La Geosfera: Estructura Interna de la Tierra

La geosfera es la parte sólida de la Tierra, compuesta por varias capas concéntricas. Las principales son el manto y el núcleo.

El Manto

El manto es la capa más gruesa de la geosfera. Se sitúa entre la discontinuidad de Mohorovičić y la de Gutenberg (a 2900 km de profundidad). Está formada por rocas muy densas del tipo de las peridotitas y tiene una zona externa e interna.

El Núcleo

El núcleo se extiende desde los 2900 km de profundidad hasta el centro del planeta, situado a 6371 km. Por su densidad, está formado por compuestos de metales (hierro y níquel) y en él se diferencian las zonas externa e interna.

Núcleo Externo

Situado entre la discontinuidad de Gutenberg (2900 km) y la de Lehmann (5100 km). Las ondas S no lo atraviesan, lo que indica que está formado por metales fundidos.

Núcleo Interno

Se extiende desde 5100 km hasta el centro (6371 km) y se cree que está hecho de metal sólido, ya que las ondas P aumentan su velocidad aquí.

Dinámica Interna de la Tierra: Energía Geotérmica

Los estudios del interior de la geosfera revelan una dinámica, una actividad interna que hace que los materiales se muevan de manera lenta pero constante; toda dinámica requiere energía.

Energía Geotérmica

Es la energía calorífica que la Tierra transmite desde sus capas internas hasta la superficie. Dentro de la Tierra, la temperatura aumenta con la profundidad.

Orígenes de la Energía Geotérmica

Tiene dos orígenes principales:

• El calor de formación de la Tierra: Hace 4600 millones de años, la Tierra se formó por impactos de fragmentos que liberaron mucha energía al unirse, generando mucho calor.
• La actividad de los elementos radiactivos: Los elementos radiactivos, al desintegrarse en los materiales terrestres, liberan mucha energía. Estos impactos continuos generaron calor al aumentar el tamaño del planeta.

Transferencia de Calor

La energía geotérmica se transfiere hacia el exterior del planeta en forma de calor de tres modos: por conducción, radiación y convección.

Por Convección

Son movimientos cíclicos muy lentos, ascendentes y descendentes de materiales, denominados corrientes de convección.

Evidencias de la Tectónica de Placas

La teoría de la Tectónica de Placas se apoya en diversas pruebas que demuestran el movimiento de los continentes y la expansión del fondo oceánico.

Pruebas Geográficas

Wegener aportó cartografía precisa en la que se podía comprobar que las líneas de las costas de muchos continentes actuales encajan como si de un puzle se tratara. Las imperfecciones en el ajuste se explican teniendo en cuenta la erosión del litoral y los cambios en el nivel del mar. El encaje mejora si se tienen en cuenta los límites de la plataforma continental en lugar de las costas.

Pruebas Geológicas

Algunas cadenas montañosas forman una unidad si se juntan todos los continentes. Como sucede con los Apalaches, las Caledonias y Mauritánides (África). Del mismo modo, algunos macizos rocosos formados juntos, como los viejos territorios de África y Brasil, aparecen separados en la actualidad.

Pruebas Paleoclimáticas

Se basa en la existencia de registros de climas antiguos en zonas donde hoy no hay condiciones adecuadas, por ejemplo, la presencia de tillitas en continentes cálidos, que en la actualidad están en zonas frías en el pasado. Al reconstruir la posición de los continentes como Pangea, coinciden con zonas polares antiguas, lo que confirma que los continentes estuvieron juntos.

Pruebas Paleontológicas

La distribución de algunos fósiles de la misma especie y edad en continentes actualmente alejados sugiere que estos estaban unidos, por ejemplo, el reptil acuático Mesosaurus.

Nuevas Investigaciones y Evidencias Adicionales

Además de las pruebas iniciales de Wegener, investigaciones posteriores han aportado más evidencias:

• Distribución de Terremotos y Volcanes: Los hipocentros de terremotos y la ubicación de volcanes coinciden con elementos destacados del relieve como dorsales y fosas. Definen el contorno de las placas en las que se divide la litosfera (no coinciden con los bordes continentales, siendo de tamaño mayor).
• Expansión del Fondo Oceánico: Extracción de rocas del fondo marino a ambos lados de una dorsal. Formadas por rocas volcánicas muy jóvenes a partir de la solidificación de lava (menos de un millón de años, apenas recubiertas de sedimentos).
• Simetría del Fondo Oceánico: Las bandas de rocas en un lado de la dorsal coinciden con las del lado opuesto en edad y características. Esto indica que el fondo se expande de forma simétrica desde el centro de la dorsal, lo que apoya la teoría de la expansión oceánica y el movimiento de los continentes.

Mecanismos y Consecuencias de la Dinámica de Placas

Dinámica de las Placas y Procesos Geológicos

La dinámica de las placas es la causa de los procesos geológicos. La interacción entre las placas tiene tres tipos de efectos:

• Fuerzas: Cuando las placas se desplazan o crecen, originan fuerzas capaces de deformar o cambiar la textura de las rocas.
• Cambios de Temperatura: La dinámica de las placas produce variaciones de temperatura que causan la fusión de las rocas.
• Cambios de Ambientes Geológicos: Al cambiar las placas, varía su interacción con la hidrosfera, atmósfera y biosfera. Las rocas pasan a estar sometidas a diferentes condiciones.

Procesos Geológicos Endógenos

Tienen su origen en el interior terrestre. Se deben a fuerzas y cambios de presión/temperatura que resultan de la dinámica de las placas.

Procesos Geológicos Exógenos

Se originan en la superficie de la litosfera. Son consecuencias de la interacción de las rocas con la atmósfera, hidrosfera y biosfera. Causan el modelado del relieve y la formación de rocas sedimentarias.

Consecuencias de la Dinámica Terrestre

Los bordes de placas son zonas geológicamente muy activas en las que se concentran los principales procesos geológicos endógenos.

Fenómenos Geológicos Endógenos: Magmatismo y Vulcanismo

El Magmatismo

Conjunto de procesos geológicos endógenos en los que intervienen magmas y forman rocas magmáticas. Incluye la formación y ascenso de los magmas. En la formación de un magma influyen cuatro factores:

• Aumento de la temperatura.
• Disminución de la presión.
• Composición de las rocas.
• Presencia de agua (disminuye el punto de fusión de algunas rocas).

Zonas Principales de Formación de Magma

Se dan principalmente:

• Bajo las Dorsales y los Rifts: La separación de las placas agrieta la litosfera y produce una disminución de la presión y fusión de rocas calientes del manto.
• Bajo las Zonas de Subducción: El calor generado por la fricción de la placa que subduce y su contenido en agua desencadenan la fusión de algunas rocas del manto sublitosférico.
• Bajo los Puntos Calientes: Las plumas de material ardiente del manto profundo elevan la temperatura del manto sublitosférico y producen la fusión de rocas al agrietarse la litosfera.

Evolución de los Magmas

Los magmas tienden a ascender porque son menos densos y evolucionan de dos maneras:

Actividad Plutónica

Masas de magma ascendentes que no alcanzan la superficie. Forman emplazamientos de tamaños variables. Al enfriarse lentamente, se forman cristales grandes y bien formados. Los procesos de modelado del relieve pueden eliminar las capas de roca superiores y hacer que las rocas afloren a la superficie, donde pueden ser erosionadas.

Actividad Volcánica

Parte del magma asciende hasta la superficie y sale al exterior formando volcanes. El volcán se origina cuando el magma se acumula cerca de la superficie en una cámara magmática. La presión acumulada rompe la corteza, generando fisuras por donde sale el magma. La salida reduce la presión de golpe y libera los gases.

Materiales Expulsados Durante las Erupciones

Durante las erupciones, los volcanes expulsan:

• Muchos gases (ej. H₂S).
• Lava (coladas de lava, ácidas y ricas en sílice).
• Materiales sólidos de tres tipos (piroclastos):
  • Cenizas: Escamas milimétricas.
  • Lapilli: Grava.
  • Bombas: Rocas grandes.

Las erupciones volcánicas se producen cada vez que la cámara magmática se rellena y alcanza una presión suficientemente alta como para volver a agrietar la corteza. Mientras esto ocurre, el volcán está activo. Por el contrario, cuando se interrumpe la llegada del magma a la cámara magmática, las fisuras no vuelven a abrirse, están obstruidas y el volcán no estará activo.

Tipos de Erupciones Volcánicas

• Hawaiano: Escasa peligrosidad, coladas de lava fluidas.
• Estromboliano: Explosiones frecuentes y poco peligrosas.
• Vulcaniano: Explosividad media, con emisión de piroclastos y lava viscosa.
• Pliniano: Explosiones violentas de piroclastos, ceniza y piedra pómez. Lava muy viscosa, formación de domos.

Deformaciones de las Rocas y Riesgos Sísmicos

Las Deformaciones de las Rocas

Las rocas sometidas a esfuerzos tectónicos pueden experimentar tres tipos de deformaciones:

• Pliegues.
• Fracturas.
• Terremotos.

Riesgos Sísmicos

El Terremoto

Vibración de la Tierra producida por la liberación brusca (paroxística) de la energía elástica almacenada en las rocas cuando se rompen tras haber estado sometidas a grandes esfuerzos. La energía se libera en forma de calor (fricción) y en forma de ondas sísmicas.