El interior del planeta, como el de otros planetas terrestres (planetas cuyo volumen está ocupado principalmente de material rocoso), está dividido en capas. La Tierra tiene una corteza externa de silicatos solidificados, un manto viscoso, y un núcleo con otras dos capas, una externa semisólida, mucho menos viscosa que el manto y una interna sólida. Muchas de las rocas que hoy forman parte de la corteza se formaron hace menos de 100 millones (1×108) de años. Sin embargo, las formaciones minerales más antiguas conocidas tienen 4400 millones (4.4×109) de años, lo que nos indica que, al menos, el planeta ha tenido una corteza sólida desde entonces.
Gran parte de nuestro conocimiento, acerca del interior de la Tierra, ha sido inferido de otras observaciones. Por ejemplo, la fuerza de la gravedad es una medida de la masa terrestre. Después de conocer el volumen del planeta, se puede calcular su densidad. El cálculo de la masa y volumen de las rocas de la superficie, y de las masas de agua, nos permiten estimar la densidad de la capa externa. La masa que no está en la atmósfera o en la corteza debe encontrarse en las capas internas.
La estructura de la tierra no puede establecerse según dos criterios diferentes: capas que normalmente reflejen dureza de las capas que reflejen diferencias en la voluminosidad de los materiales liquidos . Químicamente, el planeta puede dividirse en corteza, mantos, núcleo blando y núcleo duro. Según la consistencia de los materiales, las capas resultantes son la litosfera, astenosfera, manto externo, manto interno, núcleo externo y núcleo interno. Las capas se encuentran a las siguientes profundidades:
- Litosfera: 0-60 km y 0-37 millas
-Corteza: 0-35 km y 0-22 millas
-Parte superior del manto: 35-60 km y 22-37 millas
-Manto: 35-2890 km y 22-1790 millas
-Manto superior: 35-660 km
-Astenosfera: 100-200 km y 62-125 millas
-Mesosfera: 660-2890 km y 1790 millas
-Núcleo externo: 2890-5100 km y 1790-3160 millas
-Núcleo interno: 5100-6378 km y 3160-3954 millas
La división de la tierra en capas ha sido determinada indirectamente utilizando el tiempo que tardan en viajar las ondas sísmicas reflejadas y refractadas, creadas por terremotos. Las ondas transversales (S, o secundarias) no pueden atravesar el núcleo, ya que necesitan un material viscoso o elástico para propagarse, mientras que la velocidad de propagación es diferente en las demás capas. Los cambios en dicha velocidad producen una refracción debido a la Ley de Snell. Las reflexiones están causadas por un gran incremento en la velocidad sísmica (velocidad de propagación) y son parecidos a la luz reflejada en un espejo.
*Litosfera. La litosfera (del griego λίθος, "piedra" y σφαίρα, "esfera") es la capa superficial de la Tierra sólida, caracterizada por su rigidez. Está formada por la corteza terrestre y por la zona contigua, la más externa, del manto residual, y «flota» sobre la astenosfera, una capa «blanda» que forma parte del manto superior. Es la zona donde se produce, en interacción con la astenosfera, la tectónica de placas.
La litosfera está fragmentada en una serie de placas tectónicas o litosféricas, en cuyos bordes se concentran los fenómenos geológicos endógenos, como el magmatismo (incluido el vulcanismo), la sismicidad o la orogénesis. Las placas pueden ser oceánicas o mixtas, cubiertas en parte por corteza de tipo continental.
*Corteza. La corteza terrestre tiene entre 5 y 70 km de grosor. Donde la tierra se encuentra hundida y cubierta por la hidrosfera es llamada corteza oceanica, compuesta por densas rocas máficas de silicatos de hierro y magnesio, y que se encuentra en las cuencas oceánicas.Es llamada corteza continental a zonas en donde emerge la tierra , que es menos densa y se compone de rocas félsicas de silicatos de sodio, potasio y aluminio. La frontera entre corteza y manto se manifiesta en dos fenómenos físicos. En primer lugar, hay una discontinuidad en la velocida sísmica, que se conoce como la "Discontinuidad de Mohorovicic", o Moho. Se cree que este fenómeno es debido a un cambio en la composición de las rocas, de unas que contienen feldespatos plagioclásicos (situadas en la parte superior) a otras que no poseen feldespatos (en la parte inferior). En segundo lugar, existe una discontinuidad química entre cúmulos ultramáficos y tectonized harzburgites, que se ha observado en partes profundas de la corteza oceánica que han sido obducidas dentro de la corteza continental y conservadas como secuencias ofiolíticas.
*Núcleo interno. 1.7% de la masa de la Tierra; profundidad de 5,150-6,370 kilómetros (3,219 - 3,981 millas) El núcleo interno es sólido y no está en contacto con el manto, sino suspendido en el fundido núcleo externo. Se cree que se ha solidificado como resultado del congelamiento por presión que se produce en la mayoría de los líquidos cuando la temperatura disminuye o la presión aumenta.
*Núcleo externo. 30.8% de la masa de la Tierra; profundidad de 2,890-5,150 kilómetros (1,806 - 3,219 millas) El núcleo externo es un líquido caliente, conductor de la electricidad, en el que se produce corrientes convectivas. Esta capa conductiva se combina con el movimiento de rotación de la Tierra para crear una dinamo que mantiene un sistema de corrientes eléctricas conocidas como campo magnético terrestre. Es también responsable de las sutiles alteraciones de la rotación de la Tierra. Esta capa no es tan densa como el hierro puro fundido, lo que indica la presencia de elementos más ligeros. Los científicos sospechan que aproximadamente un 10% de la capa está compuesto por oxígeno y/o azufre porque estos elementos son abundantes en el cosmos y se disuelven con facilidad en el hierro fundido.
*Manto superior (Mesosfera). En meteorología se denomina mesosfera a la parte de la atmósfera situada por encima de la estratosfera y por debajo de la termosfera. En la mesosfera la temperatura disminuye con la altura hasta llegar a unos -80 ºC a los 80 kilómetros aproximadamente. Se extiende desde la estratopausa (zona de contacto entre la estratosfera y la mesosfera) hasta una altura de unos 80 km. donde la temperatura vuelve a descender hasta unos -70 ºC u -80 ºC.
La mesosfera es la tercera capa de la atmósfera de la Tierra. La temperatura disminuye a medida que se sube, como sucede en la troposfera. Puede llegar a ser hasta de -90° C. Es la zona más fría de la atmósfera.
La mesosfera, que se extiende entre los 50 y 80 km de altura, contiene sólo cerca del 0,1% de la masa total del aire. Es importante por la ionización y las reacciones químicas que ocurren en ella. La baja densidad del aire en la mesosfera determinan la formación de turbulencias y ondas atmosféricas que actúan a escalas espaciales y temporales muy grandes. La mesosfera es la región donde las naves espaciales que vuelven a la Tierra empiezan a notar la estructura de los vientos de fondo, y no sólo el freno aerodinámico. También en esta capa se observan las estrellas fugaces que son meteoroides que se han desintegrado en la termosfera.
*Manto superior (Astenosfera). Es la zona del manto terrestre que está inmediatamente debajo de la litosfera, aproximadamente entre 100 y 240 kilómetros por debajo de la superficie de la Tierra.
La litosfera, que constituye una extensión de la noción de corteza terrestre, mide unos 100 km de espesor bajo los océanos y alrededor de 150 bajo los continentes. Descansan los fondos oceánicos y los bloques continentales sobre la astenosfera, que por hallarse dotada de cierta fluidez (a pesar de tratarse de roca sólida), absorbe los movimientos a que da lugar la isostasia.
En la astenosfera existen lentos movimientos de convección que explican la deriva continental.
Además, el basalto de la astenosfera fluye por extrusión a lo largo de las dorsales oceánicas, lo cual hace que se renueve constantemente el fondo del océano. El borde opuesto, cuando se enfrenta con el obstáculo representado por un continente, se hunde bajo éste, volviendo así la materia del fondo a asumirse en la astenosfera, fenómeno conocido como subducción.
Por su parte inferior, la astenosfera va perdiendo sus propiedades más abajo de los 350 km y, progresivamente adquiere la rigidez del manto inferior hacia la profundidad de 850 km.
*Discontinuidad de Wiechart Lehmann. Esta discontinuidad fue descubierta por los científicos Wiehcer y Lehman. Se encuentra entre los 4900 y los 51150 km. Divide el núcleo en núcleo interno y núcleo externo. Aquí aparecen unas ondas S débiles o de desdoble, producidas por el paso de las P a un material sólido.
A una profundidad de unos 100 o 400 km, la tendencia de aumento de velocidad sufre una inflexión. Se llamo inicialmente capa de baja velocidad. A 180 km esta el punto B de velocidad.
*Discontinuidad de Gutemberg. En 1914 Gutemberg descubrió que las ondas P y S van aumentando de velocidad hasta los 2900km donde de repente bajan la velocidad las P y las S desaparecen. Esta discontinuidad separa el manto del núcleo y no da información sobre el estado fluido del núcleo.
*Discontinuidad de Repeti. Entre los 700 y los 1000 km hay una zona de transición en interior del manto, en la que las ondas aumentan de velocidad debido al cambio de condiciones, como el aumento de incomprensibilidad de los materiales. Algunos dicen que es cierto que cambian los materiales, pero que se debe más a la presión. Esta discontinuidad no siempre se ve claramente y divide el manto en superior e inferior.
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