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Cosmología y astronomía
Curso: Cosmología y astronomía > Unidad 3
Lección 1: La tectónica de placas- Tectónica de placas: diferencia entre corteza y litósfera
- La estructura de la Tierra
- Tectónica de placas: evidencia del movimiento de las placas
- Tectónica de placas: características geológicas de los límites de placas divergentes
- Tectónica de placas: características geológicas de los límites de placas convergentes
- El movimiento de las placas debido a la convección en el manto
- La formación de las islas hawaianas
- La Pangea
- Las capas composicionales y mecánicas de la Tierra
- Cómo sabemos acerca del núcleo de la Tierra
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Cómo sabemos acerca del núcleo de la Tierra
La sombra de las ondas S y los patrones de detección de las ondas P nos dan información acerca del núcleo. Creado por Sal Khan.
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Transcripción del video
¿Cómo sabemos que la Tierra tiene un núcleo, y que el núcleo está formado por un núcleo
exterior líquido y un núcleo interior sólido? Y la respuesta la obtenemos usando la
misma técnica que usó Mohorovicic en 1909 para medir las ondas sísmicas a diferentes
distancias del lugar donde ocurre un terremoto. Así que si hay un terremoto aquí, a
ese punto lo ubicamos en cero grados. Y recordemos un par de cosas. Recordemos que
las ondas P pueden atravesar cualquier cosa, pueden viajar a través de sólidos o líquidos
y también viajan por el aire. Pueden viajar a través de cualquier material.
Pero las ondas S, S de secundaria, son ondas transversales y solo
pueden viajar a través de sólidos. Entonces si ocurre un terremoto
en este punto, a cero grados, y tenemos sismógrafos extremadamente sensibles
en todo el mundo que pueden medir las ondas de terremotos que están ocurriendo a
miles de kilómetros de distancia, resulta que hay algo llamado zona de
sombra S, una zona de sombra de onda S. Si se trata de ondas S, se pueden
medir aquí, se pueden medir aquí, pueden ir hasta aquí, pueden pasar por aquí,
pueden pasar por ahí, se pueden medir aquí. De modo que podrías medirlas en todos estos
puntos, pero de repente, a 105 grados, aquí tenemos cero grados y vamos hacia afuera, así
que de repente a 105 grados ya no tenemos ondas S. Podrías pensar que algunas ondas
S llegarían hasta aquí aunque tal vez serían un poco más débiles,
pero podrían llegar hasta aquí. Sin embargo, en este punto,
se detienen abruptamente. No se registran más ondas S.
En toda esta zona no hay ondas S. Y obviamente podríamos voltear esta imagen
y tendríamos una imagen simétrica en el otro lado del globo y en toda esta zona
de aquí tampoco veríamos ondas S. Solo las vemos desde 105 grados en esta
dirección y desde 105 grados en esa dirección. Y la única explicación razonable que podemos
dar es que debe haber algún material que la onda S no puede atravesar, y por el que
tendría que pasar para llegar a estos puntos más allá de 105 grados, y sabemos que
las ondas S solo viajan a través de sólidos. De modo que podemos suponer que en
algún punto más allá de 105 grados las ondas están chocando con algún líquido.
Eso es lo que nos indica que esto que tenemos aquí probablemente es un líquido.
Las ondas S golpean una capa líquida. Lo cual nos indica que hay un núcleo, y al menos
la parte exterior de ese núcleo es líquida, o lo bastante líquida para detener las ondas S. Debido a que las ondas S solo viajan en sólidos,
aquí tenemos esta zona de sombra de ondas S. Y así es como sabemos que hay un núcleo y que,
al menos en la parte exterior, es líquido. Todavía no sabemos si la parte
interior es líquida o sólida. Ahora vamos al siguiente punto: ¿cómo
sabemos que hay un núcleo interior? Para eso podemos usar ondas P. Una onda P
puede viajar a través de cualquier material, pero recuerda que en general para el mismo tipo
de material si es más denso, la onda se moverá más rápido, de modo que se va a refractar
hacia afuera como lo hemos visto por aquí. Pero si la onda P, la onda sísmica, atraviesa
un líquido, se mueve más lentamente. De modo que los patrones de refracción que
obtenemos cuando medimos las ondas P desde distintas estaciones de sismógrafos
en todo el mundo es que esas ondas P hacen lo que esperamos en el
manto, pero luego se refractan como si pasaran por un medio más lento a
medida que atraviesan el núcleo exterior. Y lo vemos justo aquí, luego se refractan de
nuevo para llegar a algún punto del otro lado. Ahora bien, eso es justo lo que esperarías si todo
el núcleo fuera líquido, pero si vas a estaciones que están aún más lejos fíjate lo que pasa ahora
con los patrones de refracción. Estos patrones se pueden modelar con computadoras sofisticadas y
obtener los datos de todos los puntos. Fíjate que la única forma en que la realidad encaja con estos
datos es que las ondas P se refractan primero a través del núcleo exterior, y luego se refractan
de otra manera, como si estuvieran atravesando material más denso, significativamente
más denso que el núcleo interior. Y luego continúan refractándose
de la forma esperada. Así que ese es el patrón de refracción de las ondas P. Y, francamente, el hecho de que veamos
esta zona de sombra de onda P te indica que hay cosas un poco locas que están
sucediendo en algún lugar del núcleo. Pero la forma real de saber que tenemos un núcleo
interior sólido, a diferencia de la idea de un núceo totalmente líquido, es el patrón de cuándo
y cómo llegan las ondas P al otro lado del mundo. Y según el modelo de cómo viajan las
ondas a través de diferentes densidades y diferentes tipos de medios, se podría decir, bueno, tiene que haber un
núcleo interior justo aquí. Y obviamente, hay muchos cálculos matemáticos que
yo no voy a hacer aquí, pero si haces los cálculos según la sombra, y sabes la velocidad
del material y todo ese tipo de cosas, entonces puedes calcular la profundidad
a la que ocurren estas transiciones. Sabemos que tenemos una transición
del manto al núcleo exterior aquí y luego una transición del núcleo
exterior al núcleo interior aquí. Espero que esta explicación conteste tus
preguntas acerca de cómo sabemos cuál es la composición de la Tierra sin tener que
excavar, porque la verdad es que nunca hemos excavado tan profundo, nunca hemos llegado a
lugares que estén por debajo de la corteza.