1. Balance de energía en la Tierra

Hay dos formas de energía: externa e interna.

1.1 Energía externa

• Energía solar: causante del clima de un lugar, de la aparición del viento, evaporación del agua, desarrollo de la vegetación, etc.
• Energía gravitatoria: causante de las mareas (atracción de las aguas por la fuerza gravitatoria de la Luna), de la caída de precipitaciones sobre la Tierra, formación de escorrentía, etc.

Estas dos energías en conjunto hacen actuar a los procesos geológicos externos que modifican la superficie de la Tierra.

1.2 Energía interna

• Energía cinética: debida a la rotación (efecto Coriolis) y a la traslación de la Tierra. Modifican el movimiento de las borrascas, anticiclones y corrientes de agua.
• Energía elástica: se acumula en materiales cuando son sometidos a fuerzas. Cuando se libera esta fuerza se produce un terremoto.
• Energía térmica: calor que aún no se ha disipado desde el origen de la Tierra, cuando los choques de los planetesimales que la formaron fundieron la Tierra. Esta energía térmica también procede de la decantación de Fe fundido hacia el núcleo y de las desintegraciones radiactivas.

La energía interna es la causante de activar los procesos geológicos internos, que se manifiestan en el movimiento de las placas tectónicas, en volcanes, terremotos, montañas, etc.

El calor interno se puede propagar de tres formas:

• Conducción
• Por medio de la radiación electromagnética
• Convección (ascenso de materiales menos densos (a mayor temperatura) y su enfriamiento por bajada de temperatura por ser más densos). Ocurre en líquidos y gases y en rocas fundidas o en sólidas muy calientes del manto.

2. Estructura de la geosfera

Su forma se llama geoide, cuerpo más o menos esférico, de unos 6372 km de radio, más corto el polar que el ecuatorial.

2.1 Modelo geoquímico de la geosfera

Divide la geosfera en capas en función de su composición: corteza, manto y núcleo.

A) Corteza

Capa de roca sólida, hay tres tipos:

• Corteza continental: forma los continentes. Su espesor es de 30-70 km. Compuesta principalmente de rocas graníticas, aunque también hay calizas, arcilla, arenisca, yeso, sal, carbón y petróleo (entre rocas sedimentarias), pizarra, esquisto, mármol (entre rocas metamórficas), granito (entre plutónicas), basalto y andesita entre volcánicas. La densidad de esta corteza es de 2,7-3 g/cm³.
• Corteza oceánica: forma la base de los océanos. Espesor: 10 km. Formada por basalto, gabro (su equivalente plutónico) y una capa superior de sedimentos de espesor variable. Densidad: 3 g/cm³.
• Corteza de transición o intermedia: se sitúa entre las dos anteriores y, por tanto, sus características son también intermedias.

B) Manto

Compuesto principalmente por una roca plutónica básica (poco silicio) que es la peridotita, rica en mineral olivino. Tiene dos partes:

• Manto superior: va desde la base de la corteza hasta los 670 km de profundidad. Es sólido salvo en la parte correspondiente a la astenosfera. Su densidad es menor que la del manto inferior.
• Manto inferior: va desde los 670 km a los 2900 km. Como está más abajo tiene más presión y, por tanto, su compactación y densidad es mayor.

C) Núcleo

Compuesto por una aleación de Fe (80%), Ni (5%), S (10%) y otros como el oxígeno y Si. Esto es así porque al formarse la Tierra los materiales más densos fueron al núcleo. Se divide en:

• Núcleo externo: va desde 2900 km a los 5100 km. Está fundido desde el origen de la Tierra, está en convección y es el responsable de que la Tierra tenga campo magnético.
• Núcleo interno: desde 5100 a 6372 km. Es sólido y conforme pasa el tiempo se va haciendo más grande a expensas del núcleo externo.

POSIBLES PREGUNTAS:

1ª ¿Por qué el núcleo externo está fundido si el que está más caliente es el núcleo interno?

El núcleo interno se funde ya que para fundirse las partículas necesitan espacio para agitarse más y el interno no lo puede hacer.

2ª ¿Cómo sabemos la distribución de las capas anteriores y sus profundidades?

Mediante el método sísmico que consiste en estudiar la evolución de las ondas sísmicas por la geosfera. Las ondas P reducen su velocidad cuando atraviesan una capa fundida. Las S no son capaces de atravesarlas. Además, las ondas P y S aumentan su velocidad cuando el material es más compacto o denso. Los lugares donde las ondas P y S tienen cambios notables en su velocidad se llaman discontinuidades sísmicas, son estas:

• Discontinuidad de Mohorovičić: representa el límite corteza-manto, la velocidad sube.
• Discontinuidad de Repetti: límite entre manto superior e inferior (670 km), sus velocidades suben.
• Discontinuidad de Gutenberg: límite entre manto y núcleo (2900 km), las P bajan su velocidad, las S no pasan.
• Discontinuidad de Lehman y Wiechert: es el límite entre núcleo externo e interno (5100 km), las ondas P suben su velocidad.

3ª ¿Cómo sabemos que la composición de la geosfera es así si no la hemos visto?

Estudiando las rocas que salen de los volcanes, la densidad del planeta y comparándola con la densidad superficial, estudiando meteoritos, etc. En el caso de los meteoritos su composición es similar a la de la Tierra y por eso sabemos que la Tierra está compuesta de silicatos (manto) de Fe y Ni (núcleo). Se separaron por densidades y lo más denso fue al núcleo, este además debe ser metálico y fundido para que haya campo magnético. El mejor candidato para que forme nuestro núcleo es el Fe porque es el único más abundante para rellenar el núcleo.

2.2 Modelo dinámico de la Tierra

Estudia la geosfera según su comportamiento ante los esfuerzos que sufre. Según este modelo la geosfera se divide en:

A) Litosfera

Desde la superficie a unos 100 km de profundidad, por tanto, contiene a la corteza y a unos km del manto superior. Se comporta de manera rígida y frágil ya que al aplicarle una fuerza se rompe. Se divide en trozos o placas. Puede ser:

• Litosfera continental: formada por corteza continental. Es gruesa, rígida y poco densa.
• Litosfera oceánica: formada por corteza oceánica. Es más delgada, menos rígida y más densa.

B) Astenosfera

Debajo de la litosfera. Va desde los 100 km de profundidad a los 250-300 km. Está parcialmente fundida y se comporta plásticamente (se deforma, pero no se rompe). Además, como está fundida, está en convección y ayuda a que la litosfera se deslice sobre ella.

C) Mesosfera

Comprende el resto del manto superior y todo el manto inferior. Es sólida y está en convección.

D) Endosfera

Es el núcleo, líquido, sólido y está en convección.

3. Tectónica de placas

Esta teoría dice que la litosfera se encuentra dividida en placas tectónicas, o litosféricas. Estas se deslizan sobre la astenosfera. En las zonas de interacción entre placas (bordes o límites) se dan fenómenos geológicos (terremotos, volcanes…).

3.1 Placas Tectónicas

Además de las 7 placas grandes (incluida la indoaustraliana) y de las placas de tamaño medio hay muchas más pequeñas o microplacas que no están en el mapa, pero que tienen sus efectos.

3.2 ¿Qué mueve a las placas?

Se debe a tres causas:

1. Las corrientes de convección del manto ayudan a que las placas se deslicen.
2. El magma que sale por las dorsales obliga a moverse a las dos placas, una a cada lado de la dorsal.
3. En las zonas de subducción la gravedad tira de la placa que se hunde y, por tanto, ayuda a que la placa se mueva.

3.3 Límites o bordes entre placas

Zonas de interacción entre placas y, por tanto, las zonas más activas geológicamente. Los bordes pueden ser de tres tipos: divergentes (separación), convergentes (choque) y pasivos o conservativos (rozamiento lateral).

A) Bordes divergentes

O constructivos porque en ellos se crea un nuevo fondo oceánico. Están en las dorsales oceánicas. El proceso de formación de una dorsal se forma con el ascenso de plumas de magma que poco a poco adelgazan un continente y forman una fisura (rift continental). Sigue saliendo magma y el rift se hace cada vez más ancho y al final entra el agua, primero dulce y luego salada, creándose un mar. Una dorsal es una cordillera submarina que tiene en su parte central una fisura. En algunos lugares la dorsal ha crecido tanto que sobresale por encima del mar (Islandia). Las dorsales tienen como dimensiones típicas: 1 o 2 km de altura y de ancho unos 1000 km (dorsal atlántica, índica, del Pacífico oriental, etc.). Las dorsales suelen estar en medio del océano porque la velocidad de separación a ambos lados de la dorsal es la misma.

B) Bordes convergentes

O destructivos, ya que allí se destruyen las placas, aunque también es un lugar de formación de relieves. Hay tres tipos:

• Choque entre litosfera oceánica y oceánica: una de las dos se hunde bajo la otra (subduce). La placa que subduce es sólida y roza fuertemente con la otra, se calienta y se funde. El magma sube por ser menos denso y sale a la superficie. Poco a poco va formando islas. El conjunto de todas tiene forma de arco (arco de islas) que se forman sobre la placa que no subduce (Japón, Marianas, Filipinas). Justo por delante del arco de islas está la zona de hundimiento (fosa oceánica).
• Choque entre litosfera continental y litosfera oceánica: la litosfera oceánica subduce por ser más densa que la continental, se funde, el magma sube y forma una cordillera volcánica en el borde del continente (Andes).
• Choque entre litosfera continental y litosfera continental: ninguna de las dos placas subduce, lo que hacen es chocar y elevarse las dos. Se forma una cordillera (mecánica o de colisión). Esta no tiene volcanes, pero sí grandes montañas y terremotos (Himalaya).

C) Bordes conservativos o pasivos

No hay ni separación ni choque entre placas, lo que pasa es que las placas rozan lateralmente. No suele haber fusión, pero sí graves terremotos. Estos bordes también se llaman fallas transformantes. La gran mayoría de estas fallas están a lo largo de las dorsales oceánicas, partiéndolas. La falla transformante más famosa es la de San Andrés que está en la costa oeste de EEUU (California).

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