Geosfera
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Geósfera. Son las diferentes capas materiales del planeta tierra que se ubican entre la atmósfera y el núcleo planetario.
Sumario
Historia
En 1692 Edmund Halley (en un artículo publicado en Philosophical Transactions of Royal Society of London) propuso la idea de una Tierra formada por una cubierta hueca de unas 500 millas de espesor, con dos capas interiores, concéntricas, alrededor de un núcleo interno. El diámetro de las capas correspondería a los diámetros de los planetas Venus, Marte y Mercurio, respectivamente. La propuesta de Halley estaba basada en los valores de densidad relativa entre la Tierra y la Luna dados por sir Isaac Newton, en Principia (1687): «Sir Isaac Newton ha demostrado que la Luna es más sólida que nuestro planeta, 9 a 5», señaló Halley «¿por qué no podemos suponer entonces que 4/9 de nuestro planeta son huecos?».
En 1818, John Cleves Symmes, Jr. sugirió que la Tierra estaba formada por una corteza externa hueca, de 1300 km de espesor, con aberturas de 2300 km en ambos polos. En el interior habría otras cuatro capas, cada una de ellas abierta también a los polos. Julio Verne, en Viaje al centro de la Tierra, imaginó enormes cavernas interiores, y William Reed en Fantasmas de los polos imaginó una Tierra hueca.
Algunos escritores religiosos se resistieron a la idea de una Tierra esférica, aunque no obtuvieron mucha aceptación. La Flat Earth Society (Sociedad de la Tierra Plana), anteriormente dirigida por Charles K. Johnson, trabaja duro en Estados Unidos para mantener la teoría viva, y han asegurado tener varios miles de seguidores. Algunos cristianos en Inglaterra y los Estados Unidos también intentaron revivir estas ideas.
Estructura
La estructura de la tierra podría establecerse según dos criterios diferentes. Según su composición química, el planeta puede dividirse en corteza, manto y núcleo (externo e interno); según sus propiedades geológicas se definen la litosfera, la astenosfera, la mesosfera y el núcleo (externo e interno).
Las capas se encuentran a las siguientes profundidades:
- Corteza (varía localmente entre 5 y 70 km) (de 0 a 35 Km)
- Litosfera (varía localmente entre 5 y 200 km) (de 0 a 100 Km)
- Astenosfera (de 100 a 400 Km)
- Manto (de 35 a 2890 Km)
- Manto superior (de 35 a 660 Km)
- Manto inferior (de 660 a 2890 Km)
- Núcleo (de 2890 a 6371 Km)
- Núcleo externo (de 2890 a 5150 Km)
- Núcleo interno (de 5150 a 6371 Km)
La división de la tierra en capas ha sido determinada indirectamente utilizando el tiempo que tardan en viajar las ondas sísmicas reflejadas y refractadas, creadas por terremotos. Las ondas transversales (S, o secundarias) no pueden atravesar el núcleo, ya que necesitan un material viscoso o elástico para propagarse, mientras que la velocidad de propagación es diferente en las demás capas. Los cambios en dicha velocidad producen una refracción debido a la ley de Snell. Las reflexiones están causadas por un gran incremento en la velocidad sísmica (velocidad de propagación) y son parecidos a la luz reflejada en un espejo.
Capas
Corteza
Es la capa más superficial es donde habitamos, está formada por roca, la corteza terrestre es una capa comparativamente fina; su grosor oscila entre 11 km en las dorsales oceánicas y 70 km en las grandes cordilleras terrestres como los Andes y el Himalaya.
Los fondos de las grandes cuencas oceánicas están formados por la corteza oceánica, con un espesor medio de 7 km; está compuesta por rocas máficas (silicatos de hierro y magnesio) con una densidad media de 3,0 g/cm3.
Los continentes están formados por la corteza continental, que está compuesta por rocas félsicas (silicatos de sodio, potasio y aluminio), más ligeras, con una densidad media de 2,7 g/cm3.
La frontera entre corteza y manto se manifiesta en dos fenómenos físicos. En primer lugar, hay una discontinuidad en la velocidad sísmica, que se conoce como la Discontinuidad de Mohorovicic, o "Moho". Se cree que este fenómeno es debido a un cambio en la composición de las rocas, de unas que contienen feldespatos plagioclásicos (situadas en la parte superior) a otras que no poseen feldespatos (en la parte inferior). En segundo lugar, existe una discontinuidad química entre cúmulos ultramáficos y harzburgitas tectonizadas, que se ha observado en partes profundas de la corteza oceánica que han sido abducidas sobre la corteza continental, incorporadas y conservadas como secuencias ofiolíticas.
Manto
El manto terrestre se extiende hasta una profundidad de 2890 km, lo que le convierte en la capa más grande del planeta. La presión, en la parte inferior del manto, es de unos 140 G Pa (1,4 M atm). El manto está compuesto por rocas silíceas, más ricas en hierro y magnesio que la corteza. Las grandes temperaturas hacen que los materiales silíceos sean lo suficientemente dúctiles como para fluir, aunque en escalas temporales muy grandes. La convección del manto es responsable, en la superficie, del movimiento de las placas tectónicas. Como el punto de fusión y la viscosidad de una sustancia dependen de la presión a la que esté sometida, la parte inferior del manto se mueve con mayor dificultad que el manto superior, aunque también los cambios químicos pueden tener importancia en este fenómeno. La viscosidad del manto varía entre 1021 y 1024 Pa.s. Como comparación, la viscosidad del agua es aproximadamente 10-3 Pa.s, lo que ilustra la lentitud con la que se mueve el manto.
¿Por qué es sólido el núcleo interno, líquido el externo, y semisólido el manto? La respuesta depende tanto de los puntos de fusión de las diferentes capas (núcleo de hierro-níquel, manto, y corteza de silicatos) como del incremento de la temperatura y presión conforme nos movemos hacia el centro de la Tierra. En la superficie, tanto las aleaciones de hierro-níquel como los silicatos están suficientemente fríos como para ser sólidos. En el manto superior, los silicatos son normalmente sólidos (aunque hay puntos locales donde están derretidos), pero como están bajo condiciones de alta temperatura y relativamente poca presión, las rocas en el manto superior tienen una viscosidad relativamente baja. En contraste, el manto inferior está sometido a una presión mucho mayor, lo que hace que tenga una mayor viscosidad en comparación con el manto superior. El núcleo externo, formado por hierro y níquel, es líquido a pesar de la presión porque tiene un punto de fusión menor que los silicatos del manto. El núcleo interno, por su parte, es sólido debido a la enorme presión que hay en el centro del planeta.
Núcleo
La densidad media de la Tierra es 5515 kg/m3. Esta cifra lo convierte en el planeta más denso del sistema solar. Si consideramos que la densidad media de la corteza es aproximadamente 3000 kg/m3, debemos asumir que el núcleo terrestre debe estar compuesto de materiales más densos. Los estudios sismológicos han aportado más evidencias sobre la densidad del núcleo. En sus primeras fases, hace unos 4500 millones de años, los materiales más densos, derretidos, se habrían hundido hacia el núcleo en un proceso llamado diferenciación planetaria, mientras que otros menos densos habrían migrado hacia la corteza. Como resultado de este proceso, el núcleo está compuesto ampliamente de hierro (Fe) (80 %), junto con níquel (Ni) y varios elementos más ligeros. Otros elementos más densos, como el plomo (Pb) o el uranio (U) son muy raros, o permanecieron en la superficie unidos a otros elementos más ligeros.
Diversas mediciones sísmicas muestran que el núcleo está compuesto de dos partes, una interna sólida de 1220 km de radio y una capa externa, semisólida que llega hasta los 3400 km. El núcleo interno sólido fue descubierto en 1936 por Inge Lehmann y se cree de forma más o menos unánime que está compuesto principalmente de hierro con algo de níquel. Para explicar el comportamiento de las ondas sísmicas cuando atraviesan el núcleo interno, algunos científicos han inferido un ordenamiento y empaquetado atómico que sería coherente con la estructura continua de un único cristal de hierro que formara todo el núcleo interno.
El núcleo externo rodea al interno y se cree que está compuesto por una mezcla de hierro, níquel y otros elementos más ligeros. Recientes propuestas sugieren que la parte más interna del núcleo podría estar enriquecida con elementos muy pesados, con mayor número atómico que el cesio (Cs) (trans-Cesio, elementos con número atómico mayor de 55). Esto incluiría oro (Au), mercurio (Hg) y uranio (U).
Se aceptaba, de manera general, que los movimientos de convección en el núcleo externo, combinados con el movimiento provocado por la rotación terrestre (efecto Coriolis), son responsables del campo magnético terrestre, mediante un proceso descrito por la hipótesis de la dínamo. El núcleo interno está demasiado caliente para mantener un campo magnético permanente pero probablemente estabilice el creado por el núcleo externo.
Pruebas recientes sugieren que el núcleo interno podría rotar ligeramente más rápido que el resto del planeta. En agosto de 2005 un grupo de geofísicos publicaron, en la revista Science que, de acuerdo con sus cálculos, el núcleo interno rota aproximadamente entre 0,3 y 0,5 grados más al año que la corteza. Las últimas teorías científicas explican el gradiente de temperatura de la Tierra como una combinación del calor remanente de la formación del planeta, calor producido por la desintegración de elementos radiactivos y el enfriamiento del núcleo interno.
Bibliografías
- Tarbuck, E. J. & Lutgens, F. K. 2005. Ciencias de la Tierra, 8ª edición. Pearson Educación S. A., Madrid. ISBN 84-205-4400-0
- Jordan, T. H. "«Structural Geology of the Earth's Interior.» Proceedings of the National Academy of Science, 1979, Sept., 76(9): 4192-4200.
- Amparo D. S., Gramaxo F., Santos M. E., Mesquita A. F. (2007) Terra, Universo de Vida, Geologia. Porto, Porto Editora. pp. 10-18.
- Strahler, A. (2004) Geología Física. Ediciones Omega S.A. Barcelona.
- Anguita, F. Biografía de la Tierra. Historia de un planeta Singular, Aguilar, Madrid, 1998.
- Anguita, F. Origen e historia de la Tierra. Rueda, Madrid, 1998.
Fuentes
- Universidad de Murcia – España
- Diccionario de conceptos online con miles de definiciones
- Sistema de Información Científica – Red de Revistas Científicas
- Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología – El Salvador
- EducaMadrid – Plataforma de servicios públicos para la comunidad educative
- Ecología Verde
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Geósfera . Son las diferentes capas materiales del planeta tierra que se ubican entre la atmósfera y el núcleo planetario.
Historia
En 1692 Edmund Halley (en un artículo publicado en Philosophical Transactions of Royal Society of London) propuso la idea de una Tierra formada por una cubierta hueca de unas 500 millas de espesor, con dos capas interiores, concéntricas, alrededor de un núcleo interno. El diámetro de las capas correspondería a los diámetros de los planetas Venus, Marte y Mercurio, respectivamente. La propuesta de Halley estaba basada en los valores de densidad relativa entre la Tierra y la Luna dados por sir Isaac Newton, en Principia (1687): «Sir Isaac Newton ha demostrado que la Luna es más sólida que nuestro planeta, 9 a 5», señaló Halley «¿por qué no podemos suponer entonces que 4/9 de nuestro planeta son huecos?».
En 1818, John Cleves Symmes, Jr. sugirió que la Tierra estaba formada por una corteza externa hueca, de 1300 km de espesor, con aberturas de 2300 km en ambos polos. En el interior habría otras cuatro capas, cada una de ellas abierta también a los polos. Julio Verne, en Viaje al centro de la Tierra, imaginó enormes cavernas interiores, y William Reed en Fantasmas de los polos imaginó una Tierra hueca.
Algunos escritores religiosos se resistieron a la idea de una Tierra esférica, aunque no obtuvieron mucha aceptación. La Flat Earth Society (Sociedad de la Tierra Plana), anteriormente dirigida por Charles K. Johnson, trabaja duro en Estados Unidos para mantener la teoría viva, y han asegurado tener varios miles de seguidores. Algunos cristianos en Inglaterra y los Estados Unidos también intentaron revivir estas ideas.
Estructura
La estructura de la tierra podría establecerse según dos criterios diferentes. Según su composición química, el planeta puede dividirse en corteza, manto y núcleo (externo e interno); según sus propiedades geológicas se definen la litosfera, la astenosfera, la mesosfera y el núcleo (externo e interno).
Las capas se encuentran a las siguientes profundidades:
- Corteza (varía localmente entre 5 y 70 km) (de 0 a 35 Km)
- Litosfera (varía localmente entre 5 y 200 km) (de 0 a 100 Km)
- Astenosfera (de 100 a 400 Km)
- Manto (de 35 a 2890 Km)
- Manto superior (de 35 a 660 Km)
- Manto inferior (de 660 a 2890 Km)
- Núcleo (de 2890 a 6371 Km)
- Núcleo externo (de 2890 a 5150 Km)
- Núcleo interno (de 5150 a 6371 Km)
La división de la tierra en capas ha sido determinada indirectamente utilizando el tiempo que tardan en viajar las ondas sísmicas reflejadas y refractadas, creadas por terremotos. Las ondas transversales (S, o secundarias) no pueden atravesar el núcleo, ya que necesitan un material viscoso o elástico para propagarse, mientras que la velocidad de propagación es diferente en las demás capas. Los cambios en dicha velocidad producen una refracción debido a la ley de Snell. Las reflexiones están causadas por un gran incremento en la velocidad sísmica (velocidad de propagación) y son parecidos a la luz reflejada en un espejo.
Capas
Corteza
Es la capa más superficial es donde habitamos, está formada por roca, la corteza terrestre es una capa comparativamente fina; su grosor oscila entre 11 km en las dorsales oceánicas y 70 km en las grandes cordilleras terrestres como los Andes y el Himalaya.
Los fondos de las grandes cuencas oceánicas están formados por la corteza oceánica, con un espesor medio de 7 km; está compuesta por rocas máficas (silicatos de hierro y magnesio) con una densidad media de 3,0 g/cm3.
Los continentes están formados por la corteza continental, que está compuesta por rocas félsicas (silicatos de sodio, potasio y aluminio), más ligeras, con una densidad media de 2,7 g/cm3.
La frontera entre corteza y manto se manifiesta en dos fenómenos físicos. En primer lugar, hay una discontinuidad en la velocidad sísmica, que se conoce como la Discontinuidad de Mohorovicic, o "Moho". Se cree que este fenómeno es debido a un cambio en la composición de las rocas, de unas que contienen feldespatos plagioclásicos (situadas en la parte superior) a otras que no poseen feldespatos (en la parte inferior). En segundo lugar, existe una discontinuidad química entre cúmulos ultramáficos y harzburgitas tectonizadas, que se ha observado en partes profundas de la corteza oceánica que han sido abducidas sobre la corteza continental, incorporadas y conservadas como secuencias ofiolíticas.
Manto
El manto terrestre se extiende hasta una profundidad de 2890 km, lo que le convierte en la capa más grande del planeta. La presión, en la parte inferior del manto, es de unos 140 G Pa (1,4 M atm). El manto está compuesto por rocas silíceas, más ricas en hierro y magnesio que la corteza. Las grandes temperaturas hacen que los materiales silíceos sean lo suficientemente dúctiles como para fluir, aunque en escalas temporales muy grandes. La convección del manto es responsable, en la superficie, del movimiento de las placas tectónicas. Como el punto de fusión y la viscosidad de una sustancia dependen de la presión a la que esté sometida, la parte inferior del manto se mueve con mayor dificultad que el manto superior, aunque también los cambios químicos pueden tener importancia en este fenómeno. La viscosidad del manto varía entre 1021 y 1024 Pa.s. Como comparación, la viscosidad del agua es aproximadamente 10-3 Pa.s, lo que ilustra la lentitud con la que se mueve el manto.
¿Por qué es sólido el núcleo interno, líquido el externo, y semisólido el manto? La respuesta depende tanto de los puntos de fusión de las diferentes capas (núcleo de hierro-níquel, manto, y corteza de silicatos) como del incremento de la temperatura y presión conforme nos movemos hacia el centro de la Tierra. En la superficie, tanto las aleaciones de hierro-níquel como los silicatos están suficientemente fríos como para ser sólidos. En el manto superior, los silicatos son normalmente sólidos (aunque hay puntos locales donde están derretidos), pero como están bajo condiciones de alta temperatura y relativamente poca presión, las rocas en el manto superior tienen una viscosidad relativamente baja. En contraste, el manto inferior está sometido a una presión mucho mayor, lo que hace que tenga una mayor viscosidad en comparación con el manto superior. El núcleo externo, formado por hierro y níquel, es líquido a pesar de la presión porque tiene un punto de fusión menor que los silicatos del manto. El núcleo interno, por su parte, es sólido debido a la enorme presión que hay en el centro del planeta.
Núcleo
La densidad media de la Tierra es 5515 kg/m3. Esta cifra lo convierte en el planeta más denso del sistema solar. Si consideramos que la densidad media de la corteza es aproximadamente 3000 kg/m3, debemos asumir que el núcleo terrestre debe estar compuesto de materiales más densos. Los estudios sismológicos han aportado más evidencias sobre la densidad del núcleo. En sus primeras fases, hace unos 4500 millones de años, los materiales más densos, derretidos, se habrían hundido hacia el núcleo en un proceso llamado diferenciación planetaria, mientras que otros menos densos habrían migrado hacia la corteza. Como resultado de este proceso, el núcleo está compuesto ampliamente de hierro (Fe) (80 %), junto con níquel (Ni) y varios elementos más ligeros. Otros elementos más densos, como el plomo (Pb) o el uranio (U) son muy raros, o permanecieron en la superficie unidos a otros elementos más ligeros.
Diversas mediciones sísmicas muestran que el núcleo está compuesto de dos partes, una interna sólida de 1220 km de radio y una capa externa, semisólida que llega hasta los 3400 km. El núcleo interno sólido fue descubierto en 1936 por Inge Lehmann y se cree de forma más o menos unánime que está compuesto principalmente de hierro con algo de níquel. Para explicar el comportamiento de las ondas sísmicas cuando atraviesan el núcleo interno, algunos científicos han inferido un ordenamiento y empaquetado atómico que sería coherente con la estructura continua de un único cristal de hierro que formara todo el núcleo interno.
El núcleo externo rodea al interno y se cree que está compuesto por una mezcla de hierro, níquel y otros elementos más ligeros. Recientes propuestas sugieren que la parte más interna del núcleo podría estar enriquecida con elementos muy pesados, con mayor número atómico que el cesio (Cs) (trans-Cesio, elementos con número atómico mayor de 55). Esto incluiría oro (Au), mercurio (Hg) y uranio (U).
Se aceptaba, de manera general, que los movimientos de convección en el núcleo externo, combinados con el movimiento provocado por la rotación terrestre (efecto Coriolis), son responsables del campo magnético terrestre, mediante un proceso descrito por la hipótesis de la dínamo. El núcleo interno está demasiado caliente para mantener un campo magnético permanente pero probablemente estabilice el creado por el núcleo externo.
Pruebas recientes sugieren que el núcleo interno podría rotar ligeramente más rápido que el resto del planeta. En agosto de 2005 un grupo de geofísicos publicaron, en la revista Science que, de acuerdo con sus cálculos, el núcleo interno rota aproximadamente entre 0,3 y 0,5 grados más al año que la corteza. Las últimas teorías científicas explican el gradiente de temperatura de la Tierra como una combinación del calor remanente de la formación del planeta, calor producido por la desintegración de elementos radiactivos y el enfriamiento del núcleo interno.
Bibliografías
- Tarbuck, E. J. & Lutgens, F. K. 2005. Ciencias de la Tierra, 8ª edición. Pearson Educación S. A., Madrid. ISBN 84-205-4400-0
- Jordan, T. H. "«Structural Geology of the Earth's Interior.» Proceedings of the National Academy of Science, 1979, Sept., 76(9): 4192-4200.
- Amparo D. S., Gramaxo F., Santos M. E., Mesquita A. F. (2007) Terra, Universo de Vida, Geologia. Porto, Porto Editora. pp. 10-18.
- Strahler, A. (2004) Geología Física. Ediciones Omega S.A. Barcelona.
- Anguita, F. Biografía de la Tierra. Historia de un planeta Singular, Aguilar, Madrid, 1998.
- Anguita, F. Origen e historia de la Tierra. Rueda, Madrid, 1998.
Fuentes
- Universidad de Murcia – España
- Diccionario de conceptos online con miles de definiciones
- Sistema de Información Científica – Red de Revistas Científicas
- Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología – El Salvador
- EducaMadrid – Plataforma de servicios públicos para la comunidad educative
- Ecología Verde
