Introducción a la Dinámica del Interior Terrestre

La dinámica del interior terrestre explica los procesos geológicos internos de la corteza y los fenómenos que ocurren en la superficie, como el vulcanismo y la sismicidad. Históricamente, el estudio de la estructura interna de la Tierra ha enfrentado grandes dificultades técnicas; sin embargo, el último siglo ha visto avances significativos gracias al desarrollo de nuevas tecnologías.

1. Métodos de Estudio del Interior Terrestre

1.1 Métodos Directos

Son los más sencillos, pero se limitan al material accesible y suelen ser costosos.

• Minas: Permiten la observación directa de materiales extraídos con fines industriales.
  • Subterráneas (pozos y galerías): Las más profundas alcanzan casi los 4 km.
  • A cielo abierto: Las más profundas apenas superan 1 km.
• Sondeos geológicos: Perforaciones para conocer el subsuelo, extraer materiales o con fines científicos. Se utilizan barrenas para obtener testigos (columnas de material). Actualmente, existen proyectos en fondos oceánicos (hasta 15 km) donde la corteza es más delgada.
• Volcanes: Análisis de materiales expulsados procedentes de hasta 100 km de profundidad (ej. peridotitas del manto).
• Cordilleras u orógenos: Recogida de rocas que afloran a la superficie debido a la erosión de las capas superiores (hasta 20 km).

1.2 Métodos Indirectos

• Densidad: Los cálculos indican que la Tierra no es homogénea; los materiales superficiales son menos densos que los del interior.
• Método Gravimétrico: Utiliza gravímetros para medir anomalías de la gravedad. La diferencia entre el valor medido y el teórico informa sobre la densidad del subsuelo. El valor varía según:
  • Latitud: A mayor latitud, mayor gravedad (menor fuerza centrífuga).
  • Altitud: A mayor altitud, menor gravedad (mayor radio).
  • Continentes vs. Océanos: Mayor gravedad en continentes que en zonas oceánicas debido a la densidad de las rocas frente al agua.
  • Yacimientos: Los depósitos metálicos generan anomalías positivas.
• Estudio del Magnetismo: La Tierra actúa como un imán. Las anomalías magnéticas positivas indican presencia de materiales ferromagnéticos como la magnetita. Un ejemplo notable es la anomalía de Kursk en Rusia.
• Estudio de Meteoritos: Al formarse la Tierra por acreción de planetesimales, los meteoritos revelan su composición interna:
  • Sideritos y Siderolitos: Ricos en hierro y níquel, similares al núcleo.
  • Condritas: Ricas en peridotita, similares al manto.
• Método Sísmico (El más valioso): Analiza la propagación de las ondas sísmicas internas (P y S) provocadas por terremotos o explosiones controladas. Los cambios en la velocidad y trayectoria (reflexión y refracción) permiten identificar discontinuidades entre materiales de distinta densidad, rigidez o estado.
• Tomografía Sísmica: Estudia variaciones detalladas de velocidad dentro de una misma capa. Un aumento de temperatura reduce la rigidez y la velocidad de las ondas.
  • Mayor velocidad: Zonas más frías (corrientes descendentes).
  • Menor velocidad: Zonas más calientes (corrientes ascendentes).

2. Estructura Interna de la Tierra (Geosfera)

2.1 Modelo Geoquímico o Estático

Basado en la composición química de las capas, delimitadas por discontinuidades:

Corteza

• Corteza Continental:
  • Cratones: Núcleos estables, antiguos y erosionados (ej. Escudo Canadiense).
  • Orógenos: Cordilleras jóvenes con alta actividad tectónica y sísmica (ej. Andes, Himalaya).
  • Plataformas interiores: Cuencas sedimentarias sobre cratones (ej. Cuenca del Ebro).
• Terrenos Sumergidos: Plataformas continentales, taludes, llanuras abisales (con guyots y montes submarinos), dorsales oceánicas y fosas submarinas.

Manto

Separado de la corteza por la discontinuidad de Mohorovičić. Compuesto principalmente por peridotita (silicatos de hierro y magnesio). El manto inferior es más denso que el superior.

Núcleo

Separado del manto por la discontinuidad de Gutenberg. Se divide en un núcleo externo líquido (generador del campo magnético) y un núcleo interno sólido debido a las altas presiones.

2.2 Modelo Dinámico

• Litosfera: Capa rígida que comprende la corteza y la parte superior del manto. Dividida en placas litosféricas.
• Astenosfera: Zona de comportamiento plástico donde las ondas sísmicas reducen su velocidad.
• Mesosfera: Comprende el resto del manto. Incluye el nivel D», una zona de fusión parcial en contacto con el núcleo de donde parten las plumas térmicas.
• Endosfera: Corresponde al núcleo. Presenta corrientes de convección complejas que retroalimentan la dinámica del manto.

3. Hacia la Teoría de la Tectónica de Placas

La Tierra es un planeta activo cuya dinámica actual se explica mediante la tectónica de placas. Este conocimiento evolucionó a través de varios hitos:

• Alfred Wegener (1915): Propuso la Deriva Continental y la existencia del supercontinente Pangea. Aportó pruebas geográficas, paleontológicas (fósiles idénticos en continentes distantes), geológicas y paleoclimáticas (glaciaciones en la India).
• Arthur Holmes (1929): Introdujo las corrientes de convección del manto como motor del movimiento.
• Harry Hess (1960): Formuló la expansión del fondo oceánico.

Pruebas del Paleomagnetismo

Los minerales ferromagnéticos en los basaltos oceánicos se orientan según el campo magnético terrestre al solidificarse. El descubrimiento de un bandeado magnético simétrico a ambos lados de las dorsales demostró que la corteza oceánica se crea en las dorsales y se destruye en las zonas de subducción. Esto explica por qué la corteza oceánica nunca supera los 200 millones de años de antigüedad.