Ondas Sísmicas y Estructura Interna de la Tierra: Un Estudio Detallado

Método Sísmico: Explorando el Interior de la Tierra

El método sísmico se basa en el estudio de la propagación de las ondas sísmicas a través del interior de la Tierra cuando se produce un terremoto. Desde el foco o hipocentro se emiten dos tipos de ondas: P y S.

Ondas P (Primarias o Longitudinales)

• Se desplazan a gran velocidad, siendo las primeras en llegar a las estaciones sísmicas.
• Son longitudinales porque las partículas materiales vibran en el mismo sentido que la dirección de propagación de la onda.
• Se propagan tanto en medios sólidos como líquidos.

Ondas S (Secundarias o Transversales)

• Viajan a menor velocidad y llegan en segundo lugar.
• Son transversales porque las partículas materiales vibran perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda.
• La velocidad y dirección de propagación de las ondas varían cuando cambian los materiales que atraviesan.

En un medio homogéneo, la velocidad es constante. En un medio heterogéneo, la velocidad y dirección varían. La velocidad es proporcional a la rigidez.

Ondas Superficiales

La llegada a la superficie de las ondas P y S origina nuevos trenes de ondas superficiales, las ondas R y L, que son las causantes de los terremotos.

Discontinuidades en el Interior Terrestre

Las discontinuidades son superficies que separan dos capas diferentes de distinta composición.

Se localizan porque la velocidad de las ondas P y S sufre un cambio brusco. Se encuentran a una profundidad fija y pueden ser de dos tipos:

• Primera orden: separan capas muy diferentes, la velocidad de las ondas aumenta o disminuye verticalmente.
• Segunda orden: separan capas con menores diferencias, la velocidad varía pero no verticalmente.

Los meteoritos son fragmentos que caen a la Tierra desde el cinturón de asteroides. Son restos de un antiguo planeta que se desintegró después de que un cometa lo golpeó, o, según otras hipótesis, son fragmentos de planetas que nunca se formaron.

Estructura del Interior de la Tierra

Codia (Corteza)

En los primeros 50 km, la velocidad de las ondas P y S aumenta, lo que indica que atraviesan un medio heterogéneo de rigidez. El hecho de que se propaguen las ondas significa que estos primeros 50 km se encuentran en estado sólido. Las rocas de la corteza son accesibles, lo que permite conocer su composición con bastante exactitud. Predominan los silicatos de aluminio y magnesio.

Corteza Continental y Oceánica

• El espesor es mayor en la corteza continental.
• La corteza oceánica es más joven y su composición es diferente: está formada por rochas volcánicas, mientras que la continental está formada por rochas magmáticas y metamórficas, con una composición parecida al granito.

Manto

La velocidad de propagación de las ondas P y S aumenta, lo que permite afirmar que se trata de una capa sólida, heterogénea y de rigidez creciente, separada por la discontinuidad de Repetti, situada en dos subcapas: manto superior e inferior. Existe un canal de baja velocidad en el manto, que no es una capa continua en toda la Tierra, donde se aprecia una disminución de la velocidad de las ondas. La caída de velocidad en comparación con la discontinuidad de Mohorovičić permite deducir que las rocas en esa región están en un estado plástico.

Núcleo

Se extiende desde la discontinuidad de Gutenberg hasta el centro de la Tierra. Está separado en dos capas: núcleo exterior e interno. La velocidad de las ondas permite suponer que desde el centro de la Tierra el estado es sólido. Predominan el hierro y el níquel.

Modelo Geodinámico

Litosfera

Abarca la corteza y los primeros 50 km del manto. Es sólida y está fracturada en grandes placas que se mueven unas con respecto a las otras.

Astenosfera

Es un sólido plástico en estado de semifusión. Su existencia es muy cuestionada por científicos, pero hoy se admite que, de existir, sería discontinua, es decir, estaría presente solo en algunas zonas.

La teoría de Wegener establece que hace 200 millones de años existía un solo continente llamado Pangea, el cual se fragmentó en los actuales continentes. Wegener no pudo explicar la causa del movimiento, pero hoy se explica mediante la tectónica de placas.

Aportó pruebas:

• La forma de los continentes sugiere que encajan.
• Distribución de depósitos glaciares fósiles idénticos en continentes separados y estructuras geológicas similares en continentes separados, como cordilleras, depósitos y diamantes.

Dorsales Oceánicas y Corrientes de Convección

Las dorsales oceánicas son elevaciones que forman una cordillera submarina. Las fosas son grandes depresiones que pueden alcanzar los 11 km de profundidad e, igual que las dorsales, tienen un desarrollo continuo por el fondo marino. Tienen una estructura asimétrica, un lado con mucha pendiente y otro menos escarpado. En el lado de más pendiente existe gran actividad sísmica y volcánica.

Corrientes de Convección

Su densidad disminuye y asciende. Al llegar a la superficie, se enfría, se desplaza lateralmente y desciende, creando así las corrientes de convección.

1. El calor en el manto interno y en el núcleo se distribuye de forma irregular, lo que hace que los materiales en contacto se calienten.
2. La densidad disminuye y asciende a lo largo del manto.
3. Al llegar a la litosfera, se desplaza lateralmente por debajo de las placas, arrastrándolas.
4. Cuando se enfría, desciende hacia el origen.

Punto Caliente

Zonas elevadas con altas temperaturas donde se producen penachos de material muy caliente hasta la litosfera.

Las corrientes de convección hacen que, al emerger en un punto, provoquen una apertura donde se produce un volcán.

Gravedad o Efecto Toalla

La placa que se hunde en el manto contribuye al movimiento del resto de la placa a la que arrastra. Las placas se hunden en el manto en las zonas de subducción.

Límites entre Placas

Bordes Divergentes

Límite entre dos placas que se alejan. El espacio que dejan se llena de lava. Corresponde con las dorsales o los rifts intracontinentales.

Zona de Subducción / Borde Convergente

Límite de dos placas que chocan. Al chocar, una de las placas, la más densa, se introduce hacia el interior de la Tierra. En el proceso de subducción, esta placa se funde.

Límites Transformantes o Pasivos

Corresponde a límites entre placas que se mueven tangencialmente. Las placas ni se separan ni se juntan.

Tipos de Límites Divergentes

Hay 2 tipos. En ellos se forma la litosfera oceánica y se crean rochas magmáticas a partir del magma.

Rift Intracontinental

Se produce un alombamiento en la litosfera, produce extensión y adelgazamiento de la corteza continental. Se forman numerosas fallas o fracturas en el terreno que dan lugar a zonas hundidas llamadas fosas tectónicas.

Además, se produce el ascenso de materiales magmáticos a través de fallas, originando volcanes.

Si el valle del rift continúa agrandándose, llegará un momento en el que alcance el océano y, como está por debajo del nivel del mar, se inunde y se forme un mar estrecho como el Mar Rojo.

Dorsal

Elevaciones de los fondos submarinos. En la parte central tienen una hendidura llamada rift por la que sale magma.

Dispone de un gran número de fallas transversales, dispuestas perpendicularmente. La dorsal atlántica origina una nueva litosfera oceánica, ya que crece y separa dos fragmentos continentales.

(En las dorsales y rifts se están formando rochas magmáticas que constituyen nueva litosfera oceánica).

Bordes Convergentes: Convergencia Placa Oceánica-Placa Oceánica

La subducción lleva aparejados estos fenómenos:

1. Fosas: En el límite de las dos placas se forman grandes fosas, como las de las Marianas y Kuriles.
2. Terremotos: La placa que subduce crea enormes tensiones y se acumula una gran cantidad de energía que se libera cada cierto tiempo como terremotos.
3. Magmatismo: La placa que subduce se funde a cierta profundidad. Parte del magma se emite en erupciones marinas a través de las grietas. La lava se acumula y a veces supera el nivel del mar, creando islas como Japón, Filipinas e Indonesia.
4. Metamorfismo: Como consecuencia de la presión del choque de las placas, las rochas se pliegan y deforman, así se forman las rochas metamórficas.