#IgeoQuiz 12 marzo. El núcleo líquido de la Tierra

#IgeoQuiz 13 marzo
Ayer planteábamos en nuestra cuenta de Twitter en el  #IgeoQuiz

 

Hoy en día se sabe que la Tierra está divida en capas de naturaleza distinta, corteza, manto y núcleo, y a su vez, éstas se pueden subdividir en manto superior e inferior y núcleo externo e interno. La característica más llamativa de todas estas capas es que el núcleo externo es fluido, pero ¿cómo se ha podido saber esto si nadie ha perforado jamás hasta esas profundidades? La respuesta es gracias a observaciones indirectas a partir de las ondas sísmicas.
 
Pero primero veamos un poco qué tipo de ondas sísmicas hay y cómo se propagan.
 
Durante un terremoto se generan diversas ondas sísmicas, unas viajan por el interior de la Tierra: son las primarias P y secundarias S, y otras lo hacen por la superficie como las ondas Raleigh y Love.

Ondas internas
Las ondas internas viajan a través del interior, son las más rápidas. Siguen caminos curvos debido a la variada densidad y composición del interior de la Tierra. Este efecto es similar al de refracción de ondas de luz. 

  

Ondas P
Las ondas P (primarias o primae) son ondas longitudinales o compresionales, lo cual significa que el suelo es alternadamente comprimido y dilatado en la dirección de la propagación. Estas ondas generalmente viajan a una velocidad 1.73 veces de las ondas S y pueden viajar a través de cualquier tipo de material líquido o sólido. Velocidades típicas son 1450m/s en el agua y cerca de 5000m/s en el granito.

Ondas S
Son ondas en las cuales el desplazamiento es transversal a la dirección de propagación. Su velocidad es menor que la de las ondas primarias. Debido a ello, éstas aparecen en el terreno algo después que las primeras. Estas ondas son las que generan las oscilaciones durante el movimiento sísmico y las que producen la mayor parte de los daños. Sólo se trasladan a través de elementos sólidos.

Ondas Superficiales
Cuando las ondas internas llegan a la superficie, se generan las ondas L (longae), que se propagan por la superficie de discontinuidad de la interfase de la superficie terrestre (tierra-aire y tierra-agua). Son las causantes de los daños producidos por los sismos en las construcciones.
 

Ondas de Love
Las ondas de Love son ondas superficiales que producen un movimiento horizontal de cizalla en superficie. 

Ondas de Rayleigh
Las ondas Rayleigh, también denominadas ground roll, son ondas superficiales que producen un movimiento elíptico retrógrado del suelo, similar al movimiento de una ola del mar. 

Cada tipo de onda viaja a diferente velocidad y al cambiar el medio por el que se propagan pueden cambiar esta velocidad y dirección de movimiento.


 

Ante un mismo terremoto se vio cómo el registro sísmico en las distintas estaciones era diferente al esperable si se consideraba un planeta homogéneo. Así el mayor tiempo empleado por las ondas en llegar a la estación sísmica empezó a levantar la sospecha que la Tierra era un planeta heterogéneo formado por distintas capas. Con el paso del tiempo se perfeccionó el sistema de detección y en función de los tiempos de llegada de las ondas se pudo precisar que la Tierra estaba formada por corteza, manto y núcleo.  

Además, otro fenómeno curioso fue observado. Había unas regiones de la Tierra que nunca recibían la señal del terremoto y que siempre se localizaban en la misma posición opuesta al epicentro del sismo. Se recibía la onda P pero no a la S. Se empezó a consolidar la posibilidad de que una capa interior de la Tierra fuera fluida ya que se conocía que las ondas de cizalla o S no se propagaban en medios fluidos, así se llegó a precisar que a partir 2900km de profundidad estaba fundido el núcleo.

Pero de nuevo dentro de esta zona de sombra de la onda S se volvió a ver que había otra región comprendida entre los 105º y los 140º respecto al epicentro del terremoto que tampoco se recibía la onda P, la denominada zona de sombra de las ondas P. ¿Podría el núcleo líquido ser heterogéneo? No sólo heterogéneo, sino además sólido su parte más interna. Las ondas P cuando pasan de un medio de menor velocidad (menos denso) a uno de mayor velocidad (más denso) experimentan fenómenos de reflexión y refracción según predice la ley de Snell. Así partes de las ondas P que atraviesan el núcleo externo líquido experimenta una reflexión en el contacto con el núcleo interno de forma que son propagadas hacia la superficie y son registradas. Otras por el contrario son refractadas hacia el núcleo interno y localizarlo a 5150km de profundidad.


 

Todavía se desconoce la naturaleza exacta del núcleo, aunque parece que principalmente es metálica. Pero la importancia de la presencia de un núcleo externo líquido radica en que sus movimientos y dinámica son los responsables del campo magnético de nuestro planeta, algo tan primordial, que sin ello no existiría vida. 

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Comentarios   

 
0 #5 IGEO 28-10-2014 10:25
Cito a elena:
Pero por que razon las ondas S no pueden pasar por los fluidos?

Elena las ondas S no se pueden transmitir por una masa fundida o líquida porque son ondas de cizalla y los líquidos no pueden cizallarse. Un saludo
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0 #4 elena 27-10-2014 19:54
Pero por que razon las ondas S no pueden pasar por los fluidos?
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0 #3 Rocio 02-10-2014 05:57
Como se le enseña a un niño sobre esta forma usada para conocer la tierra
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+1 #2 IGEO 05-11-2013 10:40
Hola Esther. Gracias por tu interés. Como bien dices, las ondas S no son capaces de viajar por el núcleo externo, entonces ¿cómo se encuentran en núcleo interno si no pueden llegar ni salir de él al estar rodeado por un medio por el cual no son capaces de propagarse?. Cuando las ondas llegan a una interfase con diferencia de densidad como puede ser la transición manto-núcleo o núcleo externo-interno se produce un fenómeno de refracción dónde parte de la onda P se transforma en S, así una onda P que entra en el núcleo interno, parte se trasformaría en S. Y lo mismo una onda P saliendo del núcleo externo al llegar al manto podría transformarse en S. El estudio de las ondas que recibimos en superficie permite calcular las interfases que ha atravesado. En esta web aparece un poco más detallado el trayecto de las ondas en la Tierra http://usuarios.geofisica.unam.mx/vala/cursos/Registros_Sismicos_2013-1_files/3.8-FasesSismicas.24.9.2012.pdf
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+1 #1 Esther 04-11-2013 11:24
Os felicito por los gif, y la información sobre el nucleo terrestre.
¿Podríais explicar, cómo se pudieron detectar la ondas S que se generan en el NUCLEO INTERNO, y que obviamente no pueden atravesar el nucleo externo?.
O es que sencillamente se dibujan en el nucleo interno, porque lógicamente al ser un medio físico SOLIDO, implica que tienen que existir.
Gracias Esther
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