2. ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN DE LA TIERRA

Aunque en el último siglo se han registrado grandes avances en el conocimiento de nuestro planeta, aún queda mucho por descubrir.

2.1. Métodos de estudio del interior terrestre

     

Los métodos que han permitido a los científicos conocer el interior de la Tierra son los siguientes:

• Sondeos y minas. Aunque podría pensarse lo contrario, son un método poco eficaz. Con la tecnología actual no se ha logrado profundizar más allá de los 13 km, una distancia insignificante comparada con el radio terrestre, de 6371 km.
• Estudio de las rocas. Si bien no podemos acceder al interior terrestre, existen fenómenos naturales que sacan a la superficie rocas que se han formado en él. Entre ellos cabe citar la erosión, que desmantela las rocas de la superficie y pone al descubierto otras originadas a mayor profundidad; y las erupciones volcánicas que, a menudo, arrastran fragmentos del interior terrestre donde se generó el magma.
• Meteoritos y asteroides. Se trata de fragmentos primigenios del sistema solar que no llegaron a reunirse en un planeta. Nos informan de cómo serían los materiales que se reunieron para formar la Tierra.
• Métodos sísmicos. Son, sin duda, los más importantes y se basan en el análisis de las ondas sísmicas producidas en los terremotos o en explosiones controladas. Las vibraciones viajan a través del interior de la Tierra y su estudio, por medio de sismógrafos, proporciona información sobre las capas que han atravesado. Existen dos tipos de ondas sísmicas internas, las P y las S que viajan por el interior terrestre.

Las discontinuidades sísmicas

El estudio de las ondas internas P y S descubrió la existencia de discontinuidades símicas, lugares en el interior terrestre donde se producen cambios bruscos en la velocidad de estas ondas, lo que indica que existen diferencias en la composición o en el estado físico de los materiales atravesados. Es decir, nos muestran los límites entre distintas capas de la Tierra.

2.2. Capas composicionales y dinámicas de la Tierra

El estudio de las ondas sísmicas descubrió un planeta dividido en capas concéntricas, de manera semejante a las capas de una cebolla. Dichas capas pueden clasificarse atendiendo a dos criterios: su composición (modelo geoquímico) y su estado físico (modelo geodinámico).

• Capas composicionales. Se diferencian por su composición y están separadas por discontinuidades sísmicas.
  
  La corteza y el manto, separadas por la discontinuidad de Mohorovicic o moho, están compuestas por rocas: las de la corteza son menos densas y más ricas en silicio y aluminio que las del manto, donde abundan el hierro y el magnesio.
  
  El núcleo, en cambio, es metálico y formado, básicamente, por hierro. Está separado del manto por la gran discontinuidad de Gutenberg.
  
  Estas tres capas se disponen en orden creciente de densidad.

     

• Capas dinámicas. La litosfera es la capa rígida superficial y engloba toda la corteza más una porción del manto superior, también rígido.
  
  Esta capa descansa sobre el resto del manto, la astenosfera y la mesosfera que, a diferencia de ella tienen un comportamiento más plástico y dúctil. Es decir, aunque están en estado sólido pueden fluir muy lentamente, como los líquidos, especialmente la primera.
  
  El núcleo o endosfera se encuentra fundido en su mayor parte (núcleo externo), no así en el centro (núcleo interno).

 

 

2.3. Movimientos verticales: la isostasia

     

Aunque los movimientos de los continentes en la horizontal fueron objeto de discusión durante décadas, los movimientos en vertical, de subida y bajada, eran conocidos y aceptados desde antiguo.

Hoy sabemos que la causa de estos movimientos radica en que la litosfera, la capa rígida superficial de la Tierra, descansa sobre la astenosfera que, aunque sólida, presenta un comportamiento plástico.

De manera muy exagerada, podríamos decir que la litosfera «flota» sobre el resto del manto, experimentando movimientos de subida y bajada como consecuencia de cambios en su masa.

Dichos movimientos son muy lentos (del orden de 1 cm/año) y, debido a la rigidez y el espesor de la litosfera, son necesarias grandes variaciones de masa para que se produzcan. Es el caso de la formación o la fusión de casquetes de hielo de gran tamaño, el depósito de enormes espesores de sedimentos, la elevación o la erosión de grandes cordilleras...

2.4. Corteza y litosfera

En el siguiente esquema puedes ver la relación que existe entre corteza y litosfera.

La litosfera es la capa rígida superficial de la Tierra y está formada por la corteza y la parte superior rígida del manto. Pero esta capa no es continua sino que está fragmentada en trozos, que se conocen con el nombre de placas. La litosfera continental tiene mayor grosor que la oceánica porque cuenta con corteza continental, más gruesa y ligera que la oceánica.

La siguiente gráfica muestra las suposiciones actuales sobre la variación de la densidad, la temperatura y el punto de fusión de los materiales del interior terrestre. Como se observa, el punto de fusión aumenta con la profundidad. Esto es debido al efecto de la presión, que hace posible, por ejemplo, que el hierro, a presión atmosférica, se funda a 1550 ºC y, sin embargo, se encuentre sólido en el centro de la Tierra, a unos 6000 ºC.