La mayor parte de nuestro conocimiento sobre la estructura de la tierra proviene del estudio de los terremotos. Cada terremoto envía ondas en todas las direcciones, de la misma manera que arrojar una piedra en un lago envía ondas a través del agua. Estas ondas sísmicas se denominan ondas sísmicas. La observación de estas ondas sísmicas a medida que viajan a través de la tierra les da a los científicos una idea de los diferentes materiales a través de los cuales se mueven las ondas.
Hay dos tipos de ondas sísmicas: ondas S y ondas P. Estas ondas se comportan de manera diferente cuando atraviesan diferentes tipos de materiales. Al igual que una onda de sonido se comporta de manera diferente cuando pasa por el agua en lugar del aire; las ondas sísmicas se comportan de manera diferente cuando pasan por diferentes fases de la materia. Los científicos saben que las ondas P viajarán a través de todo tipo de materiales, pero las ondas S no viajarán a través de líquidos.
La tierra está hecha de varias capas. Cada capa tiene sus propias propiedades características. Los científicos piensan en las capas de la Tierra de dos maneras: en términos de composición química y en términos de propiedades físicas.
Según la composición química, la Tierra se puede dividir en tres capas hacia afuera desde el centro de la Tierra: núcleo, manto y corteza.
La capa sólida más externa de la Tierra se llama corteza. Se encuentra sobre el manto y es la capa exterior dura de la Tierra. La corteza es la superficie sobre la que vivimos.
La corteza es 0-32 KM (0-19.8 millas). En relación con las otras capas, la corteza es la capa más delgada y menos densa. Flota en el manto más suave y denso. La corteza está formada por roca sólida, pero estas rocas no son iguales en todo el mundo.
Hay dos tipos principales de corteza:
La corteza oceánica es una capa delgada (de unos 5 km) que se encuentra debajo de los océanos. Aunque es relativamente delgada, es el tipo de corteza más densa y está formada por una roca metamórfica llamada basalto.
La corteza continental forma los continentes y descansa sobre la corteza oceánica. En comparación con la corteza oceánica, la corteza continental es más gruesa (30 km). La corteza continental consiste en rocas menos densas como el granito. Aunque la corteza continental es menos densa, es mucho más gruesa que la corteza oceánica porque está formada por las rocas que forman los continentes.
Debido a que la tierra está muy caliente por dentro, una corriente de calor fluye desde el núcleo hasta la corteza. Esto se llama la corriente de convección. Esta corriente se enfría a medida que se acerca a la superficie de la tierra. Esta corriente de convección a lo largo del fondo de la corteza provoca el movimiento de las placas tectónicas. El movimiento constante de las placas se llama tectónica de placas. El movimiento de estas placas es muy lento pero cuando chocan entre sí provoca un terremoto. La combinación de las corrientes de convección del manto y los efectos de la atmósfera hacen que la corteza esté a unos 0-1598 °F desde la superficie hasta el fondo de la corteza. La corteza y la atmósfera son las capas más frías de la tierra.
La corteza es frágil por naturaleza. Casi el 1% del volumen de la tierra y el 0,5% de la masa de la tierra están hechos de la corteza. Los principales elementos constituyentes de la corteza son la sílice (Si) y el aluminio (Al) y, por lo tanto, a menudo se denomina SIAL.
La discontinuidad entre la hidrosfera y la corteza se denomina Discontinuidad de Conrad.
La capa por debajo de la corteza y por encima del núcleo es el manto. Tiene aproximadamente 2900 km de espesor. Casi el 84% del volumen de la tierra y el 67% de la masa de la tierra está ocupada por el manto. El manto tiene una densidad media de 4,5 g∕cm 3 . La densidad aumenta con la profundidad porque aumenta la presión.
La discontinuidad entre la corteza y el manto se denomina Discontinuidad de Mohorovich o Discontinuidad de Moho.
El manto se compone principalmente de rocas sólidas hechas de silicio y magnesio, por lo que se denomina SIMA. En lo profundo del manto, las rocas consisten en magnesio y hierro. Otra razón por la que el manto se vuelve más denso con la profundidad es que las rocas en este nivel contienen hierro y el hierro es más denso que los materiales en las capas superiores del manto.
El manto de la Tierra tiene diferentes temperaturas a diferentes profundidades. La temperatura del manto aumenta con la profundidad. Va desde 1598-3992°F. Las temperaturas más altas ocurren donde el material del manto está en contacto con el núcleo productor de calor. El manto retiene mucho calor, que circula por todo el manto en espacios llamados células convectivas. El movimiento del calor puede hacer que las placas del lecho marino y los continentes se desplacen. Durante millones de años, las placas de la tierra pueden moverse bastante. Cuando estos cambios ocurren rápidamente, experimentamos terremotos.
Este aumento constante de la temperatura con la profundidad se conoce como gradiente geotérmico. El gradiente geotérmico es responsable de diferentes comportamientos de las rocas. Los diferentes comportamientos de las rocas se utilizan para dividir el manto en dos zonas diferentes. Las rocas del manto superior son frías y quebradizas, mientras que las del manto inferior son calientes y blandas, pero no están fundidas. Las rocas del manto superior son lo suficientemente frágiles como para romperse bajo tensión y producir terremotos. Sin embargo, las rocas del manto inferior son blandas y fluyen cuando se someten a fuerzas en lugar de romperse.
La parte sólida superior del manto y toda la corteza constituyen la litosfera.
La astenosfera (entre 80 y 200 km) es una región deformante del manto superior, altamente viscosa, mecánicamente débil y dúctil, que se encuentra justo debajo de la litosfera. La astenosfera es la principal fuente de magma y es la capa sobre la que se mueven las placas litósferas/placas continentales (tectónica de placas).
La discontinuidad entre el manto superior y el manto inferior se conoce como Discontinuidad de Repetti.
La porción del manto que está justo debajo de la litosfera y la astenosfera pero arriba del núcleo se llama mesosfera.
La parte interna de la Tierra es el núcleo. Esta parte de la Tierra está a unos 2900 km por debajo de la superficie terrestre. El núcleo está separado del manto por la Discontinuidad de Guttenberg.
El núcleo está compuesto principalmente de hierro (Fe) y níquel (Ni) y por eso también se le llama NIFE . El núcleo constituye casi el 15% del volumen de la Tierra y el 32,5% de la masa de la Tierra. Es la capa más densa de la Tierra con una densidad que oscila entre 9,5 y 14,5 g∕cm 3 .
Después de observar las velocidades de las ondas P y las ondas S, los científicos concluyeron que el centro de la Tierra está dividido en dos capas: el núcleo externo y el núcleo interno.
El núcleo externo es líquido porque la temperatura es lo suficientemente alta como para derretir los metales de hierro y níquel. El núcleo exterior comienza a unos 2900 km por debajo de la superficie y tiene un espesor de unos 2300 km. Debido a que la Tierra gira, el núcleo externo gira alrededor del núcleo interno y eso provoca el magnetismo de la Tierra. Los marineros han utilizado el magnetismo para orientarse en la Tierra durante miles y miles de años. El magnetismo también influye en las partículas fuera de la atmósfera de la Tierra hasta más de 60.000 km en el espacio. El núcleo externo está entre 3992 y 9032 °F. La densidad del núcleo exterior está entre 10 g/cm3 y 12,3 g∕cm 3 .
El núcleo interno se encuentra a 5150 kilómetros (3200 millas) por debajo de la superficie terrestre. Todavía habría que viajar unos 1300 kilómetros (808 millas) más para llegar al centro. La temperatura en el núcleo interno es de aproximadamente 5000 a 6000 °C (9032 a 10832 °F). Está hecho de los mismos materiales que el núcleo exterior, pero debido a la alta presión, el núcleo interior es sólido. Aquí, la tremenda presión, producida por el peso de las rocas suprayacentes, es lo suficientemente fuerte como para apretar los átomos y evitar el estado líquido. Esta alta presión y los metales densos en el núcleo hacen que su densidad sea de 13 g∕cm 3 .
La discontinuidad entre el núcleo superior y el núcleo inferior se denomina Discontinuidad de Lehmann.
La Tierra también se divide en capas según las propiedades físicas, como si la capa es sólida o líquida.
Las cinco capas físicas son la litosfera, la astenosfera, la mesosfera, el núcleo externo y el núcleo interno.
1. Litosfera : la capa más externa de roca sólida que se encuentra en la superficie de la Tierra es la litosfera. Incluye tanto la corteza como el sólido, la parte superior del manto. Es relativamente menos densa que las otras capas físicas de la Tierra. La litosfera está dividida en piezas llamadas placas tectónicas.
2. Astenosfera – La astenosfera se encuentra debajo de la litosfera y es la capa de un manto débil o blando hecho de roca sólida que se mueve muy lentamente. Se encuentra debajo de la litosfera. Las placas tectónicas se mueven sobre la astenosfera.
3. Mesosfera : la parte inferior y fuerte del manto se llama mesosfera. La roca de la mesosfera fluye más lentamente que la roca de la astenosfera. La mesosfera es mucho más densa que la astenosfera.
4. Núcleo externo: el núcleo externo es la capa líquida del núcleo de la Tierra. El núcleo externo se encuentra debajo del manto y rodea al núcleo interno.
5. Núcleo interno: el núcleo interno es el centro sólido y denso de nuestro planeta. El núcleo interno se extiende desde la parte inferior del núcleo externo hasta el centro de la Tierra.
La litosfera y la astenosfera no son lo mismo que la corteza y el manto. La corteza y el manto son capas de composición de la Tierra. La litosfera y la astenosfera son capas físicas. La litosfera incluye la corteza y la parte sólida más externa del manto. La corteza es más delgada que la litosfera y contiene material rocoso rico en sílice y mucho menos denso que el material rocoso en las otras capas de la Tierra. La astenosfera es una capa semisólida entre la litosfera sólida y la mesosfera.
La astenosfera no es un líquido. El material rocoso que forma la astenosfera es dúctil, lo que significa que puede estirarse lentamente. La astenosfera es dúctil debido al intenso calor del interior de la Tierra. A medida que se calienta el material rocoso en la parte inferior de la astenosfera, asciende lentamente. A medida que sube, comienza a enfriarse y a hundirse nuevamente. Así, el material rocoso de la astenosfera circula en enormes celdas de convección. Estas células de convección provocan el movimiento de las placas tectónicas. Las placas litosféricas que descansan sobre la astenosfera son arrastradas a medida que la astenosfera fluye lentamente. El movimiento de las placas litosféricas provoca terremotos y volcanes.
