Corteza terrestre

TEMA 1. La corteza terrestre
1.-Estructura de la geosfera
1.1.-Las capas de la geosfera
1.2.-Las ondas sísmicas.
1.3.-Discontinuidades sísmicas
2.-La corteza terrestre
2.1.-Tipos de corteza terrestre
2.2.-Estructura horizontal de la corteza terrestre
2.3.-Composición de la corteza terrestre: minerales vs rocas
3.-Placas tectónicas
3.1.-Características generales.
3.2.-El movimiento de las placas tectónicas
3.3.-Tipos de bordes de placas
1.-Estructura de la geosfera
1.1.-Las capas de la geosfera
-La Tierra está organizada en capas: atmósfera (formada por aire), hidrosfera (por agua) y geosfera (por
rocas).
-Estas capas están ordenadas en función de su densidad. La densidad de las capas terrestres aumentan con
la profundidad.
La geosfera se divide en subcapas donde la temperatura y la
presión aumentan con la profundidad:
Atmósfera
1.-Corteza: es la capa más externa y delgada de la
(1000 km)
geosfera (entre 15 y 50 km aprox.). Predominan las rocas en
1
estado sólido.
2.-Manto: supone aproximadamente el 85 % del volumen
2a
2b
3b
3a
terrestre.
Alcanza
los
2900
km
de
profundidad.
En
su
composición predominan los minerales de hierro y magnesio. Se
divide en manto superior (2a) y manto inferior (2b), separadas a
670 km de profundidad.
3.-Núcleo: es la capa más interna y densa de la Tierra. Tiene
unos
3400
km
temperaturas
de
espesor.
superiores
a
En
los
su
interior
6500
se
ºC.
alcanzan
Formado
mayoritariamente por minerales de hierro y níquel. Se divide en
núcleo externo (3a) y núcleo interno (3b). El núcleo externo es
Material didáctico elaborado por Miguel Ángel Núñez Granados
fluido y gira alrededor del núcleo interno sólido.
1.2.-Las ondas sísmicas
-Las ondas sísmicas son las ondas que dan lugar a los terremotos (o seísmos). Se forman por la fractura de
rocas en el interior terrestre y se propagan a modo de vibraciones que afectan a los materiales de la geosfera.
-Hipocentro: foco o punto donde se produce la fractura de las rocas que origina las ondas sísmicas. Suele
estar localizado en el interior de la corteza terrestre.
-Epicentro: es el punto de la superficie terrestre más cercano al hipocentro. Es el punto donde se origina el
terremoto.
TIPOS DE ONDAS SÍSMICAS
Hipocentro
Falla
(plano de fractura
de rocas)
ONDAS PRIMARIAS
Dirección de propagación
Material didáctico elaborado por Miguel Ángel Núñez Granados
Epicentro
1.-Ondas internas: son ondas de volumen (se
propagan en las tres dimensiones). Su velocidad
disminuye con la viscosidad del medio que atraviesan.
1.a.-Ondas primarias (ondas P): su velocidad de
propagación es mayor que las ondas S.
1.b.-Ondas secundarias (ondas S): no se propagan
por los medios fluidos.
2.-Ondas superficiales (ondas L): se propagan solo a
través de la superficie terrestre. Son las responsables
de los terremotos. Se forman cuando las ondas P
llegan al epicentro del terremoto.
ONDAS SECUNDARIAS
Dirección de propagación
ONDAS SUPERFICIALES
Dirección de propagación
1.3.-Discontinuidades sísmicas
-El estudio de las ondas sísmicas ha permitido detectar
LA PROPAGACIÓN DE LAS ONDAS SÍSMICAS
foco
anomalías en su comportamiento en su viaje a través
discontinuidades sísmicas.
sismógrafo
sismógrafo
Ondas P y S
Ondas P
-Discontinuidades sísmicas: son aquellas zonas del
interior terrestre donde se producen cambios bruscos en
Ondas P y S
Ondas P
NÚCLEO
INTERNO
la velocidad y dirección de las ondas sísmicas. Estas
NÚCLEO EXTERNO
zonas se corresponden con los límites de las capas de la
MANTO INFERIOR
geosfera.
Material didáctico elaborado por Miguel Ángel Núñez Granados
del interior terrestre. Dichas anomalías se denominan
-La velocidad de las ondas P es mayor que la de las ondas S.
-Se observan las siguientes anomalías:
1.-Discontinuidad de MOHOROVICIC (entre 10 y 70 km de
profundidad): aumentan la velocidad.
2.-Discontinuidad de REPETTI (670 km): disminuye la
aceleración.
3.-Discontinuidad de GUTENBERG (2900 km): disminuye
bruscamente la velocidad de las ondas P y se extinguen las
ondas S.
4.-Discontinuidad de LEHMANN (5100 km): aumenta la
velocidad de las ondas P.
Material didáctico elaborado por Miguel Ángel Núñez Granados
Gráfica: velocidad de las ondas sísmicos respecto a la
profundidad terrestre:
4.-Lehmann
9
foco
sismógrafo
Ondas P y S
Ondas P y S
ondas P
Ondas P
Ondas P
ondas S
NÚCLEO
INTERNO
6
NÚCLEO EXTERNO
3
MANTO
INFERIOR
MANTO
SUPERIOR
10-70
670
NÚCLEO
EXTERNO
2900
NÚCLEO
INTERNO
5100
MANTO INFERIOR
6371
profundidad (km)
Material didáctico elaborado por Miguel Ángel Núñez Granados
DISCONTINUIDADES SISMICAS
Nombre
Profundidad
Límite
Interpretación
MOHOROVICIC
10 a 70 km
Cortezamanto sup.
-La velocidad de las ondas aumenta por un incremento de la densidad de los componentes
del manto
REPETTI
670 km
Manto sup.manto inf.
-Disminuye la aceleración (aunque la velocidad sigue aumentando) de las ondas sísmicas.
Puede deberse al aumento de la viscosidad en el manto inferior
GUTENBERG
2900 km
Manto inf.núcleo ext.
-Las ondas P disminuyen su velocidad y las ondas S dejan de propagarse debido al estado
fluido del núcleo externo
LEHMANN
5100 km
Núcleo ext.núcleo int.
-Las ondas P aumentan su velocidad debido a la rigidez de los materiales del núcleo interno
(*) Canal de baja
velocidad
Entre los 100 y 300 km. Se corresponde con
la ASTENOSFERA
-Disminuye la velocidad sísmica por un aumento de la viscosidad del manto superior
Material didáctico elaborado por Miguel Ángel Núñez Granados
3.-Gutenberg
2.-Repetti
1.-Moho
12
LA PROPAGACIÓN DE LAS ONDAS SÍSMICAS
sismógrafo
Canal de baja
velocidad
velocidad de las ondas sísmicas (km/s)
1.3.-Discontinuidades sísmicas
2.-La corteza terrestre
2.1.-Tipos de corteza terrestre
-La corteza terrestre es la capa más externa y delgada de la geosfera. Su grosor (entre 10 y 70 km) equivale
a menos del 1 % del radio terrestre (6357-6378 km).
-Vivimos sobre la corteza terrestre; minas, pozos y túneles se excavan en ella. Los mares y océanos están
sobre la corteza terrestre.
-Las fuertes presiones han impedido hasta hoy la perforación completa de la corteza terrestre.
TIPOS DE CORTEZA TERRESTRE
Zócalo o
escudo
Orógeno
Cuenca
continental
CORTEZA CONTINENTAL
Plataforma
continental
Talud
continental
Llanura
abisal
Dorsal
oceánica
CORTEZA OCEÁNICA
Material didáctico elaborado por Miguel Ángel Núñez Granados
a) Corteza continental: forma los continentes. Su espesor varía entre 30 y 50 km
(excepcionalmente 70 km en el Himalaya). Está formada por muchos tipos de rocas.
b) Corteza oceánica: constituye el fondo de los océanos. Es más delgada que la
continental (entre 8-10 km). Está formada principalmente por un solo tipo de roca
(basalto).
2.2.-Estructura horizontal de la corteza terrestre
ESTRUCTURA HORIZONTAL DE LA CORTEZA TERRESTRE
Zócalo o
escudo
Orógeno
Cuenca
continental
CORTEZA CONTINENTAL
Plataforma
continental
Talud
oceánico
Llanura
abisal
Dorsal
oceánica
CORTEZA OCEÁNICA
Material didáctico elaborado por Miguel Ángel Núñez Granados
1.-Zócalo o escudo: es la región más antigua de los continentes. Suelen ser zonas aplanadas o de suaves
relieves por los efectos de la erosión.
2.-Orógeno: cadenas montañosas elevadas, localizadas en los bordes continentales y geológicamente
recientes.
3.-Cuenca continental: área depresionaria entre el zócalo y el orógeno. Puede estar rellena de sedimentos
o albergar lagos o mares interiores.
4.-Plataforma continental: borde continental sumergido en el océano/mar. Se ve afectada por los
cambios geológicos del nivel del mar.
5.-Talud oceánico: gran desnivel (de cientos de metros) que sirve de límite entre ambos tipos de corteza.
Puede terminar en una trinchera de gran profundidad llamada fosa abisal.
6.-Llanura abisal: fondo oceánico plano o de pendientes muy suaves.
7.-Dorsal oceánica: cadena montañosa del fondo oceánico. Suele presentar una intensa actividad
sísmica y volcánica.
2.2.-Estructura horizontal de la corteza terrestre
Llanura
abisal
Plataforma
continental
Dorsal
oceánica
Talud
oceánico
Plataforma continental
Orógeno
Zócalo
Cuenca
continental
CORTEZA CONTINENTAL
Plataforma
continental
Talud
oceánico
Llanura
abisal
Dorsal
oceánica
CORTEZA OCEÁNICA
Material didáctico elaborado por Miguel Ángel Núñez Granados
2.3.-Composición de la corteza terrestre: mineral vs roca.
-La corteza terrestre (y el resto de la geosfera) está formada por rocas.
-Existen muchos tipos de rocas de diferentes características: pizarras, granito, calizas, basalto, etc. Unas son
cristalinas, otras se rompen fácilmente y otras son plásticas.
Margas
Pizarra
Granito
-Cada roca está formada por miles de cristales minerales.
-Rocas
monominerales:
son
Cuarzo
rocas
formadas por cristales minerales de un
solo tipo (la roca caliza está formada
por cristales de calcita).
-Rocas
poliminerales:
son
Calcita
rocas
Feldespato
formadas por minerales de varios tipos
(el granito está formado por minerales
de cuarzo, feldespato y mica).
Mica
CALIZA
GRANITO
2.3.-Composición de la corteza terrestre: mineral vs roca.
Roca: pórfido
Mineral: ortosa
Roca: micaesquisto
Mineral: mica
Roca: pórfido
Mineral: ortosa
Roca: basalto
Mineral: anortita
3.-Las placas tectónicas
3.1.-Características generales
La corteza terrestre no es continua, sino que está fragmentada en placas tectónicas.
Placa
Euroasiática
Placa
Norteamericana
Placa
Caribeña
Placa de
Cocos
Placa
Pacífica
Placa de
Nazca
Placa
Africana
Placa
Arábiga
Placa
Pacífica
Placa
Índica
Placa
Filipina
Placa
Sudamericana
Placa
Antártica
Placa
Antártica
Placa
Australiana
Las placas tectónicas son los fragmentos en los que está dividida la litosfera (corteza terrestre más los primeros
kilómetros del manto).
Tipos de placas tectónicas:
-Según su extensión: macroplacas y microplacas
-Según el tipo de corteza terrestre que contengan: oceánicas, continentales y mixtas
Material didáctico elaborado por Miguel Ángel Núñez Granados
Placa de
Juan de
Fuca
3.1.-Placas tectónicas. Características generales
PLACAS TECTÓNICAS. ESTRUCTURA VERTICAL
1.-Las
placas
tectónicas
(o
placas
litosféricas) están formadas por la litosfera.
2.-La litosfera es una capa formada por
Corteza
oceánica
y por los primeros kilómetros del manto
Corteza continental
(manto litosférico).
3.-El espesor medio de la litosfera es de 120
120 km
aprox.
Manto litosférico
Astenosfera
Endosfera
Hasta el centro de la Tierra, a 6371 km
150 km
km aproximadamente.
Material didáctico elaborado por Miguel Ángel Núñez Granados
ASTENOSFERA
plástica
LITOSFERA
rígida
una subcapa superior de corteza terrestre
4.-Las
placas
tectónicas
son
rígidas,
formadas por rocas fundamentalmente
sólidas.
5.-Las
placas
están
sobre
una
capa
plástica del manto llamada astenosfera,
de unos 150 km de espesor.
6.-Las
placas
tectónicas
(rígidas)
se
desplazan sobre la astenosfera (plástica).
3.2.-El movimiento de las placas tectónicas
-Las placas tectónicas (rocas rígidas) se desplazan sobre la astenosfera (rocas parcialmente fundidas)
aprovechando las corrientes de convección del manto que afectan a las rocas de la astenosfera.
CORRIENTES DE CONVECCIÓN DEL MANTO
Astenosfera
3
3
2
Manto
2.-Estas
corrientes
descienden
al
enfriarse las rocas cuando entran en
contacto con la litosfera. (Aumenta la
densidad de las rocas)
CÉLULA
CONVECTIVA
CÉLULA
CONVECTIVA
1
Núcleo
1.-Son corrientes que ascienden al
calentarse y fundirse las rocas del
manto que están en contacto con el
núcleo. (Disminuye la densidad de las
rocas)
2
3.-Las corrientes que afectan a la
astenosfera son las que mueven las
placas tectónicas.
Manto
CÉLULAS
CONVECTIVAS:
son
los
diferentes
ciclos
de
corrientes
ascendentes
y
descendentes
de
material del manto.
-El interior terrestre se está enfriando desde que se formó la Tierra (hace unos 4.500 Ma). Esta pérdida de calor
se produce a través de las corrientes de convección, que transfieren calor desde el núcleo a la superficie terrestre.
-Una parte del calor del núcleo es primigenio (que ya tenía desde la formación de la Tierra) y otra parte es
producida por la fricción de las corrientes del núcleo externo y por los procesos de desintegración radioactiva (de
isótopos de U, Th y K).
-Cuando el núcleo terrestre termine de enfriarse, se cortaran las corrientes de convección y las placas
tectónicas dejarán de desplazarse, como ya ha ocurrido en Marte.
Material didáctico elaborado por Miguel Ángel Núñez Granados
Placas litosféricas
3.2.-El movimiento de las placas tectónicas
LA DERIVA DE LOS CONTINENTES.
La separación de las
placas tectónicas tiene
como consecuencia la
expansión
de
los
fondos oceánicos.
Esta expansión explica
el desplazamiento que
han
sufrido
continentes
los
(deriva
continental) a lo largo
de
la
historia
geológica de la Tierra.
TIPOS DE BORDES DE PLACAS
Bordes divergentes
Bordes convergentes
Bordes entre dos placas que se
están separando.
Contactos entre dos placas que
se están acercando.
PLACAS DIVERGENTES
PLACAS CONVERGENTES
Bordes transformantes
Bordes de dos placas que se
desplazan lateralmente.
PLACAS TRANSFORMANTES
Material didáctico elaborado por Miguel Ángel Núñez Granados
3.3.-Tipos de bordes de placas
3.3.-Tipos de bordes de placas: bordes divergentes
BORDES DIVERGENTES
Dorsal
oceánica
2
Corteza oceánica
3,6 mm/año
100 km
4
Corteza oceánica
3
MAGMA
Astenosfera
1
1.-Las corrientes divergentes de la astenosfera provocan la
separación de las placas litosféricas.
2.-El magma sale por las fisuras de la dorsal oceánica
(VULCANISMO).
3.-El magma solidificado forma rocas volcánicas (basalto) que se
adosan a las placas en separación. Así se crea nueva litosfera a
partir del magma del manto.
Interior de la dorsal atlántica
Costa de Islandia
4.-Los desplazamientos de las placas provocan presiones sobre
las rocas de la corteza oceánica, que se fracturan y dan lugar a
terremotos (SISMICIDAD).
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3.3.-Tipos de bordes de placas: bordes divergentes
EVOLUCIÓN DE UNA DORSAL OCEÁNICA. El Rift Africano
Rift
continental (lagos y volcanes)
Corteza
continental
Corteza
continental
LITOSFERA
LITOSFERA
Corteza
continental
Corteza
oceánica
Corteza
continental
Dorsal oceánica
RIFT VALLEY VOLCANOES
Kilimanjaro (5895 m), Tanzania
Lago Natrón, Tanzania
3.3.-Tipos de bordes de placas: bordes transformantes
-En los bordes transformantes las placas se desplazan lateralmente; ni se acercan ni se separan.
BORDES TRANSFORMANTES
1.-El
desplazamiento
de
una
placa con respecto a la otra
3,5 mm/año
genera fuertes presiones que
fracturan las rocas y producen
San Francisco
terremotos (SISMICIDAD).
2.-En estos bordes tangenciales
no
se
magma
produce
del
VULCANISMO).
salida
manto
Los Ángeles
de
(NO
Falla de San Andrés, California (USA)
Terremoto
de
San Francisco
(USA),
18 abril 1906.
3000 muertos y
300.000
habitantes sin
casa (de un
total
de
400.000)
3.3.-Tipos de bordes de placas: bordes convergentes
ORÓGENO
FOSA
OCEÁNICA
CUENCA
3
Litosfera oceánica
1
ZÓCALO
Corteza continental
2
Litosfera
10 cm/año
Astenosfera
Material didáctico elaborado por Miguel Ángel Núñez Granados
BORDES CONVERGENTES (TIPO ANDINO)
Placa de
Nazca
Placa
Sudamericana
La subducción: Las corrientes convergentes de la astenosfera
provocan el acercamiento de las placas tectónicas. Como
consecuencia una placa subduce (se hunde) bajo otra. Esto
producen los siguientes fenómenos geológicos:
1.-SISMICIDAD: Los esfuerzos generados por la colisión de las dos placas
dan lugar a frecuentes terremotos en la zona de contacto entre placas.
2.-MAGMATISMO: Las altas temperaturas del manto y el rozamiento entre
las placas hacen que parte de sus rocas se fundan en magma. Este
magma puede salir a la superficie, a través de volcanes.
3.-OROGÉNESIS: Los esfuerzos compresivos producidos por el
acercamiento de las placas deforman y elevan los sedimentos de los
bordes continentales, formando cordilleras.
CORDILLERA DE LOS ANDES
3.3.-Tipos de bordes de placas: bordes convergentes
TIPOS DE BORDES CONVERGENTES
PLACAS CONVERGENTES
1.-ANDINO
2.-DE COLISIÓN
3.-ARCO-ISLA
Oceánica-Continental
Continental-Continental
Oceánica-Oceánica
PLACA-I
PROCESOS DOMINANTES
Sismicidad,
Magmatismo
Plutonismo), Orogénesis
(Vulcanismo,
Región andina
Sismicidad,
Orogénesis
(Plutonismo),
Himalaya
Magmatismo
Sismicidad, Magmatismo (Vulcanismo)
PLACA-II
ORÓGENO
Litosfera
Astenosfera
BORDES CONVERGENTES (DE COLISIÓN)
Material didáctico elaborado por Miguel Ángel Núñez Granados
EJEMPLOS
Japón, Antillas
PLACA EUROASIÁTICA
BORDES CONVERGENTES (TIPO ARCOS-ISLA)
Corteza
continental
Corteza oceánica
Litosfera
Corteza oceánica
Litosfera
Astenosfera
Astenosfera
Placa de
Norteamérica
USA
Material didáctico elaborado por Miguel Ángel Núñez Granados
3.3.-Tipos de bordes de placas: bordes convergentes
China
Placa
Euroasiática
Corea
Jápón
Placa
Pacífica
6,2 cm/año
Cuba
La Española
Placa del
Caribe
Placa de
Nazca
Venezuela
2,2 cm/año
Placa de
Sudamérica
Volcán Fuji,
Japón (3776 m)