GEOLOGIA T.6: Estructura i dinàmica de la Terra

El contingut d’aquesta entrada ha sigut extret dels següents arxius que he creat a partir de la informació explicada en classe:


1. L’origen del sistema solar i de la Terra

La hipòtesi més acceptada sobre l’origen del Sol i del sistema solar s’anomena acreció planetesimal. Segons aquesta, el sistema solar començà a formar-se fa 5000 m.a. en una nebulosa, un gran núvol fet de pols còsmica i gasos com hidrogen i heli, situada a l’extrem d’un dels braços d’una galàxia, la Via Làctia.

La nebulosa començà a contraure’s i adoptà forma de disc en girar sobre si mateixa. En el centre del disc, per l’efecte de la gravetat es va concentrar una enorme gassa d’hidrogen i heli, mentre la temperatura estava en augment fins les reaccions de fusió termonuclear que activaren el Sol primitiu. Al voltant, gravitaven grans quantitats de partícules sòlides compostes de materials com ferro o silici, que col·lidien entre si per la gravetat, generant estructures anomenades planetesimals.

Al llarg de 400-500 m.a., es van formar els 4 planetes rocosos (Mercuri, Venus, Terra i Mart) i els 4 planetes formats principalment per gassos (Júpiter, Saturn, Urà i Neptú). També es van crear citurons d’asteroides com el cinturó d’Oort, situat més enllà dels planetes; i el cinturó de Kuiper, situat entre els dos grans grups de planetes i amb petits i nombrosos planetoides, és d’on procedeixen la gran part dels meteorits.


2. L’estudi de l’estructura de la Terra

Per a conèixer l’interior de la Terra, els geòlegs recorren als terratrémols o sismes, les ones sísmiques dels quals són detectades mitjançant un instrument, el sismògraf.

A partir d’un punt de ruptura anomenat focus o hipocentre, es propaguen vibracions en forma d’ones sísmiques de tipus s i p que formen fronts d’ones esfèrics que viatgen per l’interior de la Terra. El punt de la superfície terrestre on arriben les ones queda situat en la vertical del focus i rep el nom d’epicentre. A partir d’aquest punt, es generen les ones superfícials que causen els efectes catastròfics.


Tipus d’ones sísmiques

Es diferèncien dos tipus d’ones sísmiques: primàries (P) i secundàries (S).

Les ones P són les més ràpides, mentre que les ones S són més lentes, per tant es registren en segon lloc. La direcció de moviment de les ones primàries és de comprensió i distenció en la mateixa direcció d’ona; en canvi, les secundàries vibren perpendicularment a la trajectòria d’ona. En quant al medi per on es propaguen, les primeres poden travessar materials sòlids i líquids, encara que en aquetos la velocitat disminueix; les segones només es propaguen a través dels materials sòlids.


Model geoquímic o estàtic

El model geoquímic o estàtic es basa en la composició química dels materials de les capes. La primera capa és l’escorça, formada per silicats d’alumini, i divida en l’escorça oceànica (uns 10km) i escorça continental (uns 70km). A continuació es troba el mantell (670km), capa formada per silicats de ferro i magnesi dividida en mantell superior i inferior, separats per una zona de transició on les propietats físiques varien per l’augment de la temperatura. Després s’arriba al nucli, format per ferro mesclat amb níquels i sulfurs de ferrro, i dividit en el nucli extern on els materials tenen gran fluïdesa provocada pels corrents de convecció que originen el camp magnètic o magnetosfera; i el nucli intern, on els materials no tenen fluïdesa per la major pressió que ho impideix.

En determinats llocs, hi ha discontinuitats que indiquen la variació d’ones S i P de les capes depenent dels canvis en la composició dels materials o el seu estat físic. La discontinuitat de Mohorivicic indica un canvi de composició química entre l’escorça i el mantell. La discontinuitat de Gutenberg indica un canvi en la composició i en l’estat físic entre el mantell inferior i el nucli extern. Per últim, la discontinuitat de Lehmann indica un canvi de l’estat físic entre el nucli extern i intern.


Model geodinàmic

El model geodinàmic es basa en l’estat físic dels materials de les capes. La primera capa és la litosfera, dividida en la litosfera oceànica (uns 75km) i la litosfera continental (uns 100km). Es caracteritza pel seu comportament rígid, de manera que al ser arrossegada, es fragmenta en grans blocs anomenats plaques litosfèriques, les quals tenen dos moviments: horitzontals segons la tectònica de plaques, i verticals segons la isostàsia.

La següent capa és l’astenosfera (termina als 650km), caracteritzada pel seu comportament plàstic que tendeix a fluir durant esforços aplicats durant llargs períodes de temps.

A continuació es troba la mesosfera (termina als 2900km), caracteritzada pel seu comportament plàstic amb moviments majors que l’astenosfera. És on té lloc el descens de les plaques litosfèriques i l’ascens dels plomalls de magma.

Després es troba la capa més dinàmica i líquida, que rep el nom de capa D, on s’acumula la calor procedent del nucli extern, que s’escapa de forma episòdica pels plomalls térmics, els quals arriben a la litosfera, perforant-la i formant punts calents.

Finalment s’arriba a l’endosfera, que coincideix amb el nucli extern (líquid) i intern (sòlid) fins als 6400km aproximadament. La calor del nucli intern es propaga pel nucli extern i s’acumula en la capa D. Tenen lloc les corrents de convecció que generen el camp magnètic.


3. El motor intern de la Terra

El gradient geotèrmic és l’augment de temperatura cap a l’interior de la Terra. A l’escorça, té un valor mitjà de 3º per 100m, i a les àrees volcàniques arriba fins a 10º per 100m. Aquests valors són constants, però a majors profunditats és variable, ja que no segueix un augment proporcional, de manera que l’estimació de temperatures es fa a partir d’extrapolacions basades en experiments de laboratori i dades sísmiques.


Transport del calor

El flux tèrmic és la quantitat d’energia calorífica que arriba a la superfície terrestre des de l’interior del planeta. Aquesta es transmet per conducció, mecanisme que és molt lent per la baixa conductivitat de les roques.

CORRENTS DE CONVECCIÓ

Les corrents de convecció són el motor de la dinàmica de la Terra que permeten el flux de materials. Consisteix en l’ascens del material calent que és més lleuger i menys dens, el qual en refredar-se (més dens i menys lleuger) torna a enfonsar-se. Aquest fenòmen es genera per la forta variació de temperatures entre la litosfera i la capa D. Les capes que no poden mesclar-se degut a una gran diferència de densitats, tenen corrents de convecció independents.

Al mantell, també hi tenen lloc les corrents ascendents, originades pels plomalls de magma precedents de la capa D; i les corrents descendents, originades per la gravetat que actua sobre les plaques litosfèriques.


4. Moviments verticals de la litosfera

La isostàsia és l’equilibri de flotació que manté la litosfera rígida que sura sobre el mantell sublitosfèric. Així, un increment del pes sobre la litosfera suposa un enfonsament anomenat subsidència. Pel contrari, una reducció del pes sobrer aquesta suposa un alçament que rep el nom d’elevació.


5. Moviments horitzontals de la litosfera

Hipòtesi de la deriva continental de Alfred Wegener

Les idees fixistes defensaven que els continents havien estat sempre fixos en les seues posicions. Alfred Wegener va formular la hipòtesi de la deriva continental, una teoria movilística segons la qual els continents poden desplaçar-se, ja que fa 300 milions d’anys, estaven units formant una massa continental única anomenada «Pangea». Aquesta teoria defensa que la fragmentació i desplaçament gradual té lloc sobre els fons oceànics com un iceberg, però això se sap actualment que és erroni. A més, no podia explicar la força que espentava als continents i sugerí la rotació terrestre.

La seua teoria es basa en tres proves fundamentals. En primer lloc, les proves geogràfiques gràcies a l’encaix dels continents com un trencaclosques. En segon lloc, les proves paleoclimàtiques, que expliquen les empremptes d’antigues glaciacions de fa 300 m.a. formades juntes i hui en dia es troben en diferents continents. Per últim, les proves paleontològiques, atenent als fòssils d’animals i plantes semblants situats en diferents continents actualment.


Hipòtesi de l’expansió del fons oceànic

La hipòtesi de l’expansió del fons oceànic explica que aquesta es produeix a les dorsals oceàniques, on es forma nova escorça oceànica a partir de l’activitat volcànica i el moviment d’allunyament del fons ja existent. Això es va descobrir gràcies a la tecnologia del sonar que va permetre la creació de mapes detallats del relleu dels fons oceànics, i per l’estudi de la radioactivitat i el magnetisme romanent de les roques.


6. La tectònica de plaques

La tectònica de plaques es basa en quatre postulats.

  • En primer lloc, la litosfera es divideix en plaques estables limitades per franges inestables de gran activitat sísmica i volcànica que encaixen entre si.
  • En segon lloc, la litosfera oceànica es genera a les dorsals oceàniques, i com que el volum terrestre és constant, una quantitat equivalent de fons oceànic es destrueix a les fosses.
  • En tercer lloc, la calor interna i la força de la gravetat generen les corrents de convecció, encarregades de moure les plaques i arrossegar els continents.
  • Finalment, les plaques interactuen entre si, originant les grans estructures del relleu terrestre i els fenòmens com els terratrémols.
TIPUS DE VORAFENÒMENSESTRUCTURES GEOLÒGIQUESEXEMPLES
ConvergentCol·lisió dels continents (pl.continental – pl.continental)Fenòmens orogènics (muntanyes, serralades)Himalaia, Pirineus
ConvergentDestrucció de la litosfera oceànicaZones de subducció, que originen orògens tèrmics (volcans si xoquen pl.oceànica – pl.continental) o arcs d’illes (si xoquen pl.oceànica – pl.oceànica)Andes, Illes Filipines, Japó
DivergentCreació de la litosfera oceànicaDorsals oceàniquesDorsal Pacífic Oriental Atlàntic
CisallamentVores conservadores o passives (ni es destrueixen ni es creen)Falles de transformacióFalla San Andrés (California)


Espere que t’hagi agradat! Més entrades com aquesta en eva-arnau.es ;).

Deja una respuesta