¿Qué es la Geosfera?

La geosfera es la parte sólida de la Tierra. Una parte de la geosfera se encuentra bajo los océanos, formando los fondos marinos, mientras que la otra parte emerge, formando los continentes y las islas.

Capas de la Geosfera

La geosfera está formada por tres capas concéntricas:

  • Corteza: La parte más externa de la geosfera. Está compuesta por materiales sólidos y es más gruesa en los continentes que en los fondos oceánicos.
  • Manto: La capa intermedia de la geosfera. Su temperatura es más elevada que la de la corteza. En algunas zonas del manto se encuentran rocas fundidas, que reciben el nombre de magma.
  • Núcleo: La capa más interna de la geosfera. Se compone de hierro y otros metales. Tiene una temperatura muy elevada. Se divide en dos partes: el núcleo interno y el externo.

Ondas Sísmicas

Las ondas sísmicas son perturbaciones que se mueven en forma de onda (es decir, poseen velocidad, amplitud y frecuencia) a través de los materiales que forman la parte sólida de la Tierra. Se generan por la liberación de energía elástica acumulada en rocas que han sido sometidas a grandes esfuerzos. Irradian en todas direcciones a partir de un punto llamado foco. Esta liberación de energía tiene como resultado los terremotos.

Mecanismo de un Terremoto

  1. Una determinada región de la corteza sufre deformación lenta y progresiva, acumulando energía potencial elástica en las rocas.
  2. Llega un punto en que la energía acumulada supera la resistencia friccional que une las rocas (esto se produce en zonas con rocas previamente fracturadas, denominadas fallas).
  3. En los puntos de unión más débiles se producen desplazamientos (foco del terremoto). Estos desplazamientos transfieren los esfuerzos hacia otras partes de la falla, generando desplazamientos en zonas más alejadas y liberando la mayor parte de la energía previamente acumulada.

Otros fenómenos que producen ondas sísmicas:

  • Erupciones volcánicas
  • Movimientos magmáticos
  • Grandes avalanchas y deslizamientos
  • Bombas atómicas

Tipos de Ondas Sísmicas

Ondas de Cuerpo

  • Onda P (Primarias): Comprimen y expanden en la dirección de propagación. Atraviesan todo tipo de material (sólido, líquido, gas). Cambian el volumen del material que atraviesan. Son más rápidas que las ondas S (1,7 veces más).
  • Onda S (Secundarias): Sacuden el material atravesado en dirección perpendicular a la de propagación. Solo pueden atravesar medios sólidos. Cambian la forma del material que atraviesan. Son más lentas que las ondas P.

Ondas Superficiales

  • Onda L (Largas): Se propagan en superficie, no en profundidad. Producen la mayor destrucción durante un terremoto.

Foco y Epicentro

  • Foco: El lugar en la corteza terrestre donde se origina el sismo, es decir, la propagación de las ondas sísmicas.
  • Epicentro: El lugar en la superficie terrestre que se encuentra justo por encima del foco.

Velocidad de las Ondas Sísmicas

La velocidad de las ondas sísmicas depende de la densidad y la elasticidad de los materiales (si son rígidos o dúctiles); se mueven más rápido en materiales rígidos. La velocidad aumenta generalmente con la profundidad, debido al aumento de la presión. Las ondas P (compresivas) se propagan en sólidos y líquidos porque se comportan elásticamente cuando son comprimidos (vuelven a su forma original tras el paso de la onda). Las ondas S no se propagan a través de líquidos, porque estos, al ser perturbados por este tipo de ondas, simplemente fluyen, mitigándolas. Las ondas P siempre viajan más rápido que las S. Cuando se pasa de un material a otro de características diferentes, la onda se refracta (desvía), y en la superficie de contacto entre ambos medios (discontinuidad), parte de la onda se refleja.

Capas de la Tierra según su Composición

La disposición de los diferentes materiales que conforman nuestro planeta, en capas de distinta composición, se debe a la diferenciación por densidades durante las primeras etapas de formación. Los elementos más pesados se hundieron progresivamente, situándose en el centro, mientras que los elementos rocosos más livianos se ubicaron en posiciones superiores, flotando sobre los anteriores.

Capas Composicionales

  • Corteza: Capa externa relativamente fina. Su grosor varía entre 3 km (corteza oceánica) y aproximadamente 70 km (cinturones montañosos).
  • Manto: Capa gruesa, compuesta por roca sólida, silícea (formada por silicatos). Se extiende desde el límite de la corteza hasta unos 2900 km.
  • Núcleo: Esfera rica en hierro y níquel, con un radio de 3486 km.

Capas de la Tierra según sus Propiedades Mecánicas

  • Litósfera: La capa más externa, relativamente fría y rígida. Su espesor medio ronda los 100 km, pero puede extenderse hasta 250 km o más en las regiones más antiguas de los continentes. En las dorsales oceánicas alcanza solo unos pocos km y aumenta a casi 100 en los sectores más antiguos y fríos de corteza oceánica. Tiende a comportarse de manera rígida frente a esfuerzos.
  • Astenósfera: Se extiende por debajo de la litósfera, en sectores que composicionalmente corresponden al manto superior, a profundidades de alrededor de 660 km. Es una capa en la que el material se encuentra cerca de su punto de fusión, por lo que se comporta de manera plástica.
  • Mesósfera: Composicionalmente corresponde a la mayor parte del manto. Se extiende entre 660 y 2900 km. Las rocas de esta capa, a pesar de ser rígidas debido a la presión, son capaces de fluir muy gradualmente, en escalas de millones de años.
  • Núcleo interno y externo: Compuesto principalmente por una aleación de hierro y níquel. El núcleo externo es una capa líquida de 2270 km de espesor, mientras que el núcleo interno es una esfera sólida con un radio de 1216 km.

Discontinuidades

Límite Núcleo-Manto: Discontinuidad de Gutenberg

Beno Gutenberg, un geofísico alemán, observó en 1914 que las ondas P disminuyen y terminan desapareciendo por completo a unos 105º desde un terremoto, para luego reaparecer a unos 140º, pero un tiempo después de lo que se esperaría en función de la distancia recorrida. Este cinturón de unos 35º de anchura se denominó sombra de ondas P, la cual solo podía explicarse si existía un material diferente al del manto que estuviera afectando el comportamiento de las ondas P. Luego se descubrió que, en realidad, ese retardo se producía por la refracción de las ondas P al penetrar en el núcleo. El descubrimiento de la naturaleza líquida del núcleo externo se produjo cuando se determinó que las ondas S no atravesaban el núcleo externo.

Límite Litósfera-Astenósfera: Discontinuidad de Mohorovičić

El científico yugoslavo Andrija Mohorovičić descubrió en 1909 que las estaciones sismográficas ubicadas a más de 300 km del epicentro de un terremoto registraban mayores velocidades de las ondas P que las ubicadas a menor distancia.