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Las capas de la Tierra Resumen

Categoría: Planeta Tierra | 7 Comentarios »
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Publicado el 16 de Noviembre de 2011 por Juan Miguel

En relación con la estructura de la Tierra, se pueden distinguir, de fuera hacia dentro, tres capas concéntricas: corteza, manto y núcleo. Veremos una explicación de éstas, donde aprenderemos que ocurre en ellas y después podremos ver la composición de las capas de la Tierra.

Si pudiésemos pegar un corte a la Tierra, lo que veríamos sería algo parecido a la siguiente imagen; capas concéntricas comprendidas entre: la corteza terrestre, de escasos kilómetros de grosor que es donde vivimos, el manto que como podéis ver es la capa con más grosor y el núcleo, compuesto por un núcleo externo en estado líquido y un núcleo interno en estado sólido.

Las capas de la Tierra

LA CORTEZA TERRESTRE

La corteza terrestre posee un grosor variable, alcanza de 30 a 40 km en los continentes, y unos 10 km bajo los océanos. Se encuentra compuesta en su parte superior por granitos, y en la inferior, por basaltos o gabros. Si bien estas dos partes se hallan presentes en las zonas continentales, en las áreas oceánicas la capa granítica no existe. La corteza continental superior está constituida por distintas rocas de carácter sedimentario, metamórfico e ígneo.

Composición de la corteza

En la corteza se encuentran presentes la mayor parte de los elementos químicos, aunque en proporciones muy diferentes a las del sistema solar. Un ejemplo lo tenemos en la imagen de más abajo, donde he comparado las abundancias de algunos de los elementos esenciales para la vida en la corteza terrestre y en el sistema solar. Como era de esperar, en la Tierra la mayor parte del hidrógeno ha desaparecido y el poco que queda se combina mayoritariamente con el oxígeno para formar agua, que altera los minerales superficiales incorporándose a ellos en forma de moléculas de hidratación. En relación al oxígeno ocurre lo contrario: su enorme proporción en la corteza sólo puede explicarse si suponemos que la mayor parte de él ha migrado a la superficie durante la diferenciación, lo cual implica una disminución de oxígeno a medida que aumentamos la profundidad, es decir, un interior profundamente reducido.
La corteza terrestre está compuesta mayoritariamente por oxígeno y silicio. Estos elementos, junto con el aluminio, el hierro, el calcio, el potasio, el sodio y el magnesio, representan el 99 por 100 de la corteza, y se combinan para formar minerales ligeros, como óxidos, silicatos de magnesio, calcio y/o hierro (anfíboles, piroxenos y olivinos) y aluminosilicatos (micas y feldespatos), que componen la mayor parte de las rocas superficiales.

Elementos esenciales para la vida

Pero la capa superficial de la Tierra no tiene una composición promedio uniforme, aquí tenemos que diferenciar entre la continental y la oceánica. La primera es mucho más gruesa, posee mayor proporción de sílice (SiO2) y es más ligera que la oceánica. Otra diferencia importante está en el contenido en isótopos radiactivos, muy superior en la corteza continental, en donde la proporción uranio/silicio es mil veces superior a la del sistema solar. Esta elevada concentración de radioisótopos en la corteza es característica de cuerpos diferenciados.

Entre las rocas más ricas en elementos radiactivos destaca el granito, muy frecuente en la corteza continental y que, con un promedio de 3 a 4 partes por millón (ppm) de uranio y una cantidad de torio tres veces superior, genera grandes cantidades de calor por desintegración espontánea. En el resto de las rocas continentales, la concentración de isótopos fisionables es menor, pero nunca despreciable.
En la corteza oceánica, mucho más joven que la continental, la cantidad de isótopos radiactivos es menor. El basalto, que es la roca más común de los fondos oceánicos, contiene una proporción de tan sólo 0,5 a 0,6 partes por millón de uranio.

Composición de la Corteza Terrestre

EL MANTO

El grosor del manto varía entre 2.800 y 2.900 km , y supone un 83 % del volumen terrestre. El manto es la zona donde se originan las fuerzas internas de la Tierra y también el responsable del movimiento de deriva de los continentes, de la expansión oceánica, de los terremotos y de las orogenias.
Se supone que el manto, en el que pueden diferenciarse dos partes: la primera de ella con unos 1.000 km de espesor, y la segunda, más profunda, que llega al núcleo, se encuentra compuesta por rocas muy básicas con un alto porcentaje de olivino. No obstante, las últimas investigaciones inducen a creer que esta capa no es homogénea, debido tanto a la existencia de una fusión parcial, como a la de una fase fluida de basalto.

Composición del manto

La mayor parte de la información que poseemos sobre el manto está basada en medidas indirectas: por un lado, los datos geofísicos, que nos dan la densidad y el estado físico del material en función de la profundidad, y por otro, los volcanológicos. Aunque también tenemos datos directos: en algunos puntos de la corteza se han encontrado rocas que, procedentes del manto, han sido empujadas hacia el exterior por los procesos tectónicos; el análisis de estas rocas revela una composición peridotítica para el manto.
La naturaleza del magma que llega a la superficie, procedente de la fusión parcial del material de la corteza profunda y el manto superior, también es coherente con la composición propuesta.

Las peridotitas son rocas cuya baja conductividad térmica y densidad coinciden con las evaluadas para el manto superior. Están fomadas principalmente por olivinos y cantidades decrecientes de piroxenos, espinela y granates. Esto supone una composición dominada por sílice y magnesio, con un alto porcentaje de hierro (alrededor 8%), algo de calcio (2% – 3%) y aluminio (2% – 3%) y cantidades inferiores de otros elementos. como sodio. potasio, titanio, cromo y níquel.Composición que es químicamente similar a la fracción oxidada y no volátil de los meteoritos de silicatos.

Composición del manto terrestre

Más allá de los 300 km de profundidad, las cosas no están tan claras: se aprecian varias discontinuidades (zonas donde cambian las propiedades del material), al tiempo que se observa un aumento de densidad con la profundidad. Esto se relaciona con cambios estructurales de los minerales, provocados por el aumento de la presión y la temperatura: los minerales constituyentes de las rocas profundas, sometidos a alta presión, sufren cambios en sus estructuras cristalinas, de modo que al aumentar la profundidad se forman minerales más compactos (con menor número de huecos en sus redes cristalinas), que darán lugar a rocas más densas.

La concentración de elementos radiactivos en la corteza puede estar relacionada con estos cambios: el gran radio atómico de dichos elementos impide su acoplamiento en las estructuras compactas del manto. de forma que tienden a migrar hacia la corteza, en donde las redes cristalinas son más abiertas.

No parece probable que todo el manto (el 84% del volumen de la Tierra) tenga una composición uniforme. Si pudiésemos observar directamente la variación composición-profundidad, es posible que, partiendo de las peridotitas del manto superior, viésemos cómo a medida que aumenta la profundidad, las rocas se van enriqueciendo en metales pesados, hasta que finalmente llegásemos a la zona del dominio del hierro, en la frontera entre el manto y el núcleo.

EL NÚCLEO

Un cambio muy brusco en la densidad, la cual pasa de 5,5 a 10 g/cm³, señala la separación entre el manto y el núcleo. La densidad aumenta con la profundidad, pero siempre de forma gradual. Dos capas se distinguen en el núcleo, una denominada núcleo externo y cuya profundidad sería de unos 2.100 km, y la otra, que ocupa el centro de la Tierra, el núcleo interno, que posee un radio de 1.250 km. Mientras que el núcleo externo se caracteriza por poseer un comportamiento líquido, el interno es sólido. Se piensa, en relación con su composición, que el níquel y el hierro son los materiales predominantes.

Composición del núcleo

La existencia de un potente campo magnético terrestre, producido por el movimiento de un fluido conductor, apoya una composición metálica para el núcleo, que se supone similar a la de los meteoritos férricos.
El núcleo estaría formado por una aleación de hierro y níquel, en la que habrían quedado concentradas pequeñas cantidades de elementos siderófilos pesados, como el cobalto, el cobre, el osmio, el iridio, el platino o el oro.
Sin embargo, las estimaciones teóricas sobre su densidad, así como la existencia del núcleo externo en estado de fusión, exigen la presencia de algún elemento ligero, que rebaje la densidad y disminuya el punto de fusión del material metálico.
Respecto a la naturaleza del o de los elementos ligeros existentes en el núcleo no sabemos gran cosa; en principio podemos seleccionar algunos que, siendo abundantes en la nebulosa primitiva, podrían haber quedado retenidos en el núcleo, como el hidrógeno, el carbono, el nitrógeno, el oxígeno, el silicio, el fósforo y el azufre.
De ellos, los «principales sospechosos» son el fósforo, el azufre, el nitrógeno y el carbono, ya que se encuentran en pequeñas cantidades en los meteoritos férricos, mientras que el silicio «prefiere reaccionar» con el oxígeno y con metales muy electropositivos, como sodio, potasio, magnesio o calcio, formando compuestos que tienden a migrar hacia la superficie.

Composición del núcleo de la Tierra

Esta preferencia no es suficiente para excluir al silicio del núcleo, dado que desconocemos su proporción en relación al contenido de metales alcalinos y alcalinotérreos. Aunque la elevada proporción de oxígeno y silicio en la corteza parecen confirmar la gran tendencia de ambos a migrar a la superficie y, por tanto, su escasez en el núcleo.

Por último, en un medio silicatado como el terrestre. el elemento ligero con mayor tendencia a asociarse al hierro es el azufre. El hecho de que los sulfuros metálicos, sean componentes habituales de los meteoritos nos lleva a pensar en el azufre como el mejor candidato para rebajar la densidad del núcleo.
El problema que se plantea es que todos los elementos anteriores, debido a su naturaleza ligera, deberían haber migrado hacia la superficie durante la diferenciación. Sólo podrían haber quedado retenidos en el núcleo los elementos capaces de establecer uniones firmes con el hierro y el níquel en las condiciones extremas de presión y temperatura del núcleo.
Desgraciadamente, desconocemos el comportamiento de los elementos en estas condiciones.

Imagen más detallada de las capas de la Tierra y temperaturas

- clic para ampliar -

*** Artículo compuesto al juntar otros artículos ya publicado en astroyciencia.com

¿Quieres saber más?


  • luisiss

    gas
     

  • Machupichupich

    malo

  • daniel

    las imágenes me ayudaron mucho pero el resto no

  • wow

    si es cierto

  • Josue Natividad Aguirre Jaureg

    si es sieto es de mucha alluda

  • Josue Natividad Aguirre Jaureg

    alluda mucho

  • javiera montes zuñiga

    ayuda eeee regular pork da las cosas muy detalladamente y la idea k sea resumido para k el lector no se aburraaaaaaaaaaaaaaaaaaa