geodinámica. la tierra origen y constitución
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Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero -Junio 2013. ISSN 1668-5180 Resistencia, Chaco 1 GEODIN ÁMICA GEODINÁMICA LA TIERRA ORIGEN Y CONSTITUCIÓN Prof. Mg. Jorge Alfredo ALBERTO Ing. Guillermo Antonio ARCE Prof. Claudia Verónica GOMEZ MATERIAL DE CONSULTA INTERCATEDRAS ELABORACIÓN PROPIA A PARTIR DE LA COMPILACIÓN DE BIBLIOGRAFÍA IMPRESA Y DE INTERNET Profesorado y Licenciatura en Geografía Departamento de Geografía Facultad de Humanidades Universidad Nacional del Nordeste Publicado en formato digital: Prof. Mg. Jorge Alfredo ALBERTO - Ing. Guillermo Antonio ARCE – Prof. Claudia Verónica Gómez . LA TIERRA. ORIGEN Y CONSTITUCION. Resúmenes. Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero –Junio 2013. Resistencia, Chaco. En: http://hum.unne.edu.ar/revistas/geoweb/default.htm Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero -Junio 2013. ISSN 1668-5180 Resistencia, Chaco OBJETIVO DEL ARTÍCULO El objetivo de este trabajo, basado en la compulsa de materiales impresos y de internet, consiste en brindar a los alumnos de la carrera de Geografía conceptos introductorios al origen y constitución del planeta Tierra, así como, caracterizar las diferentes herramientas y métodos de estudios utilizados para conocer y explicar su estructura interna. Se pretende, por un lado, que se reconozcan y comprendan los procesos fundamentales que intervienen en la conformación de los componentes del sistema terrestre y las relaciones dinámicas que se establecen entre ellos, y, por otro, que se identifiquen y entiendan las dimensiones temporales y espaciales propias de los hechos geológicos y geomorfológicos que caracterizan el espacio geográfico presente. El trabajo se organiza sobre cuatro aspectos del estudio del planeta y su dinámica que se detallan a continuación: El primero hace referencia, de manera escueta, a las características, constitución y evolución del planeta Tierra El segundo, trabaja sobre los planteos hipotéticos de estratificación interna de la Tierra, en las cuales se considera tanto su composición química (modelo estático) como sus propiedades mecánicas (modelo dinámico). El tercero, se centra en las diferentes métodos de estudio de algunos fenómenos que permiten caracterizar la constitución y la dinámica interna de la Tierra y cuyas consecuencias, pueden ser observadas sobre la corteza terrestre. Finalmente, el cuarto aspecto, realiza una síntesis de los anteriores, respecto de la constitución y caracterización de la estructura interna de la Tierra. Publicado en formato digital: Prof. Mg. Jorge Alfredo ALBERTO - Ing. Guillermo Antonio ARCE – Prof. Claudia Verónica Gómez . LA TIERRA. ORIGEN Y CONSTITUCION. Resúmenes. Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero –Junio 2013. Resistencia, Chaco. En: http://hum.unne.edu.ar/revistas/geoweb/default.htm 1 Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero -Junio 2013. ISSN 1668-5180 Resistencia, Chaco ESTRUCTURA DEL ARTÍCULO Características Origen Evolución Hipótesis PLANETA TIERRA Estructura interna y dinámica Métodos de estudios Modelos Estático y Dinámico Sismos (liberación de energía) Tipos de ondas P, S y (R y L) Procesos de convección (calor interno) Convección Subducción Magnetismo terrestre Campo Principal Campo Cortical Campo Exterior Deriva polar Inversiones magnéticas Publicado en formato digital: Prof. Mg. Jorge Alfredo ALBERTO - Ing. Guillermo Antonio ARCE – Prof. Claudia Verónica Gómez . LA TIERRA. ORIGEN Y CONSTITUCION. Resúmenes. Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero –Junio 2013. Resistencia, Chaco. En: http://hum.unne.edu.ar/revistas/geoweb/default.htm J.A.Alberto – G.A.Arce – C.V.Gomez / 2013 Síntesis Corteza terrestre (bordes convergentes, divergentes, y transformantes) Manto (convección) Núcleo 2 Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero -Junio 2013. ISSN 1668-5180 Resistencia, Chaco LA TIERRA : SUS CARACTERÍSTICAS La Tierra, tercer planeta del Sistema Solar. Es el único planeta del universo que se conoce en el que exista y se origine vida. CIRCUNFERENCIA ECUATORIAL 40.076,5 km CIRCUNFERENCIA POLAR 40.008,6 km VOLUMEN 1.083.230.000.000 km3 DENSIDAD MEDIA 5,52 (agua = 1 ) DIFERENCIA 67,9 km MASA APROXIMADA DIÁMETRO ECUATORIAL 12.756,34 km DIFERENCIA 43,80 km TEMPERATURAS Máxima 58 °C (en al – Aziziyah, Libia) Mínima ‐89,6 °C (en la Estación Vostok, Antártica) SUPERFICIE TOTAL 510.100.000 km2 TEMPERATURA MEDIA DE LA SUPERFICIE 14 °C DIÁMETRO POLAR 12.713,54 km 5,98 x 1021 toneladas J.A.Alberto – G.A.Arce – C.V.Gomez / 2013 Publicado en formato digital: Prof. Mg. Jorge Alfredo ALBERTO - Ing. Guillermo Antonio ARCE – Prof. Claudia Verónica Gómez . LA TIERRA. ORIGEN Y CONSTITUCION. Resúmenes. Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero –Junio 2013. Resistencia, Chaco. En: http://hum.unne.edu.ar/revistas/geoweb/default.htm 3 Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero -Junio 2013. ISSN 1668-5180 Resistencia, Chaco LA TIERRA : SU ORIGEN El Sol, una estrella recién nacida estaba rodeada de un enorme disco de gas y polvo. A lo largo de millones de años se condensa este disco de materia dando lugar a la formación de los planetas. La Tierra se forma de sustancias que se condensan a altas temperaturas como el hierro y níquel que precipita hacia el interior o centro por su densidad. Se cree que la Tierra primitiva era una bola de roca fundida. De ese momento primigenio hay muy poco material para evidencias, por ello a los primeros 500 millones de años se los conoce como eón oscuro o haleano. J.A.Alberto – G.A.Arce – C.V.Gomez / 2013 La Tierra se formó al mismo tiempo que el Sol y el resto del Sistema Solar, hace aproximadamente 4.600 millones de años. ACOTACIÓN Con relación al último punto, en los últimos años, diferentes estudios de datación han fechado muestras de cristal de circonio de aproximadamente 4. 113 millones de años, es decir, estas muestras existen desde que la Tierra es un planeta . Publicado en formato digital: Prof. Mg. Jorge Alfredo ALBERTO - Ing. Guillermo Antonio ARCE – Prof. Claudia Verónica Gómez . LA TIERRA. ORIGEN Y CONSTITUCION. Resúmenes. Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero –Junio 2013. Resistencia, Chaco. En: http://hum.unne.edu.ar/revistas/geoweb/default.htm 4 Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero -Junio 2013. ISSN 1668-5180 Resistencia, Chaco Probablemente, el proceso inicial de formación de la Tierra no fue diferente del que siguieron los otros planetas de la región interior del sistema solar, llamados rocosos (Mercurio, Venus y Marte). LA TIERRA : SU ORIGEN 3 Cuando la tasa de colisiones Disminuyó y la Tierra fue enfriándose, se formó Corteza una corteza primitiva que impidió la disipación brusca de la energía interna. 434 Atmósfera Calor interno Atmósfera J.A.Alberto – G.A.Arce – C.V.Gomez / 2013 Durante muchos millones de años después de su formación, la Tierra primitiva continuó recibiendo numerosos impactos de planetesimales menores que ella. Cada colisión liberaba 1 suficiente energía como para fundir el cuerpo impactante y el área de impacto. 1 Estructuras en capas 2 2 La energía Liberada en tantos impactos fundió la Tierra por completo hasta transformarla en uno masa de magma. 4 La fusión facilitó 3 que los materiales terrestres más densos migraran Metales y materiales densoshacia el interior por gravedad , y los más ligeros, hacia la superficie. Los gases desprendidos de las rocas fundidas formaron la atmósfera. Publicado en formato digital: Prof. Mg. Jorge Alfredo ALBERTO - Ing. Guillermo Antonio ARCE – Prof. Claudia Verónica Gómez . LA TIERRA. ORIGEN Y CONSTITUCION. Resúmenes. Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero –Junio 2013. Resistencia, Chaco. En: http://hum.unne.edu.ar/revistas/geoweb/default.htm 5 Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero -Junio 2013. ISSN 1668-5180 Resistencia, Chaco LA TIERRA : ESTRUCTURA INTERNA Como resultado del proceso de migración de materiales según su densidad en los inicios de la formación del planeta, se reflexiona que la Tierra, en la actualidad, está estructurada MODELO en una serie de capas más ESTÁ ESTÁTICO o menos concéntricas, con un espesor que, para las capas más profundas, puede considerarse CORTEZA aproximadamente constante. LITOSFERA ASTENOSFERA MANTO SUPERIOR MESOSFERA MANTO INFERIOR NUCLEO NUCLEO Publicado en formato digital: Prof. Mg. Jorge Alfredo ALBERTO - Ing. Guillermo Antonio ARCE – Prof. Claudia Verónica Gómez . LA TIERRA. ORIGEN Y CONSTITUCION. Resúmenes. Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero –Junio 2013. Resistencia, Chaco. En: http://hum.unne.edu.ar/revistas/geoweb/default.htm J.A.Alberto – G.A.Arce – C.V.Gomez / 2013 Esta estratificación se observa tanto considerando su composición química como sus propiedades mecánicas. Así, a partir de la composición química (modelo estático), distinguimos la Corteza, el Manto y el Núcleo, mientras que según sus propiedades mecánicas (modelo dinámico) destacamos la Litosfera, la Astenósfera, la Mesosfera y el Núcleo MODELO DINÁ DINÁMICO 6 Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero -Junio 2013. ISSN 1668-5180 Resistencia, Chaco LA TIERRA : HIPÓTESIS SOBRE LA ESTRUCTURA INTERNA J.A.Alberto – G.A.Arce – C.V.Gomez / 2013 Según su composición química Publicado en formato digital: Prof. Mg. Jorge Alfredo ALBERTO - Ing. Guillermo Antonio ARCE – Prof. Claudia Verónica Gómez . LA TIERRA. ORIGEN Y CONSTITUCION. Resúmenes. Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero –Junio 2013. Resistencia, Chaco. En: http://hum.unne.edu.ar/revistas/geoweb/default.htm 7 Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero -Junio 2013. ISSN 1668-5180 Resistencia, Chaco LA TIERRA : ESTRUCTURA INTERNA EL MODELO GEOQUÍMICO I n t e n t a d e t e r m i n a r l a c o m p o s i c i ó n q uímica d e l i n t e r i o r t e r r e s t r e . A s í , considera que alrededor del 94% de la masa total de la Tierra está compuesto por un número muy reducido de elementos químicos en las s i g u i e n t e s p r o p o r c i o n e s respecto de dicha masa total: h i e r r o ( 3 4 , 6 % ) ; o x í g e n o (29,2%); silicio (15,2%) y m a g n e s i o ( 1 5 , 2 % ) . E s t o s e l e m e n t o s q u í m i c o s s e combinan formando minerales y se distribuyen en el interior de la Tierra en tres capas: la Corteza, el Manto y el Núcleo. COMPOSICIÓN QUÍMICA PROPIEDADES FÍSICAS Tiene en cuenta que la presión y la temperatura afectan mucho al comportamiento mecánico, a la densidad y al estado fisicoquímico de los materiales del interior de la Tierra. Por eso establece unas capas que no coinciden con las capas composicionales y que explican más detalladamente otras discontinuidades que aparecen en los estudios sísmicos. Son la Litosfera, la Astenósfera, la Mesosfera y la Endosfera, formada por el núcleo externo y el interno. Publicado en formato digital: Prof. Mg. Jorge Alfredo ALBERTO - Ing. Guillermo Antonio ARCE – Prof. Claudia Verónica Gómez . LA TIERRA. ORIGEN Y CONSTITUCION. Resúmenes. Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero –Junio 2013. Resistencia, Chaco. En: http://hum.unne.edu.ar/revistas/geoweb/default.htm J.A.Alberto – G.A.Arce – C.V.Gomez / 2013 EL MODELO DINÁMICO 8 Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero -Junio 2013. ISSN 1668-5180 Resistencia, Chaco MODELO DINÁMICO LA TIERRA : ESTRUCTURA INTERNA Los conocimientos sobre estas capas se obtienen principalmente de la sismología y la gravimetría. Publicado en formato digital: Prof. Mg. Jorge Alfredo ALBERTO - Ing. Guillermo Antonio ARCE – Prof. Claudia Verónica Gómez . LA TIERRA. ORIGEN Y CONSTITUCION. Resúmenes. Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero –Junio 2013. Resistencia, Chaco. En: http://hum.unne.edu.ar/revistas/geoweb/default.htm J.A.Alberto – G.A.Arce – C.V.Gomez / 2013 MODELO ESTÁTICO 9 Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero -Junio 2013. ISSN 1668-5180 Resistencia, Chaco LA TIERRA : ESTRUCTURA INTERNA Los sismos como un método de estudio Los conocimientos sobre la estructura y dinámica interna de la Tierra se deducen en forma indirecta de la sismología y la gravimetría. Sismología La Sismología es la rama de la Geofísica que estudia los sismos y fenómenos conexos. Además, investiga la estructura interna de la Tierra, mediante el análisis de la propagación de las ondas sísmicas por el interior y la superficie de la misma. ESCARPE DE FALLA EPICENTRO Sismo (Terremoto) Es común utilizar el término Temblor para calificar los sismos de regular intensidad que no causan grandes daños y la palabra Terremoto para los sismos de gran intensidad. Sin embargo el término Terremoto puede ser empleado para calificar cualquier sismo, ya que significa movimiento de tierra. HIPOCENTRO ONDAS SISMICAS FALLA El foco o hipocentro es el lugar preciso donde se produce la fractura y/o desplazamiento inicial en la falla que da origen al sismo, es decir, donde se libera la energía y del cual proviene la primera onda sísmica que se registra. Al punto situado en la superficie justo encima del foco, es llamado epicentro. Publicado en formato digital: Prof. Mg. Jorge Alfredo ALBERTO - Ing. Guillermo Antonio ARCE – Prof. Claudia Verónica Gómez . LA TIERRA. ORIGEN Y CONSTITUCION. Resúmenes. Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero –Junio 2013. Resistencia, Chaco. En: http://hum.unne.edu.ar/revistas/geoweb/default.htm J.A.Alberto – G.A.Arce – C.V.Gomez / 2013 El concepto Sismo representa el proceso físico de liberación súbita de energía de deformación acumulada en las rocas del interior de la Tierra, que se manifiesta por fractura y/o desplazamiento de bloques anteriormente fracturados. Una parte importante de la energía liberada en este proceso se propaga en forma de ondas sísmicas, las cuales son percibidas en la superficie de la Tierra como una vibración. 10 Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero -Junio 2013. ISSN 1668-5180 Resistencia, Chaco LA TIERRA: LOS SISMOS Ondas Sísmicas [Reflexión – Refracción] REFLEXIÓN REFRACCIÓN La estructura del interior de la Tierra se conoce por los registros de las ondas sísmicas que viajan por el interior de la Tierra, interpretados con base en los principios de la reflexión o refracción. Ángulo de incidencia Ángulo de ɵ1 reflexión ACOTACIÓN Medio 1 Se considera Refracción al cambio de velocidad y también de dirección al pasar un rayo vibratorio de un medio 1 (por ejemplo, suelo) a otro diferente , medio 2 (por ejemplo, roca), según la ley de Snell: Medio 2 sen ɵ1 = n1 sen ɵ2 n2 Donde: n1 = Velocidad del medio 1 n2 = Velocidad del medio 2 Ángulo de refracción Publicado en formato digital: Prof. Mg. Jorge Alfredo ALBERTO - Ing. Guillermo Antonio ARCE – Prof. Claudia Verónica Gómez . LA TIERRA. ORIGEN Y CONSTITUCION. Resúmenes. Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero –Junio 2013. Resistencia, Chaco. En: http://hum.unne.edu.ar/revistas/geoweb/default.htm J.A.Alberto – G.A.Arce – C.V.Gomez / 2013 La propagación de ondas sísmicas sigue las leyes físicas de la óptica geométrica de reflexión y refracción. Estas ondas sísmicas son elásticas y, dependiendo de la naturaleza del material que encuentren, pueden rebotar (reflexión) o atravesarlo (refracción). 11 Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero -Junio 2013. ISSN 1668-5180 Resistencia, Chaco Ondas Superficiales LA TIERRA: LOS SISMOS Ondas de Cuerpo [P – S] y Superficiales [R – L] Ondas Sísmicas Son ondas elásticas, comúnmente llamadas vibraciones, que se originan en la fuente que produjo el sismo. Viajan por el interior y la superficie de la Tierra y, según el tamaño del sismo y la distancia al epicentro, pueden ser percibidas por las personas. PP S manto superior Ondas de cuerpo manto inferior núcleo externo núcleo interno P PP Ondas Superficiales S J.A.Alberto – G.A.Arce – C.V.Gomez / 2013 Para el estudio de la constitución interna del planeta, sólo son interesantes las ondas P y S, pues son las únicas que se propagan por el interior . P P La detección y registro de las ondas sísmicas se realiza por medio de aparatos denominados sismógrafos, los cuales efectúan un registro gráfico de las vibraciones del terreno llamado sismograma. Los sismógrafos ubicados a suficiente distancia del foco del seísmo registrarán los diferentes tipos de ondas sísmicas separadamente y siempre en el mismo orden: primero las ondas primarias (P), luego las secundarias (S), y sucesivamente las ondas superficiales (R y L) Sismógrafo Foco tiempo Publicado en formato digital: Prof. Mg. Jorge Alfredo ALBERTO - Ing. Guillermo Antonio ARCE – Prof. Claudia Verónica Gómez . LA TIERRA. ORIGEN Y CONSTITUCION. Resúmenes. Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero –Junio 2013. Resistencia, Chaco. En: http://hum.unne.edu.ar/revistas/geoweb/default.htm 12 Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero -Junio 2013. ISSN 1668-5180 Resistencia, Chaco Ondas Primarias [ P ] Ondas Secundarias [ S ] ondas P ondas S Los sismógrafos registran las ondas P antes que las S Los sismógrafos no registran onda alguna (zona de sombra sísmica) Los sismógrafos no registran las ondas S Los sismógrafos registran solamente las ondas P Cada tipo de onda viaja a diferentes velocidades y al cambiar de medio pueden cambiar de velocidad y dirección de propagación. En los sismogramas se registran los distintos tiempos de llegada de cada una de ellas. Las ondas P se refractan y disminuyen de velocidad al pasar del manto al núcleo exterior. Esto crea una zona de sombra. Las ondas S, que por su naturaleza no se propagan en medios líquidos, no atraviesan el núcleo externo. Lo que origina otra zona de sombra. Publicado en formato digital: Prof. Mg. Jorge Alfredo ALBERTO - Ing. Guillermo Antonio ARCE – Prof. Claudia Verónica Gómez . LA TIERRA. ORIGEN Y CONSTITUCION. Resúmenes. Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero –Junio 2013. Resistencia, Chaco. En: http://hum.unne.edu.ar/revistas/geoweb/default.htm J.A.Alberto – G.A.Arce – C.V.Gomez / 2013 epicentro del sismo Durante un terremoto se producen diversas ondas sísmicas, unas viajan por el interior de la Tierra: son las ondas de cuerpo primarias (P) y secundarias (S), son las más rápidas. Otras ondas viajan por su superficie: ondas superficiales Rayleigh (R) y Love (L). 13 Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero -Junio 2013. ISSN 1668-5180 Resistencia, Chaco PROPAGACIÓN DE LAS ONDAS SÍSMICAS CARACTERÍSTICAS P PRIMARIAS O LONGITUDINALES VELOCIDADES Son más veloces. Se propagan por el interior del planeta Vp > Vs y Vsuperficial LARGAS O SUPERFICIALES Se propagan por el interior del planeta Son las más lentas. Sólo se propagan en superficie Transversal Dv transversal Dp Rayleigh Love Dv orbital Dp Dv Transvers Dp Dp μ K + 4/3 μ Vp = VELOCIDAD DE PROPAGACIÓN L Vs = d A mayor densidad (d), menor Vp A mayor rigidez (μ), mayor Vp Pueden atravesar medios fluidos d = Densidad del medio que atraviesan. K = módulo de incompresibilidad del medio que atraviesan. µ = Coeficiente de rigidez del medio que atraviesan. d No pueden atravesar medios fluidos ( en un medio fluido μ= 0) Dv= Dirección de vibración Dp = Dirección de propagación Publicado en formato digital: Prof. Mg. Jorge Alfredo ALBERTO - Ing. Guillermo Antonio ARCE – Prof. Claudia Verónica Gómez . LA TIERRA. ORIGEN Y CONSTITUCION. Resúmenes. Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero –Junio 2013. Resistencia, Chaco. En: http://hum.unne.edu.ar/revistas/geoweb/default.htm J.A.Alberto – G.A.Arce – C.V.Gomez / 2013 DIRECCIONES DE PROPAGACIÓN Y VIBRACIÓN Longitudinal Dv = Dp S SECUNDARIAS O TRANSVERSALES 14 Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero -Junio 2013. ISSN 1668-5180 Resistencia, Chaco PROPAGACIÓN DE LAS ONDAS SÍSMICAS Las ondas P disminuyen su velocidad al pasar de un medio rígido a uno plástico o líquido. Ondas S son de cizalla, las partículas se mueven perpendicular‐ mente a la dirección de propagación de las ondas. Las ondas S no se propagan en medios fluidos Las Ondas de superficie son Rayleigh [R] y Love [L] . Son las más lentas y las que más se sienten, causando daños a las estructuras y construcciones, y sumando pérdida de vidas humanas. Rayleigh [R] Love [L] Publicado en formato digital: Prof. Mg. Jorge Alfredo ALBERTO - Ing. Guillermo Antonio ARCE – Prof. Claudia Verónica Gómez . LA TIERRA. ORIGEN Y CONSTITUCION. Resúmenes. Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero –Junio 2013. Resistencia, Chaco. En: http://hum.unne.edu.ar/revistas/geoweb/default.htm J.A.Alberto – G.A.Arce – C.V.Gomez / 2013 Ondas P son de compresión. Las partículas se mueven en misma dirección que las ondas. 15 Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero -Junio 2013. ISSN 1668-5180 Resistencia, Chaco Velocidad (km/segundos) 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 0 0 t an m 3000 ondas P 6000 o o cle no ú n ter ex o cle o nú ern t in 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 Profundidad (km) De esta forma se conoce la profundidad y espesor de las capas del interior de la Tierra y la naturaleza de cada una de ellas: ‐ Corteza rígida. ‐ Manto (con una parte inferior sólida y una superior plástica) ‐ Núcleo externo líquido. ‐ Núcleo interno sólido. Publicado en formato digital: Prof. Mg. Jorge Alfredo ALBERTO - Ing. Guillermo Antonio ARCE – Prof. Claudia Verónica Gómez . LA TIERRA. ORIGEN Y CONSTITUCION. Resúmenes. Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero –Junio 2013. Resistencia, Chaco. En: http://hum.unne.edu.ar/revistas/geoweb/default.htm J.A.Alberto – G.A.Arce – C.V.Gomez / 2013 5000 as o nd P 4000 no se registran ondas S Profundidad (km) ondas S 2000 corteza as o nd P 1000 16 J.A.Alberto – G.A.Arce – C.V.Gomez / 2013 Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero -Junio 2013. ISSN 1668-5180 Resistencia, Chaco Publicado en formato digital: Prof. Mg. Jorge Alfredo ALBERTO - Ing. Guillermo Antonio ARCE – Prof. Claudia Verónica Gómez . LA TIERRA. ORIGEN Y CONSTITUCION. Resúmenes. Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero –Junio 2013. Resistencia, Chaco. En: http://hum.unne.edu.ar/revistas/geoweb/default.htm 17 Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero -Junio 2013. ISSN 1668-5180 Resistencia, Chaco LA TIERRA: LOS SISMOS Ondas de Cuerpo [P – S] Modelos tomográficos de la Tierra partir de ondas P y S Dos modelos tomográficos de la Tierra que usan diferentes datos (ondas P y S) a diferentes profundidades. Hay una buena coincidencia entre los rasgos mayores de los dos modelos. J.A.Alberto – G.A.Arce – C.V.Gomez / 2013 Publicado en formato digital: Prof. Mg. Jorge Alfredo ALBERTO - Ing. Guillermo Antonio ARCE – Prof. Claudia Verónica Gómez . LA TIERRA. ORIGEN Y CONSTITUCION. Resúmenes. Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero –Junio 2013. Resistencia, Chaco. En: http://hum.unne.edu.ar/revistas/geoweb/default.htm 18 Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero -Junio 2013. ISSN 1668-5180 Resistencia, Chaco LA TIERRA : ESTRUCTURA INTERNA El calor interno como un método de estudio En la última década, al estudio de los sismos (tomografía sísmica) se han sumado investigaciones referidas al calor interno de la Tierra (geoquímica isotópica) proporcionado información sobre la estructura y dinámica interna terrestre, las cuales han sido complementadas con simulaciones numéricas en supercomputadoras. Energía Geotérmica Variación de la temperatura con la profundidad La energía geotérmica, o calor interno de la Tierra, corresponde a un aumento medio de temperatura de 0,03 °C por metro que se profundiza (30 °C/km). J.A.Alberto – G.A.Arce – C.V.Gomez / 2013 De los flujos internos de energía que existen en la Tierra, la geotérmica es la principal responsable de procesos geológicos tales como el magmatismo, el metamorfismo y la sismicidad, así como causa de otra fuente de energía, la mecánica, generadora, a su vez, de las deformaciones terrestres. Por ello es necesario un conocimiento profundo del flujo térmico y sus variaciones para comprender los procesos internos de la Tierra. Publicado en formato digital: Prof. Mg. Jorge Alfredo ALBERTO - Ing. Guillermo Antonio ARCE – Prof. Claudia Verónica Gómez . LA TIERRA. ORIGEN Y CONSTITUCION. Resúmenes. Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero –Junio 2013. Resistencia, Chaco. En: http://hum.unne.edu.ar/revistas/geoweb/default.htm 19 Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero -Junio 2013. ISSN 1668-5180 Resistencia, Chaco DINÁMICA DEL CALOR INTERNO DE LA TIERRA El gradiente geotérmico se mantiene constante sólo en los primeros kilómetros y rápidamente desciende para no sobrepasar posiblemente, los 6.000 °C en el Núcleo. Uranio ‐ 235 Por lo tanto, una gran parte del calor interno que llega a la superficie se genera en la Corteza debido a la presencia de isótopos radiactivos de vida larga: U238, Th232, K40 y U235, los únicos con capacidad de generar calor y con vidas medias comparables a la edad de la Tierra. ENERGÍA Subproductos radiactivos (casi todos desechos) El calor producido durante la formación de la Tierra es la otra fuente que, sumada a la radiactiva, sería la responsable del flujo terrestre. ACOTACIÓN La variación de la temperatura con respecto a la profundidad se denomina gradiente geotérmico (∆T/ʐ), el flujo térmico (q) vendrá dado por: q = K • ∆T/ʐ, donde K es la conductividad térmica. Publicado en formato digital: Prof. Mg. Jorge Alfredo ALBERTO - Ing. Guillermo Antonio ARCE – Prof. Claudia Verónica Gómez . LA TIERRA. ORIGEN Y CONSTITUCION. Resúmenes. Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero –Junio 2013. Resistencia, Chaco. En: http://hum.unne.edu.ar/revistas/geoweb/default.htm J.A.Alberto – G.A.Arce – C.V.Gomez / 2013 La complejidad en conocer la distribución de cada una de las fuentes caloríferas en el flujo terrestre aumenta cuando el flujo térmico previsto en el límite núcleo‐ manto es el mismo que el de la superficie terrestre, con lo cual el Manto sería el medio transmisor del calor del núcleo. neutrones libres 20 Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero -Junio 2013. ISSN 1668-5180 Resistencia, Chaco a El diagrama ilustra el transporte de calor por conducción. Incluso en la materia sólida, los átomos no permanecen en posiciones fijas y estables sino que vibran continuamente (excepto en el 0 absoluto de temperatura), de ahí que al aumentar la temperatura aumente la agitación de los átomos. Cuando el calor se transmite por conducción, los átomos con mayor energía provocan distorsiones en los átomos vecinos, transfiriendo parte de esta energía, de modo que el calor se transmite lentamente de un punto a otro. b Esquema que ilustra el transporte de calor por convección en un líquido cuando se calienta. c Convección en el Manto terrestre. Publicado en formato digital: Prof. Mg. Jorge Alfredo ALBERTO - Ing. Guillermo Antonio ARCE – Prof. Claudia Verónica Gómez . LA TIERRA. ORIGEN Y CONSTITUCION. Resúmenes. Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero –Junio 2013. Resistencia, Chaco. En: http://hum.unne.edu.ar/revistas/geoweb/default.htm J.A.Alberto – G.A.Arce – C.V.Gomez / 2013 Transporte de calor en la Tierra por conducción y convección 21 Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero -Junio 2013. ISSN 1668-5180 Resistencia, Chaco A continuación se describen los diversos procesos que originan el calor de la Tierra, considerando la parte del interior del planeta donde tienen lugar. ̶ Calor latente de cristalización: Límite entre el Núcleo interno y el externo. El núcleo interno se halla en estado sólido mientras que el externo es líquido. En el Núcleo externo se dan reacciones de cristalización de forma continua; estas reacciones son exotérmicas y por tanto desprenden calor. Este calor se denomina calor latente de cristalización. ̶ Gravitación: La gravedad ejerce una fuerza de compresión hacia el centro del planeta, y en el proceso de contracción de la masa terrestre se genera calentamiento por fricción. ̶ ̶ ̶ Calor cinético o de rozamiento: Entre el Núcleo externo y el Manto terrestre. Es la energía en forma de calor que se libera como consecuencia del rozamiento producido por la distinta respuesta del Núcleo externo y el Manto ante los campos de fuerza de la Luna y el Sol (fuerzas de marea). ̶ Reacciones fisicoquímicas exotérmicas del Manto: Las elevadas presiones y la alta temperatura provocan que los minerales sean inestables y se produzcan cambios de fases continuos, que a su vez generan energía en forma de calor. Descomposición radiogénica de isótopos en la Corteza y el Manto: Las rocas que forman la Litosfera (compuesta por la Corteza y la parte superior del Manto), son ricas en minerales que contienen elementos radioactivos como los isótopos U235, U238, Th232 y K40. Las reacciones de descomposición de estos isótopos son exotérmicas. Éste es el proceso que más calor aporta a la superficie de la Tierra. Hay que tener presente que la temperatura de la Tierra aumenta hacia el interior desde una media global en superficie de 15ºC hasta más de 5000ºC en el Núcleo interno. Publicado en formato digital: Prof. Mg. Jorge Alfredo ALBERTO - Ing. Guillermo Antonio ARCE – Prof. Claudia Verónica Gómez . LA TIERRA. ORIGEN Y CONSTITUCION. Resúmenes. Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero –Junio 2013. Resistencia, Chaco. En: http://hum.unne.edu.ar/revistas/geoweb/default.htm J.A.Alberto – G.A.Arce – C.V.Gomez / 2013 Calor remanente de la formación del planeta: Se trata del calor, aún presente, producto de las colisiones entre los residuos estelares del disco protoplanetario que dio origen a la Tierra. 22 Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero -Junio 2013. ISSN 1668-5180 Resistencia, Chaco Procesos de convección o dinámica interna de la Tierra La convección térmica del Núcleo de la Tierra, calienta desde el interior el material de las capas de la Mesosfera y Astenosfera, originando en ellas “corrientes de convección”, que transfieren el calor del Núcleo hasta la base de la Litosfera más fría. Las corrientes de convección ascienden y se separan en la base de la Litosfera, la cual sufre tensión y se rompe en numerosas fracturas escalonadas (fallas directas o normales) a ambos lados de la línea de sutura o rift, formando una depresión tectónica estrecha y larga , que sería la iniciación de un futuro océano. A través de la línea de sutura, que es una grieta profunda que atraviesa la Litosfera, asciende desde la Astenosfera el material rocoso fundido (magma basáltico) que se derrama a ambos lados de la sutura, recubriendo el fondo de la depresión tectónica y formando nueva Corteza oceánica. Los fragmentos de la Litosfera dividida son desplazados horizontalmente y en sentido opuesto sobre la Astenosfera, debido a la acción de las corrientes convectivas y al descenso gravitatorio como consecuencia de la pendiente originada en la zona de tensión. Allí, donde las corrientes convectivas convergen, descienden y se introducen en la Astenosfera, arrastran la base de litosfera, originando una zona deprimida o fosa oceánica, por compresión [subducción]. En la actualidad algunos científicos postulan que no existe la Astenosfera ni el arrastre de la litosfera y que la celdas de convección incluyen la litosfera como la parte fría de un único ciclo convectivo. Publicado en formato digital: Prof. Mg. Jorge Alfredo ALBERTO - Ing. Guillermo Antonio ARCE – Prof. Claudia Verónica Gómez . LA TIERRA. ORIGEN Y CONSTITUCION. Resúmenes. Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero –Junio 2013. Resistencia, Chaco. En: http://hum.unne.edu.ar/revistas/geoweb/default.htm J.A.Alberto – G.A.Arce – C.V.Gomez / 2013 Zona de Subducción [destrucción de Corteza) o convergencia de placas fera nos Núcleo e ra Mes osfe ra Litosfera sosf Me Aste nosf Litosfera era Celdas de convección Aste Zona de Convección [construcción de Corteza) o divergencia de placas 23 Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero -Junio 2013. ISSN 1668-5180 Resistencia, Chaco SIMULACIÓN DEL MANTO DE CONVECCIÓN J.A.Alberto – G.A.Arce – C.V.Gomez / 2013 Walter Kiefer (LPI) y Louise Kellogg (Universidad California) Publicado en formato digital: Prof. Mg. Jorge Alfredo ALBERTO - Ing. Guillermo Antonio ARCE – Prof. Claudia Verónica Gómez . LA TIERRA. ORIGEN Y CONSTITUCION. Resúmenes. Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero –Junio 2013. Resistencia, Chaco. En: http://hum.unne.edu.ar/revistas/geoweb/default.htm 24 Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero -Junio 2013. ISSN 1668-5180 Resistencia, Chaco Resultado de los procesos de convección CONVECCIÓN (divergencia de placas oceánicas) SUBDUCCIÓN (convergencia de placas oceánicas) CONVECCIÓN (divergencia de placas continentales) SUBDUCCIÓN (convergencia de placas oceánica y continental) RIFT CONTINENTALES DORSALES OCEÁNICAS Volcá Volcán Hawaiano o en Escudo Estrato Volcá Estrato Volcán Arco de Islas PLACA OCEÁ PLACA OCEÁNICA PLACA OCEÁ PLACA OCEÁNICA PLACA CONTINENTAL LITOSFERA PLACA OCEÁ PLACA OCEÁNICA Punto Caliente ASTENOSFERA (Hot Spot) MESOSFERA NUCLEO límite destructivo límite transformante límite constructivo límite destructivo límite constructivo Publicado en formato digital: Prof. Mg. Jorge Alfredo ALBERTO - Ing. Guillermo Antonio ARCE – Prof. Claudia Verónica Gómez . LA TIERRA. ORIGEN Y CONSTITUCION. Resúmenes. Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero –Junio 2013. Resistencia, Chaco. En: http://hum.unne.edu.ar/revistas/geoweb/default.htm J.A.Alberto – G.A.Arce – C.V.Gomez / 2013 Trinchera Trinchera 25 Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero -Junio 2013. ISSN 1668-5180 Resistencia, Chaco Flujos de calor B B B B A A 0 40 60 85 120 mW 180 240 350 m‐2 ACOTACIÓN El flujo térmico medio del planeta (qm) es de 0,06Wm‐2, siendo algo mayor en la litosfera oceánica respecto de la continental. Se alcanzan valores especialmente altos en las dorsales [A] y bajos en las zonas de subducción [B]. Publicado en formato digital: Prof. Mg. Jorge Alfredo ALBERTO - Ing. Guillermo Antonio ARCE – Prof. Claudia Verónica Gómez . LA TIERRA. ORIGEN Y CONSTITUCION. Resúmenes. Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero –Junio 2013. Resistencia, Chaco. En: http://hum.unne.edu.ar/revistas/geoweb/default.htm J.A.Alberto – G.A.Arce – C.V.Gomez / 2013 A 26 Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero -Junio 2013. ISSN 1668-5180 Resistencia, Chaco LA TIERRA : ESTRUCTURA INTERNA El magnetismo terrestre como un método de estudio La Tierra tiene un campo magnético originado por su estructura interna (campo principal), la influencia de la ionosfera con el viento solar (campo exterior) y al magnetismo de las rocas de la Corteza (campo cortical). El Núcleo, la capa más interna del planeta, se divide en Núcleo interno, sólido de 1.220 km de radio, y Núcleo externo, fundido de 2.260 km de espesor. El límite entre ambos corresponde a las condiciones de presión y temperatura de cristalización del hierro (Fe). En el Núcleo se genera el campo magnético que protege a los seres vivos de los rayos cósmicos procedentes del Sol por medio de la magnetosfera, lo que también da lugar a las auroras. Parece ser que la dinámica del núcleo puede modificar la rotación terrestre e incidir en la evolución del clima. La influencia del Núcleo en los procesos de las capas superiores y de la tectónica de placas en particular parece ser cada vez más evidente. Campo Magnético Terrestre ( Campo Exterior) Publicado en formato digital: Prof. Mg. Jorge Alfredo ALBERTO - Ing. Guillermo Antonio ARCE – Prof. Claudia Verónica Gómez . LA TIERRA. ORIGEN Y CONSTITUCION. Resúmenes. Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero –Junio 2013. Resistencia, Chaco. En: http://hum.unne.edu.ar/revistas/geoweb/default.htm J.A.Alberto – G.A.Arce – C.V.Gomez / 2013 El campo magnético y flujos de calor en el núcleo 27 Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero -Junio 2013. ISSN 1668-5180 Resistencia, Chaco Origen del campo magnético El origen del campo magnético, que lleva funcionando desde hace por lo menos 3.500 millones de años, se debe a las corrientes que se crean de materiales que suben al cristalizar el Núcleo externo en el límite con el interno y liberarse líquidos menos densos de oxígeno y azufre y líquidos más densos que se sumergen, es decir, una convección composicional. Campo Magnético Terrestre ( campo Principal) Los modelos teóricos como, por ejemplo, el de F. H. Busse (figura de la izquierda), propone que la convección térmica genera alrededor del Núcleo interno unas columnas convectivas con ejes paralelos al de rotación de la Tierra. Los modelos experimentales actuales parecen confirmar el modelo anterior, al generarse movimientos turbulentos pero organizados en circulación paralela al eje de rotación. Publicado en formato digital: Prof. Mg. Jorge Alfredo ALBERTO - Ing. Guillermo Antonio ARCE – Prof. Claudia Verónica Gómez . LA TIERRA. ORIGEN Y CONSTITUCION. Resúmenes. Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero –Junio 2013. Resistencia, Chaco. En: http://hum.unne.edu.ar/revistas/geoweb/default.htm J.A.Alberto – G.A.Arce – C.V.Gomez / 2013 La cristalización (cambio de fase de líquido a sólido), libera calor produciendo el ascenso de las masas calientes y el descenso de las masas frías, esto es, una convección térmica. 28 Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero -Junio 2013. ISSN 1668-5180 Resistencia, Chaco Campo Magnético Terrestre ( Campo Cortical) Inversiones del campo magnético terrestre: El estudio paleomagnético de las rocas permitió observar que se han producido inversiones de la polaridad del campo magnético en distintas épocas de la historia de la Tierra, cuyo origen es desconocido. En efecto, estudiando el magnetismo remanente de rocas de diferentes edades, se observa que con éstas se pueden formar dos grandes grupos: J.A.Alberto – G.A.Arce – C.V.Gomez / 2013 a.rocas con magnetización normal, coincidente con la polaridad del campo magnético actual, y b.rocas con magnetización inversa. El campo magnético terrestre invierte su polaridad, es decir, el polo Norte magnético pasa a ser el polo Sur, y viceversa. Estas inversiones se suceden en intervalos de tiempo que oscilan desde los 10.000 años hasta los 25 millones de años. Publicado en formato digital: Prof. Mg. Jorge Alfredo ALBERTO - Ing. Guillermo Antonio ARCE – Prof. Claudia Verónica Gómez . LA TIERRA. ORIGEN Y CONSTITUCION. Resúmenes. Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero –Junio 2013. Resistencia, Chaco. En: http://hum.unne.edu.ar/revistas/geoweb/default.htm 29 Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero -Junio 2013. ISSN 1668-5180 Resistencia, Chaco SIMULACIÓN DE LAS INVERSIONES DEL CAMPO MAGNÉTICO TERRESTRE Durante proceso de polaridad normal Durante proceso de cambio de polaridad (polaridad inversa) Publicado en formato digital: Prof. Mg. Jorge Alfredo ALBERTO - Ing. Guillermo Antonio ARCE – Prof. Claudia Verónica Gómez . LA TIERRA. ORIGEN Y CONSTITUCION. Resúmenes. Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero –Junio 2013. Resistencia, Chaco. En: http://hum.unne.edu.ar/revistas/geoweb/default.htm 30 Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero -Junio 2013. ISSN 1668-5180 Resistencia, Chaco En 1963, los geofísicos ingleses Frederick Vine y Drummond Matthews, publicaron un artículo en la revista Nature donde presentaron datos a favor de la brillante pero especulativa idea de Hess. Vine y Matthews reportaron mediciones de anomalías magnéticas en los fondos marinos al sur de Islandia, obtenidas mediante un magnetómetro muy sensible remolcado por un buque. Los registros magnetométricos indicaban patrones lineales muy claros de anomalías magnéticas positivas (donde la fuerza magnética era mayor que el promedio) y negativas (donde la fuerza magnética era menor que el promedio). Las anomalías magnéticas eran también simétricas con respecto al eje de la cadena montañosa del fondo marino. Esta observación encajaba con la del francés Bernard Bruhnes, quien en 1906 había propuesto que el campo magnético terrestre se invertía más o menos cada medio millón de años. Vine y Matthews concluyeron que las rocas volcánicas de los fondos marinos estaban registrando la polaridad del magnetismo terrestre en el momento de su cristalización; conforme se invertía esta polaridad las rocas que se formaban constantemente en las dorsales oceánicas iban registrando los cambios polaridad. De esta manera propusieron que la anchura de las franjas magnéticas debería ser proporcional a la de velocidad de separación de las placas. Esquema con las anomalías magnéticas del fondo marino publicado por Vine y Matthews. Las anomalías positivas (polaridad normal) se muestran en negro. Nótese la simetría de las franjas con respecto a la franja central. Publicado en formato digital: Prof. Mg. Jorge Alfredo ALBERTO - Ing. Guillermo Antonio ARCE – Prof. Claudia Verónica Gómez . LA TIERRA. ORIGEN Y CONSTITUCION. Resúmenes. Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero –Junio 2013. Resistencia, Chaco. En: http://hum.unne.edu.ar/revistas/geoweb/default.htm 31 J.A.Alberto – G.A.Arce – C.V.Gomez / 2013 Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero -Junio 2013. ISSN 1668-5180 Resistencia, Chaco Publicado en formato digital: Prof. Mg. Jorge Alfredo ALBERTO - Ing. Guillermo Antonio ARCE – Prof. Claudia Verónica Gómez . LA TIERRA. ORIGEN Y CONSTITUCION. Resúmenes. Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero –Junio 2013. Resistencia, Chaco. En: http://hum.unne.edu.ar/revistas/geoweb/default.htm 32 Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero -Junio 2013. ISSN 1668-5180 Resistencia, Chaco Deriva polar Las figuras A y B muestran la curva de deriva polar aparente para Europa y América del Norte durante los últimos 500 millones de años. El hecho de que se observen distintas trayectorias para cada continente demuestra que son los continentes los que se han desplazado, de manera que al estudiar el paleomagnetismo de las rocas, se obtienen estas trayectorias ficticias de deriva polar. Uno de los resultados más espectaculares de los estudios de paleomagnetismo fue la denominada deriva aparente de los polos. En efecto, estos estudios demostraron que durante los últimos 500 millones de años los polos habían ocupado distintas posiciones, describiendo una serie de trayectorias que variaban según que las muestras rocosas estudiadas estuvieran localizadas en uno u otro continente. El hecho de que se observen distintas trayectorias para cada continente demuestra que no son los polos los que se han movido durante épocas pasadas de la Tierra, ya que, en este caso, observaríamos la misma trayectoria independientemente del continente estudiado, sino que los polos permanecen en posiciones más o menos fijas (salvo cuando se producen las inversiones) y son los continentes los que se han desplazado. Publicado en formato digital: Prof. Mg. Jorge Alfredo ALBERTO - Ing. Guillermo Antonio ARCE – Prof. Claudia Verónica Gómez . LA TIERRA. ORIGEN Y CONSTITUCION. Resúmenes. Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero –Junio 2013. Resistencia, Chaco. En: http://hum.unne.edu.ar/revistas/geoweb/default.htm J.A.Alberto – G.A.Arce – C.V.Gomez / 2013 A partir de la dirección del magnetismo remanente de una roca, se puede determinar la posición del polo magnético en el momento en que la roca adquirió su imantación. Conociendo la inclinación magnética remanente de una roca, podemos fácilmente deducir la latitud que ocupaba la roca cuando adquirió esta magnetización, y, por lo tanto, deducir la distancia al polo magnético. Por otro lado, si medimos la declinación magnética, podremos conocer la posición que ocupaba el polo magnético. Estudiando el magnetismo de las rocas podemos, por consiguiente, deducir las variaciones del campo magnético terrestre en distintas épocas de la historia de la Tierra. 33 Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero -Junio 2013. ISSN 1668-5180 Resistencia, Chaco La gravedad ha producido una estratificación por densidad de los elementos, así que la presión aumenta constantemente hacia el interior. ALGUNAS CONSIDERACIONES En el interior de la Tierra hay un gradiente de presión y temperatura que produce cambios en la composición química y mineralógica de las rocas. MODELO ESTÁTICO (basado en la composición química de las capas) Corteza continental (25 a 70 km) Manto Superior Astenosfera zona de transición 670 km Manto Inferior Discontinuidad de Mohorovicic 670 km Discontinuidad de Repetti Mesosfera Nivel ‐ Capa D´´ 2900 km 5120 km zona de transición Núcleo Interno 6378 km Discontinuidad de Gutenberg Discontinuidad de Wiechert 2900 km Núcleo Externo Endosfera Núcleo Externo 35 km 75 km 350 km zona de transición 5120 km Núcleo Interno J.A.Alberto – G.A.Arce – C.V.Gomez / 2013 Corteza oceánica (6 a 12 km) La temperatura también aumenta debido a reacciones MODELO DINÁMICO exotérmicas de decaimiento (basado en el comportamiento de los elementos mecánico de los materiales) radioactivos. Litosfera 6378 km Publicado en formato digital: Prof. Mg. Jorge Alfredo ALBERTO - Ing. Guillermo Antonio ARCE – Prof. Claudia Verónica Gómez . LA TIERRA. ORIGEN Y CONSTITUCION. Resúmenes. Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero –Junio 2013. Resistencia, Chaco. En: http://hum.unne.edu.ar/revistas/geoweb/default.htm 34 Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero -Junio 2013. ISSN 1668-5180 Resistencia, Chaco LA CORTEZA TERRESTRE CORTEZA OCEÁ CORTEZA OCEÁNICA La Corteza tiene un espesor muy variable. La Corteza oceánica tiene un espesor de tan solo de 5 km y su composición es basáltica. CORTEZA CONTINENTAL La Corteza continental varia entre 35 y 65 km y tiene una composición mucho mas variable (granítica). Los espesores mayores corresponden con cadenas montañosas jóvenes y núcleos antiguos. MANTO Placa: Segmento de Litosfera conformado por Corteza continental y/o oceánica, con escasa actividad sísmica o volcánica internamente y en cambio muy desarrollada en sus bordes ó límites los cuáles pueden ser: rocas sedimentarias Divergentes ó constructivos: con formación de nueva corteza (se construye Litosfera, hay movimiento divergente). corteza oceá corteza oceánica ≠ Convergentes ó destructivos: con destrucción de corteza (se destruye Litosfera; hay movimiento convergente). Intrusiones graní graníticas y de otras rocas plutó plutónicas ≠ gabros 35 a 75 km km ≅ 35 a 75 5 a 6 km km ≅ 5 a 6 basaltos submarinos Transformantes ó conservativos: con deslizamiento de corteza, no se construye ni se destruye corteza (contacto de dos placas, movimiento deslizante o transcurrente). Bordes Transformantes gneises J.A.Alberto – G.A.Arce – C.V.Gomez / 2013 SUPERIOR corteza continental sedimentos LITOSFERA Discontinuidad de Mohorovicic de Mohorovicic Bordes Constructivos Bordes Destructivos Publicado en formato digital: Prof. Mg. Jorge Alfredo ALBERTO - Ing. Guillermo Antonio ARCE – Prof. Claudia Verónica Gómez . LA TIERRA. ORIGEN Y CONSTITUCION. Resúmenes. Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero –Junio 2013. Resistencia, Chaco. En: http://hum.unne.edu.ar/revistas/geoweb/default.htm 35 J.A.Alberto – G.A.Arce – C.V.Gomez / 2013 Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero -Junio 2013. ISSN 1668-5180 Resistencia, Chaco Publicado en formato digital: Prof. Mg. Jorge Alfredo ALBERTO - Ing. Guillermo Antonio ARCE – Prof. Claudia Verónica Gómez . LA TIERRA. ORIGEN Y CONSTITUCION. Resúmenes. Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero –Junio 2013. Resistencia, Chaco. En: http://hum.unne.edu.ar/revistas/geoweb/default.htm 36 Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero -Junio 2013. ISSN 1668-5180 Resistencia, Chaco Revista Scala (1990). Penetrando la Tierra. pp. 54 ‐ 55 ACOTACIÓN Ciertamente, desde hace unos años, los investigadores poseen buenos conocimientos acerca de la estructura de la corteza terrestre bajo los océanos, pues allí es relativamente delgada y puede ser fácilmente investigada a través de perforaciones. Pero la Corteza oceánica se diferencia considerablemente de la continental. La corteza bajo los océanos, con un espesor promedio de 8 kilómetros, es relativamente homogénea y no tiene más de 180 millones de años de antigüedad. En cambio, la corteza continental tiene un espesor de unos 35 kilómetros, una estructura heterogénea en un estrato doble y hasta 4000 millones de años de antigüedad. Publicado en formato digital: Prof. Mg. Jorge Alfredo ALBERTO - Ing. Guillermo Antonio ARCE – Prof. Claudia Verónica Gómez . LA TIERRA. ORIGEN Y CONSTITUCION. Resúmenes. Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero –Junio 2013. Resistencia, Chaco. En: http://hum.unne.edu.ar/revistas/geoweb/default.htm J.A.Alberto – G.A.Arce – C.V.Gomez / 2013 Perfil resultante del «Programa continental de perforación profunda de la República Federal de Alemania» (IKB), en el Alto Palatinado realizado de 1986 a 1990. Los geólogos y los geofísicos complementaron dicho estudio con la reflexión de ondas de sonido a partir de mediciones sismológicas, en experimentos con la conductibilidad eléctrica de estratos superficiales y profundos de la Corteza terrestre, y también en la observación, a lo largo de años, de los diferentes temblores producidos en grandes profundidades de la Corteza. 37 Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero -Junio 2013. ISSN 1668-5180 Resistencia, Chaco EL LÍMITE ENTRE CORTEZA Y MANTO EL MANTO El límite entre Corteza y Manto lo constituye una discontinuidad sísmica llamada discontinuidad de Mohorovicich o simplemente Moho. El límite Manto/Núcleo está marcado por una capa D” de un notable descenso de velocidad de las ondas P. El Manto está compuesto por silicatos de Fe y Mg (rocas tipo peridotitas y dunitas, compuestas principalmente por minerales tales como olivino y piroxenos). Se cree que esto se debe a un cambio de composición geoquímica de las rocas: de gabro a peridotita, es decir a un mayor dominio del olivino (> Fe y Mg). Esta hipótesis ha sido comprobada por los xenolitos acarreados por los basaltos alcalinos asociados al volcanismo intraplaca. Nuestro conocimiento de la composición del Manto procede de datos experimentales y el examen de material traído a la superficie por la actividad volcánica y particularmente las chimeneas de kimberlita. Observaciones de incrementos de velocidad de las ondas S y P a los 410 y a los 660 km., lo que sugieren un cambio de fase mineralógica en estos niveles a materiales de misma composición pero mayor densidad . El cambio observado a 660 km se considera el límite entre un Manto inferior y superior. EL NÚCLEO Los datos de gravimetría y sismología, aunados a experimentos de laboratorio donde se simulan la condiciones de presión y temperatura del interior de la Tierra, nos indican que el núcleo debe estar constituido por metales pesados y en particular de Fe. Sin embargo, cálculos gravimétricos sugieren que su composición debe contener también un 10% de elementos ligeros como Si, C, O, S y H. J.A.Alberto – G.A.Arce – C.V.Gomez / 2013 En este límite se incrementa la velocidad de las ondas sísmicas aumenta la densidad de las rocas. El Núcleo externo debe ser liquido ya que en él no se propagan las ondas S. Esta es la región de la Tierra donde se genera el campo magnético. El Núcleo interior es sólido. La temperatura del Núcleo se estima en aproximadamente 4500º ‐ 5000º K al límite con el Manto inferior y de entre 6500º y 7000º K al límite Núcleo inferior‐exterior. Publicado en formato digital: Prof. Mg. Jorge Alfredo ALBERTO - Ing. Guillermo Antonio ARCE – Prof. Claudia Verónica Gómez . LA TIERRA. ORIGEN Y CONSTITUCION. Resúmenes. Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero –Junio 2013. Resistencia, Chaco. En: http://hum.unne.edu.ar/revistas/geoweb/default.htm 38 Revista Geográfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Año 10. Nº19. Enero -Junio 2013. ISSN 1668-5180 Resistencia, Chaco Bibliografía Consultada: Chile, Universidad de Atacama, Departamento de Geología: //plata.uda.cl/minas/apuntes/Geología/geologiageneral/geogenap.html INPRES ‐ Instituto Nacional de Prevención Sísmica Secretaría de Obras Pública. 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