L’interior de la Terra


Una informació detallada sobre la composició i estructura de l’interior de la Terra no pot provenir de mètodes directes com ara mines i pous, encara que els volcans ens aporten informació molt valuosa.
  • La mina més profunda es troba a Sudàfrica i té 3,5 km de fondària (on els miners han de suportar temperatures ja molt elevades, d’uns 50ºC).
  • El pou més profund, perforat a la península de Kola en un projecte científic rus, arriba fins a 13 km de fondària.
  • El projecte Mohole de 1960, que començà a perforar l’escorça oceànica, intentava prendre mostres directament del mantell de la Terra, però les dificultats tècniques van fer que el projecte s’abandonés el 1967.
Aquests mètodes ens aporten informació només de la part més superficial d’aquest planeta de més de 6.000 km de radi.
D’altres evidències provenen de mètodes indirectes, com ara els meteorits o la sismicitat.
509px-Slice_earth.svg.png
Wikimedia-commons (cliqueu la imatge)

La imatge de la dreta mostra l'estructura interna general de la Terra.
  1. Escorça continental
  2. Escorça oceànica
  3. Mantell superior
  4. Mantell inferior
  5. Nucli extern
  6. Nucli intern
A : Discontinuïtat de Mohorovičić
B : Discontinuïtat de Gutenberg
C : Discontinuïtat de Lehmann
Escorça: Capa de roca sòlida, molt prima en relació amb la resta. Té una densitat d'entre 2,7 i 3,2 g/cm3. El límit entre l'escorça i el mantell s'anomena discontinuïtat de Mohorovicic (Moho per abreujar).
Mantell: Format per roques sòlides i fosques riques en silici i magnesi. Densitat d'entre 3,4 i 5,5 g/cm3. Parts del mantell són semiplàstiques i es mouen lentament degut a l'escalfor interna de la Terra.
Nucli extern: Compost de níquel i ferro, es pensa que es troba en estat líquid degut a les temperatures extremadament elevades. Densitat d'entre 10-12 g/cm3. És on es produeix el magnetisme terrestre.
Nucli intern: També format per ferro i níquel però en estat sòlid degut a l'elevada pressió (3 milions de vegades superior a la de la superfície terrestre. Densitat entre 12-18 g/cm3.

Terratrèmols i interior de la Terra

L’estudi dels terratrèmols s’anomena sismologia (de la paraula grega ’seismos’, que significa sacsejar). Els terratrèmols poden causar danys i pèrdues espectaculars. El més greu es va produir a la Xina al 1556 i hi van morir 830.000 persones. S’estima que es produeixen cada any uns 500.000 terratrèmols a tot el món, si bé tan sols uns 1.000 són prou importants com per a causar danys i pocs causen pèrdues serioses. Els tsunamis, enormes onades marines causades per terratrèmols, poden causar també molts danys. L'any 2004 es va produir un tsunami a l'Oceà Índic que va causar 300.000 víctimes.

2004_Indonesia_Tsunami_Complete.gif
Wikimedia commons (cliqueu la imatge)



Un terratrèmol es produeix quan les forces internes de la Terra són prou importants com per a fracturar roques i fer-les moure. El trencament (o bé el lliscament de dues masses ja trencades) sobtat allibera una gran quantitat d’energia que viatja per la Terra en forma d’ones sísmiques.
  • Imagina que doblegues un regle de plàstic. Arriba un moment que el regle no es pot plegar més i es trenca. En el moment en què es produeix el trencament, l’energia que has estat aplicant s’allibera de manera sobtada produint un moviment ràpid dels dos extrems trencats i “ones sísmiques”, algunes de les quals pots percebre en forma del soroll del trencament.

Molts dels terratrèmols es generen dins dels primers 600 km cap a l’interior terrestre. Sembla que a profunditats més grans les roques es comporten d’una manera “plàstica” (intenta fer el mateix que abans amb una barra de plastilina).

Detecció i mesura dels terratrèmols

El punt exacte on un terratrèmol s’origina s’anomena hipocentre. Aquest és el punt d’on parteixen les ones sísmiques de forma concèntrica, en totes direccions.
El punt de la superfície terrestre on arriben per primera vegada les ones sísmiques és l’epicentre. El terratrèmol tindrà aquí la màxima intensitat i en aquest punt s’estenen radialment ones superficials. Podeu veure una animació a http://www.digitalgeology.net/page2.html (en anglès hipocentre es diu focus).

Les ones sísmiques s’enregistren amb un aparell anomenat sismògraf, que representa les ones en un document, el sismograma. La figura il·lustra un sismògraf molt senzill. Els més moderns utilitzen mètodes més complicats que permeten una sensibilitat molt gran i fa que puguin detectar ones sísmiques molt febles procedents d’epicentres que es troben a milers de quilòmetres. De totes maneres, tots els sismògrafs es basen en el mateix principi: una part de l’aparell es sacseja amb la Terra mentre que l’altra roman estàtica.

sismograf_petit.jpg
sismograf_real_petit.jpg
A un sismògraf la part del tambor
es mou amb la Terra i la massa
(representada en groc) roman
estàtica.
El sismògraf enregistra el moviment
a un sismograma.
sismograma_complet_400.gif
Un sismograma recull tres tipus principals
d'ones sísmiques: les P, les S i les
superficials.

Les notícies dels terratrèmols ofereixen dades que reflecteixen la importància de la sacsejada. Generalment s’utilitzen dues escales:
  • Escala de Richter (o de magnitud): mesura l’energia alliberada. Un increment d’un punt en l’escala significa un increment de deu vegades en aquesta energia. Així, un terratrèmol de grau 6 és deu vegades més potent (allibera 10 vegades més energia) que un terratrèmol de grau 5, i 100 vegades més que un terratrèmol de grau 4.
  • Escala de Mercalli (o d'intensitat): Utilitza nombres romans de l’I al XII per mesurar la força en termes de danys produïts. Per exemple, un terratrèmol de grau IV només causarà oscil·lacions en els objectes penjants, mentre que un de grau XI la majoria dels edificis cauran.

Podem diferenciar magnitud d'intensitat utilitzant com a exemple una bombeta:
  • La magnitud, per exemple 11 watts, és una característica intrínseca de la bombeta i no depèn de la distància.
  • La intensitat, la llum que rebem, depèn de la distància de la bombeta a la qual ens trobem.


Escala de la intensitat sísmica

Mercalli (graus)
Descripció dels efectes característics
Richter (magnituds)
I
Sacsejada instrumental, advertida pels sismògrafs.
< 3,5
II
Sacsejada dèbil, advertida només als pisos més alts dels edificis alts.
3,5 – 4,2
III
Sacsejada lleugera, amb lleu oscil·lació dels llums i els objectes penjants.

IV
Sacsejada moderada: la noten també les persones en moviment; els objectes penjants oscil·len, les finestres vibren, les parets es poden esquerdar.
4,3 – 4,8
V
Sacsejada força intensa: s’adverteix a l’aire lliure; qui dorm es desperta, els líquids es vessen dels recipients, els objectes petits es desplacen o cauen, les portes i els finestrons tremolen.

VI
Sacsejada intensa: tothom la nota, la gent s’espanta i surt al carrer, la vaixella es trenca, els quadres cauen, els mobles es desplacen, les copes dels arbres es dobleguen.
4,9 – 5,4
VII
Sacsejada molt intensa: dificultats per a mantenir-se drets; la sacsejada s’aprecia des del cotxe, els llums oscil·len amb força, la pintura salta de les parets, als llacs es formen onades, les campanes toquen, els cims de les xemeneies i les torres altes es trenquen.
5,5 – 6,1
VIII
Sacsejada destructiva: dificultat per a conduir, les construccions normals cauen parcialment i pateixen fortes lesions, les xemeneies cauen i apareixen esquerdes a terra.
6,2 – 6,9
IX
Sacsejada ruïnosa: pànic general, els pisos alts de les cases mal construïdes cauen i els pisos baixos i els fonaments queden afectats estructuralment. Es formen esquerdes amples i els conductes subterranis es parteixen.

X
Sacsejada desastrosa: queden destruïts molts edificis fins i tot de ciment armat, els molls pateixen danys greus, com també les línies ferroviàries i elèctriques; pot haver-hi expulsions d’aigua de llacs i pantans, els terrenys en pendent s’enfonsen.
7,0 – 7,3
XI
Sacsejada molt desastrosa: els edificis cauen, com també els ponts; tots els serveis públics se suspenen, hi ha greus despreniments i s’obren esquerdes profundes a terra.
7,4 – 8,1
XII
Sacsejada catastròfica: la destrucció és total, els objectes volen per l’aire, el terreny s’eleva i s’alça en forma d’ones.
  • 8,1

Alguns dels terratrèmols més importants

El dia 11 de març de 2011 va tenir lloc al Japó un potent sisme de 9 graus (inicialment es va quantificar en 8,8 per part del Japó i 8,9 segons l'Institut Geològic dels Estats Units). A l'article "El terratrèmol d'avui del Japó és el quart més fort dels que es tenen registrats" es fa un recull dels terratrèmols més potents enregistrats:
  • 22 de maig de 1960.- El sisme de més alta intensitat registrat al món a Valdivia (Xile), amb una intensitat de 9,5 graus Richter (o 9 segons altres fonts). Va causar més de 5.000 morts. Aquest terratrèmol va generar un tsunami que va arribar fins a les costes de Hawaii, on va provocar 61 morts, i a les Filipines, amb 32.
  • 1964.- Un sisme de gairebé 9 graus va afectar Alaska, la Colúmbia Britànica i la costa nord-oest de Califòrnia i va causar 121 morts, seguit d'un tsunami amb onades de sis metres, que va matar 11 persones a Crescent City (Califòrnia).
  • 26 de desembre del 2004.- Un sisme de 8,9 graus, amb epicentre a Aceh, seguit per un tsunami, a l'illa indonèsia de Sumatra, causa 229.866 morts en 12 països d'Àsia i Àfrica, la majoria d'ells a Indonèsia.
  • 27 de febrer del 2010.- Un terratrèmol de 8,8 graus, el cinquè més intens del món, sacseja el centre i el nord de Xile i causa 523 morts, 25 desapareguts, 800.000 damnificats i pèrdues de 30.000 milions de dòlars. Unes 156 persones van morir i 25 van desaparèixer en zones costaneres de Xile i a l'arxipèlag xilè de Juan Fernández després d'un tsunami.
    Segons la NASA, va moure l'eix de la Terra, va escurçar la durada dels dies en 1,26 microsegons i va desplaçar tres metres cap a l'oest la ciutat de Concepción; Talca, en dos metres, i Santiago, en mig metre.
  • 28 de març del 2005.- Un sisme de 8,7 graus davant la costa de l'illa indonèsia de Nias. Deixa almenys 547 morts i un miler de desapareguts.

El terratrèmol que va causar més víctimes es va produir a Xina l'any 1556, quan s'estima que van morir 830.000 persones. Al 1976 un altre terratrèmol també a la Xina va matar 250.000 persones.

Més informació: http://www.iris.edu/hq/retm

Respon:
Segurament hauràs observat que hi ha molta diferència entre uns terratrèmols i uns altres pel que fa als danys materials. A quins factors penses que pot ser degut? Algunes persones que va viure el terratrèmol de l'11 de març al Japó comentaven que els edificis es movien massa i que des de fora semblaven elàstics. En canvi, a altres llocs del món veiem ciutats arrasades amb edificacions enfonsades per terratrèmols de menor magnitud. Per què?

Tipus d'ones sísmiques

La figura anterior a la taula mostra un típic enregistrament d’un terratrèmol per un sismògraf. Hi ha enregistrats diferents tipus d’ones:
  • waves_usgs.gif
    USGS (cliqueu la imatge)
    Ones profundes:
    viatgen a través de l’interior terrestre.
    • Ones P: són ones longitudinals (la direcció de la vibració i del moviment coincideixen) que viatgen a través de sòlids i líquids. Són més ràpides que la resta i, per tant, les primeres en ser enregistrades (ones primàries).
    • Ones S: són ones transversals (la direcció de la vibració i la del moviment són perpendiculars) que no travessen els medis fluids. Són més lentes que les ones P i són les segones en ser enregistrades (ones secundàries).
  • Ones superficials: el seu moviment és restringit a la superfície del terra.
    • Ones L (ones Love): tenen una longitud d’ona llarga i mouen el terra de costat a costat en un pla horitzontal paral·lel a la superfície de la Terra. Els seus efectes són de sacsejada horitzontal i són les que produeixen més danys, sobre tot als fonaments de les edificacions. Són més lentes que les anteriors.
    • Ones R (Rayleigh): mouen el terra vertical i horitzontalment en el pla vertical en la direcció en què viatgen les ones.

Els sismògrafs i l’interior de la terra

Utilitzar les ones sísmiques i els sismògrafs per a investigar l’interior terrestre és com picar sobre un objecte per saber què hi ha a dins: les ones que produïm en picar faran un so diferent segons l’objecte estigui buit o ple d’un líquid o d’un sòlid. D’una manera similar, el patró de les ones sísmiques rebudes per un sismògraf depèn de quins materials han travessat a l’interior de la Terra i de les seves propietats.

La figura de la dreta mostra què succeeix quan les ones sísmiques arriben al límit entre dos materials diferents (és similar al que li succeeix a la llum quan passa de l’aire a l’aigua). Les ones són reflectides i refractades i la seva velocitat canvia:
  • 243px-Ley_de_Snell_(es).svg.png
    Wikimedia commons (cliqueu)
    Part de l'ona és reflectida a la mateixa velocitat.
  • Part de l'ona és refractada a una velocitat diferent ja que viatja a un altre material, amb altres propietats, per exemple una altra densitat.
  • L'angle de refracció depèn de la velocitat: θ2 > θ1 si la velocitat al medi 2 és més gran que al medi 1.

Com qualsevol ona, les ones sísmiques segueixen la llei de Snell: sin θ1/sin θ2 = v1/v2, on ’θ1’ és l’angle d’incidència, ’θ2’ l’angle de refracció i v1 i v2 les velocitats de l’ona a cada medi.

379px-Earthquake_wave_shadow_zone.svg.png
Wikimedia commons
Si l’interior de la Terra fos homogeni, les ones sísmiques, en travessar-lo, es desplaçarien en una trajectòria recta i sempre a la mateixa velocitat.
Però la velocitat depèn de la densitat, la rigidesa i la compressibilitat dels materials que travessen les ones, de manera que, en general, la velocitat de les ones sísmiques augmenta amb la profunditat. Per tant, les trajectòries de les ones sísmiques són corbes a l’interior de la Terra. A més, pateixen reflexions i refraccions que ens ofereixen informació sobre l’estructura interna de la Terra.
Una de les informacions més rellevants prové del fet que quan es produeix un terratrèmol hi ha una banda d'estacions sismològiques del món que no detecten les ones P: es diu que hi ha una "zona d'ombra" de les ones P. Això és degut al fet que les ones canvien la seva velocitat en arribar a un material amb unes propietats diferents (en aquest cas el nucli extern). A partir d'aquesta informació es pot calcular a quina distància de la superfície s'ha produït la refracció que les ha desviades i les característiques físiques del nou material que han trobat.


El patró d’ones rebut per un sismògraf és generalment més complex que el que mostra el sismograma de la figura de l'apartat "Detecció i mesura dels terratrèmols". Això és degut a les reflexions, refraccions i canvis de velocitat que les ones P i S pateixen mentre viatgen a l’interior de la Terra. Si les ones són afectades d’aquesta manera, és perquè travessen una sèrie de límits que separen zones de diferents materials. La figura de l'inici d'aquest document mostra l’estructura interna de la Terra. La posició dels límits o discontinuïtats i el gruix i densitat de les diferents capes es poden deduir de la manera com les ones sísmiques s’han vist afectades:
  • A uns 30 km de profunditat, es produeix un increment brusc de la velocitat de les ones P i S. Aquest fet assenyala la primera discontinuïtat en les propietats dels materials: Mohorivicic o moho, que separa l’escorça del mantell.
  • A 2.900 km, les ones P disminueixen bruscament la seva velocitat i les ones S deixen de transmetre’s. Aquí es troba la discontinuïtat de Gutemberg, que separa el mantell del nucli extern. Com que les ones S no es transmeten en líquids, podem deduir que el nucli extern es troba en un estat fluid (probablement degut a la intensa calor).
  • A 5.100 km, les ones P presenten un altre increment de velocitat causat pel pas del nucli extern fluid al nucli intern sòlid a través de la discontinuïtat de Lehman.

Més sobre terratrèmols:

Altres informacions de interior de la Terra

A més de les dades dels terratrèmols, els geòlegs disposen d’altres fonts que els informen de l’estructura i la composició de l’interior de la Terra:

Volcans. La lava que surt dels volcans prové de l’interior de la Terra, però generalment es produeix a l’escorça o a la capa més superior del mantell, de manera que no ens aporta informació sobre les capes més profundes. La distribució dels volcans mostra les àrees de la superfície terrestre a les quals s’està generant calor que ascendeix. Pots aprendre més coses dels volcans al tema 5.

Meteorits. Són partícules de pols o fragments rocallosos que cauen a la Terra procedents de l’espai, degut a l’atracció gravitatòria que el nostre planeta exerceix. La majoria es desintegren degut al fregament amb l’atmosfera, però alguns arriben a impactar contra la superfície terrestre. Tenen un gran interès per als geòlegs, ja que poden ser mostres de material planetari: un tipus de meteorit, rics en ferro i níquel, són particularment interessants, ja que podrien ser molt similars en composició al nucli terrestre.

Camp magnètic terrestre. El fet que el nostre planeta posseeixi un camp magnètic pot indicar que el nucli és ric en ferro. Es creu que l’existència d’aquest camp és deguda a corrents elèctrics generats al nucli extern líquid.

L’escorça terrestre


L’escorça és la capa externa de la Terra. El seu gruix és comparable al d’un segell sobre una pilota de futbol. És la capa més coneguda pels geòlegs, ja que poden prendre directament mostres dels materials que la constitueixen. Hi ha dos tipus d’escorça, la continental i l’oceànica.

L’escorça continental

És l’escorça que forma els continents de la Terra i continua una mica més enllà dels límits de la costa en els anomenats plataformes i talussos continentals. El seu gruix és variable: entre els 25 i els 70 km sota les muntanyes més altes.
La part superior s’anomena sovint escorça granítica, ja que la seva composició mitjana és molt similar a la de la roca granit. L’escorça granítica s’ha anat formant al llarg de molt de temps: s’han datat roques de fa 3.700 milions d’anys. La seva densitat mitjana és de 2,7 g/cm3.
Les parts més profundes dels continents estan formades per un material més dens que es creu té una composició similar a la de l’escorça oceànica.

L’escorça oceànica

És molt més prima (entre 6-11 km) que la continental i forma els fons oceànics. La seva composició és la mateixa que la de la roca basalt, i per això s’anomena també escorça basàltica. La seva densitat mitjana és de 3,0 g/cm3. És molt més jove que l’escorça continental: les roques més antigues datades tenen 220 milions d’anys.
Es pensa, com ja hem dit, que les parts més profundes dels continents tenen una composició similar (encara que són més gruixudes i més antigues) a la de l’escorça oceànica.

La discontinuïtat de Mohorovicic

El límit entre l’escorça i el mantell s’anomena discontinuïtat de Mohorovicic o moho per abreujar. La figura següent mostra que la seva profunditat varia, ja que el gruix de l’escorça també ho fa.
Erdkruste-i.jpg
Wikimedia commons (cliqueu)



Activitat a l’escorça terrestre

Des de fa més de 100 anys, els geòlegs i les geòlogues s’han adonat que tant els terratrèmols com l’activitat volcànica tendeixen a concentrar-se en determinades zones de la Terra, tal com mostra la figura següent. Va portar molt de temps descobrir les raons per les quals les zones actives tenien aquest patró. En el passat, es deia que en aquestes zones “l’escorça és més prima” o “més feble”, però des dels anys 60, els nous descobriments científics han portat al desenvolupament d’una explicació més clara. Però abans de continuar, fixem-nos una mica en la figura:

earthquakes.png
NASA: terratrèmols de 1960 a 1995 (cliqueu imatge per anar a la font)



  1. Els terratrèmols i els volcans es troben principalment el “cinturons” d’activitat que travessen el nostre planeta. La majoria d’aquests cinturons tenen pocs centenars de quilòmetres d’amplada, però milers de quilòmetres de longitud.
  2. Hi ha punts en els quals aquests cinturons sembla que s’ajunten (per exemple, al mig de l’Oceà Índic).
  3. Als continents, els cinturons segueixen grans serralades (per exemple els Andes, Alps, Himàlaia, etc.).
  4. Als oceans, els cinturons es troben o bé travessant-los pel centre (per exemple a l’Atlàntic) o bé travessant cadenes d’illes volcàniques (per exemple les illes del Carib o Filipines),
  5. Estudis del fons oceànic han revelat que als cinturons que travessen pel mig els oceans hi ha grans serralades submergides. Aquestes muntanyes són molt més grans que les que trobem als continents. Per exemple, Islàndia és el cim d’una de les muntanyes de la dorsal atlàntica (la serralada submarina que es troba al mig de l’Atlàntic).
  6. Els estudis del fons marí també han revelat que quan aquests cinturons passen al costat dels límits dels continents o per cadenes d’illes, estan sempre associats a profundes fosses oceàniques (per exemple, la fossa de Perú i Xile, paral·lela als Andes, o la fossa de les Marianes, paral·lela a algunes de les illes de Filipines).

Es pot fer un seguiment dels terratrèmols d'arreu del món amb Google Earth. Aquesta presentació d'en Josué Barcia t'explica com fer-ho: "Seguiment de terratrèmols amb Google Earth".

Introducció al moviment de plaques


La capa més superficial de la Terra no és una coberta contínua. De fet, està dividida en peces separades anomenades plaques. Cada placa és una porció sòlida de litosfera que té un gruix d’entre 80-120 km. Per tant, a més d’escorça (que és més prima) ha de contenir la part més superior del mantell.
Si compareu la figura anterior i la següent veureu que els “cinturons d’activitat” sísmica i volcànica estan als límits o marges d’aquestes plaques litosfèriques.

800px-Tectonic_plates_hotspots-en.svg.png
Wikimedia commons (cliqueu per veure'n l'origen de la imatge)



Cada placa es mou sobre la superfície terrestre a una velocitat de pocs centímetres l’any. La primera evidència d’aquest moviment es va tenir als anys 60, quan es van estudiar els volcans submarins de les dorsals oceàniques, grans serralades submarines. Es va trobar que en aquests volcans es produïa l’erupció de lava basàltica que en refredar-se formava nova escorça oceànica. Això provocava una separació de les dues plaques a banda i banda de la dorsal. Aquest procés es coneix amb el nom d’expansió del fons oceànic.
    • Completa la llegenda de la imatge anterior: què representen els elements identificats amb els números de l'1 al 5?
    • Imprimeix la imatge o descarrega-la i dibuixa fletxes tot indicant cap on s'estan movent algunes de les plaques.
    • Creus que l’amplada de l’oceà Atlàntic és actualment la mateixa que quan el va travessar Colom al 1492?

Altres estudis del fons marí van demostrar que les fosses oceàniques es troben als marges entre plaques als quals una de les plaques es veu forçada a enfonsar-se per sota de l’altra cap al mantell. Aquest procés s’anomena subducció i la placa que s’enfonsa és destruïda o “digerida” per fusió dels seus materials en profunditat. Com que la subducció implica destrucció d’escorça oceànica, alguns oceans s’estan reduint.
    • A a figura anterior, quines són les zones on l’escorça oceànica està subduint? Explica on es troben.

L’efecte global del moviment descrit és que cada placa es comporta com una “cinta transportadora”. La cinta es mou lentament des del marge al qual se li afegeix material (una dorsal oceànica) cap al marge on aquest material és destruït (una zona de subducció). Com que el moviment es fa a una velocitat de pocs centímetres l’any, el “viatge” complet triga centenars de milions d’anys. En total, es destrueix a les zones de subducció la mateixa quantitat de material que s’afegeix a les dorsals oceàniques. Si no fos així, el planeta estaria constantment canviant de mida!

Tectonic_plate_boundaries2.png
Wikimedia commons (cliqueu per veure la font de la imatge)



Llegenda: 1-Astenosfera; 2-Litosfera; 3-Punt calent; 4-Escorça oceànica; 5-Placa de subducció; 6-Escorça continental; 7-Rift continental; 8-Marges de les plaques convergents; 9-Marges de les plaques divergents; 10-Falla transformant; 11-Volcà d'escut; 12-Dorsal oceànica; 13-Fossa marina; 14-Estratovolcà; 15-Arc insular; 16-Litosfera; 17-Astenosfera; 18-Fossa oceànica

Per què les plaques litosfèriques es poden desplaçar? El motiu és una capa anomenada astenosfera que es troba just per sota la litosfera (que, recordem, està formada per l’escorça i una part del mantell superior). Doncs bé, l’astenosfera és una placa plàstica i això ho podem deduir del fet que les ones sísmiques s’alenteixen en aquesta zona. Que sigui plàstica no vol dir que sigui un fluid, però sí que és més feble que la resta del mantell.
    • Observa les dues figures anteriors per tal d’estudiar la relació entre el moviment de les plaques i la formació de grans serralades. Explica com es va formar l’Himàlaia.

Plaques, continents i muntanyes


Com podem veure a la figura 2.18, la majoria de les plaques tenen continents. Un continent és, de fet, una massa d’escorça menys densa (2,7 g/cm3) que “descansa” sobre el material basàltic més dens (3,0 g/cm3): els continents viatgen sobre la cinta transportadora basàltica que es mou per sota. Encara que el moviment ens pugui semblar despreciable per a tenir cap efecte, recordem que es produeix al llarg de milers de milions d’anys. De fet, els continents han viatjat milers de quilòmetres pel nostre planeta. El nord d’Europa, per exemple, estava prop de l’equador fa 300 milions d’anys, i estava cobert per boscos tropicals que van formar els grans dipòsits de carbó que ara s’exploten.
El moviment dels continents és també el responsable de la formació de grans serralades (per exemple els Andes o l’Himàlaia). Això succeeix quan el moviment de les plaques fa que un continent arribi a zones de subducció. Com que l’escorça granítica és menys densa que l’oceànica, no s’enfonsa sap al mantell sinó que es veu forçada cap amunt i es plega produint una serralada.
Com ja hem dit, degut a la subducció alguns oceans s’estan fent més petits i arribaran a desaparèixer. Llavors dos continents poden arribar a xocar originant també una serralada.

plaques-continents-muntanyes.png

Isostàsia: l’escorça en equilibri


Com ja hem vist, la part superior dels continents està formada per l’escorça granítica, amb una densitat de 2,7 g/cm3 i la part inferior d’escorça basàltica, amb una densitat de 3,0 g/cm3. Sota aquestes capes hi ha el mantell superior, que té una densitat de 3,4 g/cm3. Com podríem esperar, les capes més denses es troben sota les capes que ho són menys.
Si dins un dipòsit d'aigua es posen blocs de fusta, que té una densitat aproximada de 0,65 g/cm3, s'observa que suren a l’aigua, de densitat 1,0 g/cm3. Els blocs més alts tenen una porció submergida major, ja que com que són més pesants necessiten major empenta per sota. Si sobre un d'aquests blocs hi col·loquem un objecte, se submergeix una mica més.
Ara compara la figura dels blocs de fusta amb la secció de l’escorça terrestre de la figura del costat i observa les semblances: les àrees continentals més altes (muntanyes) necessiten una capa granítica més profunda per tal d’estar en equilibri sobre les capes més denses i profundes. Aquesta explicació no implica que el mantell sigui líquid com l’aigua de l’esquema.

isostasia.png
493px-Isostasy.svg.png

Blocs de fusta d'alçades diferents però de la mateixa
densitat suren a l'aigua i mostren parts submergides
proporcionals a l'alçada.
Secció transversal de l'escorça que mostra blocs de
gruix diferent sobre el mantell per il·lustrar el fenomen
de la isostàsia.


El procés de “mantenir un estat d’equilibri” a l’escorça s’anomena isostàsia i encara no se sap amb total certesa com funciona. Considerem ara dos casos:
  1. És conegut que quan les muntanyes són erosionades les roques més profundes van pujant lentament per tal de “compensar la pèrdua”. Aquesta és la raó de poder veure a la superfície les “arrels” de muntanyes antigues que originàriament es trobaven a grans profunditats sota l’escorça. Seria el mateix procés que observaríem si talléssim una part emergida d’algun dels blocs: la resta s’alçaria perquè ara necessitaria menys suport.
  2. En oceans profunds es pot arribar a acumular un gran gruix de sediments (sorres, fangs,...) sense que s’arribi a omplir del tot. Això és degut al fet que el pes dels sediments fa que el fons marí es vagi enfonsant a poc a poc. Aquesta subsidència permet que l’oceà no desapareixi i que els sediments es puguin continuar acumulant. Seria el mateix procés que si afegíssim un pes sobre algun dels blocs de fusta.