Presentació sobre l'estructura interna de la Terra i la seva dinàmica

1. Dinàmica interna de
la Terra

2. Formació de La Terra
- Sol primitiu
- Concentració de partícules
sòlides (Fe, Si) que
col·lisionaven entre elles per la
gravetat  planetesimals
- Formació terra: acreció
d’asteroides i planetesimals
(4500 m.a.)
- Inicialment més gran i format per
H i He i rodejat per NH3 i CH4.
- Contracció, augment Tª 3000C i
major camp gravitatori.
- Tª  = gasos atmosfera escapen
del camp gravitatori (H i He).

3. Formació de La Terra
- Impactes de blocs de roca (km)
mantenen Terra en estat de
fusió  distribució elements:
 Elements pesats (Ni, Fe)
s’enfonsen cap al centre i
formen el nucli.
 Sobre ell materials menys
densos (mantell).
 I els més lleugers migren cap a
la superfície, on es refreden i
formen l’escorça.
 Substàncies lleugeres i gasoses
 atmosfera.
- La hidrosfera es va formar
quan l’escorça es va solidificar i
refredar (4400 m.a.).

4. Estudi estructura interna Terra
Hipocentre o focus és el punt de
ruptura.
A partir d’aquest es propaguen
vibracions en forma d’ones
sísmiques que viatgen per l’interior
de la Terra.
Epicentre és el punt de la superfície
terrestre on arriben primer les ones.
Està situat a la vertical del focus.
A partir d’aquest punt es generen
ones superficials que causen els
efectes catastròfics dels
terratrèmols.
TERRATRÈMOLS (sismes)  tremolors de terra causats per desplaçament
de grans masses rocoses situades a zones de fractura o falles.

5. Estudi estructura interna Terra
Ones P
(primàries)
• Són les més ràpides.
• Són ones longitudinals (ona es
propaga en la mateixa direcció en
la qual es mouen les partícules).
• Es transmeten per sòlids i líquids.
• La seva velocitat és més gran quan
travessen sòlids i es desacceleren
quan travessen líquids.
Ones S
(secundàries)
• Són més lentes.
• Són ones transversals (es
propaguen perpendicularment al
moviment de les partícules).
• Es transmeten dins dels sòlids,
però no als líquids. Quan arriben
al nucli extern (líquid) es dissipen i
en part es reflecteixen.

6. Estudi estructura interna Terra
Registres d’ones sísmiques  estat físic de les capes (rígid, plàstic o fluid) 
localització de la profunditat de les discontinuïtats sísmiques (separacions
entre les capes).
A partir del comportament de les ones P i S a l’interior terrestre, existeixen dos
models de l’estructura interna de la Terra:
• Model estàtic o geoquímic: composició de les capes
• Model geodinàmic: estat físic de les capes (plasticitat, rigidesa o densitat) i
propietats mecàniques com a resposta a les pressions i temperatures a què
estan sotmeses.

8. ESCORÇA. Constituïda majoritàriament per silicats
d’alumini.
• Escorça continental:
o constitueix els continents,
o gruix d’entre 30 i 70km,
o formada 85% per granit (roca plutònica),
o també roques sedimentàries, metamòrfiques i
volcàniques (milers de metres de gruix).
o Densitats entre 2600 i 2700 kg/m3.
• Escorça oceànica:
o forma els fons dels oceans,
o té un gruix d’uns 10km,
o composta principalment per basalt, una roca
volcànica negra i densa (2700-3200 kg/m3) en la
qual de vegades es poden apreciar alguns cristalls
verds d’olivina.
MANTELL: roques ígnees riques en silicats de ferro i
magnesi, com la peridotita (formada per olivina).
Densitat canvia amb la profunditat: a uns 670 km pressió
de roques suprajacents  estructura de minerals més
compacta  roca més densa (mantell inferior).
NUCLI: format 80% Fe i més del 10% Ni, la resta O, C i S. El
nucli extern en estat líquid i l’intern en estat sòlid.

9. ASTENOSFERA: descens de la rigidesa dels materials.
De base de la litosfera a 350 km (gruix variable, depèn
litosfera)
Roca en estat sòlid però propera a la fusió  permet corrents
de convecció molt lentes  moviment de les plaques
tectòniques.
MESOSFERA regió del mantell inferior més densa que
l’astenosfera (des de 350 km fins capa D”).
CAPA D’’ (D doble prima) té entre 100 i 400km de gruix.
Formada per les restes més denses del mantell.
Materials de la capa D’’ són arrossegats per corrents de
convecció del mantell i poden ser conduïts cap amunt pels
corrents ascendents de material calent (els plomalls tèrmics),
que poden arribar a la superfície originant els anomenats
punts calents.
ENDOSFERA: El nucli extern (des de 2.900 km fins 5.150 km)
es caracteritza per una densitat elevada, (més del 80% Fe), i
per l’estat líquid, a causa de les altes temperatures. Hi ocorren
corrents de convecció que causen camp magnètic terrestre. El
nucli intern en estat sòlid a causa de la gran pressió, tot i que
la temperatura més alta.
LITOSFERA: capa rígida = escorça + part més superficial mantell superior.
Moviments mantell sublitosfèric la fragmenten en grans blocs  plaques litosfèriques.
- Litosfera continental: 100 - 200 km (fins a 300 km)
- Litosfera oceànica: 30 - 50 km

10. Plaques litosfèriques

11. Moviments verticals de la litosfera
Isostàsia

12. Moviments verticals de la litosfera
Isostàsia

13. Moviments horitzontals de la litosfera
Hipòtesi de la deriva continental
1912 - Alfred Wegener
Els continents es poden desplaçar
Fa 300 m.a. havien estat units  Pangea
Fragmentació i separació = desplaçament horitzontal
sobre fons oceànics (com icebergs)

14. Fa 300 milions d'anys
els continents actuals
es trobaven tots units
en un sol continent
anomenat PANGEA.
Els moviments de les
plaques litosfèriques el
varen anar rompent i
desplaçant al llarg dels
anys fins a tenir la
disposició actual (que
segueix canviant:
Europa i Nord Amèrica
se separen
2,8cm/any).
http://www.seed.slb.com/uploadedFiles/Scien
ce/Features/Earth_Science/The_Earth_%E2
%80%94_A_Living_Planet/anim/index.html?w
idth=570&height=475&popup=true

15. Proves geogràfiques
Proves paleoclimàtiques
Proves paleontològiques
Diferents tipus de proves:
Encaix dels continents
Distribució de diferents fòssils actual no mostra
patró de distribució clar, però si ho fa si els ajuntam
tal com estaven abans d’iniciar-se la deriva.
Distribució dels dipòsits glacials d’Amèrica del Sud,
Àfrica, Índia, Antàrtida i Austràlia es correspondria
amb un casquet glacial format fa més de 300 M.a.
si es disposassin els continents junts.

16. Moviments horitzontals de la litosfera
Hipòtesi de l’expansió del fons oceànic
1962 – Harry Hess
Descobriments tecnològics:
- sònar
- estudis radiactius
- estudis de magnetisme romanent de les roques
- desenvolupament dels ordinadors
A les dorsals oceàniques es forma escorça nova que
produeix moviment gradual del fons, que s’allunya de la
dorsal.

17. Moviments horitzontals de la litosfera

18. Teoria de la tectònica de plaques
Wilson  distribució terratrèmols i volcans

19. Teoria de la tectònica de plaques
Wilson  distribució terratrèmols i volcans
- Litosfera dividida en plaques (encaixen entre elles)
- 2 tipus plaques: oceàniques o mixtes
- Litosfera oceànica
- més prima i densa que la continental
- es genera contínuament a les dorsals oceàniques
- una quantitat equivalent es destrueix a les fosses
- Calor interna de la Terra i gravetat generen corrents
de convecció que mouen plaques.

20. Teoria de la tectònica de plaques
Wilson  distribució terratrèmols i volcans
- Litosfera dividida en plaques (encaixen entre elles)
- 2 tipus plaques: oceàniques o mixtes
- Litosfera oceànica
- més prima i densa que la continental
- es genera contínuament a les dorsals oceàniques
- una quantitat equivalent es destrueix a les fosses
- Calor interna de la Terra i gravetat generen corrents
de convecció que mouen plaques.

21. Teoria de la tectònica de plaques
Wilson  distribució terratrèmols i volcans
- Litosfera dividida en plaques (encaixen entre elles)
- 2 tipus plaques: oceàniques o mixtes
- Litosfera oceànica
- més prima i densa que la continental
- es genera contínuament a les dorsals oceàniques
- una quantitat equivalent es destrueix a les fosses
- Calor interna de la Terra i gravetat generen corrents
de convecció que mouen plaques
- Les plaques interactuen entre elles originant relleu i
fenòmens associats.

22. Proves de la tectònica de plaques
La cartografia de fons oceànics mostra dorsals,
fosses i grans falles submarines.

23. Proves de la tectònica de plaques
Mesuraments directes han demostrat
desplaçament i dirección de les plaques
actuals.

24. Proves de la tectònica de plaques
El gruix dels sediments minva des de les vores
continentals fins a les dorsals.

25. Proves de la tectònica de plaques
L’edat de les roques agumenta des del centre de
les dorsals cap als continents. No s’han trobat
roques de més de 185 Ma als fons oceànics.

26. Tipus de moviments de plaques
Aquests moviments provoquen l'aparició de volcans i terratrèmols
a les vores entre plaques. A més, originen diverses estructures que
modifiquen el relleu terrestre.
Tipus de moviments:
- Separacions de plaques
- Convergència de plaques
- Roçament de plaques

28. 1. Separacions de plaques: límits
divergents o constructius

33. La Gran Vall del Rift: 4.830 km
Inici formació: fa 30 milions d'anys. Actualment segueix creixent (en amplada i longitud).
Inundació vall: d''aquí 10 milions d'anys (divisió d'Àfrica en 2 continents que s'aniran
separant)

34. 2. Convergència de plaques: límits
convergents o destructius
Hi ha tres possibilitats:
– Les dues plaques escorça oceànica
– Una escorça oceànica i l’altra continental
– Dues continentals

35. Convergència
placa oceànica-placa oceànica
= formació d'illes volcàniques

37. Convergència
placa continental-placa oceànica
= formació de volcans alineats a la línia de costa

38. Observant el mapa, podeu localitzar algun país,
llarg i estret, que es troba just al límit d’una placa
que subducciona amb una placa oceànica
i que tengui molts volcans col·locats un vora l’altre?

41. Convergència
placa continental-placa continental
= formació de serralades

42. La serralada de l’Himalaia es
va formar fa uns 50
milions d’anys.
Quines dues plaques varen
xocar?

44. Els Alps es van
formar fa uns 65
milions d’anys.
Quines dues plaques
varen xocar?

46. Les plaques litosfèriques estan directament relacionades en
la distribució dels terratrèmols i volcans al món.
Les zones de contacte entre plaques són zones d'alta
activitat.
Entre les plaques es produeixen xocs, roçaments i
separacions. Aquests moviments provoquen l'aparició de
volcans i terratrèmols a les vores entre plaques. A més,
originen diverses estructures que modifiquen el relleu
terrestre.
Simulació moviments plaques:
http://www.seed.slb.com/flash/science/features/earth/livingplanet/plate_boundaries/en/index.html?width=5
70&height=475&popup=true
Síntesi

47. Terratrèmols

48. Els TERRATRÈMOLS o sismes són tremolors de la terra originats
pels desplaçaments i friccions de les plaques litosfèriques.
Hipocentre o focus és el punt on dues
plaques freguen o topen. Normalment,
sol trobar-se a 70 km sota la superfície
terrestre, però pot localitzar-se a
qualsevol punt que no ultrapassi els 700
km de profunditat.
Epicentre és el punt de la superfície
terrestre més a prop de l'hipocentre, que
és on el moviment sísmic resulta més
intens. Naturalment, com més lluny és
una zona de l'epicentre, més poc s'hi
perceben els efectes d'un terratrèmol, o
pràcticament gens.

49. La MAGNITUD d'un terratrèmol és una mesura del “tamany” del
terratrèmol en funció de l'energia que allibera el terratrèmol (a
l'hipocentre).
S'empra l'escala de Richter.
No és una escala lineal, és a dir, que l'energia alliberada per un terratrèmol
d'una determinada magnitud equival, aproximadament, a l'energia alliberada per
30 terratrèmols de la magnitud anterior.
Exemple: un terratrèmol de magnitud 5 equival aprox. A 30 terratrèmols
de grau 4 produïts al mateix temps.
Com es mesura un terratrèmol?

50. Escala de Richter
< 3.5 Generalment no se nota, però és registrat
3.5 – 5.4 Sovint se sent, però només causa danys menors
5.5 – 6.0 Ocasiona danys lleugers a edificis
6.1 – 6.9 Pot ocasionar danys severs en àrees molt poblades
7.0 – 7.9 Terratrèmol major. Greus danys.
>8 Gran terratrèmol. Destrucció total a comunitats pro-
peres
NOTA: Aquesta escala és oberta, no hi ha un límit màxim teòric, el que passa és
que no s'acumula prou energia elàstica com per sobrepassar certa magnitud.
El terratrèmol de major magnitud detectat fins ara va ser a Xile l'any 1969, que
va asssolir 9,5 graus en l'escala de Richter.

51. La INTENSITAT és la mesura del “tamany” del terratrèmol en
funció dels efectes que produeix (sobre les persones, els objectes,
les construccions i el terreny)
S'empra l'escala de Mercalli.
Com es mesura un terratrèmol?

52. Grado I Sacudida sentida por muy pocas personas en condiciones especialmente favorables.
Grado II Sacudida sentida sólo por pocas personas en reposo, especialmente en los pisos altos
de los edificios. Los objetos suspendidos pueden oscilar.
Grado III Sacudida sentida claramente en los interiores, especialmente en los pisos altos de los
edificios, muchas personas no lo asocian con un temblor. Los vehículos de motor estacionados
pueden moverse ligeramente. Vibración como la originada por el paso de un carro pesado. Duración
estimable
Grado IV Sacudida sentida durante el día por muchas personas en los interiores, por pocas en el
exterior. Por la noche algunas despiertan. Vibración de vajillas, vidrios de ventanas y puertas; los
muros crujen. Sensación como de un carro pesado chocando contra un edificio, los vehículos de
motor estacionados se balancean claramente.
Grado V Sacudida sentida casi por todo el mundo; muchos despiertan. Algunas piezas de vajilla,
vidrios de ventanas, etcétera, se rompen; pocos casos de agrietamiento de aplanados; caen objetos
inestables . Se observan perturbaciones en los árboles, postes y otros objetos altos. Se detienen de
relojes de péndulo.
Grado VI Sacudida sentida por todo mundo; muchas personas atemorizadas huyen hacia afuera.
Algunos muebles pesados cambian de sitio; pocos ejemplos de caída de aplanados o daño en
chimeneas. Daños ligeros.
Escala de Mercalli

53. Grado VII Advertido por todos. La gente huye al exterior. Daños sin importancia en edificios de
buen diseño y construcción. Daños ligeros en estructuras ordinarias bien construidas; daños
considerables en las débiles o mal planeadas; rotura de algunas chimeneas. Estimado por las
personas conduciendo vehículos en movimiento.
Grado VIII Daños ligeros en estructuras de diseño especialmente bueno; considerable en edificios
ordinarios con derrumbe parcial; grande en estructuras débilmente construidas. Los muros salen de
sus armaduras. Caída de chimeneas, pilas de productos en los almacenes de las fábricas,
columnas, monumentos y muros. Los muebles pesados se vuelcan. Arena y lodo proyectados en
pequeñas cantidades. Cambio en el nivel del agua de los pozos. Pérdida de control en la personas
que guían vehículos motorizados.
Grado IX Daño considerable en las estructuras de diseño bueno; las armaduras de las estructuras
bien planeadas se desploman; grandes daños en los edificios sólidos, con derrumbe parcial. Los
edificios salen de sus cimientos. El terreno se agrieta notablemente. Las tuberías subterráneas se
rompen.
Grado X Destrucción de algunas estructuras de madera bien construidas; la mayor parte de las
estructuras de mampostería y armaduras se destruyen con todo y cimientos; agrietamiento
considerable del terreno. Las vías del ferrocarril se tuercen. Considerables deslizamientos en las
márgenes de los ríos y pendientes fuertes. Invasión del agua de los ríos sobre sus márgenes.
Grado XI Casi ninguna estructura de mampostería queda en pie. Puentes destruidos. Anchas
grietas en el terreno. Las tuberías subterráneas quedan fuera de servicio. Hundimientos y
derrumbes en terreno suave. Gran torsión de vías férreas.
Grado XII Destrucción total. Ondas visibles sobre el terreno. Perturbaciones de las cotas de nivel
(ríos, lagos y mares). Objetos lanzados en el aire hacia arriba.

54. Tsunamis
Quan un terratrèmol es produeix
sota la superfície del mar l'aigua
també es mou.
Les ones d'un tsunami es creen
quan l'aigua tracta de trobar una
posició estable.
Al mar obert, les ones d'un
tsunami tenen poca altura
(aprox. 1m) però poden tenir 100
km de llarg i viatgen a grans
velocitats (700km/h)

55. Pocs minuts abans que
un tsunami xoqui contra
la costa l'aigua de la
vorera es retira i es pot
veure el fons marí.
La primera ona no és la
més gran.
Cada 10-60 minuts
arribaran més ones.
Així com s'apropa a aigües menys profundes disminueix la
velocitat i incrementa l'altura de les ones.
Quan finalment arriba a la costa pot aparèixer com:
- una marea que creix o decreix ràpidament o
- una sèrie d'ones amb una altura màxima de fins a 30m.
http://www.seed.slb.com/flash/science/features/earth/livingplanet/tsunami_wave/es/index.htm
?width=770&height=370&popup=true