La Estructura de la Tierra, se encuentra conformada en diversas capas de manera que se puede hacer la similitud a una cebolla ya que esta posee muchas capas tanto externas como internas. En el siguiente artículo conoceremos más acerca de cómo está compuesto nuestro planeta tanto externamente como internamente.
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La Estructura de la Tierra
La Estructura de la Tierra se puede llegar a definir de 2 maneras: por las propiedades mecánicas como la geología o de manera químicamente.
Mecánicamente, se puede dividir en:
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Litosfera
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Astenosfera
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Manto Mesosférico
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Núcleo Externo
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Núcleo Interno
Químicamente, la Tierra se puede dividir en:
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Corteza
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Manto Superior
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Manto Inferior
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Núcleo Externo
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Núcleo Interno
Las capas del componente geológico de la Tierra se encuentran en las siguientes profundidades debajo de la superficie:
Kilómetros Millas Capa
0-60 0-37 Litosfera ( Localmente varía entre 5 y 200 km )
0-35 0-22 Corteza ( Varía Localmente Entre 5 y 70 km )
35-60 22-37 Parte Superior del Manto
35-2,890 22-1,790 Manto
210-270 130-168 Mesosfera Superior ( Manto Superior )
660-2,890 410-1,790 Mesosfera Inferior ( Manto Inferior )
2,890-5,150 1,790-3,160 Núcleo Externo
5,150-6,360 3,160-3,954 Núcleo Central
La estratificación de la Tierra se ha inferido de manera indirecta utilizando el tiempo de viaje de las ondas sísmicas refractadas y reflejadas que son creadas por los terremotos. El núcleo no permite el paso de las ondas de corte, mientras que la velocidad de desplazamiento que es la velocidad sísmica es diferente en las otras capas. (ver artículo: Equinoccio).
Los cambios en la velocidad sísmica entre las diferentes capas tienden a provocar una refracción debido a la ley de Snell, como la flexión de la luz cuando pasa por medio de un prisma. Del mismo modo, las reflexiones tienden a ser causadas por un gran aumento en la velocidad sísmica y son muy parecidas a la luz que se refleja en un espejo.
El Origen de la Tierra
Se cree que la Tierra y la Estructura de la Tierra, junto con los otros planetas, nació hace 4.500 millones de años como una nube solidificada de polvo y gases que quedaron de la creación del Sol. Durante quizás 500 millones de años, el interior de la Tierra se mantuvo sólido y relativamente frío, tal vez 2.000 ° F. Los principales ingredientes, según la mejor evidencia disponible, fueron hierro y silicatos, con pequeñas cantidades de otros elementos, algunos de ellos radiactivos.
A medida que pasaron millones de años, la energía liberada por la descomposición radiactiva, principalmente de uranio, torio y potasio, gradualmente calentaba la Tierra, derritiendo algunos de sus componentes. El hierro se derritió antes que los silicatos y, al ser más pesado, se hundió hacia el centro. Esto forzó los silicatos que encontró allí. Después de muchos años, el hierro llegó al centro, a casi 4.000 millas de profundidad, y comenzó a acumularse.
No había ojos en ese momento para ver la agitación que debió haber ocurrido en la faz de la Tierra: gigantescos jadeos y burbujeos en la superficie, volcanes en explosión y lava que fluía y cubría todo lo que se veía. Finalmente, el hierro en el centro se acumuló como núcleo. A su alrededor, una corteza delgada pero bastante estable de roca sólida se formó cuando la Tierra se enfrió. Las depresiones en la corteza eran cuencas naturales en las que el agua, que se eleva desde el interior del planeta a través de los volcanes y las fisuras, se juntaba para formar los océanos y forman parte de la Estructura de la Tierra.
En conclusión podemos decir que, cuando la Tierra finalmente llegó a enfriarse, fue cuando adoptó la apariencia que hoy en día tiene, es decir, la apariencia que en la actualidad todos conocemos, un planeta con un corteza muy delgada, pero que mantiene un base bastante solida y estable como para que se pueda vivir en ella, tambien hay que volver a destacar que las depresiones de la corteza se trataban nada más y nada menos que de las cuencas naturales , mediante las cuales el agua sale desde adentro del planeta, a raíz de ahí se forman los océanos.
Estructura Interna de la Tierra
La estructura interna de la Tierra se encuentra formada por los caparazones esféricos que son: una corteza sólida externa de silicato, una atmósfera y un manto muy viscoso, también de un núcleo externo líquido que es mucho menos viscoso que el mismo manto y de un núcleo interno sólido.
La comprensión científica de la estructura interna de la Tierra se tiende a basar en las observaciones de la topografía y la batimetría, en las observaciones de las rocas en afloramientos, en las muestras traídas a la superficie desde profundidades mayores por volcanes o actividad volcánica, también en los análisis de la ondas sísmicas que pasan por medio de la Tierra, las mediciones de los campos gravitacionales y magnéticos de la Tierra, y por último en los experimentos con sólidos cristalinos a presiones y en las temperaturas características del interior profundo de la Tierra.
La Corteza de la Tierra
La corteza de la tierra tiende a oscilar entre los 5 y 70 km de profundidad y es la capa más externa. Las partes más delgadas son la corteza oceánica, que se localizan por debajo de las cuencas oceánicas a unos 5 o 10 km y se encuentran compuestas de las rocas ígneas densas denominadas máficas de hierro y también de silicato de magnesio, como el basalto. (ver artículo: Eón Hádico).
La corteza más gruesa es la corteza continental, que es menos denso y se encuentra compuesto de felsic, de sodio, potasio, aluminio, rocas de silicatos, como el granito. Las rocas de la corteza se tienden a dividir en 2 categorías principales que son:
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Sial
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Sima
Esto fue descrito por Suess, en el año 1831 y 1914. Se llega a estimar que Sima inicia a unos 11 km por debajo de la discontinuidad de Conrad que se trata de una discontinuidad de 2do orden. El manto superior junto con la corteza son los que constituyen la litosfera. El límite capa – capa se produce como 2 eventos físicamente diferentes. En 1er lugar, existe una discontinuidad en la velocidad sísmica, que se conoce más comúnmente como la discontinuidad de Mohorovicić o Moho.
Se cree que la razón o la causa del Moho se debe a que es un cambio en la composición de la roca desde las rocas que contienen el feldespato plagioclasa en la parte de arriba hasta las rocas que no contienen feldespatos que se encuentran en la parte de abajo.
En 2do lugar, en la corteza oceánica, existe una discontinuidad química entre los cumulados ultramáficos y los harzburgitas tectonizados, que se ha ido observando desde las partes más profundas de la corteza oceánica que han sido obsequiado en la corteza continental y conservado como secuencias ofiolíticas.
Muchas de las rocas que ahora tienden a conformar la corteza terrestre se formaron hace menos de 100 millones años; sin embargo, los granos minerales más antiguos que se conocen tienen unos 4.400 millones de años, lo que indica que la Tierra ha poseído una corteza sólida durante al menos 4.400 millones de años.
Manto
El manto de la Tierra se tiende a extender a una profundidad de 2.890 km, por lo que suele ser la capa más gruesa de la Tierra. El manto se también se tiende a dividir en manto superior y manto inferior. El manto superior e inferior se encuentran separados por la zona de transición. La parte más baja del manto al lado del límite núcleo – manto se conoce como la capa D ” pronunciado dee – doble – principal.
La presión en la parte inferior del manto es de ≈ 140 G Pa que equivale a 1.4 M atm. El manto se encuentra compuesto de las rocas de silicato que son ricas en hierro y magnesio en relación con la corteza suprayacente.
Aunque esta tiende a ser sólido, las altas temperaturas dentro del manto pueden hacer que el material de silicato sea suficientemente dúctil y que puede llegar a fluir en escalas de tiempo muy largas. La convección del manto se expresa en el Mapa del mundo que muestra la posición del Moho. la superficie a través de los movimientos de las placas tectónicas.
Como existe una presión intensa y creciente a medida que viaja más profundo en el manto, la parte inferior del manto fluye con menos facilidad que el manto superior ya que los cambios químicos dentro del manto también pueden ser importantes. La viscosidad del manto oscila entre 10,23 y 10,24 Pa· s, claro esta esto es dependiendo de la profundidad.
En comparación, con la viscosidad del agua es de aproximadamente 10-3 Pa · s y la de brea es 10,7 Pa· s. La fuente de calor que impulsa la tectónica de las placas es el calor primordial que queda de la formación del planeta, así como la descomposición radiactiva del uranio, el torio y el potasio en la corteza terrestre y también en el manto.
Núcleo
La densidad promedio de la Tierra es 5.515 g / cm 3. Debido a que la densidad promedio del material de la superficie es solo de alrededor de 3.0 g / cm 3, debemos concluir que existen materiales más densos dentro del núcleo de la Tierra. Este resultado se conoce desde el experimento Schiehallion, realizado en la década del año 1770. Charles Hutton en su informe del año 1778 llegó a la conclusión de que la densidad media de la Tierra debe ser aproximadamente el de la roca de superficie, concluyendo que el interior de la Tierra debe ser metálico.
Hutton estimó que esta porción metálica ocupaba aproximadamente el 65 % del diámetro de la Tierra. La estimación de Hutton sobre la densidad media de la Tierra era aún un 20% demasiado baja, a 4.5 g / cm 3 Henry Cavendish en su experimento de equilibrio de torsión de 1798 encontró un valor de 5.45 g / cm 3, dentro del 1% del valor moderno.
Las mediciones sísmicas muestran que el núcleo está dividido en dos partes, un núcleo interno ” sólido ” con un radio de ≈1,220 km y un núcleo externo líquido extendiéndose más allá a un radio de ≈3,400 km. Las densidades están entre 9,900 y 12,200 kg / m 3 en el núcleo externo y 12,600-13,000 kg / m 3 en el núcleo interno.
El núcleo interno fue descubierto en el año 1936 por Inge Lehmann y generalmente se cree que está compuesto principalmente de hierro y algo de níquel . Como esta capa puede transmitir ondas de cortante ondas sísmicas transversales, debe ser sólida. La evidencia experimental a veces ha sido crítica de los modelos de cristal del núcleo.
Otros estudios experimentales muestran una discrepancia a alta presión: los estudios de yunque de diamante estático a presiones del núcleo producen temperaturas de fusión que son aproximadamente 2.000 K inferiores a las de los estudios con láser de choque dinámico. Los estudios con láser crean plasma, y los resultados sugieren que la restricción de las condiciones del núcleo interno dependerá de si el núcleo interno es sólido o si es un plasma con la densidad de un sólido. Esta es un área de investigación activa.
En las primeras etapas de la formación de la Tierra hace 4.600 millones de años, la fusión habría causado que las sustancias más densas se hundieran hacia el centro en un proceso llamado diferenciación planetaria, mientras que los materiales menos densos habrían migrado a la corteza. (ver artículo: Dorsal Oceánica).
Por lo tanto, se cree que el núcleo se encuentra compuesto principalmente de hierro es decir un 80%, junto con níquel y uno o más elementos ligeros, mientras que otros elementos densos, como el plomo y el uranio son demasiado raros para ser significativos o tienden a unirse al encendedor elementos y así permanecer en la corteza.
En condiciones de laboratorio, una muestra de aleación de hierro y níquel se sometió a las presiones del núcleo agarrándolo en una prensa entre 2 puntas de diamante o yunque de diamante, y luego calentando a aproximadamente 4000 K. La muestra se observó con rayos X, y apoyó firmemente la teoría de que el núcleo interno de la Tierra estaba hecho de cristales gigantes que corrían de norte a sur.
El núcleo externo líquido rodea el núcleo interno y se cree que está compuesto de hierro mezclado con níquel y trazas de elementos más ligeros. La especulación reciente sugiere que la parte más interna del núcleo está enriquecida en oro , platino y otros elementos siderófilos.
La materia que comprende la Tierra está conectada de manera fundamental a la materia de ciertos meteoritos condritas , y a la materia de la porción exterior del Sol. Existen buenas razones para creer que la Tierra es, en general, como un meteorito condrita. Comenzando ya en el año 1940, los científicos, incluido Francis Birch, construyeron geofísica sobre la premisa de que la Tierra es como las condritas ordinarias, el tipo más común de meteorito que impacta la Tierra, mientras que ignora por completo otro tipo, aunque menos abundante, llamado enstatito Condritas.
La diferencia principal entre los dos tipos de meteoritos es que las condritas enstatitas se forman bajo circunstancias de oxígeno disponible extremadamente limitado, lo que conduce a ciertos elementos normalmente oxifílicos que existen parcial o totalmente en la porción de aleación que corresponde al núcleo de la Tierra.
La teoría del dínamo sugiere que la convección en el núcleo externo, combinada con el efecto de Coriolis, da lugar al campo magnético de la Tierra . El núcleo interno sólido está demasiado caliente para mantener un campo magnético permanente pero probablemente actúa para estabilizar el campo magnético generado por el núcleo externo líquido. La fuerza promedio del campo magnético en el núcleo externo de la Tierra se estima en 25 Gauss 2.5 mT, 50 veces más fuerte que el campo magnético en la superficie.
La evidencia reciente ha sugerido que el núcleo interno de la Tierra puede rotar ligeramente más rápido que el resto del planeta; sin embargo, estudios más recientes en el año 2011 encontró esta hipótesis como no concluyente. Las opciones permanecen para el núcleo que puede ser de naturaleza oscilatoria o un sistema caótico. En agosto del año 2005, un equipo de geofísicos anunció en la revista Science que, de acuerdo con sus estimaciones, el núcleo interno de la Tierra rota aproximadamente de 0.3 a 0.5 grados por año más rápido en relación con la rotación de la superficie.
La explicación científica actual para el gradiente de temperatura de la Tierra es una combinación del calor que queda de la formación inicial del planeta, la descomposición de los elementos radiactivos y la congelación del núcleo interno.
Estructura Externa de la Tierra Externa
El conocimiento de por qué no nos caemos de la Tierra es mucho más reciente. Un viaje como el descrito por el autor Jules Verne en su libro Viaje al centro de la Tierra era, después de todo, imposible. Solo se sabía una cosa: la Tierra se encontraba compuesta de tierra, rocas y agua. En la actualidad, sabemos que la Tierra también se encuentra rodeada por una capa de aire llamada atmósfera.
¿ Cuál es la estructura interna de la Tierra ?
Como una cebolla, la Tierra posee diversas capas. La capa más externa, que es la la corteza terrestre, tiene una profundidad promedio de aproximadamente unos 40 km. Cómo se compara con el diámetro de la tierra, que es alrededor de 12,700 km, la corteza terrestre es muy pequeña. Está se encuentra compuesto principalmente por las rocas sólidas.
Debajo de la corteza se encuentra el manto, que alcanza una profundidad de unos 2900 km. Debido al calor dentro de la Tierra, este se encuentra compuesto de hierro y níquel. Cuanto más profundo se viaja dentro de la Tierra, más caliente está. La temperatura en el núcleo tiende a estar entre los 4.000 y 5.000 o C.
¿ Cómo se descubrió el Interior de la Tierra ?
Las cuevas y las minas van solo hasta 1 – 2 km dentro de la Tierra. Incluso los pozos más profundos del mundo, como el que tiene 12 kilómetros de profundidad que se encuentra ubicado en la península rusa de Kola o el de 9 kilómetros de profundidad localizado en el Alto Palatinado, apenas rascan la corteza terrestre.
Se puede llegar a ‘ mirar ‘ en el fondo de la Tierra después de los terremotos o al crear una explosión nuclear. Las explosiones generan sonido o ondas sísmicas. También arrojan partículas de roca. Al medir su intensidad y tiempo, los científicos descubren la composición de los interiores de la Tierra.
Atmósfera
Una atmósfera del griego atmos, que significa ” vapor “, y sphaira, que significa ” esfera ” es una capa o un conjunto de capas de gases que rodean un planeta u otro cuerpo material . eso se mantiene en su lugar por la gravedad de ese cuerpo. Es más probable que se retenga una atmósfera si la gravedad a la que está sujeta es alta y la temperatura de la atmósfera es baja.
La atmósfera de la Tierra está compuesta de nitrógeno aproximadamente 78 %, oxígeno de aproximadamente 21 %, argón de aproximadamente 0.9 % con dióxido de carbono y otros gases en cantidades traza. El oxígeno es utilizado por la mayoría de los organismos para la respiración; el nitrógeno es fijado por bacterias y rayos para producir amoníaco usado en la construcción de nucleótidos y aminoácidos; y el dióxido de carbono es utilizado por las plantas, las algas y las cianobacterias para la fotosíntesis. (ver artículo: Agujero Negro en la Tierra).
La atmósfera ayuda a proteger a los organismos vivos del daño genético por la radiación solar ultravioleta , el viento solar y los rayos cósmicos . La composición actual de la atmósfera de la Tierra es el producto de miles de millones de años de modificación bioquímica de la paleoatmosfera por organismos vivos.
El término atmósfera estelar describe la región externa de una estrella y típicamente incluye la porción sobre la fotosfera opaca. Las estrellas con temperaturas suficientemente bajas pueden tener atmósferas externas con moléculas compuestas. Esta capa forma parte de la Estructura de la Tierra.
Litosfera
Una litosfera del griego antiguo: lithos para su significado de ” rocoso “, y sphaira para su traducción a ” esfera ” es la capa rígida, más externa de un planeta de tipo terrestre , o satélite natural , que se define por su propiedades mecánicas rígidas. En la Tierra, se compone de la corteza y la porción del manto superior que se comporta elásticamente en escalas de tiempo de miles de años o más. La capa más externa de un planeta rocoso, la corteza, se define sobre la base de su química y mineralogía, esta capa también forma parte de la Estructura de la Tierra.
El estudio de las formaciones pasadas y actuales de los paisajes se llama geomorfología.
Hidrosfera
La hidrosfera del griego hydor, ” agua ” y sphaira, de ” esfera ” es la masa combinada de agua que se encuentra en, debajo y sobre la superficie de un planeta, planeta menor o satélite natural. Aunque la hidrosfera ha existido por más de 4 mil millones de años, continúa cambiando de tamaño. Esto es causado por la expansión del lecho marino y la deriva continental, que reorganiza la tierra y el océano.
Se ha estimado que hay 1.386 millones de kilómetros cúbicos de agua en la Tierra. Esto incluye agua en formas líquidas y congeladas en aguas subterráneas, océanos, lagos y arroyos. El agua salada representa el 97.5% de esta cantidad. El vapor es otra forma en la que se encuentra el agua, es causada por un aumento rápido en las partículas transferidas por el calor. Esto forma parte de la Estructura de la Tierra
El agua dulce representa solo el 2.5 %. De esta agua dulce, el 68.9 % es en forma de hielo y nieve planetaria en el Ártico, la Antártida y los glaciares de montaña. 30.8 % es en forma de agua subterránea fresca. Solo el 0.3 % del agua dulce en la Tierra está en lagos, embalses y sistemas de ríos de fácil acceso.
La masa total de la hidrosfera de la Tierra es de aproximadamente 1.4 × 1018 toneladas, que es aproximadamente el 0.023 % de la masa total de la Tierra. Alrededor de 20 × 10 12 toneladas de este se encuentran en la atmósfera de la Tierra. Aproximadamente el 71% de la superficie de la Tierra, un área de aproximadamente 361 millones de km² equivale a 139.5 millones de millas cuadradas, está cubierta por el océano. La salinidad promedio de los océanos de la Tierra es de aproximadamente 35 gramos de sal por kg de agua de mar 3.5%.
Forma de la Tierra
Se sabe desde hace más de 2000 años que la Tierra es de forma redonda, pero pudimos ver esto mucho
más tarde solo cuando volamos al espacio. Hace unos 3.000 años la gente creía que la tierra era plana. Pero la gente se preguntaba por qué los barcos desaparecían en el horizonte. Los marineros también regresaron de sus viajes y fueron una prueba de que los barcos no se caían del borde de la Tierra. La explicación más simple fue: la Tierra debe ser de una forma redonda.
La prueba final llegó en el año 1522 después de la expedición de Fernando de Magallanes, que fue el primero en explorar la Tierra y pudo descubrir la Estructura de la Tierra.
¿ Por qué no nos caemos de la Tierra ?
La gravedad es la fuerza de la Tierra que atrae a cada objeto hacia sí misma. Desde nuestra perspectiva, dicha fuerza siempre actúa hacia abajo. Durante mucho tiempo la gente no creyó que la Tierra era redonda porque entonces la gente ‘ debajo ‘ de la esfera se habría caído. En el año 1687, un famoso físico, llamado Isaac Newton, demostró que la fuerza de la gravedad siempre actúa y actuaría ” hacia abajo ” independientemente de los esquimales en la región ártica, las personas en Europa o los habitantes de Australia.
