Clase 6. Interior terrestre

El interior de la Tierra (Cap 12 Tarbuck)

Sondeo del interior de la Tierra

Las ondas sísmicas que se producen durante los terremotos, sirvieron a los sismólogos de mitad del siglo XX, para construir un modelo de las capas que conforman el interior de nuestro planeta. A partir de la década del 60, con las pruebas nucleares y la gran distribución de sismógrafos por el mundo, permitió recrear el modelo antes mencionado. Cabe destacar que la distribución de sismógrafos alrededor del mundo, fue una estrategia de espionaje, que utilizo Estados Unidos y la Ex unión Soviética, para espiar a sus contrincantes durante la guerra fría.

Factores que modifican la velocidad de las ondas sísmicas

La velocidad de las ondas, depende de la densidad y elasticidad de los materiales que atraviesa. Teniendo en cuenta esto, se puede hacer la siguiente analogía, una de choque viaja más deprisa sobre materiales rígidos como un ladrillo, si se compara la misma onda de choque que atraviesa un charco de agua o de barro.

A mayor profundidad, hay mayor presión, y por lo tanto los materiales elásticos se vuelven más compactos y densos. 

Las ondas P viajan en materiales en estado sólido y en estado líquido.  Esto sucede por las altas presiones en el interior terrestre, compactan los materiales otorgándole elasticidad, y capacidad de deformación. Tiene una velocidad de 6km/s

Las ondas S, solo viajan en medios sólidos. Las ondas P son más rápidas que las ondas S.

Estructura de la Tierra

Si la Tierra fuera totalmente homogénea, las ondas sísmicas, viajarían a la misma velocidad y llegarían a toda su superficie. Pero esto no ocurre así. Las odas se distribuyen a diferentes velocidades, se reflejan y cambian de dirección. Esto se explica mediantes las diferentes discontinuidades y cambio de velocidad, lo que significa la Tierra estas compuestas por diferente capas.

Propiedades físicas de cada capa

A medida que nos adentramos en las profundidades terrestres, la presión, la temperatura y la densidad aumentan. Se calcula que a unos 100km de profundidad, encontramos una temperatura de 1200 a 1400 °c y en el centro terrestre una temperatura que ronda los 6700°C. Debemos entender que los materiales, a temperaturas y presiones tan extremas, se comportan de manera diferente a lo que sucede en la superficie. El calor interno se debe a 3 condiciones:

a.       La energía acumulada durante la formación del planeta

b.      La energía radioactiva producida por diferentes materiales.

c.       La energía por compactación.

La Tierra se divide en cinco capas: litosfera, astenosfera, mesosfera, núcleo externo e interno.

Litosfera: está conformada por la corteza y una porción del manto superior. La corteza es rígida y fría, en comparación con el manto se extiende entre 100 y 250km en la profundidad de la Tierra, en las porciones más antigua de los continentes, mientras que en las cuencas oceánicas alcanza como máximo 100km.

Astenosfera: se prolonga hasta una profundidad de 600km, en la parte superior del manto. Sus materiales son débiles y presentan una pequeña proporción de fusión, esto permite que la corteza se desplace sobre la astenosfera.

Mesosfera: esta capa se extiende desde los 660km hasta los 2900km, la presión es  alta y aunque los materiales se encuentran en su punto de fusión, presentan una gran resistencia.

Núcleo interno y externo: el núcleo externo y está compuesto principalmente de hierro y níquel, este hierro es el que produce el campo magnético de la Tierra. Se comporta como un  líquido y tiene un espesor de 2270km. El núcleo interno se comporta como un sólido, tiene un espesor de 3486km y es el punto más caliente y de mayor presión.  

En los océanos, cada 10m de profundidad, la presión aumenta 1 atmosfera. La fosa más profunda del océano, presenta una presión de 1100 atm, y el centro de la tierra se calcula una presión que rondas las 36 millones de atmosferas. En el manto superior, se calcula una presión de 1.600.000 atm.

Discontinuidades

La discontinuidad de Mohorovicic, fue descubierta y descripta  por un científico yugoslavo, Andrija Mohorovicic. El cual luego de una observación minuciosa de los resultados obtenidos por los sismógrafos, observo que la ondas P en un punto de su trayectoria aumentaban su velocidad, de 6km/s a 8km/s, lo que implicaba que el material por el que se propagaba la onda sísmica, facilitaba el trayecto de la misma.

Discontinuidad de Gutenberg, en 1914 se observó que las ondas P variaban su ángulo de trayectoria a cierta profundidad, y que por un momento desaparecían en los que se denominó, Zona de sombra de las ondas P, y reaparecían en un ángulo diferente y con un retraso de 2 minutos, al tiempo especulado. Estos datos permitieron reconocer el cambio en la distribución de materiales y condiciones físicas de esa zona.

El descubrimiento del Núcleo interno, en 1936 la danesa  y sismóloga Inge Lehmann, predijo la subdivisión del núcleo terrestre. Esto fue a partir de la  reflexión y refracción de las ondas sísmicas, que ocurrían en el núcleo. Pero recién en la década 70, con las pruebas nucleares en Nevada, permitió comprender mejor la mecánica y definir los límites.

Campo magnético  

El campo magnético de la Tierra fue descubierto en el año 1600, y se pensaba que era producto de la interacción de materiales magnéticos, que se ubicaban en la profundidad de la Tierra. Pero siglos después se fue develando las características de este campo magnético, se descubrió que cambia de polaridad cada 1 millón de años, cual es la causa especifica de este cambio todavía no está del todo resuelta. También se conoce parte de su mecanismo, el cual consiste el flujo de hierro en estado líquido, sobre un núcleo de hierro y níquel en estado sólido (núcleo externo e interno respectivamente). Este movimiento genera el reordenamiento de las cargas que presentan estos minerales, lo cual deriva en la formación de un campo magnético.

Cabe destacar que los polos magnéticos, no coinciden con los polos geográficos. Que el campo magnético a perdido fuerza en el último siglo y de continuar este camino, en 1500 años no tendremos campo magnético.