El documento describe la estructura interna de la Tierra, que está compuesta de cinco capas concéntricas: la corteza, el manto, y el núcleo (que incluye un núcleo externo líquido y un núcleo interno sólido). El método sísmico ha permitido identificar las principales discontinuidades entre estas capas, como la discontinuidad de Mohorovicic entre la corteza y el manto. El campo magnético terrestre se genera por las corrientes de convección en el núcleo externo líqu

1. LA ESTRUCTURA DEL
PLANETA TIERRA
TEMA 14

2. El estudio del interior terrestre
► Los métodos indirectos de estudio nos
permiten conocer el interior de la Tierra.
Gracias a los terremotos de gran magnitud,
producen ondas sísmicas que recorren todo
el planeta y se reflejan varias veces en las
principales discontinuidades.

3. El método sísmico
► El método sísmico permite detectar
discontinuidades sísmicas, que son las
superficies de separación entre materiales
de distinta composición o de diferente
estado.
► El método sísmico como herramienta para
conocer la estructura interna de la Tierra, se
desarrolló en la primera mitad del siglo XX.

4. EL MÉTODO SÍSMICO
Velocidad (m/s)
El método sísmico se basa en los
cambios en la velocidad de
propagación de las ondas sísmicas. sismograma
Básicamente las ondas P y las S.
Profundidad (Km)
Estos cambios en la velocidad se producen cuando las ondas atraviesan
medios de distinta composición química, o que tienen un estado de agregación
diferente: sólido, fluido, líquido. Por ejemplo, cuando corremos por la arena
llevamos una velocidad distinta que si lo hacemos por una acera, o por el agua.
Velocidad (m/s)
Si la velocidad con la
Velocidad (m/s)
que se propagan no
cambiara querría
decir que el medio
La representación gráfica de la que atraviesan es
homogéneo. No hay
velocidad de propagación es lo
capas diferentes. Profundidad (Km)
que llamamos sismograma.

5. SISMOGRAMA Y ESTRUCTURA INTERNA
Wiechert-Lehmann
V
Mohorovicic
Gütemberg
(Km/s) Conrad
Repetti
14
12 ondas P
10
Canal de baja velocidad
8
ondas S
6
4 A los cambios de velocidad se le denominan “discontinuidades”,
existiendo 2 primarias, que determinan la corteza, el manto y el
2
núcleo, y 3 secundarias, que subdividen a su vez a éstas.
1000
2000
3000
4000
5000
6000
Km
corteza
superior inferior externo interno
manto núcleo

6. Las discontinuidades sísmicas
► La estructura de la Tierra quedó así
establecida definitivamente con sus cinco
capas concéntricas:

7. Composición por capas

8. Las discontinuidades sísmicas
► Andrija Mohorovicic fue el primero que propuso que la
Tierra estaba formada por capas concéntricas, e
identificó la discontinuidad que separa la corteza del
manto.
► Beno Gutenberg fijo la profundidad del manto en 2 900
km de profundidad, pronosticó que el centro del planeta
estaba ocupado por un núcleo mucho más denso que el
manto, cuya composición era metálica y de naturaleza
líquida.
► Ilse Lehman dedujo que en el interior del núcleo líquido
había un núcleo sólido cuya superficie se encontraba a 5
150 km de profundidad.
► William Repetti localizó una discontinuidad dentro del
manto. Localizada a 670 km de profundidad permitió
separar el manto en dos partes: el manto superior y el
manto inferior.

9. Capas de la Tierra

10. Capas y discontinuidades

11. La corteza de la Tierra
► El granito tiene una densidad entre 2 600 y 2
700 kg/m3, mientras que la densidad del basalto
está entre 2 700 y 3 200 kg/m3.
► La gran diferencia de densidad entre la corteza
granítica y el manto impide que puedan
mezclarse.
► Sediferencian dos tipos de corteza:
 Corteza oceánica.
 Corteza continental

12. La corteza de la Tierra

13. Corteza oceánica
► La corteza del fondo de los océanos
contiene principalmente basalto, encima se
encuentra una capa de sedimentos cuyo
espesor disminuye conforme nos alejamos
de la costa.
► Las rocas del fondo oceánico no superan los
de 200 millones de años.

14. Corteza continental
► La corteza de los continentes está
constituida principalmente por granito (85
% de su masa), también tiene rocas
metamórficas, volcánicas y sedimentarias,
que alcanzan grandes espesores. Estas
rocas son las más antiguas de la corteza,
están datadas con 4 000 millones de años
de antigüedad.

15. El manto
► La composición del manto es más homogénea que la de
la corteza.
► Su principal componente son las peridotitas, un grupo de
rocas cuyos principales minerales son los olivinos y los
piroxenos.
► En la discontinuidad de Gutenberg entran en contacto el
manto rocoso y el núcleo de hierro líquido. La
temperatura se encuentra cerca de los 3 000 °C.
► En esta zona los estudios sísmicos delatan la presencia
de una capa de entre 100 y 400 km de grosor que forma
la transición entre el manto y el núcleo: es la capa D”,
puede estar formada por la decantación de los restos
más densos del manto, que flotan sobre el núcleo
externo.

16. El manto
Corteza continental
Manto superior
Discontinuidad Repetti
Corrientes de Manto inferior
convección
Discontinuidad Gutenberg
Corriente descendente
Capa D’’
Núcleo externo

17. El núcleo terrestre
► Elnúcleo terrestre está compuesto por al
menos un 80 % de hierro y más de un 10
% de níquel. El resto de su masa, menos
del 10 %, está formado probablemente por
oxígeno, carbono y azufre, tres elementos
no metálicos que se combinan fácilmente
con el hierro.

18. El núcleo terrestre
► El núcleo externo líquido se encuentra a más de 3 000 °C y
a una presión de varios millones de atmósferas, su base se
encuentra unos 1 000 °C más caliente que su parte
superior; esta gran diferencia de temperatura, unida a su
fluidez, produce violentas corrientes de convección.
► Los átomos de hierro están en parte ionizados, por lo que
las cargas positivas y negativas son arrastradas por
separado, siguiendo trayectorias circulares que engendran
el campo magnético que percibimos en la superficie. La
rotación terrestre orienta estas corrientes de convección,
por lo que los polos magnéticos están muy cerca de los
polos geográficos.

19. Campo magnético terrestre

20. Paleomagnetismo
► El paleomagnetismo o magnetismo remanente de
las rocas antiguas permite ver que el campo
magnético terrestre ha pasado por épocas en que
se ha debilitado notablemente hasta casi
desaparecer, y a continuación ha invertido su
polaridad, este acontecimiento ha ocurrido más de
veinte veces en los últimos cinco millones de años.
► Las rocas contienen magnetita cuyos cristales se
comportan como brújulas quedando orientados
hacia el polo N magnético.

21. Inversión magnética

22. Magnetización y orientación

23. Estructura interna terrestre

24. Capas de la Tierra

25. Las anomalías magnéticas y
gravimétricas
► En el campo magnético terrestre y en el campo
gravitatorio pueden presentarse anomalías.
► El campo magnético terrestre presenta variaciones o
anomalías que ponen de manifiesto la presencia de
materiales metálicos o acuíferos. Los magnetómetros
son los instrumentos que permiten medir la dirección, la
inclinación y la intensidad del campo magnético.
► La materia, por el simple hecho de poseer masa, forma
un campo gravitatorio que produce un efecto de
atracción sobre el resto de la materia situada en sus
proximidades.
► Cuando en una zona el valor de g es algo mayor que lo
calculado teniendo en cuenta el radio terrestre en ese
punto y otros factores, se considera que en ese lugar
hay una anomalía gravimétrica positiva, mientras que si
el valor de g es menor, se trata de una anomalía
gravimétrica negativa.

26. Las anomalías magnéticas y
gravimétricas

27. Imagen gravimétrica
de la Tierra

28. La litosfera
► Es una capa rígida, que esta formada por la parte
más superficial del manto superior y corteza.
► Se encuentra fracturada en placas litosféricas, que
son bloques de diversos tamaños y que según el
tipo de corteza son:
 Placas litosféricas oceánicas, formadas por corteza
oceánica basáltica con un grosor de entre 30 y 50 km.
 Placas litosféricas continentales compuestas por corteza
continental granítica y una porción de manto
peridotítico, alcanzando grosores de entre 70 y 150 km.
 Placas mixtas.

30. Litosfera
Discontinuidad de Mohorovicic
Litosfera
Corteza continental oceánica
Corteza oceánica
Litosfera
continental
Manto Manto
superior superior
Discontinuidad de Repetti

31. Astenosfera
► Don Anderson delimitó la astenosfera entre
los 60 y los 250 km. La definió como una
capa muy heterogénea, que se observaba
solo en algunas zonas del globo terrestre.
► La astenosfera es la zona donde confluyen
las violentas corrientes de convección
ascendentes y descendentes del manto que
arrastran y empujan la litosfera desde su
base.

32. La máquina térmica del interior
terrestre
► Casi la totalidad de la energía térmica que posee la Tierra
en su interior es por calor residual producido durante su
formación. Este calor se debe principalmente a tres
procesos:
 El intenso bombardeo meteorítico durante la fase de
acreción del planeta
 La diferenciación gravitatoria por densidades, con la
consiguiente formación del núcleo que va
transformando la energía potencial gravitatoria en
energía térmica
 La desintegración de elementos radiactivos, que
producen el calentamiento de los materiales
bombardeados por las partículas subatómicas
generadas, transformando la energía nuclear en energía
térmica.

33. Variación de
la
temperatura

34. La máquina térmica del interior
terrestre
► La pérdida del calor interno de la Tierra fue y
sigue siendo el vulcanismo. Las rocas fundidas
son vertidas al exterior y se enfrían rápidamente.
► El gradiente geotérmico es el incremento de
temperatura cuando se profundiza desde la
corteza hacia el interior de la Tierra. El hierro del
núcleo externo cristaliza y cede el calor latente de
fusión acumulado, por lo que el núcleo interno
crece, liberándose grandes cantidades de calor, la
convección del núcleo externo traslada hasta la
base del manto ese calor, y de nuevo la
convección del manto evacua eficazmente hacia la
superficie ese calor.

35. Evacuación del calor

36. Los sistemas fluidos. La atmósfera
► La atmósfera es la envoltura gaseosa de un planeta.
► La abundancia de oxígeno en la atmósfera produce una
distribución muy peculiar de las temperaturas. Entre los 20
y los 50 km de altitud, las moléculas de oxígeno (O2)
absorben eficazmente la radiación ultravioleta procedente
del Sol, que las rompe liberando dos átomos de oxígeno.
► Estos átomos se enlazan rápidamente con otra molécula de
oxígeno formando una molécula de ozono (O3), que
también absorbe luz ultravioleta.
► La absorción de energía hace que la ozonosfera tenga una
temperatura relativamente alta.

37. Composición de la atmósfera

38. Composición
Aire 78 % Nitrógeno (N2)
21 % Oxígeno (O2)
1%
Argón
Ozono
Dióxido de carbono

40. ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LA
ATMÓSFERA
Filtro protector.
Troposfera: GVT,
presión atmosférica,
clima.
Estratosfera: capa de
ozono.
Mesosfera: estrellas
fugaces.
Ionosfera o termosfera:
auroras boreales.
Exosfera.

41. Dinámica atmosférica
► La convección de la troposfera da lugar al ciclo del agua y
hace funcionar los agentes geológicos.
► En la estratosfera la temperatura aumenta con la altitud, lo
que determina que en ella no haya convección.
► Además de los movimientos verticales convectivos que
hacen ascender el aire caliente hacia la parte alta de la
troposfera, hay también un movimiento horizontal
convectivo a gran escala que tiende a llevar el aire frío de
los polos hacia el ecuador, y el aire caliente de las zonas
tropicales hacia los polos.

42. Estructura de la atmósfera
Variación de la Temperatura

43. Dinámica atmosférica
► En cada hemisferio se forman tres masas de aire
bastante independientes entre sí:
 el aire polar, situado sobre los polos y que llega hasta
los 60 grados de latitud norte y sur,
 el aire templado, que forma un cinturón entre los 60
y los 30 grados de latitud
 el aire tropical, que forma otro cinturón entre los 30
grados de latitud y el ecuador.
► Las zonas donde estos cinturones se tocan entre sí
reciben el nombre de zonas de convergencia, y es
precisamente la interacción entre las diferentes masas
de aire en estas zonas de convergencia la que da lugar a
las zonas climáticas.

44. Insolación diferencial

45. Células de convección
► MODELO DE
TIERRA:
HOMOGÉNEA
E
INMÓVIL

46. Dinámica de las masas fluidas a
escala global
►Modelo si la Tierra
estuviera quieta y
fuera lisa.
►La radiación solar
es máxima en el
ecuador, los
vientos serían así
para distribuir y
equilibrar la
energía en el
planeta. Habría una
célula convectiva
en cada hemisferio

47. Fuerza de Coriolis

48. Dinámica atmosférica

49. Circulación atmosférica

50. http://es.youtube.com/watch?v=wizw0tMCpkw

52. Los sistemas fluidos. La hidrosfera
► Sobre la corteza sólida se fue acumulando el
agua procedente de la condensación del
vapor expulsado por los volcanes. Desde
entonces aquella hidrosfera primitiva ha ido
aumentando el volumen a medida que la
actividad volcánica seguía aportando vapor
de agua a la superficie terrestre.

53. Hidrosfera
Porcentaje sobre
Subsistema
el total del agua
de la hidrosfera
de la Tierra
Océanos 97 %
Glaciares 2,02 %
Aguas subterráneas 0,57 %
Aguas superficiales 0,001 %
Biosfera 0,0004 %

54. Hidrosfera
► El ciclo del agua puede explicarse como una
máquina que funciona con energía solar, produce
un trabajo de erosión, movilización de los
materiales rocosos y modelado del relieve.
► El transporte lleva las sales solubles hacia los
océanos, permitiendo allí su acumulación.
► La salinidad de los océanos procede del lavado de
los continentes.
►.

55. Ciclo del agua

56. Hidrosfera y clima
► En las regiones polares el agua se
encuentra en estado sólido dentro de los
glaciares; en las regiones templadas y
ecuatoriales debido a la pluviosidad alta hay
grandes ríos y lagos; en las zonas tropicales
desérticas se produce una ausencia casi
total de agua

57. Hidrosfera y clima
► El intercambio de calor entre el agua y el
aire determina que las corrientes oceánicas
transporten grandes cantidades de calor
desde las zonas ecuatoriales hacia los polos,
y esto amortigua las diferencias térmicas
existentes entre las regiones más calientes y
las más frías del planeta.

58. Corrientes marinas
Una corriente oceánica fría absorbe calor del aire Una corriente oceánica cálida cede el calor al aire
situado sobre ella. situado sobre ella.
Corriente cálida
Corriente fría Calor cedido por el agua al aire
Calor cedido por el aire al agua

59. Temperatura de las masas de agua
► Las masas de agua se estratifican con la
profundidad, separándose en dos partes,
una profunda fría y otra superficial más
cálida. La diferencia de temperatura hace
difícil que se produzca mezcla vertical.
► La interfase entre ambas recibe el nombre
de termoclina.

60. Corrientes marinas
► Las corrientes oceánicas se forman por la diferencia de
insolación y la evaporación en las zonas tropicales, que
incrementa la densidad del agua al aumentar la salinidad y
hace que tienda a hundirse, pero la tendencia a la
flotabilidad producida por la alta temperatura predomina, y
el agua forma una corriente cálida por el Atlántico, llamada
corriente del Golfo.
► El agua cuando cede su temperatura a la atmósfera
provoca una corriente descendente que llega al fondo del
océano Atlántico y lo recorre hacia el sur. Se forma así un
río submarino que discurre por los fondos oceánicos de
todo el mundo y que recibe el nombre de corriente
termohalina, haciendo referencia a que son la temperatura
y la salinidad las causantes de su formación.

61. Corrientes marinas

62. La parte viva del planeta. La biosfera
► La biosfera es el conjunto de todos los seres
vivos de la Tierra, desde las bacterias hasta
los vegetales y animales.
► Mantiene un intenso intercambio de materia
y energía con los demás sistemas del
planeta: la hidrosfera, la atmósfera y la
geosfera, e influye de forma decisiva en su
composición y en su dinámica.

63. Hipótesis Gaia
► En la década de 1960, James Lovelock
analiza el papel de la biosfera y su relación
con los demás sistemas del planeta.
► Su teoría de Gaia trata de transmitir la idea
de que la vida no era solo una propiedad de
los seres vivos, sino una propiedad del
planeta Tierra.

64. ► A diferencia de los demás sistemas, la biosfera está
sometida al proceso de evolución, que da lugar a una
diversidad creciente de seres vivos y a su expansión por la
superficie terrestre colonizando todos los ambientes.
► De forma periódica, esta diversidad se ha visto
drásticamente reducida debido a diferentes procesos:
 periodos de desertización
 glaciaciones que han cubierto de hielo grandes
extensiones de los continentes y de los océanos
 periodos de anoxia oceánica, en los que la hidrosfera ha
permanecido con muy poco oxígeno disuelto
 impactos de meteoritos
 la aparición del ser humano y su actividad industrial y
agrícola.