A estrutura interna do planeta Terra
A Terra adoita parecer "simple" desde a superficie: continentes, océanos, cordilleiras e unha atmosfera cubrinte. Non obstante, baixo os nosos pés atópase unha estrutura interna extraordinariamente complexa, estratificada e en constante cambio por procesos xeolóxicos durante miles de millóns de anos. Comprender a estrutura interna da Terra é crucial non só para a xeociencia, senón tamén para explicar por que se producen os terremotos, como se forman os volcáns, como se moven os continentes e por que a Terra ten un campo magnético que protexe a vida da radiación nociva.
En xeral, a estrutura interna da Terra divídese en tres capas principais: a codia, o manto e o núcleo. Esta división baséase na composición química e nas propiedades físicas das rochas. Os científicos tamén distinguen as capas en función do comportamento mecánico dos materiais, como a litosfera ríxida e a astenosfera, máis plástica. A información sobre o interior da Terra obtense mediante diversos métodos, principalmente a análise de ondas sísmicas procedentes de terremotos, experimentos de laboratorio de alta presión e observacións da gravidade e dos campos magnéticos.
1. A codia terrestre: a capa máis externa, delgada pero dinámica
A codia é a capa máis externa da Terra, a que vivimos. En comparación co tamaño total da Terra, a codia é moi delgada, coma a pel dunha mazá. O grosor da codia varía: a codia oceánica ten unha media duns 5 a 10 km, mentres que a codia continental adoita ter entre 30 e 70 km e pode ser máis grosa baixo grandes cordilleiras como o Himalaia.
A codia oceánica está composta principalmente por rochas basálticas ricas en ferro e magnesio e é máis densa. A codia continental tende a ser "máis lixeira" porque contén máis rochas graníticas ricas en sílice e aluminio. Esta diferenza de composición e densidade é importante na tectónica de placas: a codia oceánica, máis densa, subdúcese (deslízase cara abaixo) con maior facilidade que a codia continental.
Aínda que delgada, a codia é a parte que podemos observar máis facilmente. A meteorización, a erosión, a sedimentación e a actividade tectónica remodela continuamente a codia. A codia tamén conserva a historia xeolóxica da Terra en forma de fósiles, capas sedimentarias e estruturas rochosas.
2. Litosfera e astenosfera: a base mecánica do movemento das placas
Debaixo da codia, unha división baseada nas propiedades mecánicas resulta moi útil. A codia, xunto coa parte superior do manto, forma a litosfera, unha capa ríxida que está "rompida" en placas tectónicas. Esta litosfera móvese lentamente sobre unha capa máis plástica, a astenosfera.
A astenosfera atópase a unha profundidade aproximada de 100 a 350 km (varía segundo a localización). Aínda que permanece sólida, as rochas da astenosfera poden fluír moi lentamente ao longo das escalas de tempo xeolóxicas debido ás altas temperaturas e a unhas condicións de presión específicas. Este fluxo lento permite que as placas tectónicas se movan, choquen, se separen ou se deslicen unhas sobre as outras. Os resultados son visibles na superficie como a formación de montañas, fosas oceánicas, dorsais oceánicas e terremotos.
3. Manto terrestre: a capa máis grande, o principal motor da xeodinámica
O manto é a capa máis grosa, que se estende desde a base da codia ata unha profundidade duns 2.900 km. O manto constitúe a maior parte do volume da Terra e actúa como o "motor" que regula moitos procesos xeolóxicos a través da convección térmica. O manto está composto predominantemente por minerais de silicato ricos en magnesio e ferro, como a peridotita. Aínda que a miúdo se imaxina como líquido, a maior parte do manto é sólido. Non obstante, estes sólidos poden sufrir deformación plástica e fluír lentamente.
O manto divídese en manto superior e manto inferior. O manto superior inclúe a astenosfera e a zona de transición; mentres que o manto inferior é máis profundo e ten maior presión e viscosidade.
a. Zona de transición: un límite mineralóxico importante
A profundidades que van dende os 410 km ata os 660 km, existe unha zona de transición, onde os minerais cambian a súa estrutura cristalina debido á alta presión. Este cambio na fase mineral afecta á velocidade das ondas sísmicas, facendo que a zona sexa identificable a través de datos sismolóxicos. A zona de transición adoita verse como un "límite" que inflúe en como o material do manto se move cara arriba ou cara abaixo.
b. Convección do manto e tectónica de placas
A calor interna da Terra provén da calor residual da formación do planeta e da desintegración dos elementos radioactivos. Esta calor impulsa correntes de convección no manto: o material máis quente tende a ascender, mentres que o material máis frío afúndese. Esta convección é o principal impulsor do movemento das placas tectónicas a longo prazo. Nalgúns lugares, o material quente ascende para formar columnas do manto que poden desencadear unha importante actividade volcánica, como volcáns quentes como Hawai.
4. O núcleo da Terra: a fonte do campo magnético e os segredos da súa dinámica interna
Baixo o manto atópase o núcleo da Terra, que está dividido nun núcleo externo e un núcleo interno. O grosor total do núcleo é duns 3.480 km desde o límite entre o manto e o núcleo ata o centro da Terra. O núcleo é en realidade o "corazón" do planeta e é moi diferente das capas superiores, tanto en composición como en comportamento físico.
a. Núcleo exterior: xerador de xeodinamo de ferro-níquel líquido
O núcleo externo atópase a unha profundidade aproximada de 2.900–5.150 km e é líquido. A súa composición está dominada polo ferro e o níquel, con pequenas cantidades de elementos máis lixeiros (como o xofre, o osíxeno ou o silicio) que afectan á súa densidade e punto de fusión. Debido a que é líquido e condutor, o núcleo externo está suxeito a fortes correntes de convección.
O movemento de fluídos condutores no núcleo externo, influenciado pola rotación da Terra, xera o campo magnético terrestre a través dun mecanismo chamado xeodínamo. Este campo magnético forma a magnetosfera, que axuda a desviar as partículas cargadas do Sol, protexendo así a atmosfera e os seres vivos. As flutuacións no fluxo do núcleo externo tamén están asociadas con cambios no campo magnético, incluído o fenómeno das inversións dos polos magnéticos ao longo de escalas de tempo xeolóxicas.
b. Núcleo interno: o centro denso e extremadamente quente da Terra
O núcleo interno atópase a unha profundidade aproximada de 5.150 km do centro da Terra (6.371 km) e é sólido. Aínda que se estima que as súas temperaturas son extremadamente altas (miles de graos Celsius), a presión extrema mantén sólido o material de ferro e níquel. Crese que o núcleo interno continúa a crecer lentamente a medida que a Terra se arrefría, a medida que o material de ferro solidifica desde o núcleo externo.
O crecemento do núcleo interno libera calor latente e tamén pode cambiar a composición do núcleo externo (porque certos elementos prefiren permanecer na fase líquida). Este proceso axuda a manter a convección no núcleo externo, contribuíndo así á estabilidade a longo prazo do campo magnético.
5. Como «ven» os científicos o interior da Terra?
Dado que non podemos perforar ata o centro da Terra (o pozo humano máis profundo está a só unhas ducias de quilómetros), a ciencia baséase en enfoques indirectos:
1. Sismoloxía: As ondas P (primarias) e as ondas S (secundarias) dos terremotos viaxan a través da Terra a diferentes velocidades dependendo da densidade e do estado do material. As ondas S non poden viaxar a través de líquidos, polo que a ausencia de ondas S en certas zonas axuda a demostrar que o núcleo externo é líquido.
2. Experimentos de alta presión: Os minerais quéntanse e presiónanse en dispositivos especiais para simular as condicións do manto e do núcleo, de xeito que os científicos comprendan o comportamento dos materiais a profundidades extremas.
3. Gravidade e xeodesia: as variacións no campo gravitatorio proporcionan pistas sobre a distribución da masa no interior da Terra.
4. Xeomagnetismo: As observacións do campo magnético axudan a modelar a dinámica do núcleo externo.
6. Conclusión: sistema interconectado en capas
A estrutura interna da Terra é máis que unha simple pila estática de capas. A codia alberga a vida e rexistra a historia xeolóxica, a litosfera móvese como placas tectónicas, a astenosfera proporciona unha "base" plástica para ese movemento, o manto regula o fluxo de calor que impulsa a dinámica superficial e o núcleo (en particular o núcleo externo) xera un campo magnético protector. Todas estas capas inflúen mutuamente, formando un sistema planetario activo e en evolución.
Comprender a estrutura interna da Terra axúdanos a ler os signos naturais, predicir os riscos xeolóxicos, localizar recursos e mesmo avaliar as condicións que fan que a Terra sexa habitable. Baixo a súa superficie aparentemente tranquila, a Terra é un planeta xeoloxicamente vivo, e a súa estrutura interna é o principal motor desa vida dinámica.
