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El Mundo del GLOBO TERRÁQUEO

Capas y Estructura Interna y Externa de la Tierra

Capas y Estructura Interna y Externa de la Tierra
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Nuestro planeta posee una muy compleja composición.
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No tiene una estructura homogénea, por el contrario, se compone por varias zonas o “capas terrestres”, formando así una estructura interna y externa.
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A continuación distinguiremos las principales capas de la Tierra, mencionando sus principales características.
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Desde el exterior hacia el interior podemos distinguir en la Tierra, a grandes rasgos porque existen muchas clasificaciones, cinco capas o estructuras distintas:

  • Atmósfera
  • Hidrosfera
  • Litosfera
  • Manto
  • Núcleo

A su vez, para un mejor estudio, se las ha diferenciando en estructura interna y externa, incluyendo otras zonas o sub-capas, dentro de las ya mencionadas.


Estructura externa de la Tierra

a- La Atmósfera

Si comenzamos desde fuera de la Tierra, la primera capa externa es la Atmósfera. Ésta se encuentra sobre la Litósfera, constituyendo la capa con menor densidad del planeta.
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Está formada por elementos gaseosos y constituye la capa gaseosa que envuelve a la Tierra. Técnicamente cuenta en su totalidad con más de 10.000 km de grosor aprox., pero más de la mitad de su masa se concentra en la parte que comprende los 5 – 6 kilómetros más bajos.

Composición de la Atmósfera

Se compone básicamente por gases, siendo el nitrógeno y el óxigeno (78% y 21% respectivamente) los que más abundan. El 1% que resta está formado por Argón en un 0,9%, Dióxido de carbono en un 0,03% y muy pequeñas proporciones de Ozono, Hidrógeno, Monóxido de carbono, Metano, Neón, Helio, Xenón, Kriptón y vapor de agua.
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Capas de la Atmósfera

Desde la externa a la más interna, la atmósfera está constituida por las siguientes capas:
  1. Exósfera: Es la zona superior de la atmósfera. Se encuentra encima de la Ionósfera, y empieza a unos 580 km aprox. del suelo terrestre, hasta llegar a estar en contacto con el espacio exterior a lo largo de unos 10.000 km.
  2. Ionósfera:  Empieza aprox. a unos 80 – 90 km. por encima de la superficie terrestre y se prolonga hacia arriba hasta el comienzo de la Exosfera. Aquí hay partículas cargadas como iones y electrones.
  3. Mesósfera: Se prolonga desde los 50 km de altitud hasta el comienzo de la Ionósfera, a unos 80 km de altura. Aquí la temperatura se enfría, a medida que se gana altitud, pudiendo llegar hasta los -80° centígrados.
  4. Estratósfera: Es la zona inferior de la atmosfera que empieza a los 10 kilómetros de altura hasta los 50-60 km. Aquí la mezcla de gases es casi nula, predominando el nitrógeno en su zona superior.
  5. Tropósfera: Es la capa inferior atmosférica situada entre los 10 y 12 km del suelo terrestre y es donde ocurren los fenómenos atomosféricos. Tiene como función la regulación térmica del la Tierra.

b- La Hidrósfera

Está formada por elementos líquidos en su mayor parte y abarca la totalidad de las aguas de la Tierra. Su composición está constituida en forma principal por los océanos, pero técnicamente abarca todas las áreas acuáticas del planeta, como los mares interiores, ríos, lagos y acuíferos subterráneos. Principalmente está compuesta por agua líquida, pero también contiene al agua en otros estados, como la nieve y los glaciares.
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c- La Litósfera

Está formada por elementos sólidos comprendida por dos capas, la corteza y el manto superior, las cuales se separan en unas 12 placas tectónicas rígidas.
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Estructura interna de la tierra

La estructura interna de la Tierra , similar a otros planetas terrestres, tiene una disposición estratificada que puede definirse por sus propiedades químicas y reológicas .

¿Que son las Capas de la Tierra?

La estructura interna de la Tierra significa la división en capas sucesivas de la Tierra: principalmente la corteza, el manto y el núcleo externo e interno, distinguiéndose a su vez sub-divisiones entre todas ellas.

La densidad de la corteza terrestre es de 2.7-2.8 g / cm 3 y la media del planeta es 5.52 g / cm 3 : por consiguiente, el interior de la Tierra debe contar con una densidad mucho mayor que la envoltura exterior.

A grandes rasgos, la extructura interna de la Tierra se compone de cuatro capas distintas:

  1. El núcleo interno está en el centro y es la parte más caliente de la Tierra. Es sólido y está compuesto de hierro y níquel con temperaturas de hasta 5.500 ° C. Con su inmensa energía de calor, el núcleo interno es como la sala de máquinas de la Tierra.
  2. El núcleo externo es la capa que rodea el núcleo interno. Es una capa líquida, también compuesta de hierro y níquel. Todavía está extremadamente caliente, con temperaturas similares al núcleo interno.
  3. El manto es la sección más ancha de la Tierra. Tiene un espesor de aproximadamente 2,900 km. El manto está hecho de roca semifundida llamada magma. En las partes superiores del manto, la roca es dura, pero más abajo, la roca es suave y comienza a derretirse.
  4. La corteza es la capa exterior de la tierra. Es una fina capa de 0-60 km de espesor. La corteza es la capa de roca sólida sobre la cual vivimos.

El siguiente diagrama muestra la estructura de la tierra. En geografía, tomar una rebanada a través de una estructura para ver el interior se llama una sección transversal .

 

La comprensión científica de la estructura interna de la Tierra se basa en observaciones de topografía y batimetría, observaciones de rocas en afloramientos, muestras traídas a la superficie desde profundidades mayores por volcanes o actividad volcánica, análisis de la ondas sísmicas que pasan a través de la Tierra, mediciones de los campos gravitacionales y magnéticos de la Tierra y experimentos con sólidos cristalinos a presiones y temperaturas características del interior profundo de la Tierra.

 

Capas de la estructura interna de la Tierra

Existen dos modelos para catalogar la estructura interna de la Tierra:

  • El modelo Geoquímico o Estático: basado en la composición química de las capas
  • El modelo Geodinámico: basado en las propiedades mecánica de los materiales como la reología.

Mecánicamente, se puede dividir en litosfera, astenosfera, manto mesosférico o mesósfera, núcleo externo y núcleo interno .

Químicamente, la Tierra se puede dividir en la corteza, manto superior, manto inferior, núcleo externo y núcleo interno.

En la siguiente imagen se pueden apreciar las diferentes capas de la Tierra, tomando en cuenta su modelo:

Capas y Estructura Interna y Externa de la Tierra
Las diferentes capas de la Tierra, según su modelo.

 

La estratificación de la Tierra se ha inferido indirectamente utilizando el tiempo de viaje de las ondas sísmicas refractadas y reflejadas creadas por los terremotos.

El núcleo no permite el paso de ondas de corte, mientras que la velocidad de desplazamiento (velocidad sísmica) es diferente en otras capas. Los cambios en la velocidad sísmica entre las diferentes capas provocan refracción debido a la ley de Snell, como la flexión de la luz cuando pasa a través de un prisma. Del mismo modo, las reflexiones son causadas por un gran aumento en la velocidad sísmica y son similares a la luz que se refleja en un espejo.

Corteza

La corteza se extiende de 5 a 70 km de profundidad y es la capa más externa de la estructura interna de la Tierra.

Hay dos tipos diferentes de corteza: corteza continental , que transporta tierra, y corteza oceánica , que transporta agua.

La corteza más gruesa es la corteza continental, que es menos densa y compuesta de sodio, potasio, aluminio y rocas de silicatos, como el granito .

La corteza más delgada es la corteza oceánica, la cual se encuentra debajo de las cuencas oceánicas (5-10 km) y están compuestas de rocas ígneas densas (máficas) de hierro y silicato de magnesio, como el basalto .

Las rocas de la corteza se dividen en dos categorías principales: sial y sima. Se estima que sima comienza a unos 11 km por debajo de la discontinuidad de Conrad (una discontinuidad de segundo orden).

El manto superior junto con la corteza constituye la litósfera.

Muchas rocas que ahora forman la corteza terrestre se formaron hace menos de 100 millones de 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 tenido una corteza sólida durante al menos 4.400 millones de años.

Manto

El manto de la Tierra se extiende por aprox. 2900 km desde la corteza, por lo que es la capa más gruesa de la Tierra. En su mayor parte es sólido (excepto en la zona llamada astenosfera) y hay un aumento de su densidad a medida que se acerca al núcleo.

El manto está compuesto de rocas de silicato que son más ricas en hierro y magnesio que la corteza superpuesta. Aunque son sólidas, las altas temperaturas del manto hacen que los silicatos tengan la suficiente ductilidad para que puedan fluir en períodos de tiempo muy largos. La convección del manto se manifiesta a la superficie a través de los movimientos de las placas tectónicas .

El manto se divide en manto superior e inferior. El manto superior e inferior están separados por la zona de transición . La parte más baja del manto al lado del límite núcleo-manto se conoce como la capa D.

La presión en la parte inferior del manto es de ≈140 G Pa (1.4 M atm ).

A medida que la profundidad en el manto aumenta, aumenta la presión, por lo que la zona inferior del manto corre menos fácilmente que la parte superior (los cambios químicos dentro del manto también pueden ser importantes).

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 el manto.

Núcleo

El núcleo se divide en núcleo externo y núcleo interno. El externo tiene una consistencia semisólida, a diferencia del interno que es sólido.

Nace por E. Suess la idea de la existencia de un “núcleo”, formado a partir de hierro y níquel, rodeado por una zona de transición y una cáscara sólida gruesa de promedio de composición basáltica, rico en hierro y magnesio, encerrado por las rocas más superficiales y ligeras, ricas en silicio y aluminio.

Esta estructura parecía estar de acuerdo con la teoría de la diferencia en la gravedad durante la consolidación del planeta y con la composición detectada para muchos meteoritos. El núcleo también encuentra su formación gracias a la acumulación de detritus de las masas rocosas en movimiento durante la manifestación de fenómenos sísmicos.

La densidad promedio de la Tierra es de 5.515 kg / m 3 . Dado que la densidad promedio del material de la superficie es solo de aproximadamente 3.000 kg / m 3 , debemos concluir que los materiales más densos se encuentran dentro del núcleo de la Tierra. La evidencia adicional con respecto a un núcleo de alta densidad proviene del estudio de sismología.

Las mediciones sísmicas muestran que el núcleo se divide en dos partes:

  • El Núcleo interno que es sólido, cuyo radio es de aprox. 1220 km. Fue descubierto en 1936 por Inge Lehmann y se cree que consiste principalmente de hierro y en menor medida de níquel.
  • El Núcleo externo líquido que se extiende más allá de un radio de 3400 km.

En las primeras etapas de la formación de la Tierra, hace unos 4.500 millones de años, la fusión de los materiales habría significado que el más denso y sustancias más pesadas vayan al fondo hacia el centro de la Tierra, por medio de un proceso denominado diferenciación planetaria, mientras que los materiales con menos densidad habrían migrado hacia arriba formando la corteza .

Por lo tanto, se cree que el núcleo está compuesto básicamente de hierro (80%) además de níquel. También se ha formulado la hipótesis de que el núcleo interno puede estar formado por un solo cristal formado de hierro.

El núcleo líquido externo rodea el núcleo interno y se cree que está compuesto de hierro mezclado con níquel y rastros de cantidades de elementos más ligeros.

Las opiniones recientes expresan que la zona más interna del núcleo puede estar enriquecida en oro, platino y otros elementos similares al hierro ( siderófilos ).

Mediciones recientes han sugerido que el núcleo interno de la Tierra puede girar un poco más rápido que el resto del planeta. En agosto del año 2005, se anunció por parte de algunos geofísicos que, de acuerdo con sus estimaciones, el núcleo interno presenta una rotación más rápida que el de la superficie. De esta manera, cada 400 años, el núcleo haría una rotación extra en comparación con el resto del planeta.

Videos sobre la Estructura de la Tierra

 

Video de la Estructura interna de la Tierra:

 

Video sobre las capas de la Atmósfera:

 

Referencias:

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