INTRODUCCIÓN A LA MINERALOGÍA

 

3 Geoquímica

3.2.2 Estructura Interna


En la figura se presenta un esquema de las diferentes capas que forman la Tierra.

 

A.- EL NÚCLEO

Se encuentra a 2900 km. de profundidad. La temperatura en esta zona oscila entre 4000 y 5000 ºC y la presión entre 1.3 y 1.5 millones de atmósferas. La fuente de calor, además del calor primitivo con el que se formó la Tierra, pueden ser los isótopos radiactivos U238 y K40, aunque esto no pasa de ser una teoría, en la actualidad. La densidad media del núcleo se encuentra próxima a 10.7 g/cc.

Se ha demostrado que el núcleo influye decisivamente sobre la naturaleza del campo magnético terrestre, probablemente debido a su composición que se estima en un 90% de hierro, estando formado el otro 10% por niquel y ciertas cantidades de azufre. Algunos científicos afirman que también puede existir oxígeno. Esto implicaría la existencia de diversas aleaciones de hierro, así como menores cantidades de sulfuros y óxidos de este metal.

Se sabe que el núcleo se halla formado por dos zonas. En el NÚCLEO INTERNO, los materiales se encuentran en estado sólido, debido a las altas presiones reinantes. En cambio, en el NÚCLEO EXTERNO los mismos materiales se encuentran fundidos. En esta zona las ondas sísmicas S no se propagan y las ondas P disminuyen su velocidad en un 40% sobre lo previsto.

Entre las dos zonas del núcleo hay otra zona de transición en donde las aleaciones, con distintos puntos de fusión se encuentran parcialmente fundidas. Los materiales que solidifican en la zona de transición van pasando al núcleo interior, mientras que los que funden pasan al núcleo externo. Esta zona ha sido llamada discontinuidad de Wiechert y se encuentra entre los 4700 y los 5150 km. de profundidad.

El núcleo se encuentra separado del manto por la discontinuidad de Gutemberg, a 2900 km. de profundidad.

 

B.- EL MANTO

En 1909, el sismólogo yugoslavo Andrija Mohorovicic constató que a una determinada profundidad las ondas sísmicas cambian su velocidad. Esta profundidad oscila entre los 5 km. bajo el fondo de los océanos y los 65 km. por debajo de las grandes cordilleras. En general, se puede decir que existe una discontinuidad, por debajo de la Corteza terrestre, a una profundidad media de 35 km. que recibe el nombre de su descubridor (discontinuidad de Mohorovicic). Por debajo de esta discontinuidad, hasta los 2900 km. de profundidad, se encuentra el Manto.

El manto está constituido por dos zonas:

Por lo que se refiere a la naturaleza del Manto, parece claro que se trata de materiales silicatados. En las zonas más superiores, la base estructural de los silicatos sería un tetraedro (tipo olivino) y las rocas predominantes serían las peridotitas, formadas por olivino y por piroxenos. Pero a medida que se profundiza se va produciendo una compresión, estimándose que entre 320 y 450 km. hay una transición a una estructura tipo espinela, también tetraédrica, pero comprimida y con un 10% más de densidad. Esta fase existiría entre 450 y 650 km. de profundidad. En el manto inferior el silicio aparecería hexacoordinado y con un 10% más de densidad que la fase anterior, dando lugar a una estructura tipo perovskita. La densidad en esta zona, podría alcanzar los 5.5 g/cc. y además podrían existir óxidos libres como el MgO.

 

C.- LA CORTEZA

Es la única zona accesible (en parte). Se extiende por toda la superficie del planeta, con un espesor variable, como ya se ha dicho, entre los 5 km. (en el fondo de los océanos) y los 65 km. (por debajo de las grandes cordilleras), con un valor medio de 35 km.

A pesar de tratarse de la zona más accesible no se ha podido estudiar completamente. Aunque, superficialmente puede observarse una gran variedad de minerales, todo parece indicar que la Corteza se encuentra formada por dos tipos básicos de materiales, los andesíticos y los basálticos.

Los materiales andesíticos se encuentran fundamentalmente en las zonas continentales y su composición media significa un 60% de sílice, mientras que el otro 40% está formado por alúmina, cal y menores cantidades de otros elementos. La transformación de estos materiales da lugar a la formación de rocas sedimentarias y de rocas metamórficas, en este último caso, principalmente granitos y granodioritas. La evolución de las rocas continentales constituye en sí un ciclo geoquímico, lo cual permite seguir el comportamiento de los elementos.

Los materiales basálticos forman el fondo de los océanos y, en las zonas continentales, se encuentran por debajo de los materiales andesíticos. Su composición mineralógica media consiste en feldespatos (46%), augitas (37%), olivinos (7%), óxidos de hierro (6%) y otros minerales (4%). Los basaltos tienen también su ciclo geoquímico, en donde mediante procesos de metamorfismo se forma gabro, en lugar de granito, como ocurre en las andesitas.

Se ha observado que en los volcanes ubicados en los bordes de los continentes las lavas son esencialmente andesíticas, mientras que los volcanes oceánicos producen lavas basálticas, lo cual puede servir para confirmar lo dicho hasta aquí. A este respecto, el Océano Pacífico constituye una zona peculiar.

A pesar de que los basaltos y las andesitas son materiales muy abundantes en la Corteza, se encuentran ausentes de las zonas más internas, en donde parece que predominan las dunitas (olivinos), las eclogitas (piroxenos y granates) y las peridotitas (olivinos y piroxenos). Probablemente la causa esté en los cambios de fase que se producen por debajo de la discontinuidad de Mohorovicic, en donde las condiciones de presión y temperatura imponen tales recristalizaciones.

 


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