Origen y estructura de la Tierra. Lección 2

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MÉTODOS INDIRECTOS: MÉTODO SÍSMICO ● ●

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Estudio más efectivo y moderno del interior terrestre Se obtienen durante los terremotos o seísmos a través de los sismógrafos Terremoto a 50-700 km Vibraciones viajan a través del interior terrestre dónde se reflejan y refractan Su estudio informa sobre las características de las capas atravesadas. Sismógrafo


M. INDIRECTOS: DENSIDAD ● ●

Densidad media 5,52 g/cm3 Densidad superficie 2,6 y 3 g/cm3 La densidad aumenta desde la superficie con 2,8 g/cm3 hasta el interior 14 g/cm3 Cambio en composición química y mayor compresión


MASA Y DENSIDAD DE LA TIERRA

Métodos indirectos

¿Cómo medir la masa y la densidad de la Tierra?

Para calcular la masa recurrimos a la ley de la gravitación universal.

M⋅ m F= G 2 d

Si consideramos como aproximación que la Tierra es una esfera perfecta, su volumen será:

M⋅ m m ⋅ g= G 2 d

F = m⋅ g

R2 ⋅ g M= G

4 3 V= π R 3

la distancia entre los dos cuerpos es el radio terrestre

Para un cuerpo situado en la superficie terrestre F es la fuerza con la que es atraído por la tierra.

g Rg 3g M G G = = 5,52 d= = = V 4 π R 3 4 π R 4π RG 3 3

Este valor de la densidad contrasta con la densidad media de las rocas que constituyen los continentes g que es de

2

2,7

g cm3

cm3


SISMOS Y ONDAS SÍSMICAS

Métodos indirectos

Método sísmico

La velocidad a la que se propagan las ondas depende de las características de los materiales por los que viajan. Cada cambio en la velocidad provoca un cambio en la dirección de la onda (refracción).

V2 > V1

rˆ > ˆi

1

1 i

2 r

2

3 4

1

V2 < V1

rˆ < ˆi

V1 < V2 < V3 < V4

1

i

2 3

2

r

4

V1 > V2 > V3 > V4


SISMOS Y ONDAS SÍSMICAS

Métodos indirectos

Método sísmico

TERREMOTO PRODUCIDO POR UNA FALLA

La vibración del hipocentro se propaga en forma de ondas sísmicas que van en todas direcciones.

Escarpe de falla dirección de vibración de las partículas

Ondas P dirección de propagación de la onda

Epicentro

Frentes de onda

dirección de vibración de las partículas

Ondas S

Hipocentro

dirección de propagación de la onda


SISMOS Y ONDAS SÍSMICAS

Métodos indirectos

Método sísmico

0° Se reciben ondas P y S Al atravesar el interior del planeta las ondas P y S sufren cambios de dirección.

Se reciben ondas P y S

Las zonas de sombra son lugares en los que no se reciben las ondas de un sismo.

10 3° 10 3° Zona de sombra 14 3°

Sólo se reciben ondas P

Zona de sombra 14 3°


De la naissance de l’idée aux interprétations actuelles.

Népal : 5'35

Quel que soit le lieu du séisme, tous les les sismographes situés dans une bande entre entre 104 et 144° (angle à 1) bande l’épicentre) ne reçoivent aucune onde

sismique Chine : 7'42 Guam : 8'49 Japon : 9'07 Kenya : 10' Australie : 10'27 Russie : 11'10 Italie : 12'24 Nvelle Z : 12'30 Norvège : 12'47 Angleterre : 13'05

: on parle de zone d’ombre.

épicentre 2

Pérou : 20'06

Texas : 19'42 Floride : 19'46 Porto Rico : 19'48 Mexique : 19'49


Comment expliquer la disparition des ondes P (zone d'ombre) ? 21:36:00

délai d'arrivée des ondes P (mn, s...)

19:12:00

16:48:00

zone d'ombre

14:24:00

12:00:00

09:36:00

07:12:00

04:48:00

02:24:00

00:00:00 0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

140,00

160,00

180,00

5) On peut penser que la Terredistance n’estàpas homogène et que les ondes l'épicentre (degrés) sismiques, comme des ondes lumineuses, sont réfléchies, réfractées par des zones de discontinuité, elles changent alors de vitesse.


Comment la propagation des ondes sismiques nous informe sur la structure du globe ? Trajectoires des ondes P (à droite) et S (à gauche) à partir d'un foyer - l'épicentre se trouve à 0°. (à partir de Skinner et Porter, 1995).

Sachant que les ondes S ne peuvent pas traverser les liquides, déterminer la nouvelle information apportée par ce document.

Le noyau externe est liquide, le manteau est totalement solide CAR les ondes S ne franchissent pas la limite manteau/noyau


SISMOS Y ONDAS SÍSMICAS

Métodos indirectos

Ondas P Ondas S Ondas superficiales

SISMÓGRAFOS

Método sísmico Son las más veloces, longitudinales y comprimen y dilatan las rocas Tiene menor velocidad, son transversales, producen vibración perpendicular y no se desplazan en fluidos Sedirección generandeal llegar a la superficie las ondas P y S de la onda propagación


TIPO DE ONDAS SÍSMICAS ●

Según se transmitan por el interior terrestre o por su superficie –

ONDAS INTERNAS ● ●

Ondas P Ondas S

ONDAS SUPERFICIALES ● ●

Ondas Rayleigh Ondas Love

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TIPO DE ONDAS SÍSMICAS ●

ONDAS P: – Primarias: mayor velocidad 5,513,5 km/s – Longitudinales ONDAS S: – Secundarias: menos velocidad 48 km/s – Transversales. – Sólo en medios sólidos.

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ONDAS SUPERFICIALES ●

Las ondas Rayleigh – Semejantes al movimiento de las olas Las ondas Love – movimiento hacia un lado y hacia otro lateral-perpendicular – un poco más rápidas que las Rayleigh

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PROPAGACIÓN DE ONDAS SÍSMICAS ●

Se propagan según la ley de Snell – –

Sen i = v1 Sen r = v2

De acuerdo con esto se pueden apreciar los cambios de velocidad y dirección de las ondas al pasar de un medio al otro


INFORMACIÓN APORTADA POR LOS TERREMOTOS

Métodos indirectos

Método sísmico

La velocidad de propagación de las ondas sísmicas en el interior terrestre sufre variaciones graduales y, a veces, cambios bruscos denominados discontinuidades. Discontinuidad de Gutenberg

Discontinuidad de Mohorovicic

Discontinuidad de Lehman

14 13

Ondas P

Velocidad (km/s)

12 11 10 9 8 7

Ondas S

6 5 4 3 2

Manto 670

2 000

2 900

Núcle o 4 000 5 150

6 000

Profundidad (km) Las discontinuidades sísmicas se utilizan para diferenciar las capas del interior del planeta.


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