Métodos de estudio

Para conocer le estructura y dinámica terrestre es necesario conocer sus características.

Las capas externas fluidas; hidrosfera y atmósfera, pueden estudiarse directamente haciendo medidas de diferentes variables o tomando muestras mediante sondeos

La geosfera es mucho más difícil de estudiar
Los materiales que afloran en la supesficie o a escasa profundidad se pueden estudiar directamente. Tomando muestras o introduciendo aparatos de medición.

Se puede estudiar:
- Su composición química en elementos y minerales.
- Sus variables físicas. Temperatura, presión, rigidez...
- Su edad. Mediante métodos de datación (se estudiarán más adelante)

Los principales métodos de estudio directo son:

Simas y minas

Penetran en la Tierra hasta 4 km generalmente en busca de minerales útiles

Sondeos mecánicos

Pueden ser más profundos aunque alcanzan raramente más de 10 km

Actividad geológica

Procesos naturales hacen aflorar rocas internas
- Erosión de estructuras tectónicas
- Arrastre de magmas en erupciones volcánicas

Son excepcionales las rocas que afloran procedentes de profundidade mayores de unas decenas de Km. No las hay de más de 200 Km de profundidad.
El radio de la Tierra es de 6.400 Km sin embargo se conoce con relativa claridad el interior:

Por lo tanto el interior de la Tierra es en su inmensa mayoría inaccesible:

El estudio del interior terrestre debe realizarse, por tanto,mediante los llamados métodos de estudio indirectos.
Los principales son:

Métodos astronómicos

Los meteoritos

La gavimetría

El geomagnetismo

La geotermia

La sismología

Simulaciones en laboratorio y ordenador

Métodos Astronómicos

Permiten conocer el radio la masa y la densidad de la Tierra

Meridiano terrestre
Puede determinarse por trigonometría .
Ver Erastótenes

Radio
Con el meridiano se calcula el radio

meridiano = 2 . Pi . radio terrestre

Volumen
Con el radio se puede calcular el volumen.

Volumen terrestre = 4/3 . Pi . radio terretre

Masa
P uede calcularse con ecuaciones de Kepler sobre órbitas planetarias o mediante la ecuación de la gravitación universal de Newton

Densidad media
masa/volumen

Los Meteoritos

Nos dan claves importantes sobre la composición interna de la Tierra.

Se sabe por distintas pruebas que proceden de cuerpos de nuestro Sistema Solar que se formaron a la vez que la Tierra.
Algunos empezaron a diferenciarse por gravedad como lo hizo nuestro planeta.

Estudiándolo se peueden conocer materiales y proceos que se econtecen en el interior terrestre a los que nunca tendremos acceso.

La Gavimetría

Nos informa de cambios en la densidad de las capas superficiales y del grosor de estas capas.

Se utiliza un medidor de peso de alta sensibilidad que permite deducir la densidad de los materiales subyacentes sin necesidad de un acceso directo a ellos.

Los estudios gavimétricos muestran zonas de alta densidad de materiales en:

- Determinados yacimientos minerales ricos en metales densos
- Fondos oceánicos y en las dorsales oceánicas

En cambio muestran áreas de baja densidad en cadenas montañosas y arcos insulares

Gravedad en la Tierra en Wikipedia

El Geomagnetismo

Estudia el campo magnético terrestre. Su polarida y dirección, intensidad y cambios.

La Tierra tiene un campo magnético muy importante en comparación con los planetas de su tamaño
Cambia de polaridad cada cierto tiempo por motivos no bien conocidos. Estos cambios no son periódicos.

El estudio del campo magnético nos permite conocer la presencia de rocas magnéticas y la edad de determinados eventos geológicos.

Campo magnético terrestre en Wikipedia

La Geotermia

Estudia la temperatura terrestre.

Nos informa de la presencia de flujos internos calientes y del grosor de la corteza.

Es máxima en zonas volcánicas, especialmente dorsales oceánicas.

Mínima en zonas antiguas de los continentes.

Flujo térmico en la Tierra

La Sismología

Es el principal método de estudio del interior de la Tierra.
Estudia las vibraciones de los materiales terrestres Estas vibraciones se propagan en forma de ondas.

Las velocidades de las ondas dependen de la rigidez, la compresibilidad y la densidad
Hay dos tipos de ondas sísmicas que atraviesan los materiales terrestre:

- Las ondas P o longitudinales que vibran en la dirección de propagación. Se transmiten en todo tipo de medios

- Las ondas S o transversales que vibran en una dirección perpendicular a la de propagación. Sólo se treanmiten en sólidos.

Su velocidad depende de diferentes factores lo que permite calcular la variación de los parámetros de los que depende para el interior terrestre.

Aspecto que presenta un sismograma

...........

Factores de los que depende la velocidad de las ondas sísmicas

K es el módulo de compresibilidad, µ módulo de rigidez o elasticidad, p es la densidad de las rocas. Los materiales sólidos, líquidos y gaseosos pueden comprimirse por lo que las ondas P pueden atravesar todo tipo de medio físico, es decir, pasa a través de sólidos y fluídos.

La trayectoria de las ondas sísmicas depende de refracciones y reflexines que se producen por cambios de velocidad.

Conociendo su trayectoria y el tiempo empleado en alcanzar un determinado punto se puede deducir su velocidad y de ésta las variables de las rocas que han atravesado.
Estos cambios son debidos a cambios en la composición o el estado físico de los materiales terrestres

Los cambios bruscos de velocidad de las ondas sísmicas se llaman discontinuidades

Trayectoria de las ondas sísmicas en el interior del Planeta

Las discontinuidades definen las capas terrestres

- Corteza: Desde superficie sólida a la discontinuidad de Mohorovicic. Espesor variable de 5 a 100 Km

- Manto: Desde discontinuidad de Mohorovicic a la de Gutenberg. Espesor de 2900 Km

- Núcleo. Desde la discontinuidad de Gutenberg al centro de la Tierra

Simulaciones de laboratorio e informáticas
Permiten conocer estructura y propiedades de materiales inaccesibles, Ejemplo presión en yunque de diamante Los modelos informáticos permiten expicar o predecir variables como movimientos del manto y el núcleo o cambios de fase de las rocas

Con todos estos métodos combinados los geólogos pueden hacerse una idea bastante precisa de la estructura y composición terrestres.

En el siguiente capítulo se repasas estas características

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