estructura de la tierra

La estructura de la Tierra es una disposición fascinante y compleja de capas que forman el interior de nuestro planeta. Comprender esta estructura es crucial para geólogos y científicos, ya que proporciona información sobre la composición, el comportamiento y los procesos que dan forma a nuestro planeta. Este conocimiento también es esencial para diversos campos, incluidos la geología, la sismología y la la tectónica de placas, ya que ayuda a explicar fenómenos naturales como terremotos, volcanesy la formación de continentes y cuencas oceánicas.

Interior de la Tierra: Corteza, Manto y Núcleo

El interior de la Tierra se puede dividir en tres capas principales: la corteza, el manto y el núcleo. Estas capas tienen propiedades y composiciones distintas, que desempeñan un papel importante en la configuración de la geología y el comportamiento de nuestro planeta.

1. Corteza:
   • La corteza terrestre es la capa más externa y con la que interactuamos directamente. Su espesor varía: la corteza oceánica es más delgada (alrededor de 4 a 7 millas o 6 a 11 kilómetros) y la corteza continental es más gruesa (con un promedio de aproximadamente 19 millas o 30 kilómetros).
   • La corteza está compuesta principalmente de roca sólida, prevaleciendo diferentes tipos de roca en las regiones continentales y oceánicas. La corteza continental está formada principalmente por granito. rocas, mientras que la corteza oceánica está compuesta principalmente de rocas basálticas.
   • La corteza terrestre es donde encontramos la superficie de la Tierra. accidentes geográficos, como montañas, valles y llanuras, así como el fondo del océano.
2. Manto:
   • El manto se encuentra debajo de la corteza terrestre y se extiende hasta una profundidad de aproximadamente 1,800 kilómetros (2,900 millas). Es la capa más gruesa de la Tierra.
   • El manto está compuesto de roca sólida, principalmente silicato. minerales. Aunque es sólido, el manto se comporta como un material muy viscoso o plástico en escalas de tiempo geológicas. Esta propiedad permite que el manto fluya lentamente, lo que provoca el movimiento de las placas tectónicas y sus asociados. fenómenos geológicos como terremotos y volcanes.
   • El calor generado desde el interior de la Tierra y la desintegración de elementos radiactivos contribuyen a las altas temperaturas dentro del manto.
3. Core:
   • El núcleo de la Tierra se divide en dos partes: el núcleo exterior y el núcleo interior.
   • Núcleo externo:
     • El núcleo externo se encuentra debajo del manto, comenzando a una profundidad de aproximadamente 1,800 kilómetros (2,900 millas) y extendiéndose hasta unos 3,500 kilómetros debajo de la superficie.
     • Está compuesto principalmente de líquido de hierro y níquel. Las altas temperaturas y presiones en el núcleo externo mantienen estos materiales en estado líquido.
     • El movimiento del hierro fundido en el núcleo externo es responsable de generar el campo magnético de la Tierra mediante el proceso de geodinamo.
   • Núcleo central:
     • El núcleo interno está situado en el mismo centro de la Tierra, a partir de una profundidad de unos 3,500 kilómetros.
     • Está compuesto principalmente de hierro sólido y níquel. A pesar de las temperaturas extremadamente altas a esta profundidad, el núcleo interno permanece sólido debido a la tremenda presión.
     • La naturaleza sólida del núcleo interno es importante para comprender la dinámica interna de la Tierra, incluida cómo ondas sísmicas pasar a través de él.

La estructura de la Tierra y las interacciones entre estas capas son responsables de diversos fenómenos geológicos, incluidos terremotos, erupciones volcánicas y el movimiento de placas tectónicas. El conocimiento de la estructura interior de la Tierra es crucial para comprender y predecir estos eventos naturales, así como para explorar la historia y la geología del planeta.

¿Qué debes entender sobre el interior de la tierra?

• No es posible conocer el interior de la tierra mediante observaciones directas debido al enorme tamaño y la naturaleza cambiante de su composición interior.
• Es una distancia casi imposible de alcanzar para los humanos hasta el centro de la tierra (el radio de la tierra es de 6,370 km).
• Mediante operaciones de minería y perforación hemos podido observar directamente el interior de la tierra sólo hasta una profundidad de unos pocos kilómetros.
• El rápido aumento de la temperatura debajo de la superficie terrestre es el principal responsable de establecer un límite para las observaciones directas dentro de la tierra.
• Pero aún así, a través de algunas fuentes directas e indirectas, los científicos tienen una idea clara de cómo se ve el interior de la tierra.

Fuentes de información sobre el interior de la tierra

Fuentes directas:

1. Rocas de la zona minera
2. Erupciones volcánicas

Fuentes indirectas

1. Al analizar el tasa de cambio de temperatura y presión desde la superficie hacia el interior.
2. Meteoritos, ya que pertenecen al mismo tipo de materiales de los que está hecha la tierra.
3. Gravedad, que es mayor cerca de los polos y menor en el ecuador.
4. Anomalía de la gravedad, que es el cambio en el valor de la gravedad según la masa del material, nos da información sobre los materiales en el interior de la tierra.
5. Fuentes magnéticas.
6. Ondas sísmicas: las zonas de sombra de las ondas de cuerpo (Ondas primarias y secundarias) nos dan información sobre el estado de los materiales en el interior.

Estructura del interior de la tierra

La estructura del interior de la tierra se divide fundamentalmente en tres capas: corteza, manto y núcleo.

Corteza

• Es la parte sólida más externa de la tierra, normalmente de unos 8-40 km de espesor.
• Es de naturaleza frágil.
• Casi el 1% del volumen de la tierra y el 0.5% de la masa de la tierra están hechos de la corteza.
• El grosor de la corteza debajo de las áreas oceánica y continental es diferente. La corteza oceánica es más delgada (alrededor de 5 km) en comparación con la corteza continental (alrededor de 30 km).
• Los principales elementos constituyentes de la corteza son sílice (Si) y aluminio (Al) y, por lo tanto, a menudo se denomina como SIAL (A veces, SIAL se usa para referirse a la litosfera, que también es la región que comprende la corteza y el manto sólido superior).
• La densidad media de los materiales en la corteza es de 3 g/cm3.
• La discontinuidad entre el hidrosfera y corteza se denomina como el Discontinuidad de Conrad.

Manto

• La porción del interior más allá de la corteza se llama manto.
• La discontinuidad entre el corteza y manto se llama como el Discontinuidad de Mohorovich o discontinuidad de Moho.
• El manto tiene unos 2900 km de espesor.
• Casi el 84% del volumen de la tierra y el 67% de la masa de la tierra está ocupada por el manto.
• Los principales elementos constitutivos del manto son el silicio y el magnesio y, por lo tanto, también se denomina como SÍ, PERO.
• La densidad de la capa es mayor que la de la corteza y varía de 3.3 a 5.4 g/cm3.
• La parte sólida superior del manto y toda la corteza constituyen el Litosfera.
• El  astenosfera (entre 80 y 200 km) es una región deformante del manto superior, altamente viscosa, mecánicamente débil y dúctil, que se encuentra justo debajo de la litosfera.
• La astenosfera es la principal fuente de magma y es la capa sobre la que se mueven las placas litosféricas/placas continentales (tectónica de placas).

• La discontinuidad entre el manto superior y manto inferior se conoce como Discontinuidad de Repetti.
• La porción del manto que está justo debajo de la litosfera y la astenosfera, pero arriba del núcleo se llama como Mesosfera.

Core

• Es la capa más interna que rodea el centro de la tierra.
• El  el núcleo está separado del manto por la Discontinuidad de Guttenberg.
• Está compuesto principalmente de hierro (Fe) y níquel (Ni) por lo que también se le llama NIFE.
• El núcleo constituye casi el 15% del volumen terrestre y el 32.5% de la masa terrestre.
• El núcleo es la capa más densa de la tierra con un rango de densidad de entre 9.5 y 14.5 g/cm3.
• El núcleo consta de dos subcapas: el núcleo interno y el núcleo externo.
• El núcleo interno está en estado sólido y el núcleo externo está en estado líquido (o semilíquido).
• La discontinuidad entre el núcleo superior y el núcleo inferior se denomina como Discontinuidad de Lehmann.
• Barisfera a veces se usa para referirse al núcleo de la tierra oa veces a todo el interior.

Composición de la Tierra

Elementos y minerales principales en la composición de la Tierra:

1. Oxígeno (O): El oxígeno es el elemento más abundante en la composición de la Tierra y constituye aproximadamente el 46.6% de la corteza terrestre en peso. Es un componente crucial de minerales y compuestos, como silicatos y óxidos.
2. Silicio (Si): El silicio es el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre y representa alrededor del 27.7% de su composición. Es un componente clave de varios minerales de silicato, que son los componentes principales de la corteza terrestre.
3. Aluminio (Alabama): El aluminio constituye alrededor del 8.1% de la corteza terrestre. A menudo se encuentra en minerales como feldespato, bauxitay varios silicatos.
4. Hierro (Fe): El hierro es otro elemento esencial en la composición de la Tierra y constituye aproximadamente el 5% de la corteza terrestre. Se encuentra en varios minerales, incluyendo hematites y magnetita.
5. Calcio (Ca): El calcio constituye aproximadamente el 3.6% de la corteza terrestre y se encuentra comúnmente en minerales como calcita y yeso.
6. Sodio (Na) y Potasio (K): El sodio y el potasio juntos representan alrededor del 2.8% de la corteza terrestre. Estos elementos se encuentran normalmente en minerales como el feldespato.
7. Magnesio (Mg): El magnesio constituye aproximadamente el 2.1% de la corteza terrestre y se encuentra en minerales como olivino y serpentina.
8. Titanio (Tí): El titanio constituye aproximadamente el 0.57% de la corteza terrestre y está presente en minerales como ilmenita y rutilo.
9. Hidrógeno (H): Si bien el hidrógeno no es un componente importante de la corteza terrestre, es un elemento importante en la composición general de la Tierra, principalmente en forma de agua (H2O).
10. Otros elementos: Varios otros elementos, entre ellos azufre, el carbono, el fósforo y muchos oligoelementos están presentes en menores cantidades en la composición de la Tierra.

Distribución de elementos dentro de las capas de la Tierra:

1. Corteza: La corteza terrestre está compuesta principalmente de minerales de silicato, incluidos cuarzo, feldespato, pequeñoy varios tipos de roca. El silicio y el oxígeno son los elementos más abundantes en la corteza y forman la columna vertebral de estos minerales.
2. Manto: El manto está compuesto principalmente por minerales de silicato, siendo el hierro y el magnesio los elementos dominantes. Olivino, piroxenos y granate Son minerales comunes que se encuentran en el manto.
3. Núcleo externo: El núcleo exterior está compuesto principalmente de hierro líquido y níquel. Esta capa es la encargada de generar el campo magnético de la Tierra, siendo el hierro el elemento dominante.
4. Núcleo central: El núcleo interior está compuesto de hierro macizo y níquel. A pesar de las temperaturas extremadamente altas, la intensa presión mantiene estos elementos en estado sólido.

La distribución de elementos dentro de las capas de la Tierra es el resultado de la diferenciación y separación de materiales durante la historia temprana de la Tierra. La estructura en capas de la Tierra es consecuencia de procesos físicos y químicos que han ocurrido durante miles de millones de años, incluida la acreción, diferenciación y actividad geológica planetarias.

Temperatura, Presión y Densidad del Interior de la Tierra

Temperatura

• Se observa un aumento de la temperatura con el aumento de la profundidad en minas y pozos profundos.
• Estas evidencias junto con la lava fundida brotada del interior de la tierra sustentan que la temperatura aumenta hacia el centro de la tierra.
• Las diferentes observaciones muestran que la tasa de aumento de la temperatura no es uniforme desde la superficie hacia el centro de la tierra. Es más rápido en algunos lugares y más lento en otros lugares.
• Al principio, esta tasa de aumento de la temperatura es una tasa promedio de 1 °C por cada 32 m de aumento de profundidad.
• Mientras que en los 100 km superiores, el aumento de la temperatura es a razón de 12 ° C por km y en los siguientes 300 km, es de 20 ° C por km. Pero profundizando más, esta tasa se reduce a meros 10C por km.
• Así, se supone que la la tasa de aumento de la temperatura debajo de la superficie está disminuyendo hacia el centro (no confunda tasa de aumento de temperatura con aumento de temperatura. La temperatura siempre aumenta desde la superficie de la tierra hacia el centro.).
• Se estima que la temperatura en el centro se encuentra en algún lugar entre 3000C y 5000C, puede ser mucho más alta debido a las reacciones químicas bajo condiciones de alta presión.
• Incluso a una temperatura tan alta, los materiales en el centro de la tierra están en estado sólido debido a la fuerte presión de los materiales que lo recubren.

Presión

• Al igual que la temperatura, la la presión también está aumentando desde la superficie hacia el centro de la tierra.
• Se debe al enorme peso de los materiales superpuestos, como las rocas.
• Se estima que en las porciones más profundas, la presión es tremendamente alta, que será casi 3 a 4 millones de veces mayor que la presión de la atmósfera al nivel del mar.
• A alta temperatura, los materiales debajo se derretirán hacia la parte central de la tierra, pero debido a la fuerte presión, estos materiales fundidos adquieren las propiedades de un sólido y probablemente se encuentren en un estado plástico.

Densidad

• Debido al aumento de la presión y la presencia de materiales más pesados ​​como el níquel y el hierro hacia el centro, el la densidad de las capas de la tierra también aumenta hacia el centro.
• La densidad media de las capas aumenta desde la corteza hasta el núcleo y es de casi 14.5 g/cm3 en el centro.

Campo magnético de la tierra

El campo magnético de la Tierra es una característica crucial y compleja que rodea nuestro planeta. Desempeña un papel importante en nuestra vida diaria y tiene varias funciones importantes. Aquí hay una descripción general del campo magnético de la Tierra:

1. Generación del Campo Magnético de la Tierra:

• El campo magnético de la Tierra se genera principalmente por el movimiento del hierro y el níquel fundidos en el núcleo externo del planeta. Este proceso se conoce como geodinamo.
• La geodinamo es impulsada por el calor generado por la desintegración de los isótopos radiactivos en el interior de la Tierra y el enfriamiento del núcleo.

2. Polaridad magnética:

• El campo magnético de la Tierra tiene un polo magnético norte y sur, similar a una barra magnética. Sin embargo, estos polos magnéticos no están alineados con los polos geográficos norte y sur.
• Las posiciones y orientaciones de los polos magnéticos de la Tierra pueden cambiar a lo largo del tiempo geológico, y estas inversiones de polaridad se registran en las rocas como "franjas magnéticas".

3. Componentes del campo magnético:

• El campo magnético de la Tierra se caracteriza por su fuerza, inclinación y declinación.
• Fuerza magnética: Esto representa la intensidad del campo magnético en un lugar específico de la superficie de la Tierra.
• Inclinación: Se refiere al ángulo en el que las líneas del campo magnético se cruzan con la superficie de la Tierra, variando desde casi vertical en los polos magnéticos hasta horizontal en el ecuador.
• Declinación: Este es el ángulo entre el norte verdadero (norte geográfico) y el norte magnético.

4. Función e importancia del campo magnético:

• El campo magnético de la Tierra tiene varias funciones y beneficios importantes:
  • Sirve como escudo protector, desviando partículas cargadas dañinas del Sol, como el viento solar y los rayos cósmicos. Este escudo se conoce como magnetosfera y ayuda a proteger la atmósfera y la vida en la Tierra.
  • Permite la navegación y orientación de animales migratorios, incluidas aves y tortugas marinas, que utilizan el campo magnético como brújula.
  • Las brújulas dependen del campo magnético de la Tierra para la navegación y la orientación.
  • El campo magnético se utiliza en diversos estudios científicos y geológicos, incluido el paleomagnetismo (el estudio de antiguos campos magnéticos registrados en las rocas) para comprender la historia de la Tierra y el movimiento de las placas tectónicas.
  • El campo magnético es esencial para la tecnología moderna, incluida la resonancia magnética (MRI) en medicina y diversas aplicaciones en exploración geofísica.

5. Cambios en el campo magnético de la Tierra:

• El campo magnético de la Tierra no es constante y puede sufrir cambios con el tiempo, incluidas variaciones seculares (cambios graduales) e inversiones geomagnéticas (cambios de polaridad magnética).
• Los investigadores monitorean estos cambios y observaciones recientes han demostrado que el Polo Norte magnético se está desplazando a un ritmo más rápido que en el pasado.

Comprender el campo magnético de la Tierra es esencial por diversas razones científicas, tecnológicas y ambientales. Es una parte integral de la geología del planeta y juega un papel vital en el mantenimiento de las condiciones necesarias para la vida en la Tierra.

Referencias

Jijo Sudarsan ,Interior de la Tierra: Corteza, Manto y Núcleo (2018),https://www.clearias.com/interior-de-la-tierra/