EL INTERIOR DE LA TIERRA, COMPOSICION Y PROPIEDADES FISICAS

EL INTERIOR DE LA TIERRA, COMPOSICION Y PROPIEDADES FISICAS

En general las rocas ígneas son originadas por material fundido en alguna profundidad al interior de la tierra. Desde una perspectiva composicional, el interior de la tierra se divide en 3 unidades principales: la corteza, el manto y el núcleo. De esta división podemos obtener una subdivisión de capas según sus propiedades físicas como la profundidad y estado en el que se encuentran, estas son: litosfera, astenosfera, mesosfera, núcleo externo y núcleo interno. [pic 1]

Figura 1. Vistas de la estructura estratificada de la tierra.
Fuente: Tarbuck, E. & Lutgens, F., 2001: Ciencias de la Tierra: una introducción a la geología física [8ª ed.].

La corteza comprende cerca del 1% del volumen total de la tierra, y existen 2 tipos de esta: la oceánica y la continental. La corteza oceánica es la más delgada (alrededor de 10 km de grosor) y es esencialmente de composición basáltica. La corteza oceánica es creada por procesos tectónicos en las dorsales centro-oceánicas y consumidas a su vez por zonas de subducción, lo que favorece su renovación y reciclaje continuo. La corteza continental es más gruesa (30 a 40 km, pero puede alcanzar 50 a 60 km en zonas orogénicas y extenderse a 90 km en algunas pocas áreas) y de composición más heterogénea que la oceánica, pues comprende rocas ígneas, rocas sedimentarias y rocas metamórficas en su perfil. En promedio la composición de esta corteza está representada por granodioritas y cubre alrededor del 40% de la superficie terrestre.

Por otro lado, el manto constituye alrededor del 83% del volumen terrestre. Está compuesto predominantemente por minerales silicatados (SiO2) ricos en hierro (Fe) y magnesio (Mg). El limite manto-núcleo es una profunda discontinuidad química en la cual los silicatos del manto dan paso a una aleación más densa de, rica en hierro (Fe) con cantidades menores de níquel (Ni), azufre (S), oxigeno (O), entre otros. El núcleo externo permanece en un estado líquido, mientras que el interno pasa a un estado sólido como resultado de las presiones que aumentan con la profundidad.

[pic 2]

Figura 2. Principales subdivisiones de la tierra.
Fuente: John D. Winter. 2001. An introduction to igneous and metamorphic petrology. Page 4, chapter 1.

TEMPERATURA, PRESION, CALCULO DE T-P A UNA PROFUNDIDAD DADA Y GRADIENTES DE TEMPERATURA Y PRESION

Con la profundidad, la temperatura y la presión incrementan paulatinamente. La presión aumenta como resultado de un peso ejercido sobre un material, mientras que la temperatura crece como resultado de una lenta transferencia de calor emitida desde el interior de la tierra hacia la superficie.
El gradiente de presión puede ser determinado mediante la ecuación:

[pic 3]

Donde P = Presión,  = Densidad, g = Gravedad, h = altura o profundidad del cuerpo que ejerce la presión. [pic 5][pic 4]

Figura 3. Rangos de presión estimados en las cortezas continental y oceánica.
Fuente: John D. Winter. 2001. An introduction to igneous and metamorphic petrology. Page 14, chapter 1.

Para el caso del agua, la cual tiene la capacidad de fluir, la presión es igual en todas las direcciones (la presión horizontal es igual a la presión vertical), fenómeno que se conoce como presión hidrostática. Cuando las rocas están cerca de la superficie, estas se comportan de una manera más frágil, por lo que son sometidas a presiones desiguales, lo que se traduce en una respuesta de falla o plegamiento debido a diferencia entre presiones verticales y horizontales. Por otro lado, a profundidad las rocas pueden ser dúctiles o poseen la capacidad de fluir debido a su estado, tal y como el caso del agua, punto en el cual la presión se torna de nuevo igual en todas las direcciones donde se aplica, y a esto se le conoce como presión litostática.  


El gradiente de temperatura, como se mencionó antes, incrementa debido a unas fuentes de calor, de las cuales existen 2 principales provenientes del interior de la tierra: por enfriamiento y por el calor generado en la desintegración de isotopos radioactivos; la segunda encargada de producir entre el 30% y el 50% del calor que llega a la superficie.

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