La segregación de material que empezó muy temprano en la historia de la Tierra tuvo como resultado la formación de tres capas definidas por su composición química: la corteza, el manto y el núcleo. Además de estas tres capas de diferente composición, la Tierra se puede dividir en capas en función de sus propiedades físicas.
Las rocas continentales tienen una densidad media de unos 2.7 g/cm^3 y se han descubierto algunas cuya edad supera los 4000 millones de años. Las rocas de la corteza oceánica tienen una densidad media de 3.0 g/cm^3 y una edad de 180 millones de años, más o menos.
Una envoltura rocosa sólida que se extiende hasta una profundidad de 2900 kilómetros. El límite entre la corteza y el manto representa un cambio de composición química. El tipo de roca dominante en la parte superior del manto es la peridotita, que tiene una densidad de 3.3 g/cm^3.Más del 82 por ciento del volumen de la Tierra está contenido en el manto.
Núcleo
Se cree que la composición del núcleo es una aleación de hierro y níquel con cantidades menores de oxígeno, silicio y azufre, elementos que forman fácilmente compuestos con el hierro. A la presión extrema del núcleo, este material rico en hierro tiene una densidad media de cerca de 11 g/cm^3.
Capas definidas por sus propiedades físicas
El interior de la
Tierra se caracteriza por un aumento gradual de la temperatura, la presión y la
densidad con la profundidad. Los cálculos sitúan la temperatura a una profundidad
de 100 kilómetros entre 1200 °C y 1400 °C, mientras que la temperatura en el
centro de la Tierra puede superar los 6700 °C. El aumento de presión con la
profundidad provoca el correspondiente incremento de la densidad de las rocas.
El aumento gradual de la temperatura y la presión con la profundidad afecta a
las propiedades físicas y, por tanto, al comportamiento mecánico de los
materiales terrestres.
La Tierra puede dividirse en cinco capas principales en función de sus propiedades físicas y, por tanto, según su resistencia mecánica: litosfera, astenosfera, mesosfera, núcleo externo y núcleo interno.
Litosfera
Según sus propiedades físicas, la capa externa de la Tierra comprende la corteza y el manto superior y forma un nivel relativamente rígido y frío. Aunque este nivel consta de materiales cuyas composiciones químicas son notablemente diferentes, tiende a actuar como una unidad que muestra un comportamiento rígido, principalmente porque es frío y, en consecuencia, resistente. Esta capa, denominada litosfera («esfera de roca»), tiene un grosor medio de unos 100 kilómetros, pero puede alcanzar 250 kilómetros de grosor debajo de las porciones más antiguas de los continentes. Dentro de las cuencas oceánicas, la litosfera tiene un grosor de tan sólo unos pocos kilómetros debajo de las dorsales oceánicas, pero aumenta hasta quizá 100 kilómetros en regiones donde hay corteza más antigua y fría. Las rocas de la litosfera se vuelven progresivamente más calientes y dúctiles conforme aumenta la profundidad.
Astenosfera
Debajo de la litosfera, en el manto superior, a una profundidad de unos 660 kilómetros, se encuentra una capa blanda, comparativamente plástica, que se conoce como astenosfera («esfera débil»). La porción superior de la astenosfera tiene unas condiciones de temperatura y presión que permiten la existencia de una pequeña porción de roca fundida. Dentro de esta zona muy dúctil, la litosfera está mecánicamente separada de la capa inferior. La consecuencia es que la litosfera es capaz de moverse con independencia de la astenosfera.
A la profundidad de la astenosfera superior, las rocas están lo suficientemente cerca de sus temperaturas de fusión (de hecho, puede producirse algo de fusión) por lo que son fáciles de deformar.
Mesosfera o manto inferior
Por debajo de la zona dúctil de la parte superior de la astenosfera, el aumento de la presión contrarresta los efectos de la temperatura más elevada, y la resistencia de las rocas crece de manera gradual con la profundidad. Entre las profundidades de 660 kilómetros y 2900 kilómetros se encuentra una capa más rígida denominada mesosfera (esfera media) o manto inferior. A pesar de su resistencia, las rocas de la mesosfera están todavía muy calientes y son capaces de fluir de una manera muy gradual.
Núcleos interno y externo
El núcleo, compuesto principalmente por una aleación de hierro y níquel, se divide en dos regiones que muestran resistencias mecánicas muy distintas. El núcleo externo es una capa líquida de 2270 kilómetros de grosor. Las corrientes convectivas del hierro metálico en esta zona son las que generan el campo magnético de la Tierra. El núcleo interno es una esfera con un radio de 1216 kilómetros. A pesar de su temperatura más elevada, el material del núcleo interno es más resistente que el del núcleo externo (debido a la enorme presión) y se comporta como un sólido.
- Tarbuck, E. J., Lutgens, F. K. (2005). Ciencias de la Tierra: Una introducción a la geología física. España: Pearson Prentice Hall.
