GEOSFERA
1-ESTRUCTURA
Y COMPOSICIÓN DE LA GEOSFERA
Cálculos
derivados de la ley de la gravitación universal nos han revelado que la
densidad delconjunto de la Tierra es de
5.5 g/cc. Sin embargo, la mayoría de las rocas que encontramos en lasuperficie de la Tierra tienen una densidad que
oscila en torno a 3
gr/cc, lo que
sugiere que ladensidad aumenta hacia el centro de la Tierra. Esto es
lógico si tenemos en cuenta el origen de laTierra: a la vez que se estaba formando el Sol, el protoplaneta Tierra aumentaba
su tamaño por unincesante bombardeo
meteorítico que mantuvo muy caliente todo el planeta y en un estado físicomás o menos fluido; en esas condiciones es lógico que
los
elementos químicos más densos sehundieran
por gravedad y ocuparan las zonas más profundas del planeta.La composición química de las rocas de la superficie
de la Tierra está dominada por doselementos,
el silicio y el oxígeno (aluminio, hierro, magnesio, calcio, sodio y potasio
son elementossecundarios). Esta
composición química está en consonancia con una densidad de 3 g/cc pero, ¿cuáles la composición química de las muy densas rocas del
centro de la Tierra? Los meteoritos nosayudan
a responder a esa pregunta; ellos se formaron en la misma época que la Tierra y
sonrepresentativos de la composición
química de los planetas interiores del Sistema Solar. Pues bien, lamitad de los meteoritos que impactan sobre nuestro
planeta tienen una composición silicatada(como
nuestra corteza) pero la otra mitad son ricos en hierro; así que es lógico suponer
que elnúcleo de la Tierra también esté
dominado por el hierro y otros elementos químicos afines a él,entre ellos el níquel. Esto también explicaría el
magnetismo de la Tierra
Un
conocimiento más profundo del interior de la Tierra nos lo ha ofrecido el
método sísmico.Cada vez que se produce un
terremoto un haz de ondas sísmicas atraviesa el interior terrestre y lasondas pueden ser registradas en la superficie con un
sismógrafo. Este registro, convenientementeinterpretado, nos informa de cómo es la Tierra por dentro de manera semejante
a cómo unaradiografía nos informa del
estado de nuestros huesos. Las ondas sísmicas más interesantes para esteobjetivo
son las ondas P y las ondas S
-Ondas
P o primarias, longitudinales o compresivas: son las más rápidas y atraviesan
todo tipo demateriales. También se
denominan ondas longitudinales o compresivas en alusión a que lavibración se produce en la misma dirección que la
propagación de la onda.
-Ondas
S o secundarias: son más lentas y sólo atraviesan materiales sólidos. También
se llamantransversales o de cizalla
porque la vibración es perpendicular a la dirección de avance de laonda
La
información sísmica puede ser representada en gráficos que muestran cómo varía
lavelocidad de las ondas hacia el
interior de la Tierra. En el eje de abscisas se coloca el caminorecorrido por las ondas, desde la superficie del
planeta hasta el centro, y en el eje de ordenadas lavelocidad de las ondas sísmicas. La velocidad de las
ondas varía en función de las características delmaterial atravesado. Es mayor cuanto mayor sea la rigidez del material;
también depende de la densidad y existen fórmulas matemáticas que
permiten establecer la densidad de loLas curvas de variación de velocidad de
ondas sísmicas no suelen ser trazos continuos sino quemuestran escalones, cambios bruscos e incluso
interrupción de las ondas S. Todas estas anomalíasse consideran discontinuidades sísmicas y
corresponden a superficies que separan distintosmateriales. Las discontinuidades se suelen designar con el nombre de su
descubridor siendo la másimportante la
de Gutenberg, a 2900 km de profundidad, que marca el inicio del núcleo
terrestre.Coincide con una caída brusca
de la velocidad de las ondas P (Vp) y una interrupción definitiva delas ondas S. Esta discontinuidad marca el inicio de
una zona líquida, aunque esto no permite afirmarque todo el núcleo sea líquido.s materiales apartir de la velocidad de las ondas.
Otra
discontinuidad muy conocida es la de Mohorovicic, o simplemente Moho. Su
profundidades variable, oscilando entre
10 km y 40 km. Su existencia se ha deducido de un brusco incrementode Vp y Vs. La naturaleza de la corteza en los
continentes es muy diferente de la corteza bajo losocéanos: esta última es más delgada y más densa siendo
su composición media similar a la de losgabros
y basaltos. En cambio, la corteza continental tiene una densidad menor,
asimilable a la delgranito y tiene un
mayor grosor
especialmente en las cordilleras de montañas. El límite entre lacorteza continental y la corteza oceánica es gradual y no se sitúa en la
costa sino mar adentro,aproximadamente en
el talud continental.
Con
las dos discontinuidades anteriores queda un planeta divido en tres zonas que
llamaremoscorteza, manto y núcleo. Ésta
es división en capas refleja sobre todo cambios de composiciónquímica por lo que también se conoce como modelo
geoquímico de la estructura terrestre frente aotra división más moderna conocida como modelo dinámico que arranca del
descubrimiento de otradiscontinuidad,
menos relevante en las gráficas pero muy importante para entender la dinámicacambiante de continentes y océanos. Se trata del
“canal de baja velocidad”, situado a unaprofundidad
media de 100 km. Su nombre se debe a una disminución tanto de Vp como de Vsdebida a una reducción de la rigidez de los
materiales atravesados; con esto no estamos diciendoque haya una zona líquida pero sí es probable que haya
un porcentaje mínimo de fundido. La zonasituada
por debajo del canal de baja velocidad, que llamaremos astenosfera, tiene uncomportamiento mucho más plástico que la zona
suprayacente rígida a la que llamaremos litosfera yque incluye la corteza y la parte superior del manto.
Esta diferencia de comportamiento mecánicohace posible que la litosfera se desplace sobre la astenosfera,
desplazamiento que es la base de lateoría
de la tectónica de placas.
Las
discontinuidades señaladas hasta ahora son las más importantes pero todavía hay
otras, aveces llamadas de segundo orden,
que comentamos a continuación:
-Se
supone que desde el canal de baja velocidad (100 km) hasta la base del manto
(2900km) no todo es material plástico y
que hay otra zona rígida, la mesosfera, por debajo dela astenosfera. No se sabe si el paso de una a otra
es brusco o gradual. Algunoscientíficos
piensan que hay un cambio brusco coincidiendo con la discontinuidad deRepetti a 800 km
- La
discontinuidad de Wiechert-Lehman (5100 km) divide al núcleo (también llamadoendosfera)
en dos partes. A partir de la profundidad citada se produce un incremento deVp,
lo que equivale a una mayor rigidez y es que probablemente el núcleo interno seasólido. ¿Por qué, entonces, no atraviesan las ondas S,
el núcleo interno? Lógicamentese
interrumpieron a 2900 km de profundidad y ya no pueden volver a aparecer aunquehaya materiales sólidos.