Estructura Interna de la Tierra: Vulcanismo, Sismicidad y Capas Geoquímicas

Vulcanismo

Los volcanes son grietas por donde salen al exterior magmas, procedentes del interior terrestre, y constituyen directas manifestaciones superficiales de la energía geotérmica. Los magmas son grandes masas de rocas fundidas, con gases disueltos. Se originan por fusión de rocas sólidas, localizadas en la corteza o en el manto, lo cual ocurre bajo tres circunstancias:

• Aumento de la temperatura: Como acontece al rozar los materiales en las zonas de subducción, o cuando materiales calientes profundos ascienden y funden rocas más superficiales.
• Disminución de la presión: El ascenso convectivo de materiales calientes profundos implica su desplazamiento a zonas de menos presión, lo cual puede causar su fusión, incluso sin calor adicional. Tal ocurre en las dorsales oceánicas.
• Introducción de volátiles: Según va subduciendo la litosfera oceánica, va alcanzando mayores profundidades y el calor y la presión determinan la expulsión de sustancias volátiles, principalmente agua, las cuales emigran hacia el manto caliente situado sobre la placa que se hunde.

Los productos arrojados son:

• Gases: Los gases disueltos en el magma, al disminuir la presión, se liberan e impulsan la erupción. Su composición influye en la constitución de la atmósfera y son: vapor de agua, dióxido de carbono, nitrógeno, dióxido de azufre y otras sustancias.
• Lavas: Son los magmas que alcanzan la superficie. Pueden formar verdaderos ríos de rocas fundidas o coladas de lava y, finalmente, solidifican.
• Piroclastos: Constituidos por roca pulverizada o por fragmentos de lava solidificados en el aire, son de tamaño variable.

Lavas básicas: Pobres en sílice, son muy fluidas y su temperatura es alta, por lo que se deslizan rápidamente, extendiéndose en láminas delgadas. Los gases se desprenden sin dificultad y no se producen explosiones de importancia. Si el contenido en gases es elevado, habrá muchos piroclastos y viceversa.

Lavas ácidas: Ricas en sílice, son muy viscosas y de temperatura relativamente baja, por lo que fluyen con lentitud y solidifican cerca del punto de emisión. Al no liberarse los gases con facilidad, se acumulan y va aumentando la presión hasta que rompen violentamente la cobertura, provocando grandes explosiones.

Sismicidad y Riesgo Sísmico

Los terremotos o sismos son repentinos movimientos de la corteza terrestre y constituyen importantes manifestaciones superficiales de la energía geotérmica, pero no de manera directa sino en forma de energía elástica.

Tipos de ondas sísmicas

• Ondas de cuerpo: Se transmiten por el interior de la Tierra, por lo que pueden utilizarse para estudiar la estructura interna del planeta. A su vez, son de dos clases:
  • Ondas P o primarias: Son las más rápidas y se propagan por sólidos, líquidos y gases.
  • Ondas S o secundarias: Son aproximadamente 1,7 veces más lentas que las P y solo se transmiten por medios sólidos.
• Ondas superficiales o L: Se originan en las interfases tierra-aire o tierra-agua y se amortiguan rápidamente hacia el interior terrestre, por lo que están confinadas a una estrecha zona cercana a la superficie. Son las más lentas, pues viajan al 90% de la velocidad de las S pero, debido a su modo de propagación, son las más peligrosas.

Estructura Interna de la Geosfera

Al principio de su historia, nuestro planeta pasó por una etapa de fusión, al menos parcial. Ello permitió una diferenciación geoquímica, es decir, la segregación de los materiales por su densidad: los más densos se situaron en el centro, mientras que los componentes más ligeros ocuparon la superficie. Pero con la profundidad, además de la densidad de los materiales, también aumentan gradualmente la temperatura y la presión, factores estos últimos que afectan en gran manera al comportamiento mecánico de los materiales. Al aproximarse a su temperatura de fusión, los enlaces químicos de los minerales se debilitan y, en consecuencia, se reduce gradualmente su resistencia mecánica, es decir, su resistencia a la deformación. Por tanto, el interior de la Tierra no es homogéneo, sino dividido en capas, que pueden establecerse siguiendo dos criterios: su composición química y su comportamiento mecánico.

Modelo Geoquímico

• Corteza: Capa más externa y fina de la geosfera, de espesor variable entre 6 y 70 km, cuyo límite inferior viene marcado por la discontinuidad de Mohorovicic. Es la capa más compleja, constituida por dos unidades diferentes: la corteza oceánica, más delgada y densa, formada por gabros, basaltos, y un nivel superficial de sedimentos; y la corteza continental, más gruesa y ligera, formada por diferentes rocas sedimentarias, magmáticas y metamórficas.
• Manto: Es la capa más voluminosa, extendiéndose desde la discontinuidad de Moho a la de Gutenberg. Su composición es bastante homogénea, predominando las rocas ultrabásicas de tipo peridotítico. Se divide en manto superior y manto inferior, que se diferencian por la estructura de sus minerales constituyentes, no por su composición.
• Núcleo: Capa más interna, compuesta por hierro metálico mezclado con una pequeña proporción de níquel y otros elementos. Contiene dos partes, en diferente estado, el núcleo externo líquido y el núcleo interno que se comporta como un sólido.

Modelo Dinámico

Basado en el comportamiento mecánico de los materiales, considera las siguientes capas:

• Litosfera: Capa sólida y rígida, constituida por la corteza y una parte del manto superior o manto litosférico. Se encuentra dividida en bloques de diferentes dimensiones, las placas litosféricas o placas tectónicas, que descansan sobre la astenosfera subyacente.
• Astenosfera: Capa blanda y plástica, que comprende parte del manto superior, donde las condiciones de presión y temperatura determinan una fusión parcial de los materiales.
• Mesosfera: Comprende el resto del manto superior y todo el manto inferior. Está constituida por roca sólida pero muy caliente por lo que, al estar sometida a elevadísimas presiones de confinamiento, es capaz de fluir, si bien muy lentamente, estando afectada por procesos convectivos.
• Endosfera: Capa más interna que coincide con el núcleo, cuya parte externa también se vería afectada por corrientes de convección.