L'Interior de la Terra
L'interior de la Terra, amb un radi mitjà de 6.370 quilòmetres, no es pot estudiar d'una forma directa. Els pous i sondejos que s'han fet fins ara, no han assolit més que una dotzena de quilòmetres, cosa que ens demostra l'escàs coneixement directe que tenim de l'interior del nostre planeta. Una altra font de coneixements geològics directes són els materials volcànics que provenen, com a molt, d'unes desenes de quilòmetres de profunditat. Els grans progressos que han tingut lloc els darrers anys en el coneixement de l'interior del planeta han estat possibles gràcies als mètodes d'estudi indirecte basats en l'observació i la mesura, des de la superfície, dels fenòmens físics que ocorren a l'interior de la Terra. El més important d'aquests mètodes és el mètode sísmic que consisteix en estudiar el comportament de les ones sísmiques originades al terratrèmols i que viatgen per l'interior del planeta. Posteriorment aquestes ones poden ser detectades i registrades per uns aparells anomenats sismògrafs .El comportament de les ones sísmiques varia segons la natura dels materials que travessen, la qual cosa possibilita saber coses sobre aquests materials.
Tipus d'ones sísmiques
En un terratrèmol, s'originen dos tipus d'ones sísmiques:
- Ones superficials . Únicament es propaguen per la superfície del planeta i són les responsables dels efectes catastròfics dels terratrèmols. No són, però, importants per als estudis sobre l'interior de la Terra. Saps que són les escales de Richter i Mercalli?
- Ones internes ( P i S ) Travessen l'interior de la Terra. En tornar a la superfície poden ser registrades pels sismògrafs. D'aquesta manera fan una espècie de radiografia a l'interior de la Terra i permeten averiguar coses sobre el seu interior.
* Les ones P o ones primàries són les primeres en ser registrades pels sismògrafs. S'anomenen longitudinals, ja que les partícules vibren en la mateixa direcció en que es propaga la vibració, tal com pot veure en l'animació. això fa que aquestes ones puguen travessar zones sòlides i fluïdes de la Terra.
* Les ones S o secundàries es registren en segon lloc, ja que la seua velocitat de propagació és menor que la de les ones P. S'anomenen transversals, ja que les partícules vibren perpendicularment a ladirecció en que es propaga la vibració, tal com pot veure en l'animació. Aquesta propietat fa que aquestes ones solament puguen propagar-se a través de zones sòlides.Si aquestes ones arriben a una zona fluïda (líquida) es detenen i ja no avancen.
Quina relació hi ha entre l'estudi de l'interior de la Terra i l'estudi de les ones sísmiques?
La velocitat de les ones sísmiques depén dels materials que travessen. A més a més sabem que hi ha un tipus d'ona sismica (ones S) que únicament poden propagar-se per medis sòlids. Si a l'interior de la Terra hi haguera una part fluïda, aquestes ones no podrien travessar-la.
Quan les ones travessen un medi homogeni, la seua velocitat es manté constant, però si el medi és heterogeni, hi ha un canvi de velocitat. En medis sòlids, la velocitat de les ones sísmiques és directament proporcional a la rigidesa del medi que travessen.
Un canvi sobtat de la velocitat amb què es propaguen les ones sísmiques ens indica que aquestes han passat d'una capa a una altra capa de diferent natura, és a dir, ens permet distingir dues capes. Així doncs, aquest canvi sobtat de velocitat localitza la superficie de separació entre les dues capes. Aquesta superfície rep el nom de discontinuïtat sísmica
Estructura de l'interior de la Terra de la Terra
A partir del mètode sismològic, es pot dividir l'interior del planeta en tres grans capes concèntriques: Escorça, mantell i nucli, separades entre si per superfícies de discontinuïtat sísmiques. Principals discontinuïtats sísmiques de la Terra:
Mohorovicic (o Moho), situada entre els 10 i 60 Km; separa l'escorça del mantell.
Gutenberg , a 2.900 Km; separa el mantell del nucli.
Wiechert-Lehman , a 4900-5.100 Km; separa el nucli exterior de l'interior.
Fins el 1950 la imatge dominant de l'estructura interior de la Terra era d'una perfecta simetria esfèrica. Però en aquests últims anys s'ha fet palès una nova concepció on les diverses zones de l'interior del planeta es comporten com un complex sistema interactiu on hi ha un flux cíclic de matèria i energia. Tot i que el nostre coneixement de l'interior de la Terra continua essent de tipus indirecte, estem començant a desxifrar amb prou detall, quina és la seua estructura i quins són els processos que hi tenen lloc.
L'escorça
- L'escorça és la capa més superficial de l'interior de la Terra.
- Limita amb l'atmosfera i la hidrosfera per la part superior, i amb el mantell per la inferior per mitjà de la discontinuïtat de Mohorovicic (Moho).
- Té un gruix variable: sota els oceans se situa entre 3-8 Km mentre que als continents se situa generalment entre 30-40 Km que poden arribar fins a 65 sota les grans serralades. És sòlida, de densitat i rigidesa creixent.
- Ocupa menys del 2% del volum total de la Terra.
- La seua estructura no pot estudiar-se en conjunt ja que varia substancialment de les zones oceàniques a les continentals, i dins d'aquestes de zones de serralades a planures. Podem distingir, doncs, una escorça continental i una altra d'oceànica..1 . Escorça oceànica
* Localització i extensió relativa: Fons oceànics i també les illes volcàniques (Canàries, Islàndia). Representa un 55% del total de l'escorça.
* Densitat mitjana: 3g/cm3
* Gruix: 7-12 quilòmetres
* Edat : Les roques més velles atenyen els 180 milions d'anys. Això es pot explicar mitjançant el fet d'una contínua renovació del fons ocèanic. Les roques més antigues es localitzen a prop dels continents, mentre que les més joves es troben a les zones centrals dels oceans, a les zones de dorsals.
Morfologia de l'escorça oceànica
La utilització intensiva del sonar des dels vaixells oceanogràfics i altres tècniques més recents com l'ecosonda, han permés catografiar d'una forma precisa la morfologia del fons oceànic. A més hem d'afegir la utilització de submergibles. En altres paraules, disposem d'imàgens d'alta resolució de forma que podem estudiar els detalls relacionats amb la formació i evolució dels oceans.
Marges continentals
Els marges continentals representen la frontera entre l'escorça continental i oceànica. Hi podem trobar de dos tipus: passius i actius. Els passius estàn representats per les costes europees o africanes i marquen la transició gradual entre la gruixuda escorça continental i l'oceànica molt més prima. Els actius s'hi troben a la costa del Pacífic i són vorejats per fosses marines estretes que poden arribar fins a 10 quilòmetres de profunditat (vegeu l'apartat fosses)
* Els marges passius comencen amb la plataforma continental que s'estén fins a 200 m de profunditat. El seu pendent és suau i uniforme. La seua extensió és molt variable amb un valor mitjà de 70 Km, tot i que en casos excepcionals pot arribar fins a 1000 Km (Observeu un mapa de relleu submarí). Van acumulant-s'hi sediments que arriben fins a 10 Km de profunditat. Són zones riques en petroli i gas natural. A continuació ve el talús que s'estén fins a 3000 m de profunditat. Ací el pendent és molt fort (40%) i s'hi transporta una part del sediments de la plataforma en forma de corrents de terbolesa.(veure Tema 5). En aquesta zona l'escorça continental s'aprima progressivament fins a entrar en contacte amb l'oceànica, és a dir, es tracta d'una zona de transició entre ambdós tipus d'escorça.
Característiques i relleu dels fons oceànics.
1-Planures abisals
Són extenses superfícies amb una profunditat entre els 3000 i 5000 km. Són zones desprovistes de topografia, ja que s'hi acumula una quantitat important de sediment que enterren el relleu original. aquestes zones són molt abundants en els oceans on no hi ha fosses (ex: l'Atlàntic) i en les proximitats dels marges continentals, on els sediments procedents dels continents són transportats i distribuïts en el fons oceànic pels corrents de terbolesa.
2-Illes i muntanyes submarines.
Situades a la planura es poden trobar volcans submarins de forma cònica i que, fins i tot, poden arribar a la superfície i formar illes volcàniques. Islàndia i les Açores són exemples d'illes volcàniques formades per una contínua i ràpida activitat volcànica de la dorsal.
Les muntanyes submarines es troben formant grups i es formen majoritàriament associades a l'existència de punts calents (hot spots) que es formen a partir d'una columna de material calent que ascén des de zones molt profundes del mantell fins a la superfície (Hawai)Alguns d'aquests volcans tenen la part superior plana; llavors reben el nom de Guyots i representen antigues illes volcàniques submergides per l'enfonsament gradual de l'escorça oceànica i per l'erosió del mar.
3- Dorsals oceàniques:
Constitueixen un sistema continu de serralades d'origen volcànic que s'estén al llarg de més de 60.000 Km. Es tracta de serralades de uns 2000 m d'altitud i que presenten unes valls intermèdies anomenades rift amb amplades de 25-50 Km. Com estudiarem més endavant són les zones on es forma nova escorça oceànica. Les dorsals apareixen tallades cada pocs centenars de quilòmetres per zones de fractura perpendicular anomenades falles de transformació.4-Fosses oceàniques.
Són les zones més profundes dels oceans i se situen prop dels continents sobre escorça oceànica. Són paral·leles als arxipèlags (arc d'illes -etapes primeres de l'orogènesi-com el Japó) o a serralades continentals (els Andes). Arriben a profunditats de 11 Km encara que són prou estretes.
2 . Escorça continental
* Localització i extensió relativa : Es troba als continents, plataformes continentals i grans illes d'origen no volcànic (ex: Mallorca). Ocupa un 45% de la superfície terrestre.
* Densitat mitjana: 2,7 g/cm3
* Gruix mitjà de 35 quilòmetres. Arriba a 60 a les zones de serralades i unicament a 20 en depressions.
* Edat: Les roques més antígues tenen 3.900 milons d'anys. Hi trobem una història geològica prou complexa amb grans deformacions.El Mantell
* A partir de la discontinuïtat de Moho, les ones sísmiques augmenten la seua velocitat fins arribar a uns 2900 Km, on es troba la discontinuïtat de Gutenberg. Allí hi haurà la desaparició de les ones S, mentre que les ones P disminueixen momentàniament la seua velocitat. Aquestes dues discontinuïtats marquen, doncs, els límits del mantell.
* Aquesta capa es pot dividir en dues parts (superior, inferior) en funció del comportament de les ones sísmiques a una profunditat d'uns 670 Km (discontinuïtat ? de Repetti).
* A més, al mantell superior s'hi ha trobat una zona, entre els 60 i 250 Km de profunditat, on les ones sofreixen una disminució en la seua velocitat de propagació (6% menor). Aquesta capa de baixa velocitat del mantell rep el nom d'astenosfera i té un comportament plàstic i elàstic. Se suposa que hi tenen lloc moviments convectius a gran escala de materials dúctils, densos i en estat (semi)sòlid, responsables de l'activitat tectònica del planeta.
* El mantell és la capa més gran de la Terra. N'ocupa un 82% del seu volum.El nucli
* Límits. El nucli s'estén dels 2.900 Km de profunditat fins al centre de la Terra (6.370 Km).
* Representa el 16% del volum terrestre.* Estructura del nucli. Distingim entre nucli extern i nucli intern. Els dos terços més exteriors del nucli sembla que es troben en estat líquid (a partir del comportament ones S) mentre que la part interna és sòlida. Aquesta és la causa de l'aparició del camp magnètic terrestre. A uns 5100 Km es troba la discontinuïtat de Wiechert on augmenta ràpidament la velocitat de les ones P. S'interpreta com la zona que separa el nucli extern fluid de l'intern sòlid
Composició. El nucli és de natura metàl·lica, constituït per un aliatge de Fe i Ni (4%), tot i que se suposa l'existència de sulfurs en la zona més superficial.
Divisió dinàmica de l'interior de la Terra
Actualment, i amb la nova concepció de la geologia, s'utilitza una altra divisió de l'interior de la Terra, més d'acord amb el seu comportament geodinàmic.
* El terme Litosfera abarca la capa més superficial de la Terra, de natura rígida, i fragmentada en una sèrie de peces que s'anomenen plaques litosfèriques, i que comprendria tota l'escorça i els primers quilòmetres del mantell fins a una profunditat que oscil·laria entre els 100 Km, sota les zones oceàniques i 300 Km, sota les àrees continentals
* Per sota la litosfera ens trobarien amb l'astenosfera, de comportament viscós i on es trobarien els corrents de convecció de materials. Aquesta zona s'identifica amb la zona de baixa velocitat de les ones sísmiques. No es coneix el límit inferior de l'astenosfera; 400-700 Km ?
* La resta del mantell constituiria la mesosfera. Es tracta de la unitat més voluminosa i homogènia. La seua característica dinàmica més relevant és l'existència d'un intens sistema convectiu que arrencaria de la zona en contacte amb el nucli o endosfera. En aquest sistema convectiu es trobaria el motor de tots els processos litosfèrics i , per tant, de la tectònica de plaques
* El nucli seria l'endosfera. La seua superfície de contacte amb la mesosfera presenta elevacions i depressions de fins a 10 Km
