Imprimir Pàgina Web

estructura interna de LA TERRA. mÈtodes d'estudi

S'anomenen mètodes geològics indirectes o geofísics aquells que estudien de quina manera es comporten els materials existen en l'interior de la Tierra en relació amb una propietat física o química que es pugui estudiar des de la superfície mitjançant aparells de detecció.
Per exemple, es poden estudiar les petites variacions de la gravetat a les diverses zones de la Terra, o el temps que tarden a arribar les ones sísmiques des d'un indret on s'hagi produït un terratrèmol fins als diferents observatoris sismològics d'arreu del món.

També podem estudiar els meteorits, Recordem que els meteorits són restes d'altres planetes formats a partir de la mateixa nebulosa que la Terra. Així doncs, es pot suposar que tenen una composició química similar a la del nostre planeta i per comparació podem deduir la composició química de l'interior del nostre planeta.

Els mètodes geofísics es poden classificar bàsicament en cinc tipus:

Un moviment sísmic o terratrèmol es produeix quan en un punt determinat de l'escorça terrestre es trenquen les roques perquè no poden suportar les forces que les comprimeixen o les estiren.
Aquest trencament genera unes vibracions que es manifesten a la superfície de l'escorça terrestre. L'energia alliberada des del punt del trencament (el focus o hipocentre) es transmet per tota l'esfera terrestre en forma d'ones (les ones sísmiques) que es desplacen travessant els materials que la componen. El punt de la superfície terrestre situat en la vertical de l'hipocentre s'anomena epicentre, que és el lloc on es reben amb més intensitat les vibracions, ja que és el més proper a l'hipocentre.
Terratrèmol
Les ones sísmiques s'enregistren amb un aparell anomenat sismògraf (sisme: terratrèmol; -grafo: escriptura), que representa les ones en un document que es diu sismograma.
Sismògraf
Ones P i S
L'ona P i l'ona S surten del focus, amb diferents velocitats. L'ona P, més ràpida, arriba primer al sismògraf; la diferència (temps) entre l'arribada de l'ona P i de l'ona S i els valors de les velocitats de les ones sísmiques es permet calcular la distància al lloc on s'ha produit el terratrèmol.


Fòrmula:

distància= [(velocitat ona P)·(velocitat ona S)·(temps entre l'ona P i S)] / (velocitat ona P - velocitat ona S)

Classificació de les ones símiques:

Ones P o longitudinals. Les partícules oscil·len paral·lelament a la direcció de propagació de l'ona. Són les més ràpides, per això també se les anomena Primàries, es propaguen en tots els mitjans i la seva velocitat depèn de la compressibilitat del mitjà en què es transmet.

Ones S o transversals. Les partícules oscil·len perpendicularment a la direcció de propagació. La seva velocitat depèn de la rigidesa del medi i no es propaguen en medis fluids, també se les anomena Secundàries.

Ones Love i les Rayleigh o superficials. Es desplacen per la superficie i per això no es fan servir per a l'estudi de la Terra. Tanmateix, són les que provoquen les catàstrofes quan hi ha terratrèmols.

Si la Terra fos homogènia, les ones sísmiques es desplaçarien a una velocitat constant i amb una trajectòria rectilínia.
S'ha comprovat, en canvi, que les ones sísmiques experimenten modificacions en la velocitat de propagació i en la trajectòria. Això indica que travessen regions en què canvia la composició química o l'estat fisic dels materials, o totes dues coses, i això fa que se'n modifiqui la densitat.

Les ones P són les que es propaguen a més velocitat i es poden propagar per qualsevol material, ja sigui líquid o sòlid. Les ones S viatgen a una velocitat menor i no es propaguen per masses líquides. Per últim, les ones superficials viatgen a velocitats menors.
A causa de la diferència de velocitats de les diferents ones, quan sentim un terratrèmol les primeres sacsejades són degudes a les ones P, les següents a les ones S i per últim les superficials. La diferent velocitat de les ones és la propietat que s'utilitza per determinar la localització del terratrèmol.

Les zones on s'observen variacions de la velocitat de propagació de les ones sísmiques s'anomenen discontinuïtats.

La velocitat de propagació de les ones sísmiques depèn de la densitat del medi en el qual es desplacen.

La variació de la velocitat de les ones indica que canvia la composició química o l'estat fisic de les roques que travessen.

Ones P o longitudinals
Ones S o transversals
Ones L
Mètodes geològics indirectes

Els primers sismògrafs van ser construïts a principis del segle XX.
Actualment els sismògrafs són instruments molt sofisticats però el principi bàsic emprat és el mateix: una massa suspesa d'un marc que reposa sobre el sòl; la massa és, per tant, relativament independent del moviment del marc. Quan el marc es mou per les ones d'un terratrèmol, la inèrcia de la massa fa que aquesta estigui estacionària (inmòbil) respecte al moviment del marc, de forma que aquest moviment relatiu és registrat amb una ploma en paper enrotllat a un tambor que gira. El registre es denomina sismograma. El principi del sismògraf de pèndol pot utilizar-se pel moviment vertical i horitzontal del sòl. El moviment vertical pot ser registrat subjectant la massa a una molla penjada d'un marc de forma que el moviment de la massa marcarà un registre. Per moviments horitzontals el pèndol es mou com la porta d'una casa al voltant de les frontisses.



Resum

Mètodes d'estudi de l'interior de la Terra

Els mètodes que podem utilitzar actualment per a l'estudi de l'interior de la Terra són:

  • Directes; és a dir, els mètodes basats en mostres de materials. Però aquests mètodes només ens són útils fins a poques desenes de quilòmetres de profunditat.
  • Indirectes, que es basen en la interpretació de dades de propietats físiques dels materials de l'interior obtingudes des de la superfície de la Terra. S'anomenen mètodes geofísics. D'ells en destacarem el càlcul de la densitat mitjana de la Terra i el mètode sísmic.
    • Obtenció de la densitat mitjana de la Terra La densitat mitjana de la Terra es va poder calcular a partir de la formulació de la llei de gravitació universal d'Isaac Newton i va donar un valor mitjà de 5,5 de g/cm3.
    • Mètode sísmic es fonamenta en l'estudi de la propagació de les ones sísmiques a l'interior de la Terra. Quan es produeix una alliberació sobtada d'energia, com per exemple en un terratrèmol, en l'explosió d'una bomba o en donar un cop de martell, té lloc una propagació d'ones des del punt on s'origina cap a totes direccions. Les ones que s'hi generen són de dos tipus segons la vibració que provoquen en els materials quan els travessen: Ones longitudinals o ones P, si la vibració provoca una oscillació endavant i enrere de les partícules, en el mateix sentit de la propagació del moviment. Són les més ràpides; per això s'anomenen P, de l'anglès primary. Ones transversals o ones S, si les partícuies vibren en un pla perpendicular al del sentit de propagació de l'ona. La seva velocitat és aproximadament la meitat de la de les ones P. Com que arriben en segon lloc s'anomenen S, de l'anglès secondary. No es propaguen en materials en estat líquid.
      La velocitat de cada tipus d'ona varia segons les característiques dels materials que travessa, sobretot segons la seva rigidesa, compressibilitat i densitat. Si la Terra fos homogènia, les ones sísmiques es desplaçarien a una velocitat constant i amb una trajectòria rectilínia. S'ha comprovat, en canvi, que les ones experimenten variacions en la velocitat de propagació i en la trajectòria. Això s'interpreta suposant l'existència de zones amb canvis en la composició química o en l'estat físic dels materials, o totes dues coses. Les zones on s'observen canvis importants de la velocitat de les ones es coneixen com a discontinuïtats i constitueixen els límits de les capes interpretades amb aquest mètode. La no propagació de les ones S fa pensar en l'existència de capes en estat fluid on aquestes ones no es propaguen ens marquen les zones de discontinuïtat de l'interior de la Terra.

  Inici. Pàgina principal Pàgina següent
  Anterior Inici Següent