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12.1: Nave espacial Tierra- Estructura y Composición

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    Objetivo de aprendizaje
    • Describir la composición química y estructura de la Tierra.

    Las capas que se encuentran dentro de la Tierra se dividen por composición en núcleo, manto y corteza o por propiedades mecánicas en litosfera y astenosfera. Los científicos utilizan información de sismos y modelado por computadora para aprender sobre el interior de la Tierra.

    LAS CAPAS DE LA TIERRA

    Las capas que los científicos reconocen se muestran en la Figura\(\PageIndex{1}\).

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    Figura\(\PageIndex{1}\) Una sección transversal de la Tierra mostrando las siguientes capas: (1) corteza (2) manto (3a) núcleo externo (3b) núcleo interno (4) litosfera (5) astenosfera (6) núcleo externo (7) núcleo interno.

    El núcleo, el manto y la corteza son divisiones basadas en la composición química:

    Corteza: La superficie de la Tierra es la corteza. En términos generales, la corteza es predominantemente óxido de silicio y óxido de aluminio. La corteza continental es más gruesa y menos densa que la corteza oceánica. La corteza terrestre varía en grosor desde menos de 5 km (bajo las crestas que se extienden en medio del océano) hasta más de 70 km (debajo de la cordillera más alta).

    Manto: La siguiente capa hacia abajo químicamente es el manto. El manto tiene una composición ultramáfica —contiene más hierro, magnesio, menos aluminio y algo menos silicio que la corteza. El manto tiene aproximadamente 2,900 km de espesor. En términos de volumen, el manto es la más grande de las tres capas químicas de la tierra.

    Núcle:La capa final es el núcleo, que es principalmente hierro y níquel. El núcleo tiene unos 3,500 km de espesor.

    Cuadro\(\PageIndex{1}\) resume las capas químicas de la tierra.

    Tabla Capas\(\PageIndex{1}\) Químicas de la Tierra.
    Corteza Manto Núcleo
    composición: alto Si, Al y O composición: Si moderada, alto Mg y Fe composición: Fe y Ni
    espesor: 5 a 70 km espesor: 2,900 km espesor: 3,500 km

    Tabla\(\PageIndex{2}\) proporciona la composición elemental de la corteza terrestre.

    Cuadro\(\PageIndex{2}\) Los Elementos de la Corteza Terrestre. Fuente: Wikipedia
    Elementos más abundantes de la corteza terrestre % aproximado en peso
    O 46.6
    Si 27.7
    Al 8.1
    Fe 5.0
    Ca 3.6
    Na 2.8
    K 2.6
    Mg 1.5

    La litosfera y la astenosfera son divisiones basadas en propiedades mecánicas:

    1. La litosfera está compuesta tanto por la corteza como por la porción del manto superior que se comporta como un sólido quebradizo y rígido.
    2. La astenosfera es un material del manto superior parcialmente fundido que se comporta plásticamente y puede fluir.
    Capas Composicionales y Mecánicas de la Tierra

    https://www.khanacademy.org/science/cosmology-and-astronomy/earth-history-topic/plate-techtonics/v/compositional-and-mechanical-layers-of-the-earth

    Video \(\PageIndex{1}\)Una comparación de las capas compositivas y mecánicas de la tierra.

    Corteza y Litosfera

    La superficie exterior de la Tierra es su corteza; una capa exterior fría, delgada y quebradiza hecha de roca. La corteza es muy delgada, relativa al radio del planeta. Existen dos tipos de corteza muy diferentes, cada uno con sus propias propiedades físicas y químicas distintivas, las cuales se resumen en la Tabla\(\PageIndex{3}\).

    Cuadro\(\PageIndex{3}\) Propiedades Físicas y Químicas de la Corteza Oceánica y Continental.
    Corteza Espesor Densidad Composición Tipos de roca
    Oceanic 5-12 km (3-8 mi) 3.0 g/cm 3 Mafic Basalto y gabro
    Continental Promedio 35 km (22 mi) 2.7 g/cm 3 Félsico Todos los tipos

    La corteza oceánica está compuesta por magma máfico que entra en erupción en el fondo marino para crear flujos de lava basáltica o se enfría más profundo para crear el gabro de roca ígnea intrusiva (Figura\(\PageIndex{2}\)).

    12AB.png
    Figura\(\PageIndex{2}\) Gabbro

    Los sedimentos, principalmente lodos y las conchas de diminutas criaturas marinas, cubren el fondo marino. El sedimento es más grueso cerca de la orilla donde sale de los continentes en ríos y en corrientes de viento.

    La corteza continental está formada por muchos tipos diferentes de rocas ígneas, metamórficas y sedimentarias. La composición promedio es el granito, el cual es mucho menos denso que las rocas máficas de la corteza oceánica (Figura\(\PageIndex{3}\)). Debido a que es gruesa y tiene densidad relativamente baja, la corteza continental se eleva más arriba en el manto que la corteza oceánica, que se hunde en el manto para formar cuencas. Cuando se llenan de agua, estas cuencas forman los océanos del planeta.

    12AC.png
    Figura\(\PageIndex{3}\) El granito de Missouri tiene más de mil millones de años.

    La litosfera es la capa mecánica más externa, que se comporta como un sólido quebradizo y rígido. La litosfera tiene unos 100 kilómetros de espesor. Mira Figura\(\PageIndex{1}\). ¿Puedes encontrar dónde se encuentran la corteza y la litosfera? ¿En qué se diferencian entre sí?

    La definición de la litosfera se basa en cómo se comportan los materiales terrestres, por lo que incluye la corteza y el manto superior, ambos quebradizos. Al ser rígido y quebradizo, cuando las tensiones actúan sobre la litosfera, se rompe. Esto es lo que experimentamos como sismo.

    Manto

    Las dos cosas más importantes del manto son: (1) está hecho de roca sólida, y (2) está caliente. Los científicos saben que el manto está hecho de roca basada en evidencia de ondas sísmicas, flujo de calor y meteoritos.

    Las propiedades se ajustan a la peridotita de roca ultramáfica, que está hecha de los minerales de silicato ricos en hierro y magnesio (Figura\(\PageIndex{4}\)). La peridotita rara vez se encuentra en la superficie de la Tierra.

    Los científicos saben que el manto está extremadamente caliente por el calor que fluye hacia afuera de él y por sus propiedades físicas.

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    Figura La\(\PageIndex{4}\) peridotita está formada por cristales de olivino (verde) y piroxeno (negro).

    Núcleo

    En el centro del planeta se encuentra un denso núcleo metálico. Los científicos saben que el núcleo es de metal porque:

    1. La densidad de las capas superficiales de la Tierra es mucho menor que la densidad general del planeta, calculada a partir de la rotación del planeta. Si las capas superficiales son menos densas que la media, entonces el interior debe ser más denso que el promedio. Los cálculos indican que el núcleo es aproximadamente 85% de hierro metálico con níquel metal que constituye gran parte del 15% restante.
    2. Se cree que los meteoritos metálicos son representativos del núcleo. El cálculo anterior de 85% hierro/ 15% níquel también se observa en meteoritos metálicos (Figura\(\PageIndex{5}\)).

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    Figura \(\PageIndex{5}\)Un meteorito de hierro es lo más cercano al núcleo de la Tierra que podemos sostener en nuestras manos.

    Si el núcleo de la Tierra no fuera metálico, el planeta no tendría un campo magnético. Los metales como el hierro son magnéticos, pero la roca, que forma el manto y la corteza, no lo es.

    Resumen

    • El núcleo, el manto y la corteza son divisiones de la Tierra basadas en la composición química.
    • La litosfera y la astenosfera son divisiones de la Tierra basadas en propiedades mecánicas.
    • Los tres elementos más abundantes de la corteza terrestre son oxígeno (46.6% en peso), silicio (27.7%) y aluminio (8.1%).

    Colaboradores

    Libretexto: Fundamentos de Geología (Schulte)

    Marisa Alviar-Agnew (Sacramento City College)

    Wikipedia

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