, en los limites de placas. De hecho, la localización de los terremotos actuales muestra cómo éstos se distribuyen a lo largo de cinturones bien delimitados que se corresponden con los limites de estas placas, evidenciando que la mayor parte de la deformación litosférica se concentra
en estas zonas.
2.1.3.2)Movimientos entre placas: bordes de placa
Podemos distinguir tres tipos de limites o bordes de placa: divergentes (constructivos), convergentes (destructivos) y transformantes (pasivos).
+Límites divergentes:
son bordes constructivos donde se genera nueva litosfera oceánica y en ellos se encuentran las dorsales.
+
Límites transformantes:
bordes pasivos donde las placas deslizan en la horizontal una con respecto a la otra.
+
Límites convergentes:
son bordes destructivos donde las placas chocan y se’ destruye la litosfera oceánica en una zona de subducción.
2.1.4E1 ciclo de las rocas en el contexto de la Tectónica de placas
En la litosfera terrestre se pueden distinguir tres grandes tipos de rocas, clasificadas según las condiciones físico-químicas que predominan durante su formación:
A)Rocas ígneas o magmáticas, formadas a temperaturas entre moderadas altas y un amplio rango de presiones, pero que implican fusión. Estas rocas se forman por la solidificación, en profundidad o en superficie, de materiales fundidos del manto y la corteza terrestre.
B)Rocas metamórficas, formadas en un amplio rango de presiones y temperaturas, pero sin existir fusión. Son el resultado de la transformación de rocas preexistentes debido a cambios en las condiciones de presión y temperatura.
C)Rocas sedimentarias, formadas en condiciones superficiales, a bajas temperaturas y presiones próximas a la atmosférica. Se forman a partir de los productos resultantes de la denudación del relieve.