LA ESTRUCTURA DE LA TIERRA

La división en capas de nuestro planeta ocurrió muy temprano en el tiempo geológico. Luego que el núcleo se segregó dejando un manto primordial, éste se dividió en un manto inferior y superior debido a que este último cedió parte de sus componentes para originar la corteza. Todo el manto está constituido de rocas ultramáficas, pero debido al incremento de la presión, las fases minerales estables a presiones relativamente débiles, se hacen inestables a mayores presiones. Entonces, nuevas estructuras minerales aparecen a grandes profundidades.

La litosfera es la parte sólida del planeta. Su espesor promedio es de 150 a 200 km, incluyendo a la corteza (oceánica o continental) y la parte más externa del manto superior. Su límite inferior es termal, y corresponde a la temperatura de fusión de la peridotita (~1300°C). Por debajo se encuentra la astenosfera que presenta un 2% de fusión parcial.

EVOLUCION DE LOS CONSTITUYENTES TERRESTRES

(Hartmann, 1983)

Estado evolutivo Capas Espesor

(km)

Meteorito

equivalente

Acreción, principio de

diferenciación (4,6 Ga)

Una capa:

Planeta homogéneo

6.371 Condrita carbonácea

Caos prelitosférico

(4,6-4,2 Ga)

Dos capas:

-Oceáno magmático

-Núcleo homogéneo frío

500

5.871

Condritas

Condrita carbonácea

Diferenciación de la

Tierra

(4,2-3 Ga)

Cuatro capas:

-Corteza primitiva

-Manto en parte fundido (Discontinuidad de Gutenberg)

-Núcleo líquido

-Núcleo sólido

20

2.870

2.260

1.221

Acondritas

Condritas

Litosideritas

Sideritas

Diferenciación del

Manto (3-0 Ga)

Corteza continental

Litosfera Corteza oceánica

Manto superior

Astenosfera y zona de transición

Manto inferior

30

6

60

590

2.290

EL MANTO LITOSFÉRICO

� Está formado por O, Si, Mg, y Fe � Sus rocas pueden ser observadas en:

– Nódulos incluidos en rocas volcánicas de origen profundo – En fracturas oceánicas – En la base de complejos ofiolíticos

TIPOS DE MANTO LITOSFÉRICO

� MANTO ANHIDRO: el más común. Se encuentra por debajo de los océanos.

� MANTO METASOMATIZADO: más complejo y menos común. Sólo se lo encuentra bajo algunos continentes.

MANTO ANHIDRO

� Estratificado: – Peridotita con plagioclasa – Peridotita con espinela – Peridotita con granate

La variabilidad mineralógica se debe a las siguientes reacciones metamórficas: (1) Olivino + granate = piroxeno + espinela (2) Piroxeno + espinela Al = olivino + plagioclasa + espinela Cr

� Estas reacciones se desarrollan en estado sólido y a composición química constante

MANTO METASOMATIZADO

� En algunas áreas continentales se encuentran nódulos de peridotita que tienen minerales hidroxilados:

� Flogopita � Anfibol � Carbonatos � Fosfatos (apatito) � Titanatos (esfena, perovskita) � Óxidos y sulfuros Estos minerales corresponden a la presencia de:

� Elementos volátiles: H, C, F, Cl, P, S � Elementos incompatibles y HSFE: Na, Al, K, Rb, Ba, Ti, Y, Zr, Nb, y REE

El metasomatismo se puede deber a:

� Un fluido mixto H2O – CO2 presente en los cristales en 0,2% � Un líquido silicatado rico en Ti, V, K, P y REE bloqueado en la litosfera.

La presencia de inclusiones fluidas con CO2 en olivinos de peridotitas indica la existencia de fases carbonatadas en forma de C nativo y CH4

CORTEZA

Existen dos tipos de corteza, ambas estratificadas:

• Corteza oceánica

• De 6 km de espesor

• Composición basáltica

Corteza oceánica

• El modelo geofísico para la corteza oceánica sugiere la presencia de tres capas de rocas

sobre el manto

• La capa superior, la menos espesa, presenta velocidades sísmicas bajísimas y está

compuesta por sedimentos inconsolidados.

• La capa intermedia, de velocidad sísmica más alta, incluye rocas volcánicas máficas

(relativamente ricas en Mg y Fe) en el tope, y diques subvolcánicos máficos en la base.

• Se infiere que la capa infrayacente debe estar compuesta por rocas plutónicas,

predominantemente máficas.

• Por debajo de la última capa, se observa el manto superior, a veces llamada capa 4.

Se confirma esta inferencia en los ofiolitos, que demuestra que la capa 3 está formada por

rocas intrusivas máficas a ultramáficas muy ricas en minerales de Fe y Mg.

Corteza continental

• La corteza continental presenta espesores muy variables:

– Desde cerca de 30 a 40 Km en regiones cratonicas.

– Hasta 60 a 80 Km en cadenas montañosas.

– En áreas de corteza atenuada, como por ejemplo en “Basin and Range” en USA o

en la vecindad del Graben del río Reno, en Alemania, es de 25 a 30 Km.

• Evidencias sísmicas muestran que, en algunas regiones cratónicas, la corteza continental

está dividida en dos partes por la discontinuidad de Conrad.

• Esta división señala un ligero aumento en las velocidades sísmicas y que separa, por tanto,

rocas de menor densidad en la corteza superior de rocas de mayor densidad en la corteza

inferior.

• La composición media de las rocas cristalinas continentales se aproxima a la de una

granodiorita. Los estudios sobre las densidades de estas rocas, indican densidades de 2,74

g/cc para la corteza superior y 2,8 a 2,9 g/cc para la corteza inferior.