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Geodinámica interna: tectónica de placas 1 - Contenido educativo

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Subido el 25 de abril de 2021 por Josué M.

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Estructura interna de la Tierra, métodos indirectos para su investigación.

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Hola, buenos días a todos. 00:00:06
Empezamos con este, el último de los bloques de contenidos del cuarto de la ESO, 00:00:08
referido a la geología. 00:00:14
Empezaremos conociendo cómo es el interior de la Tierra, 00:00:17
cómo hemos llegado a alcanzar ese conocimiento 00:00:21
y de qué manera los procesos que ocurren en el interior de la Tierra 00:00:24
van a determinar la configuración de la superficie de esta, 00:00:27
cómo van a participar en la construcción del paisaje. 00:00:32
Por eso el título de este tema es este, La Tierra, un planeta en continuo cambio. 00:00:37
¿Qué objetivos intentamos alcanzar con este tema? 00:00:45
Por un lado, saber que desde el origen de la Tierra en el interior se ha acumulado una gran cantidad de calor 00:00:50
resultado del propio proceso de formación del planeta a partir de la acreción de pequeños elementos que estaban orbitando alrededor de una estrella naciente, el Sol, 00:01:01
y cómo ese calor que ha quedado retenido en el interior de la Tierra va a ser el responsable de la dinámica de la Tierra, 00:01:17
de la dinámica interna y de su expresión en la superficie. 00:01:26
Para conocer cómo es el interior de la Tierra y cómo se producen estas dinámicas internas de la Tierra, vamos a explorar su forma, 00:01:31
no directamente a través de la investigación y la observación directa, 00:01:48
sino a través de la observación indirecta mediante métodos que nos permitan conocer aquello que no está directamente a nuestro alcance. 00:01:55
Los métodos que vamos a utilizar son los métodos sísmicos y nos van a permitir conocer el interior de la Tierra sin tener que penetrar en ella. 00:02:05
Para eso, veremos que, como resultado de la actividad sísmica de la Tierra, 00:02:15
se producen una serie de ondas, las ondas P y las ondas S, que describiremos más adelante, 00:02:20
y que, gracias a la interpretación de cómo éstas se transmiten por la Tierra, 00:02:26
hemos sido capaces de averiguar cómo es el interés de la Tierra. 00:02:31
Ahora, este conocimiento de la estructura interna de la Tierra se completa con el conocimiento de cuál es la composición de las diferentes capas que forman la Tierra y de qué estado físico tienen. 00:02:35
Para esto también nos ayudan, para esto último, el estado físico, nos ayudan también las ondas P y las ondas S, pero no así para el conocimiento de la composición del interior de la Tierra. 00:02:54
que usaremos otros métodos indirectos que iremos señalando a lo largo del tema. 00:03:03
Avanzaremos con una pequeña revisión histórica de cómo se ha ido entendiendo que la Tierra ha evolucionado en el tiempo. 00:03:10
De la misma manera que hacíamos con los seres vivos, veremos que partimos de una concepción fijista en la que los cambios no son considerados, 00:03:24
como posibles, y cómo pasamos poco a poco a una concepción movilista que nos acerca a las consideraciones 00:03:35
o a las formulaciones actuales sobre la Tierra, un planeta dinámico y en continuo cambio. 00:03:45
El final de este recorrido es la elaboración de la teoría de la tectónica de placas 00:03:54
y terminaremos también el tema conociendo qué es lo que nos dice esta teoría geológica, 00:04:02
esta teoría científica, en qué consiste y de qué manera esta teoría nos permite conocer 00:04:10
qué es lo que está ocurriendo en la Tierra. 00:04:16
Veremos cómo es el proceso histórico que nos dirige hacia la formulación de esta teoría 00:04:21
y cómo en ese proceso resulta fundamental el estudio de los fondos marinos, 00:04:28
que quizá haya sido la última frontera que el ser humano ha sido capaz de atravesar 00:04:36
para terminar de conocer el entorno en el que vivimos. 00:04:43
A partir de esta teoría tectónica de placas, y como con cualquier otra teoría, 00:04:51
lo que ocurre es que somos capaces de predecir qué es lo que ocurrirá 00:04:56
ante unas determinadas circunstancias y veremos de qué manera la teoría tectónica de placas 00:04:59
nos permite conocer o predecir de qué manera evolucionará la superficie de la Tierra 00:05:05
o qué procesos pueden ocurrir en relación a las dinámicas de la superficie de la Tierra, 00:05:12
procesos como los del vulcanismo o como los terremotos. 00:05:20
Por lo tanto, revisaremos cuál es la composición y estructura del interior de la Tierra, 00:05:26
veremos qué métodos hemos utilizado para estudiar el interior de la Tierra, 00:05:31
repasaremos las teorías orogénicas, la formación de las montañas, 00:05:38
repasaremos los procesos, la hipótesis de la deriva continental, 00:05:42
como primeros pasos que derivarán finalmente, junto con el estudio del fondo oceánico, 00:05:47
en la formulación de la teoría de tectónica de placas, 00:05:54
Entonces veremos cómo esta teoría, en función del conocimiento de los diferentes elementos que componen la superficie de la Tierra, las placas tectónicas y sus diferentes bordes que interaccionan entre sí, cómo esto puede llevarnos a hacer predicciones sobre lo que va a ocurrir, por ejemplo, donde se van a distribuir los volcanes o donde es más probable que ocurra un terremoto. 00:05:59
Cerraremos el conjunto de estos conocimientos con una representación esquemática que conocemos como ciclo de Wilson en la que se van enlazando los diferentes procesos que ocurren en la superficie de la Tierra en relación con el movimiento de las placas tectónicas y veremos de qué manera estas placas tectónicas están en movimiento y cómo esto se relaciona con el interior de nuestro planeta. 00:06:22
Bueno, nuestra planeta es una estructura muy compleja que tiene 3.670 kilómetros de radio, 00:06:50
lo que lo transforma en un objeto al que no podemos acceder. 00:07:02
Las tecnologías actuales que nos permitirían profundizar a través de perforaciones en la superficie de la Tierra no nos llevarían más allá de unos pocos kilómetros de profundidad y eso con grandísimas inversiones y enormes dificultades técnicas. 00:07:10
Por lo tanto, ese no es el camino que hemos seguido a la hora de poder identificar cómo es la estructura interna de nuestro planeta. 00:07:29
De la misma manera que cuando tenemos una lesión y se nos rompe un hueso, no accedemos al hueso directamente, 00:07:39
directamente, sino que elaboramos primero pruebas no invasivas que nos permitan conocer cómo es el 00:07:47
interior de nuestro cuerpo y cuál es el estado de ese hueso. Usamos por ejemplo para eso los rayos 00:07:57
X, un tipo de longitud de radiación electromagnética que nos permite penetrar en el interior del cuerpo 00:08:02
sin tener que acceder al interior del cuerpo. De una manera similar vamos a utilizar las ondas 00:08:10
sísmicas para conocer cómo es el interior de la Tierra. ¿Qué es una onda sísmica? Una onda sísmica 00:08:16
es una onda, es una onda elástica, lo que quiere decir que se deforma y que es el resultado de la 00:08:24
liberación brusca de energía acumulada en las estructuras rocosas de la Tierra y que una vez que superan 00:08:34
su plasticidad y entran en un comportamiento rígido, pueden romperse. 00:08:46
Y al romperse, liberar esta energía que ha sido la responsable de su deformación 00:08:53
y que estaba acumulada en los propios materiales. 00:08:59
Esta descripción, que puede ser un poco confusa, se hace mucho más evidente si buscamos una analogía. 00:09:03
Si yo cojo un trozo de madera, un lápiz, y lo deformo arqueándolo, el lápiz, que tiene cierta flexibilidad, cierta plasticidad por la madera, se deformará y se arqueará. 00:09:10
Pero si insisto y mantengo la presión y ejerzo más fuerza sobre el lápiz terminará rompiéndose. La deformación supera la plasticidad del elemento que se revuelve rígido y se rompe. 00:09:27
Bien, ¿qué es lo que ocurre cuando se rompe? Que esa energía que estaba en el objeto deformado se libera y se libera en forma de un sonido, un pequeño sonido, un clic, que se transmite a través del aire, de la atmósfera y que llega hasta nuestros oídos en forma de onda. 00:09:42
Bueno, pues de la misma manera los materiales de la Tierra cuando se deforman primero adquieren formas arqueadas, por decirlo de alguna forma, pero llega un momento en que esos materiales no soportan más la presión que se ejerce sobre ellos, la fuerza que se está ejerciendo sobre ellos y terminan por fracturarse. 00:10:02
y al fracturarse liberan esta energía. Esta energía se va a transmitir ya no sólo por la atmósfera, si esto ocurre en la superficie, 00:10:24
sino que se va a transmitir de unos materiales a otros en contacto, transmitiéndose a grandes distancias. 00:10:33
Estas ondas, resultado de estos movimientos tectónicos o resultado de erupciones volcánicas, son lo que llamamos ondas sísmicas 00:10:41
porque están asociadas a la existencia de terremotos. 00:10:51
Es verdad que también nosotros somos capaces de generar ondas sísmicas de manera artificial, 00:10:56
por ejemplo, mediante la explosión o la detonación de explosivos. 00:11:02
Las ondas sísmicas van a tener dos tipos fundamentales. 00:11:07
Las superficiales, que son las que más nos preocupan desde el punto de vista de la destrucción, 00:11:10
porque son las responsables de la destrucción cuando ocurre un terremoto, 00:11:15
de la destrucción de las estructuras que nosotros hemos construido 00:11:20
y hay una serie de ondas internas que no tienen ninguna repercusión 00:11:26
respecto de la capacidad destructiva de un terremoto 00:11:31
pero que tienen una importancia fundamental en el conocimiento del interior de la Tierra. 00:11:34
Estas ondas sísmicas pueden ser de dos tipos. 00:11:42
Las ondas P, que reciben ese nombre porque son las primeras, son las ondas primarias, son las más rápidas, son ondas que se transmiten muy rápidamente y que van trasladándose por materiales que están en diferente estado, líquido o en sólido. 00:11:44
Las ondas S, se las llama secundarias, son más lentas y solo se van a transmitir a través de determinados materiales como son los materiales sólidos. 00:12:04
Vamos a verlas un poco más en detalle, estas ondas. 00:12:17
Las ondas P son ondas longitudinales. ¿Qué quiere decir eso? 00:12:21
Que se mueven en la misma dirección en la que avanza la onda. 00:12:24
de manera que esto hace que las ondas sean más rápidas y su transmisión sea más veloz. 00:12:27
Las ondas S, al contrario, se mueven de forma transversal a la dirección de avance de la onda, 00:12:35
como si fueran ascendiendo y descendiendo respecto de un eje que nos marcara la dirección de avance 00:12:42
y esto hace que sean más lentas. 00:12:47
Si vemos este vídeo, veremos cómo aquí tenemos una onda P, una onda longitudinal, 00:12:49
que avanza a la misma dirección que el sentido, mientras aquí tenemos una onda S que avanza 00:12:55
transversalmente a la dirección de avance. Esto hace que unas sean más rápidas que otras. 00:13:01
Todas estas ondas que se producen como resultado de un terremoto van a transmitirse desde el punto 00:13:09
donde ocurre el terremoto, el hipocentro o foco del terremoto, en todas las direcciones, de la 00:13:16
misma manera que lo hace una onda sobre la superficie de un agua que esté quieta cuando 00:13:23
tiramos una piedra. De esa misma manera que se producen esos aros, esos anillos que se 00:13:30
expanden desde el lugar donde cae la piedra hacia el exterior, de la misma manera se van 00:13:35
a expandir las ondas sísmicas y lo harán desde el foco, desde allí donde ocurre esa 00:13:39
liberación brusca de energía hacia la periferia. Y lo hacen en todas las direcciones. Tenemos 00:13:44
que pensar de una forma tridimensional. Cuando hablamos de una superficie plana de agua estancada 00:13:49
olvidamos la vertiente tridimensional porque no vemos cómo se expande esa onda hacia la 00:13:56
atmósfera. Sí ocurre en el interior del agua, hacia la profundidad, pero nosotros 00:14:02
vemos solamente el plano superficial y por eso podemos pensar que la transmisión es 00:14:07
solamente en ese plano. No ocurre en todos los planos y con las ondas sísmicas ocurre 00:14:11
en todas las direcciones. Cuando el foco del terremoto está próximo a la superficie, 00:14:16
lo podremos percibir en la superficie porque viajará también hacia la superficie en forma 00:14:21
de un terremoto, de un terremoto capaz de producir más o menos destrucción en función 00:14:29
de la cantidad de energía que se haya liberado y del lugar donde esté ocurriendo el terremoto. 00:14:35
Pero de la misma manera que viaja hacia la superficie, viaja en todas las direcciones, 00:14:40
también hacia el interior de la Tierra. Estudiando el tiempo que tardan estas ondas en recorrer el interior de la Tierra 00:14:44
y el camino que han llevado estas ondas, podemos conocer cómo es el interior de la Tierra. 00:14:51
Pues repetimos entonces. Tenemos ondas P, que son las más rápidas, las primeras, 00:15:01
que son casi dos veces más rápidas que las ondas S y que se van a desplazar tanto por sólidos como por líquidos. 00:15:07
Tenemos las ondas S, que son más lentas y que no se desplazan por los líquidos, solo lo hacen por aquellos lugares donde el estado es sólido. 00:15:17
En cualquiera de los dos tipos, la velocidad va a verse afectada por el entorno por el que vayan avanzando, de la misma manera que no nos resulta a nosotros igual de fácil avanzar por la atmósfera que nadando en una piscina si vamos en posición bípeda. 00:15:29
Al avanzar por la atmósfera en una carrera, tenemos muy poca resistencia, es un medio muy poco denso y a nosotros nos pone muy poca resistencia, mientras que el agua es un medio más denso y nos pone mucha resistencia. 00:15:54
Bueno, pues esto, igual que nos afecta, va a afectar también a las ondas sísmicas. 00:16:06
Y la velocidad veremos que es directamente proporcional a la rigidez. 00:16:13
cuanto más rígido es el medio, más rápido va a ser la onda, la velocidad de la onda, 00:16:16
e inversamente proporcional a la densidad, cuanto más denso, más lenta va a ser la velocidad de la onda. 00:16:24
¿Cómo se comportan la densidad y la rigidez en nuestro planeta, en el interior del planeta? 00:16:32
Bueno, pues si tenemos en cuenta que la Tierra se formó primero como la creación de diferentes elementos 00:16:37
que fueron chocando entre sí y como resultado de estos choques se produjo una enorme cantidad de calor 00:16:43
que determinó que en su origen la Tierra fuera una gran esfera fundida de materiales 00:16:49
que se fue enfriando desde la superficie hacia el interior poco a poco, 00:16:55
pues en ese momento en el que la Tierra se está formando y está en estado líquido, 00:17:00
los materiales más densos se hunden, se hunden hacia el centro de la Tierra, 00:17:06
Mientras que los materiales más ligeros, menos densos, emergen, flotan en la superficie de la Tierra. 00:17:11
De manera que la densidad de la Tierra va a aumentar desde la superficie hacia el interior. 00:17:17
Esto es una constante que ocurre siempre en la Tierra. 00:17:23
Siempre debemos pensar que cuanto más profundos estamos, más densos son los materiales y, por lo tanto, más lenta será la transmisión de la onda. 00:17:27
Tenemos que pensar además, y esto resulta bastante complicado de imaginar, 00:17:40
que a pesar de lo que nos dice nuestra experiencia y lo que nos dice nuestro día a día 00:17:46
y nuestra experiencia en nuestra interacción con nuestro entorno, 00:17:52
los materiales de la Tierra que están en estado sólido están moviéndose 00:17:58
y lo hacen como si estuviésemos hablando de un líquido. 00:18:03
Lo hacen en movimientos convectivos de ascensión y de hundimiento cíclicos que determinan el transporte de materiales rocosos rígidos desde el interior de la Tierra hacia la superficie. 00:18:06
Esto es muy difícil de comprender porque nuestra experiencia es la que nos dice que los materiales rocosos, los materiales sólidos son estáticos y no se mueven. 00:18:20
Sin embargo, en la escala de la Tierra tenemos que aceptar que son elementos que están en movimiento de la misma manera que lo aceptamos para los ríquidos o para los gases. 00:18:30
Con respecto de la rigidez, no tiene un comportamiento constante como pasaba con la densidad y va a depender de los diferentes elementos por donde vaya transcurriendo la onda sísmica. 00:18:44
Y en eso tendrá mucho que ver la temperatura. 00:19:00
A mayor temperatura veremos que baja la rigidez. 00:19:03
Cuanto menor temperatura, mayor rigidez. 00:19:07
Cuanto mayor temperatura, menor rigidez. 00:19:10
Básicamente porque los materiales se acercarán a sus puntos de fusión y dejarán de estar sólidos para pasar a estar líquidos. 00:19:13
¿De acuerdo? 00:19:21
Bueno, para cerrar estos dos elementos, rigidez y densidad, debemos pensar que no siempre más rígido quiere decir más denso. 00:19:21
Pensemos por ejemplo en el mercurio. En el mercurio no es rígido a temperatura ambiente porque está en estado líquido, pero es muy denso. 00:19:31
Si nosotros pudiéramos poner en una piscina o en un bol de agua bolitas de mercurio, veríamos que se van al fondo porque es muy denso el mercurio. 00:19:41
Es muy denso y además a la temperatura ambiente es líquido. De la misma manera que si pudiéramos hacer la barbaridad de llenar una piscina de mercurio e intentáramos penetrar dentro de la piscina, al ser mucho más denso que nosotros, nosotros flotaríamos. 00:19:57
Es verdad que nos podríamos tirar y al zambullirnos con la fuerza con la que somos atraídos por la gravedad quizá penetraríamos, pero inmediatamente saldríamos a flote en la superficie de este líquido que es el mercurio a temperatura ambiente. 00:20:13
Desde luego no hay ni que pensar en hacerlo porque el mercurio es súper tóxico y no creo que termináramos bien de esta experiencia. 00:20:30
Bueno, vamos a ver qué es lo que ocurre con las ondas cuando viajan por el interior de la Tierra. 00:20:39
Aquí en la esquina derecha lo que tenemos es un lápiz dentro de un vaso de agua. 00:20:45
¿Por qué traigo esto aquí? 00:20:52
Bueno, la luz es una onda también y nos va a servir para interpretar mejor lo que ocurre con las ondas sísmicas. 00:20:54
Cuando una de luz choca contra una superficie, se refleja. 00:21:01
La luz se mueve en dirección recta, en líneas rectas, y cuando choca con una superficie se refleja. 00:21:07
Si es una superficie pulida como un espejo, podremos ver la imagen en la superficie. 00:21:12
Si es una superficie que no refleja la imagen, como puede ser las mesas, las tableros de nuestras mesas, 00:21:16
no vamos a ver nuestra imagen reflejada, pero sí vamos a ver una porción de la luz que es reflejada 00:21:26
y que es la que determina el color que tiene la mesa. 00:21:30
La otra, el resto de la luz, va a ser absorbida por la mesa y por eso no vemos esos colores. 00:21:33
Otra cuestión de la luz cuando se transmite por diferentes medios es que surge un proceso de reflexión, de refracción, perdón. 00:21:39
La refracción ya no es que la luz cambie de dirección y se refleje, sino que la luz cambia de dirección y adquiere una dirección nueva al pasar de un medio a otro. 00:21:48
Por ejemplo, lo que ocurre en ese vaso, la luz. 00:21:59
en la parte que está llena de agua, va a seguir una dirección diferente que la luz en la parte superior que tiene aire. 00:22:03
Y eso nos hace ver el lápiz en dos fragmentos diferentes. 00:22:11
Desde luego, ya lo sabéis, no es que el lápiz haya roto, sino que lo que ha ocurrido es que la luz nos llega desde diferentes direcciones. 00:22:17
Y por eso lo vemos como un objeto partido. 00:22:24
Pues algo parecido pasa con las ondas sísmicas. 00:22:27
Además, cuando tenemos un proceso de reflexión, la onda sísmica sería incapaz de pasar por esa zona y cuando tenemos un proceso de refracción lo que ocurre es que la onda sísmica cambia de dirección, ¿vale? También al cambiar de dirección sufre cambios en la velocidad de la onda. 00:22:30
Bueno, pues cuando tenemos un terremoto, si vemos estos dos dibujos que tenemos aquí del interior de la Tierra, 00:22:50
cuando tenemos un terremoto, el terremoto ocurre en una región que llamamos el epicentro, 00:23:00
que es la que está más cerca de la superficie. 00:23:04
A partir de ahí, las ondas sísmicas empiezan a trasladarse por el interior de la Tierra en todas las direcciones. 00:23:06
Tenemos que pensar que tenemos dos tipos de ondas, las ondas P y las ondas S. 00:23:15
¿Vale? Cuando empezamos a esperar en los diferentes puntos de la superficie de la Tierra donde hay instalados sismógrafos, que son los aparatos que nos detectan estos movimientos, vemos que van llegando estas señales, estas ondas, a los sismógrafos que están distribuidos por toda la superficie, pero no lo hacen ni a la vez ni a todos ellos. 00:23:18
¿Qué ocurre con los sismógrafos? 00:23:47
Pues bueno, si el interior de la Tierra fuera un interior que fuese homogéneo, las ondas sísmicas no deberían sufrir procesos de refracción que las desvíasen y deberían llegar a todas las regiones de la superficie de una forma ordenada. 00:23:50
Cuanto más cerca, llegarían más rápido. 00:24:11
Sin embargo, lo que vemos cuando estudiamos las ondas sísmicas que llegan a la superficie de la Tierra es que no ocurre así. 00:24:14
Para empezar, vemos que tenemos unas regiones que les han llamado zonas de sombra. 00:24:22
Estas zonas de sombra son zonas de sombra en las que las ondas de tipo S, de tipo P, no llegan. 00:24:30
¿Vale? ¿Qué ocurre con esas zonas? ¿Por qué no llegan las ondas de tipo P? 00:24:41
Bueno, si vemos los itinerarios que siguen las ondas, vemos que las ondas desde el epicentro 00:24:46
pues irían desarrollando diferentes itinerarios que los irían transmitiendo a través del manto, 00:24:51
esta capa más superficial que llamamos manto, pero vemos que a partir de un cierto punto 00:24:59
lo que ocurre es que dejan de transmitirse. No hay ondas por aquí en medio que vayan 00:25:05
a avanzar hacia aquí abajo. Y lo que vemos es que hay algunas ondas que llegando aquí 00:25:12
cambian su dirección y se modifica su recorrido de manera que hay una región que está entre 00:25:19
142 grados y 103 grados que no reciben ondas de tipo P. Estamos en una zona de sombra para 00:25:31
esas ondas. Como la Tierra es una esfera, lo mismo nos ocurre en la otra mitad de la 00:25:42
Tierra, también entre 142 y 103. La única forma de explicar que haya una zona donde 00:25:48
no llegan las ondas de tipo P es que haya algún lugar en el interior de la Tierra que 00:25:55
esté modificando la dirección de la onda sísmica, que esté ocurriendo un proceso 00:26:03
de refracción. Bien, pues eso ocurre porque algo debe estar, algo debe haber en el interior 00:26:10
de la Tierra que, de la misma manera que ocurría con el agua, modifique la dirección de las 00:26:19
ondas P. ¿Qué pasa con el otro tipo de ondas, con las ondas S? Bueno, pues las ondas S, 00:26:26
lo que ocurre con ellas es que lo que vemos es que no es que ya ocurra un cambio de dirección 00:26:33
que nos deje una región que está entre 142 y 103, donde no percibimos ondas del tipo P, 00:26:41
sino que hay una región mucho más amplia, entre 103 y 103, donde no recibimos tampoco las ondas S. 00:26:52
Es una zona de sombras, de silencio, decimos en este caso, para las ondas S, una región de silencio. 00:27:00
Que no haya ondas entre 142 y 102 de tipo S podríamos explicarlo también como un proceso de refracción, pero si hubiese esa refracción deberían reaparecer en algún arco entre ese 103 y 103, pero no aparecen. 00:27:09
¿A qué se debe esto? Esto se debe a que algo debe estar impidiendo el paso de las ondas. De alguna manera, algo en el interior de la Tierra impide que las ondas S, que son las secundarias, pasen y puedan avanzar hacia el otro extremo de la Tierra, desde el epicentro hacia las antípodas del epicentro. 00:27:30
Esta que está ocurriendo no debe ser sólo un proceso de refracción, que también deben ocurrir procesos de refracción, 00:27:54
sino que debe ser un proceso mucho más radical. 00:28:01
¿Y qué les ocurre a las ondas S? 00:28:08
Bueno, pues sabemos que las ondas S no son capaces de atravesar los líquidos. 00:28:10
Por lo tanto, esto nos lleva a pensar que en el interior de la Tierra debe haber alguna región en estado líquido 00:28:14
que impida el paso de las ondas sísmicas de tipo S y que determine esa región de silencio entre los 103 grados, este y los 103 grados oeste, ¿vale? 00:28:21
Entendiendo que la Tierra la dividimos según un eje, un eje que sería recto, no como el que yo he dibujado, ¿vale? 00:28:34
Bueno, pues entonces, el estudio de estas ondas, las ondas S y las ondas P, nos ha llevado a conocer que el interior de la Tierra no es homogéneo, sino que es heterogéneo, que no todos los elementos son igual de rígidos, sino que hay elementos de diferente rigidez, y que no todos los elementos deben estar en estado sólido, sino que también algunos deben estar en estado líquido. 00:28:40
¿Vale? Eso determinaría que existieran estas regiones de sombra y de silencio. Eso determina que la Tierra sea un planeta que en su interior no es homogéneo y que debe de tener diferentes capas. 00:29:06
y que una de ellas debe ser una capa en estado líquido. 00:29:25
Estas conclusiones son las que luego vamos a utilizar para determinar que dentro de la Tierra tenemos una región, 00:29:34
que la vamos a llamar núcleo, que está en estado líquido, al menos en su primera capa, en la capa más externa, 00:29:41
que es la que va a impedir el desarrollo de las ondas sísmicas o el avance de esas ondas sísmicas. 00:29:49
De tipo S, ¿vale? Bueno, pues del estudio de muchos terremotos que continuamente ocurren sobre la superficie de la Tierra y de la integración de todos esos datos recogidos en diferentes estaciones sismológicas en diferentes puntos de la superficie de la Tierra, 00:29:55
los geofísicos han sido capaces de desarrollar una gráfica como esta 00:30:13
en la que se expresan las diferentes conclusiones que han obtenido del estudio de esas ondas sísmicas. 00:30:21
Esa gráfica que nos dice. 00:30:28
Tenemos por un lado el eje de Azcisas, la profundidad en kilómetros, 00:30:31
que llega al centro de la Tierra, desde la superficie, en estos 6.370 kilómetros, 00:30:36
que sería en el centro de la Tierra, desde la superficie, que sería aquí, con cero kilómetros, ¿vale? 00:30:43
Y después tenemos la velocidad, la velocidad en kilómetros por segundo a la que se transmiten las ondas sísmicas. 00:30:50
Tenemos que distinguir dos tipos de ondas sísmicas, una más rápida, por lo tanto su gráfica está en la parte superior, 00:30:57
y unas más lentas que están en la gráfica, en la parte inferior de la gráfica, ¿vale? 00:31:03
Bien, bueno, ¿qué es lo que ocurre en diferentes lugares de esta gráfica? 00:31:08
Bueno, lo que vemos en diferentes lugares de esta gráfica es que la velocidad tiene regiones donde cae bruscamente. 00:31:18
Por ejemplo, en las ondas P vemos aquí como la velocidad pasa de estar casi a 14 km por segundo a reducirse prácticamente a la mitad, a 8 km por segundo. 00:31:29
En las ondas P, pero también vemos que las ondas S, que son más o menos la mitad de las rápidas que las ondas P, vemos que pasa de algo menos de 8 km por segundo a desaparecer, a frenarse por completo, a tener una velocidad de cero. 00:31:44
Estas regiones nos están indicando áreas donde están ocurriendo cambios muy importantes 00:31:59
o bien en la estructura o bien en la composición de la Tierra. 00:32:07
En este caso, dado que las ondas S desaparecen, lo que tenemos que interpretar es que a esta profundidad 00:32:11
de 2.900 kilómetros de profundidad, hay algo que determina que las ondas P bajen su velocidad 00:32:19
a la mitad y que las ondas S la dejen en cero, desaparezcan. ¿Qué quiere decir eso? ¿Qué 00:32:29
ha pasado ahí? Bueno, la desaparición de las ondas S nos da una pista y nos dice que 00:32:35
ahí probablemente lo que está ocurriendo es que la Tierra pasa a estar en un estado 00:32:42
líquido, el interior de la Tierra está en un estado líquido. En cualquier caso, esto nos sirve 00:32:47
para identificar un punto de interés, que sería este, en el que algo ha ocurrido, algo tan importante 00:32:53
o de una escala tan grave, tan importante, que nos sirve para marcarlo como un hito, como un 00:33:01
lugar fundamental. Eso es lo que conocemos como una discontinuidad. Y como es un cambio muy 00:33:08
importante, muy grave, le llamamos discontinuidad primaria, ¿vale? Y es una discontinuidad de primer 00:33:15
tipo, una discontinuidad primaria. De la misma manera que hemos visto aquí que hay una discontinuidad 00:33:31
primaria muy importante, los geofísicos determinan también que en una región variable en profundidad 00:33:38
que cambia según estemos en la superficie de la Tierra o estemos en un océano, en una región 00:33:47
oceánica, vemos también que hay una región aquí en la que le pasa algo similar, en la 00:33:55
que la velocidad aumenta muy rápidamente, tanto para las ondas S como para las ondas 00:34:01
P, para luego estabilizarse. Esta otra región también la marcamos como una discontinuidad 00:34:08
primaria. Pero no sólo ocurren cambios bruscos de la velocidad, también ocurren a veces 00:34:16
cambios que son menos significativos pero que son igualmente importantes en este caso sobre todo nos 00:34:25
referimos a cambios en la aceleración tenemos una región donde la velocidad crece de forma muy 00:34:30
rápida y de pronto deja de hacerlo de forma tan rápido aunque sigue creciendo es decir baja la 00:34:41
aceleración esta región donde la velocidad cambia porque se reduce la aceleración le vamos a llamar 00:34:47
también discontinuidad pero al ser un cambio de menor entidad le vamos a llamar discontinuidad 00:34:58
secundaria de la misma manera ocurre en esta región en torno a los 5.100 500 kilómetros de 00:35:02
profundidad en los que la velocidad de las ondas que son las únicas que ya quedan sufren una 00:35:17
aceleración muy importante para luego ya mantenerse más estable esta región también será una 00:35:25
discontinuidad secundaria estas áreas o estas áreas estas regiones donde se están produciendo 00:35:31
cambios muy bruscos de la velocidad lo que estamos identificando indirectamente y a través del cambio 00:35:39
la velocidad estamos identificando cambios importantes en la estructura o composición 00:35:47
de la tierra. Algo está ocurriendo ahí, algo está cambiando y eso es lo que nos lleva 00:35:52
a identificar en la tierra diferentes capas, desde la superficie hacia el interior. Y a 00:35:57
esas capas les hemos dado una serie de nombres en función del modelo que utilicemos, como 00:36:02
son corteza, manto y núcleo. Lo vamos a ver más detalladamente ahora. Quiero que quede 00:36:08
muy claro, porque esto nos está ocurriendo de forma reiterada a lo largo del curso, que 00:36:16
la identificación de las capas, corteza, manto y núcleo, es la consecuencia, es el 00:36:23
resultado de un cambio en la estructura o composición del interior de la Tierra que 00:36:31
somos capaces de identificar por una modificación en la velocidad de propagación de las ondas 00:36:38
sísmicas y que por eso señalamos ahí la existencia de un cambio, la existencia de 00:36:44
una capa u otra. Pero no al revés. De acuerdo que lo estamos haciendo mucho. No decimos 00:36:51
hay estas capas y marcamos sus límites en esas regiones porque pasamos de estar en el 00:36:59
manto y pasamos a estar en el núcleo, sino porque algo ocurre ahí, marcamos ahí el 00:37:04
final del manto y el inicio del núcleo. Y lo que ocurre ahí lo identificamos porque 00:37:09
cambia la velocidad de la onda sísmica. No vayamos a hacer una reflexión invertida como 00:37:14
estaba ocurriendo en otros momentos del curso. El cambio existe, lo identificamos y eso nos 00:37:24
lleva a nombrar una capa con un nombre u otro, a marcar en ese punto un cambio u otro, pero 00:37:31
no al revés. Bueno, pues a estos lugares que son los que identificamos, los llamamos 00:37:38
discontinuidades y una vez que los identificamos, a partir de ellos describiremos o señalaremos 00:37:43
la existencia de diferentes capas. Bueno, ¿qué discontinuidades tenemos? Pues ya lo 00:37:51
hemos dicho, tenemos dos discontinuidades primarias, una discontinuidad primaria de 00:38:00
Menor entidad que está entre 10 y 90 kilómetros de profundidad en función de si estamos en una superficie continental oceánica y la vamos a llamar discontinuidad de mojorovicic y que separa la corteza del manto. 00:38:07
también se llama muchas veces discontinuidad de mojo y otra segunda discontinuidad primaria que la encontramos entre aproximadamente 2.900 kilómetros de profundidad 00:38:20
y que vamos a llamar discontinuidad de Gutenberg y que va a separar otras dos capas y que la identificamos ahí por ese descenso brusco de velocidad de las ondas sísmicas 00:38:33
que tienen que estar relacionadas con el paso de materiales rígidos a materiales fluidos. 00:38:44
Esta discontinuidad de Gutenberg nos va a marcar la separación entre otras dos capas, 00:38:52
que son manto y núcleo. 00:38:57
Así que las discontinuidades primarias son las que nos marcan las fronteras, 00:38:59
los límites entre cada una de las grandes capas en las que dividimos la Tierra. 00:39:04
Corteza, discontinuidad de Mohorovicic, que da paso al manto, 00:39:08
discontinuidad de Gutenberg que da paso al núcleo. En el núcleo y en el manto identificamos también 00:39:13
otras discontinuidades de menor entidad que las hemos llamado secundarias y que son la discontinuidad 00:39:21
de Lefman en torno a los 5.100 kilómetros de profundidad que separaría el manto externo, 00:39:27
el núcleo externo del núcleo interno y que está asociado a ese aumento de velocidad de las ondas 00:39:35
sísmica de las ondas P, que son las únicas que han pasado hasta allí. Estas ondas S 00:39:41
que aparecen aquí, olvidados de ellas, no existen. Y otra discontinuidad secundaria 00:39:46
de menor entidad que identificábamos también en el manto, en torno a los 800 kilómetros 00:39:51
de profundidad y que nos separarán una región superior del manto y una región inferior 00:39:59
del manto. En cualquier caso, siempre primero tenemos la modificación o el cambio estructural, 00:40:05
mineralógico o de estado y luego tenemos ya la denominación de la región como manto superior 00:40:15
o manto inferior, núcleo externo o núcleo interno. ¿Cómo que el núcleo interno es líquido? 00:40:24
¿O cómo que el núcleo es líquido, mejor dicho? El interior de la Tierra, no el núcleo interno. 00:40:33
Bueno, parece contradictorio pensar que cuando estamos avanzando hacia el interior nos vamos a encontrar una región fluida, 00:40:38
dado que cuanto más hacia el interior nos encontramos con materiales cada vez más densos, 00:40:49
pero ya hemos dicho que la densidad y la rigidez no son la misma cosa 00:40:59
y que cuanto más nos introducimos en la profundidad de la Tierra, mayor calor tiene que haber. 00:41:02
¿Cómo puede ser que haya una región del interior de la Tierra que sea líquida 00:41:09
y que impide el paso de las ondas sísmicas y que luego haya una región donde aumenta, 00:41:16
dado que aumenta la densidad y eso debería suponer una reducción de la velocidad, 00:41:23
pero no, es una región donde aumenta la velocidad, lo que quiere decir que aumenta la rigidez. 00:41:26
Y eso quiere decir que hay otra región más profunda aún que es sólida. 00:41:32
¿Cómo puede ocurrir esto? Que tengamos un manto externo líquido y un manto interno sólido. 00:41:36
Bueno, esto puede ocurrir porque la temperatura es responsable de la fusión de los elementos, 00:41:43
pero la temperatura de fusión de una aleación o de un elemento va a estar también afectada por la presión. 00:41:52
Y cuanto más profundo estamos en el interior de la Tierra, mayor presión hay en el interior de la Tierra. 00:42:02
Es verdad que la temperatura aumenta según vamos avanzando hacia el interior de la Tierra, 00:42:09
y lo podéis ver en este gráfico, en esta línea verde, cómo la temperatura va aumentando 00:42:15
en torno a esa región de los 2.800-2.900 kilómetros de profundidad se ocurre un aumento de la temperatura 00:42:21
y luego aumenta de forma constante la temperatura desde esa región límite fronteriza entre manto y núcleo 00:42:27
hacia el interior de la Tierra. Aumenta de forma constante. 00:42:36
Sin embargo, con el aumento de la presión aumenta también el punto de fusión. 00:42:41
Y el punto de fusión lo vemos aquí con esta raya intermitente. 00:42:47
El punto de fusión es el punto donde un material o una aleación se funde, pasa de estado sólido a estado líquido. 00:42:54
El punto de fusión, si lo vemos, está por encima, todo el rato, de la temperatura de la Tierra. 00:43:02
Eso quiere decir que todos los materiales aquí están a una temperatura que no es suficiente para fundirlos. 00:43:14
Sin embargo, a partir de este punto, el punto de fusión aumenta más levemente que la temperatura. 00:43:22
Luego, en esta región, la temperatura que tiene el interior de la Tierra es suficiente para fundir esos elementos, esas aleaciones. 00:43:32
En el interior de la Tierra, lo veremos más adelante, está formado de una aleación de hierro y níquel. 00:43:41
Bueno, pues el punto de fusión de esta aleación, que lo conocemos por la actividad de los químicos, 00:43:47
pues sabemos que es inferior a la temperatura que conocemos existe en el interior de la Tierra. 00:43:52
De la misma manera que, poco después, a partir de esta discontinuidad del Eichmann, 00:43:59
a 5100 kilómetros de profundidad, lo que ocurre es que el punto de fusión sometidas los materiales a mayor presión 00:44:05
aumenta el punto de fusión y aumenta por encima de la temperatura que hay en el interior de la Tierra. 00:44:15
Por eso en esta última región los materiales son sólidos y no líquidos como ocurría hasta ese momento. 00:44:22
Así que lo importante es ese punto de fusión, la temperatura necesaria para fundir los elementos, que aumenta con la profundidad, aumenta más que la temperatura. 00:44:30
Decíamos que es una aleación de hierro y níquel y esto lo conocemos por otras pruebas indirectas como son los meteoritos. 00:44:45
La mayoría de los meteoritos que llegan a la Tierra vienen del cinturón de asteroides, que es un planeta rocoso, o creen los astrónomos que es un planeta rocoso que no llegó a accreccionarse, pero que tiene una composición como la que pueden tener los planetas rocosos interiores, Marte o la Tierra. 00:44:52
al analizar esos meteoritos vemos que tienen una composición en hierro y níquel muy rica en 00:45:11
hierro y níquel y que la superficie de la tierra no presenta proporciones tan elevadas de hierro 00:45:22
y níquel luego ese hierro y níquel que es muy denso debe estar en el interior de la tierra y 00:45:28
Y por eso sabemos que el núcleo es una aleación de hierro y níquel. 00:45:34
Para saber también la temperatura del interior de la Tierra, pues también tenemos la posibilidad de hacerlo a través de estudios empíricos de laboratorio con instrumental como la jaula de yunque de diamante, 00:45:43
que son unos aparatos que usan los físicos y los geofísicos para calcular las temperaturas 00:45:58
y para someter a presiones similares a las que sabemos que existen en el interior de la Tierra 00:46:06
a diferentes elementos y ver ahí cuáles son sus temperaturas de fusión en esas máquinas de forma experimental. 00:46:12
¿vale? Bueno, pues como decía, la temperatura de fusión 00:46:21
es superior a la temperatura del interior del núcleo 00:46:26
y por lo tanto los elementos del núcleo interno 00:46:30
están sólidos mientras que los del núcleo externo están líquidos 00:46:34
¿vale? Esto nos llevaría al modelo geoquímico que es el que 00:46:37
vamos a ver en el siguiente vídeo ¿vale? Bueno 00:46:42
nos vemos en clase. Adiós. 00:46:46
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Idioma/s:
es
Autor/es:
JOSUÉ MORENO MARQUINA
Subido por:
Josué M.
Licencia:
Reconocimiento - No comercial - Sin obra derivada
Visualizaciones:
392
Fecha:
25 de abril de 2021 - 20:15
Visibilidad:
Público
Centro:
IES CALDERÓN DE LA BARCA
Duración:
46′ 53″
Relación de aspecto:
1.78:1
Resolución:
960x540 píxeles
Tamaño:
219.82 MBytes

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