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Tema 4.- Estructura interna de la Tierra

TEMA 4.- ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA

1.- INTRODUCCIÓN No se sabe exactamente cómo está constituido el interior de la Tierra; la información directa obtenida mediante perforaciones es más bien muy superficial (la más profunda es aproximadamente unos 13 km en la Península de Kola, Rusia), comparadas con el radio terrestre de 6370 km. Sin embargo,conocemos varias de las características principales de la estructura interna de la Tierra fundamentalmente gracias al estudio de las ondas sísmicas que la atraviesan. Las rocas que constituyen nuestro planeta están dispuestas desde el centro terrestre hasta la superficie, de mayor a menor densidad. Esto es algo que se ha deducido a partir de las leyes de la física, de la composición de losmeteoritos y del estudio de las ondas que producen los sismos. Las ondas sísmicas se propagan a través de la Tierra y cuyo estudio ha permitido a los geofísicos determinar a qué a profundidades más o menos constantes sufren cambios bruscos en su velocidad, lo que se relaciona con zonas donde se producen también bruscas transformaciones en la composición de las rocas, en su densidad y temperatura. Lainformación más completa sobe la existencia de una estratificación interna del planeta (geoesferas) es proporcionada por la Sismología. Los sismos, esos movimientos del terreno cuyos efectos son la causa de innumerables pérdidas de vidas, tienen al menos la propiedad de proporcionarnos información sobre el interior de la Tierra. Generalmente un sismo es el resultado de un fallamiento, ruptura odislocación de las rocas más superficiales de la Tierra (los sismos más profundos ocurren a unos 700 km bajo la superficie). La fricción entre ambos bloques de la falla permite acumular energía elástica que, cuando es liberada durante la ruptura, genera ondas sísmicas. Al igual que una lámpara emite ondas luminosas, el área cuya ruptura ocasiona un sismo se comporta como un foco emisor de ondas P y S.Las ondas sísmicas se comportan de manera análoga a las ondas luminosas pues son fenómenos del mismo tipo. Sabemos que las ondas luminosas sufren reflexiones y refracciones cuando inciden en un medio con diferentes propiedades; este mismo efecto se observa en las ondas sísmicas. Si representamos por rayos la propagación de las ondas luminosas, los fenómenos de reflexión y refracción ocurren como seilustra en la figura 1 (a). En el caso de las ondas sísmicas el fenómeno es un poco más complicado puesto que la incidencia de ondas P y S produce ondas P y S refractadas y reflejadas. La figura 1 (b) muestra cómo sucede el fenómeno en los rayos sísmicos. Cuando la velocidad en el medio en el que incide un rayo es mayor que la del medio en que viaja, el rayo se aparta de la perpendicular, yviceversa; cuando la velocidad es menor se aproxima a ésta. Por tal razón las ondas P y S refractadas no siguen trayectorias iguales puesto que en un medio dado ambas ondas poseen diferentes velocidades.

GEOFÍSICA - curso 2012/13

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Figura 1. (a) Refracción y reflexión de un rayo de luz; (b) reflexión y refracción de ondas sísmicas

En la Tierra larigidez, y con ello la velocidad, aumentan continuamente hacia su interior, de manera que el efecto de refracción hace que los rayos sigan trayectorias curvas (Figura 2),

Figura 2. Trayectoria de las ondas sísmicas en el interior de la Tierra De esta manera se han definido dos geoesferas gigantescas, el manto y el núcleo y cada una ellas subdividida en dos (Figura 3). Por encima del manto seencuentra la capa superior; comparativamente muy delgada, la corteza terrestre.

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Figura 3. Estructura interna de la Tierra En la medida en que se desciende al interior de la Tierra, la temperatura aumenta en un promedio de 3°C por cada 100 metros, hecho que fue observado desde el siglo pasado en minas profundas. Pero este...