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14.11. La energía interna del planeta

La Tierra es un planeta en continuo cambio, tanto en el exterior como en el interior. Los cambios que se producen en el exterior son generados por la energía que proviene del Sol, la energía solar y la que emite La Tierra.

La suma de estas energías determina la formación de los agentes geológicos externos, es decir, el viento, el agua y el hielo. La acción combinada de estos agentes provoca los procesos de erosión, transporte y sedimentación, variando la morfología del planeta y permitiendo la creación de un tipo de rocas denominadas rocas sedimentarias.

La Tierra tiene un motor interno, una energía interna que permite que la corteza terrestre cambie. Estos cambios a veces serán bruscos, como en un terremoto o en una erupción volcánica. En otras ocasiones serán lentos y poco apreciables. ¿Sabías que Europa y Norteamérica se separan a una velocidad de 2,8 cm al año?

La energía de La Tierra es tan grande que puede cambiar la estructura de las rocas que hay en el planeta o formar otras nuevas. Así aparecen las rocas magmáticas y las rocas metamórficas.

La superficie del planeta es fría y su temperatura varía dependiendo de la energía solar que llegue a La Tierra. Si cavamos un pequeño agujero y medimos la temperatura, probablemente sea más baja que en la superficie en condiciones normales, ya que la radiación solar alcanza sólo unos pocos centímetros. Si medimos la temperatura a más profundidad, por ejemplo, en el interior de una mina, podemos observar que la temperatura aumenta según aumenta la profundidad.

La energía calorífica procede del interior de La Tierra que, por conducción, alcanza la superficie terrestre.

El origen del calor interno del Planeta debemos buscarlo en el origen de La Tierra. Nuestro planeta se formó hace, aproximadamente, unos 4.600 millones de años. Actualmente se piensa que la formación de La Tierra y de todo el Sistema Solar comenzó a partir de una nebulosa que comenzó a girar, concentrando las partículas de polvo y gas interestelar, originando el Sol y los planetas, entre ellos La Tierra.

Al concentrarse las partículas se produjo un aumento del campo gravitatorio en la zona, lo que incrementó la captura de más partículas, formando una enorme masa girando en torno al Sol. Los impactos de nuevas partículas capturadas aumentó la temperatura del planeta recién formado. Además, se desintegraban átomos inestables que liberaron gran cantidad de energía radiactiva. Toda esta liberación de energía permitió la fusión de la materia.

Poco a poco La Tierra se enfrió, originando capas concéntricas. La más interna, formada por materiales densos y la más externa, formada por los materiales más ligeros.

La Tierra se divide en núcleo interno y externo, manto inferior y superior, y corteza.

capatierra.jpg (Imagen JPEG, 400 × 400 píxeles) - Escalado (0 %). (s. f.). Recuperado a partir de http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2ESO/tierrin/imagenes/capatierra.jpg 

El proceso de liberación de calor que comenzó hace 4.600 millones de años continúa en la actualidad y se prolongará hasta que toda la energía de La Tierra se disipe en el frío Universo.

Gradiente geotérmico

En las minas, sondeos y pozos se ha observado que la temperatura aumenta, como media en todo el planeta, 1 ºC cada 33 metros de profundidad. Esta relación se la conoce con el nombre de gradiente geotérmico, pero sólo es una relación válida para profundidades en la corteza terrestre, pero no en capas más profundas.

La energía calorífica alcanza la superficie terrestre mediante dos mecanismos:

  • Conductividad térmica

La conductividad o conducción térmica es la transmisión de calor de roca a roca, desde el interior del planeta a la superficie. Este viaje que realiza el calor se conoce con el nombre de flujo térmico. Dado que las rocas transmiten (conducen) mal el calor, el viaje dura miles de años.

  • Corrientes de convección

Las corrientes de convección son movimientos que describen los fluidos. Cuando éstos se calientan, se dilatan y ascienden. Al llegar esos materiales a la corteza terrestre se enfrían debido a que esta capa tiene una baja temperatura. Al enfriarse los materiales, se contraen y descienden hasta alcanzar el núcleo de La Tierra, donde el proceso volverá a comenzar.

 En el manto se producen unas corrientes que ascienden y descienden desde el núcleo hasta la corteza.

convecc6.gif (Imagen GIF, 720 × 390 píxeles) - Escalado (0 %). (s. f.). Recuperado a partir de http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2ESO/tierrin/imagenes/convecc6.gif 

El calor se transmite de forma más eficiente que en el caso anterior.

Toda esta energía térmica actúa sobre los materiales provocando el movimiento de éstos, generando elevadas presiones que llevan a transformaciones en la estructura de los materiales. En ocasiones, estas presiones se liberan bruscamente.

Test: La energía interna de la Tierra.

Test: Calor interno de la Tierra.

Animación y test: La energía geotérmica.

Movimiento de los continentes

Los continentes actuales no siempre se encontraron en la posición en que están ahora. Los científicos han aportado datos que indican que los continentes actuales estuvieron todos unidos en un gran supercontinente llamado Pangea.

Los continentes estaban unidos en un macrocontinente llamado Pangea

pangea11.jpg (Imagen JPEG, 705 × 360 píxeles) - Escalado (0 %). (s. f.). Recuperado a partir de http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2ESO/tierrin/imagenes/pangea11.jpg

La Pangea se rompió en varios fragmentos, que fueron desplazándose hasta la posición actual. La Pangea, su ruptura y el movimiento de los continentes se intentan explicar mediante la Teoría de la Tectónica de Placas.

Actividad de investigación: Las placas tectónicas.

Mapa interactivo: Placas litosféricas, volcanes y terremotos.

Vulcanismo y terremotos

Las placas litosféricas se mueven y chocan, o rozan, unas con otras, o se separan. Debajo de ellas existen materiales a grandes temperaturas, en un estado semisólido, lo que permite que sus componentes tengan movilidad. Las zonas más conflictivas de La Tierra se encuentran en los bordes de las placas. Allí están situados la mayor parte de los volcanes y donde se localizan la mayor parte de los terremotos.

Cuando la corteza oceánica subduce (se mete por debajo) bajo la continental se producen volcanes y terremotos.

subducc2.jpg (Imagen JPEG, 582 × 362 píxeles) - Escalado (0 %). (s. f.). Recuperado a partir de http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2ESO/tierrin/imagenes/subducc2.jpg 

Actividad de investigación: Origen del vulcanismo y de los terremotos.

Volcanes

Un volcán es una fisura en la superficie de La Tierra por donde salen materiales incandescentes, llamados magma, que provienen del interior terrestre. El magma se encuentra a elevadas temperaturas gracias al calor generado en las zonas más profundas de La Tierra.

Los volcanes pueden situarse sobre el nivel del mar o bajo el agua. En este último caso las erupciones pasan desapercibidas por la mayoría de las personas, pero no para los científicos. Localizar un volcán y conocer su estado es tarea primordial para prevenir desastres. Este trabajo lo realizan los vulcanólogos.

El Teide (Tenerife)

El Teide (Tenerife)

Estructura de un volcán

En un volcán se pueden distinguir las siguientes partes:

La cámara magmática está en el interior de un volcán. Sube un tubo llamado chimenea que sale por orificio llamado cráter.

volcan.jpg (Imagen JPEG, 340 × 232 píxeles) - Escalado (0 %). (s. f.). Recuperado a partir de http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2ESO/tierrin/imagenes/volcan.jpg 
  • Cono volcánico: elevación del terreno producida por la acumulación de productos de erupciones volcánicas anteriores.
  • Cráter: zona de salida de los productos volcánicos.
  • Chimenea: conducto de salida que una la cámara magmática con el exterior.
  • Cámara magmática: zona en el interior de la corteza terrestre donde se acumula el magma.

Actividad: Partes de un volcán.

Productos volcánicos

Los productos volcánicos son aquellos que salen del interior del volcán cuando entra en erupción. Éstos pueden ser:

  • Sólidos. Se denominan piroclastos (piedras ardientes). Son lanzados con fuerza al exterior por la acción de los gases que se acumulan en el interior del volcán. Pueden ser pequeños, como las cenizas volcánicas, medios como el lapilli, o grandes, como las bombas volcánicas.
  • Fundidos. El conjunto de materiales fundidos que expulsa un volcán se denomina lava. Este material se mueve por la ladera del volcán como un río ardiente. Este río se conoce como colada de lava.
  • Gases. Los gases que libera un volcán suelen ser vapor de agua y compuestos azufrados.

Test: Volcanes.

Tipos de volcanes

Los volcanes se clasifican atendiendo al tipo de erupción que presentan:

  • Tipo hawaiano. Son volcanes de erupción tranquila, debido a que la lava es muy fluida. Los gases se desprenden fácilmente y no se producen explosiones. El volcán que se forma tiene apariencia de escudo, ya que la lava, al ser muy fluida cubre una gran extensión antes de solidificarse.

Volcán Hawaiano

Aa_channel_flow_from_Mauna_Loa.jpg (Imagen JPEG, 800 × 500 píxeles) - Escalado (0 %). (s. f.). Recuperado a partir de https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/6e/Aa_channel_flow_from_Mauna_Loa.jpg
Volcano Lava - YouTube. (s. f.). Recuperado 7 de junio de 2016, a partir de https://www.youtube.com/watch?v=xExdEXOaA9A&feature=related
  • Tipo estromboliano. Son volcanes con erupciones violentas. La lava es viscosa, no se desliza fácilmente y forma pequeños conos volcánicos donde se producen explosiones con lanzamiento de lapilli y cenizas volcánicas. Las lavas pueden recorrer 12 km antes de solidificarse.

Fuego Eruption

By Kevin Sebold, photographer (Own work) [<a href="http://creativecommons.org/licenses/by/3.0">CC BY 3.0</a>], <a href="https://commons.wikimedia.org/wiki/File%3AFuego_Eruption.jpg">via Wikimedia Commons</a>
  • Tipo vulcaniano o vesubiano. Son volcanes con erupciones muy violentas. Las lavas son muy viscosas y se solidifican en la zona del cráter, produciéndose explosiones que, incluso, llegan a demoler la parte superior del cono volcánico.

Joseph Rebell 001.jpg
By Josef Rebell - The Yorck Project: 10.000 Meisterwerke der Malerei. DVD-ROM, 2002. ISBN 3936122202. Distributed by DIRECTMEDIA Publishing GmbH., Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=157773

  • Tipo peleano. Volcanes con erupciones extremadamente violentas. La lava tiene una altísima viscosidad. Por ello, la chimenea del volcán se obstruye al solidificarse la lava. Los gases se acumulan en la cámara magmática, incrementando la presión, por lo que termina explotando todo el aparato volcánico. El más famoso de estos volcanes fue el situado en la isla de Krakatoa. Esta isla casi desapareció después de la erupción del volcán.

Volcán peleano

surtseyana.jpg (Imagen JPEG, 432 × 296 píxeles) - Escalado (0 %). (s. f.). Recuperado a partir de http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2ESO/tierrin/imagenes/surtseyana.jpg

Terremotos

Terremotos, sismos o seísmos son una liberación brusca de energía en un momento dado, en un lugar determinado de la litosfera. Como consecuencia se producen movimientos bruscos del terreno. El lugar donde se produce el seísmo se denomina hipocentro, mientras que el lugar más cercano al hipocentro en la superficie terrestre se conoce como epicentro.

En el hipocentro se liberan ondas, llamadas ondas sísmicas, que se mueven por el interior de La Tierra y por la superficie terrestre. Los tipos de ondas sísmicas pueden ser:

  • Ondas P: o Primarias, son las Primeras en propagarse.

Ondas P

animap.gif (Imagen GIF, 300 × 220 píxeles) - Escalado (0 %). (s. f.). Recuperado a partir de http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2ESO/tierrin/imagenes/animap.gif
  • Ondas S: o Secundarias, son las Segundas en propagarse.

Ondas S

animass.gif (Imagen GIF, 300 × 220 píxeles) - Escalado (0 %). (s. f.). Recuperado a partir de http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2ESO/tierrin/imagenes/animass.gif
  • Ondas superficiales: sólo se desplazan por la superficie del terreno. Su acción conjunta es la responsable de los desastres producidos por los terremotos. Hay dos tipos:
    • Ondas L o Love.

Ondas Love

animalove.gif (Imagen GIF, 300 × 220 píxeles) - Escalado (0 %). (s. f.). Recuperado a partir de http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2ESO/tierrin/imagenes/animalove.gif

 

    • Ondas Rayleigh. 

Ondas Rayleigh

animaray.gif (Imagen GIF, 300 × 220 píxeles) - Escalado (0 %). (s. f.). Recuperado a partir de http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2ESO/tierrin/imagenes/animaray.gif

Magnitud e intensidad de los terremotos

Las ondas sísmicas se registran y miden gracias a varios aparatos denominados sismógrafos. Éstos recogen en una tira de papel continuo el movimiento de la superficie del terreno. Las gráficas que se obtienen se llaman sismogramas. Mediante el sismograma se establece la magnitud de un terremoto.

Sismograma

sismogram1.gif (Imagen GIF, 456 × 121 píxeles) - Escalado (0 %). (s. f.). Recuperado a partir de http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2ESO/tierrin/imagenes/sismogram1.gif

La magnitud es la cantidad de energía que se libera en un terremoto. Se mide mediante la escala de Richter, y es un dato objetivo.

Otra forma de medir un terremoto es mediante la intensidad del mismo. La intensidad mide los efectos del terremoto sobre las personas y las cosas. Existen varias escalas como referencia de medida. La escala de Mercalli (1902), la más tradicional y la MSK (Mendeved, Sponhevér y Karnik), que se utiliza actualmente. La intensidad es un dato subjetivo, ya que los terremotos afectan de forma distinta a cada persona y disminuye cuando nos alejamos del epicentro.

Animación: Funcionamiento de un sismógrafo.

Contesta en tu cuaderno

14.11.- ¿Pueden tener dos terremotos la misma intensidad pero distinta magnitud? ¿De qué crees que puede depender?

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