UNIDAD I. ESTRUCTURA INTERNA Y COMPOSICIÓN DE LA TIERRA. 1. Primeros datos directos
Eratóstenes de Cirene (colonia griega en la actual Libia), inventor de la esfera armilar (la de la bandera portuguesa) fue el primero que midió la circunferencia de la Tierra, obteniendo un valor muy aproximado para el radio terrestre (6.000 Km frente a los 6.371 que tiene el radio medio, Eratóstenes suponía que la Tierra era totalmente esférica). Él dedujo primero la circunferencia de la Tierra, sabiendo que el ángulo que formaban los rayos en Siena (hoy Asuán, en Egipto) era de 7,2º y que el la distancia entre Alejandría y Siena o arco de la circunferencia del meridiano era de 5.000 estadios (un estadio egipcio medía 300 codos de 52,4 cm). Calcula tú cuántos Km tenía la circunferencia terrestre, según Eratóstenes:
Sale una distancia entre ambas ciudades de 786 Km y haciendo los cálculos, con una sencilla regla de tres, sale 39.300 Km para la circunferencia polar. Sabiendo que la circunferencia polar actualmente sabemos que mide 40.008 Km, ¿Qué error en % cometió Eratóstenes?
Menos del 2%, un valor sospechosamente demasiado exacto.
Una vez que sabemos la circunferencia de la Tierra, podemos calcular su radio, y una vez conocido este, podemos calcular:
a) su Masa, mediante la Ley de Gravitación Universal de Newton (1687).
El valor aproximado de la constante de Gravitación Universal es:
b) su Volumen, mediante la fórmula del volumen de una esfera.
c) su Densidad, a partir de las dos magnitudes anteriores.
Así, obtenemos los siguientes valores:
Masa: casi 6 billones de billones de kg.
Volumen: aproximadamente 1 billón de Km3 o 1.000 millones de billones de m3.
Así, podemos calcular la densidad media de la Tierra (la del agua es 1.000 Kg/m3 o 1g/cm3):
Obtenemos 6.000 Kg/m3 o 6 g/cm3. Los hemos calculado con valores aproximados de la masa y volúmenes terrestres. El valor exacto, determinado en el siglo XVIII por el físico-químico inglés Henry Cavendish (descubridor del hidrógeno y de la composición del agua como H2O), es de 5,45 g/cm3. A finales del siglo XIX, Emil Wiechert (primer profesor de Geofísica en el mundo, en Gotinga, Alemania) lo fijó en 5,52
Dado que la densidad media de las rocas superficiales, como los granitos, es de 2,7 g/cm3, menos de la mitad que la densidad media de la Tierra, se deduce que el interior de la Tierra debe ser más denso. Así, Wiechert publicó en 1896 el primer estudio donde se proponía una estructura de la Tierra en capas de densidad creciente, siendo el núcleo mucho más denso, concluyendo que debía ser de hierro, ya que además de pesado, es un elemento abundante en el sistema solar, como se observa en los meteoritos metálicos. La existencia del campo magnético terrestre confirmó la predicción de Wiechert. La importancia de este geofísico no acaba aquí, como veremos en la importancia de las ondas sísmicas en el estudio del interior terrestre.
OTROS DATOS DIRECTOS:
a) SONDEOS (perforaciones del subsuelo):
1. Proyecto Mohole (agujero destinado a perforar la discontinuidad de Mohorovicic para llegar al manto). Este proyecto estadounidense, perforado en 1961 en el Pacífico, entre México y California, sólo logró perforar 183 m de la corteza oceánica.
2. Pozo superprofundo de la Península de Kola. Este proyecto soviético, iniciado en 1970, alcanzó su punto más profundo (12.262 m) en 1989, pero tampoco logró llegar al manto.
3. Barco Chikyu es un buque oceanográfico japonés, equipado para llevar a cabo una perforación a 4.000 m de profundidad, y que se pretende que alcance el manto tras atravesar 6.000 m de corteza oceánica, ya que en este lugar la corteza es muy fina.
b) MINAS.
La más profunda es la mina de oro Tau Tona en Sudáfrica, que alcanza los 3,9 km de profundidad. Nos muestra, como todas las minas subterráneas, que la temperatura aumenta con la profundidad. Las rocas en esta mina alcanzan los 55ºC.
c) XENOLITOS
Son inclusiones que quedan en las rocas volcánicas de materiales de la zona profunda por la que ha ascendido el magma, revelándonos cierta información sobre las condiciones del manto, como son los basaltos con xenolitos de peridotita (esta roca es muy densa y típica del manto) o las kimberlitas sudafricanas con xenolitos de diamantes.
d) METEORITOS
Hay meteoritos rocosos, que se corresponden con los materiales de la corteza o el manto y meteoritos metálicos ricos en Fe, que se corresponden con los materiales del núcleo.
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