El Interior de la Tierra y sus Métodos de Estudio
Para estudiar nuestro planeta, la Tierra, se emplean dos tipos de métodos: los directos y los indirectos.
Métodos de Estudio del Interior Terrestre
Métodos Directos
Se utilizan para estudiar la parte más superficial de la corteza terrestre. Incluyen la observación directa de afloramientos rocosos, perforaciones y el estudio de volcanes.
Métodos Indirectos
Se emplean para estudiar las capas más profundas de la Tierra, a las que no se puede acceder directamente. Estos métodos se basan en la interpretación de propiedades físicas y fenómenos geológicos:
- Método Gravimétrico: Consiste en el análisis de las variaciones de los valores de la gravedad en distintos puntos del planeta. Se produce una anomalía gravimétrica cuando el valor calculado a partir de la latitud y altitud no coincide con el valor observado. Para su medición se utiliza un gravímetro.
- Método Térmico: Consiste en el estudio de la distribución de la temperatura en el interior de la Tierra.
- Método Astronómico: Consiste en el estudio de meteoritos, cuya composición se considera representativa de los materiales que formaron el sistema solar y, por ende, el interior de la Tierra.
- Método Sísmico: Se trata de un método basado en el estudio de las ondas sísmicas, generadas por terremotos o explosiones.
Propagación de las Ondas Sísmicas
Las ondas sísmicas son cruciales para comprender la estructura interna de la Tierra. Se distinguen dos tipos principales:
- Ondas P (Primarias): Se denominan primarias porque son las más rápidas. Son ondas de presión longitudinal que pueden propagarse a través de sólidos, líquidos y gases.
- Ondas S (Secundarias): Se consideran secundarias porque son más lentas que las ondas P. Son ondas transversales que solo pueden propagarse a través de sólidos.
Un terremoto se origina en el interior de la Tierra, en un punto denominado hipocentro. La velocidad y la trayectoria de las ondas sísmicas van cambiando a medida que se encuentran con distintos tipos de materiales (la velocidad aumenta con la rigidez y disminuye con la densidad). Un cambio brusco de velocidad y dirección indica que la onda ha alcanzado una superficie de discontinuidad, lo que permite delimitar las diferentes capas terrestres.
Las Capas de la Tierra: Estructura y Composición
La Tierra se puede clasificar en capas según dos criterios principales:
Criterios de Clasificación
- Criterio Geoquímico (Composición): Divide la Tierra en Corteza, Manto y Núcleo.
- Criterio Dinámico (Comportamiento Mecánico): Divide la Tierra en Litosfera, Manto y Núcleo.
Descripción de las Capas (Criterio Geoquímico)
- Corteza: Es la capa más externa de la Tierra. Es sólida, rígida y muy heterogénea. Se distingue entre:
- Corteza Continental: Más gruesa y menos densa, compuesta principalmente por rocas graníticas.
- Corteza Oceánica: Más delgada y densa, compuesta principalmente por rocas basálticas.
- Manto: Es la capa situada entre la corteza y el núcleo. Presenta una composición relativamente uniforme, a diferencia de la corteza, y está compuesto principalmente por peridotitas.
- Núcleo: Su densidad es muy elevada y la temperatura puede superar los 6700ºC. Se subdivide en:
- Núcleo Externo: Su estado es líquido, compuesto principalmente por hierro y níquel fundidos.
- Núcleo Interno: Su estado es sólido, compuesto principalmente por hierro y níquel cristalizados.
De la Deriva Continental a la Tectónica de Placas
La comprensión de la dinámica terrestre ha evolucionado significativamente a lo largo del tiempo.
La Teoría de la Deriva Continental
En 1912, Alfred Wegener publicó la teoría de la deriva continental, en la que exponía que hace aproximadamente 200 millones de años, todos los continentes estaban unidos formando un supercontinente, Pangea, rodeado de un inmenso océano, Panthalassa. Wegener propuso dos causas para el movimiento de los continentes, aunque posteriormente se demostró que eran insuficientes:
- Fuerza Centrífuga: Generada por la rotación terrestre.
- Fuerza Gravitatoria: De atracción entre la Luna y la propia Tierra.
Pruebas de la Deriva Continental
Wegener fundamentó su teoría en diversas pruebas:
- Pruebas Paleontológicas: Similitud de fósiles de especies terrestres y de agua dulce en continentes actualmente separados.
- Pruebas Geológicas: Coincidencia de formaciones rocosas y estructuras geológicas entre continentes.
- Pruebas Paleoclimáticas: Evidencia de climas pasados (como glaciaciones) en regiones que hoy tienen climas muy diferentes, sugiriendo su ubicación en otras latitudes.
Una prueba clave que surgió posteriormente y apoyó la idea del movimiento continental fue el Paleomagnetismo. Se basa en el estudio del campo magnético de la Tierra a lo largo del tiempo geológico, a través del análisis del campo magnético registrado en las rocas en el momento de su formación.
La Teoría de la Tectónica de Placas
Esta teoría, desarrollada a partir de la década de 1960, defiende que la litosfera está fragmentada en grandes bloques rígidos denominados placas litosféricas. Estas placas se mueven a distinta velocidad sobre una capa más dúctil y plástica del manto superior, denominada astenosfera.
Límites entre las Placas Litosféricas
La interacción entre las placas litosféricas se produce en sus límites, donde se concentra la mayor parte de la actividad geológica (terremotos, volcanes, formación de montañas). Se distinguen tres tipos principales de límites:
- Límites Divergentes: Son zonas donde las placas se separan. La mayor parte de estos límites coinciden con las dorsales oceánicas, lugares por los cuales se fragmenta la litosfera y el material del manto asciende por la grieta, creando nueva corteza oceánica.
- Límites Transformantes: Son aquellos donde las placas se deslizan lateralmente una respecto a la otra, sin que se cree ni se destruya litosfera.
- Límites Convergentes: Se localizan en zonas donde dos placas litosféricas se aproximan o convergen. En ellos se destruye litosfera mediante el proceso de subducción (una placa se hunde bajo la otra). Existen tres tipos principales de colisión entre placas:
- Colisión entre dos placas continentales.
- Colisión entre dos placas oceánicas.
- Colisión entre una placa continental y otra oceánica.
Tectónica de Placas y Orogénesis
La orogénesis es el proceso geológico por el cual se forman las cordilleras u orógenos, resultado de la deformación de la corteza terrestre debido a las fuerzas tectónicas.
Tipos de Orógenos
- Orógenos Térmicos (o de Subducción): Se forman en los límites convergentes cuando se produce la subducción de una placa oceánica bajo una continental (o bajo otra oceánica). La fusión parcial de la placa subducida genera magma que asciende, formando arcos volcánicos y cordilleras.
- Orógenos Mecánicos (o de Colisión): Estos orógenos se forman cuando colisionan dos placas continentales. Dado que la corteza continental es menos densa y no subduce fácilmente, se produce un engrosamiento y plegamiento intenso de la corteza, formando grandes cadenas montañosas. En algunos casos, puede ocurrir la obducción, un proceso por el cual la corteza oceánica es cabalgada sobre la continental.
Causas del Movimiento de las Placas
La Tierra tiene un calor interno residual desde su origen, además del calor generado por la desintegración de elementos radiactivos. Este calor irradia hacia la superficie y es el responsable de los procesos convectivos que tienen lugar en el manto. Estas corrientes de convección en el manto son la principal fuerza impulsora del movimiento de las placas litosféricas.
El Ciclo de Wilson: La Vida de los Océanos
El Ciclo de Wilson describe la apertura y cierre de las cuencas oceánicas y la formación y desintegración de supercontinentes a lo largo de millones de años. Consta de varias etapas:
- Fragmentación Continental: El magma asciende desde el manto, provocando el abombamiento y la fragmentación de la litosfera continental.
- Formación de un Valle Rift: La rotura de la litosfera continental crea un valle de rift, que puede ser inundado por el agua en las zonas más deprimidas.
- Formación de un Mar Joven y Estrecho: La extensión continúa, se forma nueva corteza oceánica en una dorsal incipiente y se inicia un pequeño mar.
- Extensión del Fondo Oceánico: El crecimiento continuo del mar se produce por la formación de nueva corteza oceánica en la dorsal, lo que lleva a la expansión del océano.
- Rotura de la Placa Mixta y Subducción: A medida que el océano se expande, la placa oceánica se enfría y densifica. Eventualmente, uno de los laterales de la placa oceánica se encuentra con una placa continental (o con otra oceánica) y comienza a hundirse bajo ella en un proceso de subducción.
- Colisión Continental (Orogénesis): El acercamiento de las placas continúa hasta que se produce la colisión de dos masas continentales. Dado que la corteza continental no subduce, se forma una gran cordillera (orógeno de colisión), y el océano se cierra.