LA TIERRA: geodinámica interna y externa

1. LA TIERRA: geodinámica interna y externa Centro Caixa Madrid Mayo-junio 2012

2. La Tierra: geodinámica externa e interna La Geodinámica es una rama de la Geología, que trata de los agentes o fuerzas que intervienen en los procesos dinámicosde la Tierra. • En el planeta Tierra se producen cambios a lo largo del tiempo, tanto en la superficie como en las capas profundas • Algunos son rápidos (huracanes, terremotos ...) • Otros mucho más lentos (movimientos continentales, orogenias ...)

3. La Tierra: geodinámica externa e interna • Se subdivide en: • Geodinámica interna o procesos endógenos que trata de los factores y fuerzas profundas del interior de la Tierra • Cambios del interior • Fuente de energía: Calor interno terrestre • Tiende a acentuar el relieve • Teoría de la Tectónica de placas

4. La Tierra: geodinámica externa e interna Geodinámica externa o procesos exógenos, trata de los factores y fuerzas externas de la Tierra (viento, agua, hielo, etc..), ligada al clima y a la interacción de éste sobre la superficie o capas más externas. • Cambios del exterior • Fuente de energía: Radiación solar que se transforma en movimiento de fluidos • Tiende a nivelar el relieve

5. La Tierra: geodinámica externa e interna El origen de la tierra El origen de la Tierra se remonta a unos 4.500 millones de años Al principio era muy diferente a como hoy la conocemos El proceso de formación de la Tierra tuvo lugar durante unos 10 a 20 millones de años En un inicio, no existe ningún continente, y está cubierta en su totalidad por océanos y rodeada por una espesa capa de nubes El tamaño es una décima parte del volumen actual http://www.youtube.com/watch?v=q4tr1vg0Z2I

6. La Tierra: geodinámica externa e interna El origen de la tierra Este “protoplaneta” Tierra, gira en torno al sol junto a una veintena de protoplanetas de tamaño similar Hoy, este espacio es ocupado por la órbita de 4 planetas: Mercurio, Venus, Tierra y Marte.

7. La Tierra: geodinámica externa e interna El origen de la tierra Estos protoplanetas comenzaron a colisionar entre sí debido a la modificación de sus órbitas causada por el efecto de sus fuerzas gravitatorias. La colisión de estos protoplanetas provoca su fusión y origina un protoplaneta de tamaño igual a la suma del tamaño de los astros que colisionan

8. La Tierra: geodinámica externa e interna El origen de la tierra El tamaño de un planeta depende de las colisiones que lo han engendrado. La Tierra fue el resultado de una decena de colisiones La última colisión de protoplanetas que originó la Tierra fue la más espectacular

9. La Tierra: geodinámica externa e interna El origen de la tierra De esta última colisión se liberaron hacia el espacio enormes cantidades de rocas en fusión que orbitan alrededor de la Tierra

10. La Tierra: geodinámica externa e interna El origen de la tierra Estos fragmentos colisionan entre sí y fusionándose entre sí

11. La Tierra: geodinámica externa e interna El origen de la tierra El satélite de nuestro planeta fue fruto de estos encuentros

12. La Tierra: geodinámica externa e interna El origen de la tierra En la actualidad, sus características principales son: Forma Aproximadamente un elipsoideRadio ecuatorial : 6.378 Km. Diametro: 12.756 KmRadio polar: 6.357 Km. Diametro: 12.713 Km Masa Masa 5,89 billones de toneladas Densidad heterogénea: Densidad media: 5.52 g/cm3

13. La Tierra: geodinámica externa e interna ¿Cómo es la Tierra por dentro? El interior de la Tierra es en su inmensa mayoría inaccesible A penas se han conseguido excavar los 15 primeros kilómetros A pesar de ello, los geólogos disponen de diferentes procedimientos de estudio que les permiten obtener información del interior de nuestro planeta, hasta el punto de que actualmente se puede decir que se conocen bastantes detalles acerca de su composición, estructura y dinámica. 

14. La Tierra: geodinámica externa e interna • ¿Cómo es la Tierra por dentro? • Métodos directos: • Estudio de los materiales accesibles de la superficie de la Tierra mediante toma de muestras (composición , edad....) • estudio de los materiales extraídos de las minas • la realización de sondeos geológicos

15. La Tierra: geodinámica externa e interna ¿Cómo es la Tierra por dentro? El sondeo más profundo realizado hasta la actualidad es el KSB (Kola Superdeep Borehole), al norte de Rusia, que ha llegado hasta los 15 km. Los testigos permiten crear litotecas, es decir, colecciones de material rocoso que proporcionan información de rocas y fósiles profundos.

16. La Tierra: geodinámica externa e interna ¿Cómo es la Tierra por dentro? laboratorio geológico situado a 8.578 metros de profundidad, a temperaturas de 180ºC

17. La Tierra: geodinámica externa e interna ¿Cómo es la Tierra por dentro? Pero los más importantes son métodos indirectos, entre los que destaca el método sísmico, pero que también incluyen métodos como el estudio de los meteoritos. Este método trata de obtener información a partir de las ondas emitidas por un terremoto, sismo o seísmo. En gran medida, la estructura de la Tierra, se ha deducido por el comportamiento de estas ondas sísmicas que atraviesan varias veces la Tierra en distintas direcciones cuando se produce un terremoto.

18. La Tierra: geodinámica externa e interna ¿Cómo es la Tierra por dentro? Las ondas sísmicas podemos dividirlas en: 1. Longitudinales, cuando las partículas afectadas vibran en la misma dirección en la que se propaga el movimiento. Se propagan en materiales sólidos y fluidos (ondas P) 2. Transversales, las partículas afectadas vibran perpendicularmente a la dirección de propagación del movimiento. Sólo se propagan en los medios sólidos (ondas S).

19. La Tierra: geodinámica externa e interna ¿Cómo es la Tierra por dentro? Las velocidades de las ondas dependen de la rigidez, la compresibilidad y la densidad. Al haber dos tipos de ondas sísmicas longitudinales y transversales se pueden calcular estos parámetros para el interior terrestre. Los cambios bruscos de velocidad de las ondas sísmicas se llaman discontinuidades

20. La Tierra: geodinámica externa e interna ¿Cómo es la Tierra por dentro? Se pueden apreciar en las gráficas que se obtienen a partir de los sismómetros

21. La Tierra: geodinámica externa e interna ¿Cómo es la Tierra por dentro? Las discontinuidades llevan los nombres de los sismólogos que las descubrieron y son: - Discontinuidad de Mohorovic, - Discontinuidad de Gutemberg - Discontinuidad de Wiechert-Lehman Lehman, Dinamarca. 1888 Mohorovic, Croacia. 1857 Gutemberg, Alemania. 1889

22. La Tierra: geodinámica externa e interna ¿Cómo es la Tierra por dentro?

23. La Tierra: geodinámica externa e interna ¿Cómo es la Tierra por dentro? Estas 3 discontinuidades indican que la tierra se divide en 3 capas: corteza manto y núcleo, cada una con características diferentes

24. La Tierra: geodinámica externa e interna ¿Cómo es la Tierra por dentro? • La corteza • Capa exterior de la Tierra • Muy delgada si se compara con manto y nucleo: espesor: 5 - 80 Km • Contacto interior con el manto, separados por la discontinuidad de Mohorovicic • Contacto superior con la atmósfera, continentes, o hidrosfera (fondos oceánicos) • Composición: rocas silíceas - Continental . Más Al: Granitos- Oceánica . Más Fe y Mg: Basaltos • Temperatura: Desde bajo cero en superficie hasta 800-1500ºC en profundidad • Densidad: 3.0 g/cm3

25. La Tierra: geodinámica externa e interna ¿Cómo es la Tierra por dentro? • Mayoritariamente sólida rígida aunque a veces se deforma y a veces se funde formando magmas • Tipos de corteza • Corteza Continental  • 33% de la superficie terrestre. • Suele coincidir con continentes aunque en parte está bajo las aguas en las plataformas continentales.  • Gruesa : 25 a 80 Km • Corteza Oceánica • 66% de la superficie terrestre. • Suele coincidir con los océanos • Fina : 6 a 12 Km

26. La Tierra: geodinámica externa e interna ¿Cómo es la Tierra por dentro?

27. La Tierra: geodinámica externa e interna ¿Cómo es la Tierra por dentro?

28. La Tierra: geodinámica externa e interna ¿Cómo es la Tierra por dentro? • Manto • Es la capa terrestre más importante: 67% de la masa y 82% del volumen del planeta • Predominantemente compuesto por silicatos de Fe y Mg • Se distinguen tres zonas: • Manto superior: Desde los 30-40Km de profundidad hasta los 900Km. • Manto inferior: Desde los 900 Km a los 2.600Km. • Zona D: contacto con el núcleo, de los 2.600 Km a los 2.900 Km • Temperatura: Muy alta 2000 - 4000 ºC • Presión: 50.000 - 1,4 E6 atmósferas • Densidad: 4 - 6 g/cm3

29. La Tierra: geodinámica externa e interna ¿Cómo es la Tierra por dentro? • Estado Físico: Sólido rígido en la parte superior y Plástico el resto La parte superior rígida junto con corteza recibe el nombre de litosfera

30. La Tierra: geodinámica externa e interna ¿Cómo es la Tierra por dentro? Movimientos: Convección interna. Probable en todo el manto. Una o dos capas de células de convección La convección produce movimientos laterales en litosfera: Tectónica de placas y Puntos calientes.

31. La Tierra: geodinámica externa e interna ¿Cómo es la Tierra por dentro?

32. La Tierra: geodinámica externa e interna ¿Cómo es la Tierra por dentro? • Núcleo • Composición: 80 - 90 % Hierro . 4% Ni, cantidades menores de O y Si.  • Se supone homogéneo • Temperatura: Muy elevada . 4.000 - 6.600 ºC • Densidad: Muy alta . 9 a 14-18 gr/cm3 • Estado Físico: Líquido en su primera parte. Sólido el resto por aumento de presión • Movimientos de convección interna y cambios de ritmo de núcleo interno y manto generan campo magnético. • Activo desde hace 3.500 millones de años al menos. 

33. La Tierra: geodinámica externa e interna ¿Cómo es la Tierra por dentro? Hoy en día se tiende a explicar la estructura de la Tierra, tendiendo al comportamiento mecánico de los distintos materiales, ya que una misma roca sometida a condiciones diferentes de presión y temperatura presenta rigidez y estado físico distintos. Así, la observación de algunos terremotoscon hipocentros profundos permitió deducir la existencia de una capa dentro del manto superior, en la que las ondas sísmicas quedaban como atrapadas y disminuían de velocidad. A esta capa se la denominó Astenosfera o “capa de baja velocidad” y se interpretó que estaba parcialmente fundida. En ella se originan los magmas que salen por los volcanes de las cordilleras submarinas y de otros lugares de la Tierra, y se producen las llamadas corrientes de convección, que permiten interpretar mejor la dinámica interna de la Tierra

34. La Tierra: geodinámica externa e interna ¿Cómo es la Tierra por dentro? Desde un punto de vista dinámico la Tierra puede dividirse en las siguientes zonas: 1. Litosfera. Conjunto rígido que abarca la corteza más una parte del manto superior, hasta la Astenosfera

35. La Tierra: geodinámica externa e interna ¿Cómo es la Tierra por dentro? 2. Astenosfera. Capa de baja velocidad para las ondas sísmicas, que se sitúa dentro del manto superior, entre los 70-150 Km y los 600-800 Km de profundidad, según las zonas de la Tierra. La Litosfera está formada por bloques rígidos llamados placas litosféricas, que se mueven entre sí por las corrientes de convección que tienen lugar en la Astenosfera. 3. Mesosfera. Capa formada por el resto del manto por debajo de la Atenosfera 4. Endosfera. Capa equivalente al núcleo.

36. La Tierra: geodinámica externa e interna • Geodinámica interna o procesos endógenos que trata de los factores y fuerzas profundas del interior de la Tierra • Cambios del interior • Fuente de energía: Calor interno terrestre • Tiende a acentuar el relieve • Teoría de la Tectónica de placas • Sismicidad • Vulcanismo • Formación de pliegues y fallas

37. La Tierra: geodinámica externa e interna ¿Cómo es la Tierra por dentro?