La estructura interna de la Tierra

Introducción

El agujero más profundo que ha excavado la humanidad, el pozo superprofundo de Kola, en Rusia, llegó a algo más de 12 kilómetros. El centro de la Tierra está a 6371 kilómetros. Nadie ha visto el manto ni el núcleo, y sin embargo sabemos de qué están hechos, a qué profundidad empiezan y cuáles son sólidos o líquidos. ¿Cómo es posible? La respuesta está en los terremotos.

Explicación

Cómo se estudia el interior de la Tierra

• Métodos directos: observar rocas en la superficie, en minas y en sondeos. Solo llegan a unos pocos kilómetros. Los volcanes traen a veces fragmentos del manto.
• Métodos indirectos:
  • Método sísmico: el más importante. Analiza cómo viajan las ondas de los terremotos por el interior.
  • Estudio de los meteoritos, que se formaron con los mismos materiales que la Tierra.
  • Medidas de la gravedad, del magnetismo y del calor que sale del interior.

Lo que nos dicen las ondas sísmicas

Un terremoto produce varios tipos de ondas. Dos viajan por el interior:

• Ondas P (primarias): las más rápidas. Atraviesan sólidos y líquidos.
• Ondas S (secundarias): más lentas. Solo atraviesan sólidos.

Su velocidad cambia según el material que atraviesan. Cuando la velocidad cambia de golpe a cierta profundidad, hay una discontinuidad: un límite entre capas distintas.

• Discontinuidad de Mohorovičić: separa la corteza del manto.
• Discontinuidad de Gutenberg, a unos 2900 km: las ondas S dejan de propagarse. Por debajo hay un material líquido: el núcleo externo.
• Discontinuidad de Lehmann, a unos 5100 km: la descubrió en 1936 la sismóloga danesa Inge Lehmann al estudiar ondas P que se reflejaban en el interior del núcleo. Separa el núcleo externo líquido del núcleo interno sólido.

El modelo por composición

• Corteza: la capa más fina. La continental tiene unos 35 km de media, más bajo las grandes cordilleras, y rocas como el granito. La oceánica tiene unos 7 km y está formada sobre todo por basalto.
• Manto: hasta unos 2900 km. Formado por rocas ricas en silicatos de hierro y magnesio, como la peridotita. Es sólido, aunque a esas temperaturas puede deformarse y fluir muy despacio, unos centímetros al año.
• Núcleo: hierro y níquel. El externo es líquido y el interno es sólido por la enorme presión.

Un error frecuente: el manto no es un mar de lava. El magma de los volcanes se forma solo en zonas concretas, donde la roca del manto o de la corteza se funde en parte.

El modelo por comportamiento

Para entender los movimientos de la superficie se usa otro modelo, que agrupa las capas según su rigidez:

• Litosfera: la capa rígida exterior, formada por la corteza y la parte más alta del manto. Tiene en torno a 100 km de grosor y está rota en grandes piezas, las placas litosféricas.
• Manto sublitosférico: por debajo, más caliente. Se deforma lentamente. A su parte superior se la ha llamado astenosfera.
• Núcleo externo líquido y núcleo interno sólido. Los movimientos del núcleo externo generan el campo magnético terrestre.

Ejemplos

Ejemplo 1: Proporciones Si la Tierra fuera una manzana de 8 cm de diámetro, ¿qué grosor tendría la corteza continental?

$\frac{35\ \text{km}}{12\,742\ \text{km}} \cdot 80\ \text{mm} \approx 0{,}22\ \text{mm}$

Más fina que la piel de la manzana.

Ejemplo 2: Interpretar una sombra sísmica Tras un gran terremoto, las estaciones sísmicas del lado opuesto del planeta no registran ondas S. Como las ondas S no atraviesan líquidos, algo líquido les impide el paso por el centro de la Tierra: el núcleo externo.

Ejemplo 3: Leer una tabla de velocidades Las ondas P viajan a unos 6 km/s en la corteza y a unos 8 km/s justo por debajo. Ese salto marca la discontinuidad de Mohorovičić.

Recuerda

Las ondas sísmicas revelan el interior de la Tierra. Por composición: corteza, manto y núcleo. Por comportamiento: litosfera rígida dividida en placas, manto que fluye muy despacio y núcleo externo líquido e interno sólido. El manto es sólido.

Ejercicios

Básicos

1. Nombra dos métodos directos y tres indirectos para estudiar el interior de la Tierra.
2. ¿Qué diferencia hay entre las ondas P y las ondas S?
3. Ordena de fuera hacia dentro: núcleo interno, manto, corteza, núcleo externo.

Avanzados

4. Explica cómo se sabe que el núcleo externo es líquido.
5. Compara corteza continental y corteza oceánica en grosor y tipo de roca.
6. Corrige: "Debajo de la corteza hay una capa de lava líquida sobre la que flotan los continentes".

Reto

7. Calcula qué porcentaje del radio terrestre (6371 km) ocupa el manto.
8. Inge Lehmann trabajó con datos de terremotos registrados en estaciones de todo el mundo. Explica por qué la cooperación internacional fue necesaria para su descubrimiento.

Soluciones

1. Directos: sondeos, minas, observación de rocas en superficie o fragmentos traídos por volcanes. Indirectos: método sísmico, estudio de meteoritos, gravedad, magnetismo, flujo de calor.
2. Las P son más rápidas y atraviesan sólidos y líquidos. Las S son más lentas y solo atraviesan sólidos.
3. Corteza, manto, núcleo externo, núcleo interno.
4. Porque las ondas S, que no atraviesan líquidos, dejan de propagarse a unos 2900 km de profundidad.
5. La continental es más gruesa (unos 35 km de media) y tiene rocas como el granito. La oceánica es más fina (unos 7 km) y está formada sobre todo por basalto.
6. Debajo de la corteza está el manto, que es sólido aunque fluye muy despacio. Lo que se mueve son las placas litosféricas, formadas por corteza y la parte alta del manto.
7. El manto va desde unos 35 km hasta unos 2900 km: unos 2865 km. $\frac{2865}{6371} \cdot 100 \approx 45\ \%$.
8. Un terremoto se registra en estaciones repartidas por todo el planeta. Solo comparando registros de muchos lugares se pudo ver qué ondas llegaban, por dónde y con qué retraso. Ningún país tenía por sí solo datos suficientes.