Geología física, primera edición de la Universidad de Saskatchewan

La Tierra está formada por tres capas principales: la corteza, el manto y el núcleo (figura 3.4). El núcleo representa casi la mitad del radio de la Tierra, pero sólo supone el 16,1% de su volumen. La mayor parte del volumen de la Tierra (82,5%) es su manto, y sólo una pequeña fracción (1,4%) es su corteza.

Figura 3.4 El interior de la Tierra. Derecha- corteza, manto y núcleo externo e interno a escala. Izquierda- Recorte que muestra la corteza continental y oceánica, y las capas superiores del manto. La litosfera es la corteza más la capa superior del manto. Fuente: Karla Panchuk (2018) CC BY 4.0. Earth photo by NASA (n.d.) Public Domain view source

La capa más externa de la Tierra, su corteza, es rocosa y rígida. Hay dos tipos de corteza: la corteza continental y la corteza oceánica. La corteza continental es más gruesa y tiene una composición predominantemente félsica, lo que significa que contiene minerales más ricos en sílice. La composición es importante porque hace que la corteza continental sea menos densa que la corteza oceánica.

La corteza oceánica es más delgada y de composición predominantemente máfica. Las rocas máficas contienen minerales con menos sílice, pero más hierro y magnesio. Las rocas máficas (y por tanto la corteza oceánica) son más densas que las rocas félsicas de la corteza continental.

La corteza flota en el manto. La corteza continental flota más alto en el manto que la corteza oceánica debido a la menor densidad de la corteza continental. Una consecuencia importante de la diferencia de densidad es que si las placas tectónicas hacen colisionar la corteza oceánica y la corteza continental, la placa con corteza oceánica será forzada a descender en el manto por debajo de la placa con corteza continental.

Mantel

El manto es casi en su totalidad roca sólida, pero está en constante movimiento, fluyendo muy lentamente. Su composición es ultramáfica, lo que significa que tiene aún más hierro y magnesio que las rocas máficas, y aún menos sílice. Aunque el manto tiene una composición química similar en su totalidad, tiene capas con diferentes composiciones minerales y diferentes propiedades físicas. Puede tener diferentes composiciones minerales y seguir teniendo la misma composición química porque el aumento de la presión a mayor profundidad del manto hace que las estructuras minerales se reconfiguren.

Las rocas más altas del manto suelen estar compuestas de peridotita, una roca dominada por los minerales olivino y piroxeno. La roca de las Tablas de la Figura 3.2 es un tipo de peridotita. Más abajo en el manto, las presiones extremas transforman los minerales y crean rocas como la eclogita (Figura 3.5), que contiene granates.

Figura 3.5 Eclogita de los Alpes suizo-italianos. Las manchas de color marrón rojizo son granates. Fuente: James St. John (2014) CC BY 2.0 ver fuente

Litosfera

La litosfera no puede clasificarse claramente como corteza o manto porque está formada por ambos. Está formada tanto por la corteza como por la capa superior del manto que está pegada a la parte inferior de la corteza. Las placas tectónicas son fragmentos de litosfera.

Atenosfera

Debajo de la litosfera se encuentra la astenosfera.Pequeñas cantidades de roca fundida dispersas a través de la astenosfera, por lo demás sólida, hacen que la astenosfera sea débil en comparación con la litosfera. La debilidad de la astenosfera es importante para la tectónica de placas porque se deforma cuando los fragmentos de la litosfera se mueven sobre ella y a través de ella. Sin una astenosfera débil, las placas estarían bloqueadas en su lugar, incapaces de moverse como lo hacen ahora.

La capa D» (dee doble primo) es una misteriosa capa que comienza aproximadamente 200 km por encima del límite entre el núcleo y el manto. (Sabemos que existe porque las ondas sísmicas cambian de velocidad al atravesarla, pero no está claro por qué es diferente del resto del manto. Una de las ideas es que se trata de minerales que experimentan otra transición en esta región debido a las condiciones de presión y temperatura, similar a la transición entre el manto superior y el inferior. Otras ideas son que hay pequeños charcos de fundido, o que las diferencias en las propiedades sísmicas se deben a losas subductadas de litosfera que descansan en el límite entre el núcleo y el manto.

Núcleo

El núcleo está compuesto principalmente de hierro, con cantidades menores de níquel. También puede haber elementos más ligeros, como azufre, oxígeno o silicio. El núcleo es extremadamente caliente (de ~3500° a más de 6000°C). Pero a pesar de que el límite entre el núcleo interno y el externo es aproximadamente tan caliente como la superficie del sol, sólo el núcleo externo es líquido. El núcleo interno es sólido porque la presión a esa profundidad es tan alta que impide que el núcleo se funda.