en la sección anterior aprendimos que los materiales de la Tierra primitiva se clasificaban mediante el proceso de diferenciación, con materiales más densos como el hierro y el níquel hundiéndose hasta el centro, y materiales más ligeros (oxígeno, silicio, magnesio) permaneciendo cerca de la superficie. Como resultado, la Tierra se compone de capas de diferente composición y densidad creciente a medida que se mueve desde la superficie hasta el centro (figura 3.2.1).
la vista tradicional basada en la composición química reconoce cuatro capas distintas:
el núcleo interno se encuentra en el Centro de la Tierra, y tiene aproximadamente 1200 km de espesor. Se compone principalmente de aleaciones de hierro y níquel, con alrededor del 10% compuesto de oxígeno, azufre o hidrógeno. La temperatura en el núcleo interno es de aproximadamente 6000 oC (10,800 oF), que es aproximadamente la temperatura de la superficie del sol (sección 3.1 explica las fuentes de este calor intenso)., A pesar de la alta temperatura que debería derretir estos metales, la presión extrema (literalmente del peso del mundo) mantiene el núcleo interno en la fase sólida. Los metales sólidos también hacen que el núcleo interno sea muy denso, a unos 17 g / cm3, dando al núcleo interno alrededor de un tercio de la masa total de la Tierra.
El núcleo externo se encuentra fuera del núcleo interno. Tiene la misma composición que el núcleo interno, pero existe como un fluido, en lugar de un sólido. La temperatura es de 4000-6000 oC, y los metales permanecen en estado líquido porque la presión no es tan grande como en el núcleo interno., Es el movimiento del hierro fluido en el núcleo exterior el que crea el campo magnético de la Tierra (ver sección 4.2). El núcleo exterior es de 2300 km de espesor, y tiene una densidad de 12 g/cm3.
el manto se extiende desde el núcleo exterior hasta justo debajo de la superficie de la Tierra. Tiene 2900 km de espesor, y contiene alrededor del 80% del volumen de la Tierra. El manto consiste en silicatos de hierro y magnesio y óxidos de magnesio, por lo que es más similar a las rocas de la superficie de la tierra que a los materiales en el núcleo. El manto tiene una densidad de 4,5 g / cm3, y temperaturas en el rango de 1000-1500 oC., La capa superior del manto es más rígida, mientras que las regiones más profundas son fluidas, y es el movimiento de los materiales fluidos en el manto el responsable de la tectónica de placas (ver Sección 4.3). El Magma que sube a la superficie a través de los volcanes se origina en el manto.
la capa más externa es la corteza, que forma la superficie sólida y rocosa de la Tierra. La corteza tiene un espesor promedio de 15-20 km, pero en algunos lugares, como debajo de las montañas, la corteza puede alcanzar espesores de hasta 100 km. Hay dos tipos principales de corteza; corteza continental y corteza oceánica que difieren en un número de maneras., La corteza Continental es más gruesa que la corteza oceánica, con un espesor promedio de 20-70 km, en comparación con 5-10 km Para la corteza oceánica. La corteza Continental es menos densa que la corteza oceánica (2,7 g/cm3 frente a 3 g/cm3), y es mucho más antigua. Las rocas más antiguas de la corteza continental tienen unos 4,4 mil millones de años, mientras que la corteza oceánica más antigua solo se remonta a unos 180 millones de años. Finalmente, los dos tipos de corteza difieren en su composición. La corteza Continental está hecha en gran parte de granito., Esto se debe a que los magmas subterráneos o superficiales pueden enfriarse lentamente, lo que permite que las estructuras cristalinas se formen antes de que las rocas se solidifiquen, lo que conduce al granito. La corteza oceánica está compuesta principalmente de basaltos. Los basaltos también se forman a partir de magmas de enfriamiento, pero se enfrían en presencia de agua, lo que los hace enfriar mucho más rápido y no deja tiempo para que se formen cristales.
basado en las características físicas, también podemos dividir las capas más externas de la Tierra en la litosfera y astenosfera. La litosfera consiste en la corteza y el frío, rígido, exterior 80-100 km del manto., La corteza y el manto exterior se mueven juntos como una unidad, por lo que se combinan juntos en la litosfera. La astenosfera se encuentra por debajo de la litosfera, desde unos 100-200 km hasta unos 670 km de profundidad. Incluye la región más blanda» plástica » del manto, donde pueden ocurrir movimientos fluidos. La litosfera sólida está flotando en la astenosfera fluida.
Isostasia
para ayudar A explicar cómo la litosfera está flotando sobre la astenosfera, necesitamos examinar el concepto de isostasia. La isostasia se refiere a la forma en que un sólido flotará sobre un fluido., La relación entre la corteza y el manto se ilustra en la Figura 3.2.2. A la derecha hay un ejemplo de una relación no isostática entre una balsa y el hormigón sólido. Es posible cargar la balsa con mucha gente, y aún así no se hundirá en el concreto. A la izquierda, la relación es isostática entre dos balsas diferentes y una piscina llena de mantequilla de maní. Con una sola persona a bordo, la balsa flota en lo alto de la mantequilla de maní, pero con tres personas, se hunde peligrosamente bajo., Estamos usando mantequilla de maní aquí, en lugar de agua, porque su viscosidad representa más estrechamente la relación entre la corteza y el manto. Aunque tiene aproximadamente la misma densidad que el agua, la mantequilla de maní es mucho más viscosa (rígida), y por lo tanto, aunque la balsa de tres personas se hundirá en la mantequilla de maní, lo hará bastante lentamente.
La relación de la corteza terrestre con el manto es similar a la relación de las balsas con la mantequilla de maní. La balsa con una persona en ella flota cómodamente alto. Incluso con tres personas en ella la balsa es menos densa que la mantequilla de maní, por lo que flota, pero flota incómodamente baja para esas tres personas. La corteza, con una densidad media de alrededor de 2,6 gramos por centímetro cúbico (g/cm3), es menos densa que el manto (densidad media de aproximadamente 3.,4 g / cm3 cerca de la superficie, pero más que eso en la profundidad), y por lo que está flotando en el manto «plástico». Cuando se agrega más peso a la corteza, a través del proceso de construcción de la montaña, se hunde lentamente más profundamente en el manto y el material del manto que estaba allí es empujado a un lado (figura 3.2.3, izquierda). Cuando ese peso es eliminado por la erosión durante decenas de millones de años, la corteza rebota y la roca del manto fluye hacia atrás (figura 3.2.3, derecha).
la corteza y el manto responden de manera similar a la glaciación. Grandes acumulaciones de hielo glacial añadir peso a la corteza, y como el manto debajo de apretar a los lados, la corteza disminuye. Cuando el hielo finalmente se derrita, la corteza y el manto se recuperarán lentamente, pero el rebote completo probablemente tomará más de 10.000 años., Grandes partes de Canadá todavía están recuperándose como resultado de la pérdida de hielo glacial en los últimos 12.000 años, y como se muestra en la figura 3.2.4, otras partes del mundo también están experimentando un rebote isostático. La tasa más alta de levantamiento se encuentra dentro de una gran área al oeste de la Bahía de Hudson, que es donde la capa de hielo de Laurentide era más gruesa (más de 3.000 m). El hielo finalmente abandonó esta región hace unos 8.000 años, y la corteza se está recuperando actualmente a un ritmo de casi 2 cm / Año.
dado que la corteza continental es más gruesa que la corteza oceánica, flotará más alto y se extenderá más profundamente en el manto que la corteza oceánica. La corteza es más gruesa donde hay montañas, de tal manera que el Moho será más profundo debajo de las montañas que debajo de la corteza oceánica. Dado que la corteza oceánica también es más densa que la corteza continental, flota más abajo en el manto., Dado que la corteza oceánica se encuentra más baja que la corteza continental, y dado que el agua fluye cuesta abajo para llegar al punto más bajo, esto explica por qué el agua se ha acumulado sobre la corteza oceánica para formar los océanos.
*» Physical Geology » by Steven Earle used under a CC-BY 4.0 international license., Descargue este libro de forma gratuita en http://open.bccampus.ca