Presentació CTMA1

1. 2
ESQUEMA
RECURSOS
INTERNET
La geosfera

2. Esquema de continguts
Mètodes d’estudi
de l’interior de la
Terra
Els terratrèmols
1
2
Les ones
sísmiques
1 2 3
Intensitat i
magnitud dels
terratrèmols
Propagació de
les ones
sísmiques
1 2
Les capes de la
Terra
1 2 3
La calor interna
de la Terra i
l’energia
geotèrmica
El magnetisme
terrestre i la
magnetització de
les roques
Magnetisme
fòssil
1 2 3
Gravimetria
Isostàsia

3. Recursos per a l’explicació de l’unitat
Estudi de l’interior de la Terra
Terratrèmols
Terratrèmols: epicentre i hipocentre
Les ones sísmiques 1
Les ones sísmiques 2
Localització dels sismes
Terratrèmols: intensitat i magnitud
Propagació de les ones sísmiques 1
Propagació de les ones sísmiques 2
Les capes de la Terra
Capes segons la composició. Escorça
Capes de la Terra. Propietats mecàniques
La calor interna de la Terra
Enllaços d’interès
Magnetisme terrestre
Magnetisme fòssil
Polaritat del camp magnètic de la Terra
Les anomalies magnètiques del sòl oceànic
Isostàsia i gravimetria

4. Mètodes d’estudi de l’interior de la Terra
Gravímetre
Camps d’aplicació i instruments de mesura
dels principals mètodes geofísics utilitzats
per a l’estudi de l’interior de la Terra.

5. Terratrèmols
• Alliberament sobtat de l’energia elàstica emmagatzemada a les
roques.
• Es generen ones sísmiques.
• Sismologia.
• Sismògrafs à sismogrames.
• Serveixen per deduir l’estructura i les característiques de
l’interior de la Terra.

6. Terratrèmols: epicentre i hipocentre

7. Terratrèmols: epicentre i hipocentre

8. Terratrèmols: epicentre i hipocentre

9. Terratrèmols: ones sísmiques (1)
• Ones P o primàries
• Ones S o secundàries
• Ones superficials (Love i Rayleigh)

10. Terratrèmols: ones sísmiques (1)
• Són les més ràpides, i per tant, les primeres que s’enregistren a
un sismograma.
Ones P o primàries
• El sentit de vibració és el mateix que el de propagació.
• Es propaguen pels materials Sòlids, L i G.

11. Terratrèmols: ones sísmiques (1)
• Són més lentes que les P, i per tant, s’enregistren les
segones a un sismograma.
Ones S o secundàries
• El sentit de vibració és perpendicular al de propagació.
• Només es propaguen pels sòlids.
Simulació: http://www.geo.cornell.edu/hawaii/220/PRI/PRI_PT_earthquakes.html

12. Terratrèmols: ones sísmiques (1)
Ones Superficials
• Són generades per les ones P i S quan arriben a la superfície terrestre.
• Només es propaguen per la superfície terrestre.

13. Terratrèmols: ones sísmiques (1)

14. Terratrèmols: ones sísmiques (1)
(YouTube - simulació arribada ones S/P)

15. Terratrèmols: ones sísmiques (2)

16. Terratrèmols:
La localització dels
sismes
per triangulació

17. Terratrèmols: intensitat i magnitud
• Els dos conceptes , la intensitat i la magnitud, indiquen
la força d’un terratrèmol, però no volen dir el mateix.
• Intensitat: mesura els efectes d’un terratrèmol, els danys que
provoca. Fa servir l’escala de Mercalli, que té 12 graus
d’intensitat en funció dels danys que causa. Es calcula
observant les destrosses.

18. Terratrèmols: intensitat i magnitud

19. Terratrèmols: intensitat i magnitud
Un mateix terratrèmol pot tenir
diferents intensitats?

20. Terratrèmols: intensitat i magnitud
• Magnitud: mesura l’energia que allibera un terratrèmol a partir dels sismogrames.
• Fa servir l’escala de Richter, que té com a referència l’amplitud de l’ona
sísmica més gran enregistrada en un sismògraf i el període de màxima
amplitud d’aquesta ona.
L’escala és logarítmica!
Energia alliberada (ergs):
Log E = 5,8 + 2,4 M
Calculeu l’E alliberada per un sisme de magtnitud 6,2.

21. Terratrèmols: intensitat i magnitud
• Aquesta Energia alliberada es va perdent a mida que les ones sísmiques es
propaguen.
Per això els sismògrafs més allunyats del sisme reben ones amb
menor amplitud.
Sismògraf proper
Sismògraf allunyat

22. Terratrèmols: intensitat i magnitud
Risc sísmic
Risc sísmic = P · E · V
Perillositat
Vulnerabilitat
Exposició
Probabilitat que hi hagi un
terratrèmol. Període de retorn.
Quantitat de persones, béns i
recursos que pot afectar un
terratrèmol.
Quantitat de persones, béns i recursos
que quedarien afectats per un
terratrèmol del total d’exposats.

23. Terratrèmols: intensitat i magnitud

24. Terratrèmols: intensitat i magnitud
La vulnerabilitat depén del tipus de sòl, dels plans d’emergència i de les mesures
sismoresistents de les construccions.

25. La propagació de les ones sísmiques per l’interior de la Terra (1)

26. La propagació de les ones sísmiques per l’interior de la Terra (1)
• En un medi homogeni, les
velocitats de propagació de les
ones P i S serien sempre iguals.
à Però això no passa!

27. La propagació de les ones sísmiques per l’interior de la Terra (1)
• Però amb l’increment de la profunditat,
les velocitats de propagació de les ones
P i S augmenten (perquè les propietats
elàstiques dels materials augmenten).
à Però encara no n’hi ha
prou!

28. La propagació de les ones sísmiques per l’interior de la Terra (1)
• Diferències de velocitats de
propagació de les ones P i S
indiquen materials amb
densitats i propietats diferents.
à Això…
…sí que passa!

29. La propagació de les ones sísmiques per l’interior de la Terra (2)
Variació de la velocitat de propagació de les
ones P i S amb la profunditat. A l’ampliació
s’hi detallen els canvis de la velocitat en els
1.000 km més superficials.
• Els canvis de velocitat de
les ones corresponen a
discontinuïtats = canvis
de composició o de
comportament dels
materials.

30. La propagació de les ones sísmiques per l’interior de la Terra (2)
• Discontinuïtat de Mohorovicic: increment de la velocitat de les ones.
Es troba a profunditats d’entre 3 i 70 km.
• Discontinuïtat de Gutenberg: davallada de la velocitat de les ones P i
manca de propagació de les ones S. Es troba a 2900 km de
profunditat.
Aquestes són
discontinuïtats de
primer ordre!

31. La propagació de les ones sísmiques per l’interior de la Terra (2)
Aquestes són
discontinuïtats de
segon ordre!
-Discontinuïtat de Repetti: als 670 km de prof. à increment de les ones P i S
- Discontinuïtat de Lehmann-Weichert: a 5100 km à increment de les ones P.

32. La propagació de les ones sísmiques per l’interior de la Terra (2)
Les ones també ens donen informació de la rigidesa dels materials:
Aquesta disminució de les
velocitats de propagació de les
ones implica una disminució de
la rigidesa.
En aquesta zona, que comença
als 10-120 km de profunditat,
les roques s’acosten al seu punt
de fusió i tenen un
comportament més dúctil.

33. La propagació de les ones sísmiques per l’interior de la Terra (2)
2.- Aquestes variacions de les velocitats impliquen canvis en
la rigidesa i en la densitat dels materials, i per tant en la
composició química de les roques.
1.- La variació de les velocitats de propagació de les ones
marquen les discontinuïtats, que són les superfícies que
separen les diferents capes.
Per tant:

34. Les capes de la Terra

35. Les capes de la Terra segons la composició: l’escorça
L’escorça. a) Capes (1, 2, 3 i 4) i tipus de roques de l’escorça oceànica;
b) estructura de l’escorça continental i de l’oceànica;
c) capes (A, B, C i D) i tipus de roques de l’escorça continental.
Escorça: capa més externa de la Terra. S’estén des de la superfície fins a la
discontinuïtat de Mohorovicic, on les velocitats augmenten.
Aquest augment implica un canvi en la composició de les roques.

36. Les capes de la Terra segons les seves propietats mecàniques
Variació estimada de la
temperatura a mesura que
augmenta la profunditat
Tª per sobre de
la Tª de fusió
Tª per sobre de
la Tª de fusió

37. Les capes de la Terra segons les seves propietats mecàniques
LITOSFERA
• Comportament rígid: P i Tª baixes
• Gruix variable:
• 5 - 10 km sota les dorsals
• 50 - 100 km oceans en zones properes als continents
• 120 - 200 km sota els continents
Comprèn tota l’escorça i la part més superior del mantell

38. Les capes de la Terra segons les seves propietats mecàniques
ASTENOSFERA
• Comportament elàstic davant ones sísmiques
• Comportament fluid a escala de temps geològic
• Gruix:
• Límit inferior litosfera - discontinuïtat de Repetti
Tª per sobre del punt de fusió però P tant elevada que impedeix la fusió total
de tots els materials ( 1- 5 % fos)

39. Les capes de la Terra segons les seves propietats mecàniques
MESOSFERA
• Comportament rígid (La P compensa la Tª)
• Cert comportament plàstic a escala de temps geològic
• Capa “D” plomes hot spots
Coincideix amb el Mantell Inferior

40. Les capes de la Terra segons les seves propietats mecàniques
ENDOSFERA
• Endosfera externa:
• Comportament fluid
• Origen del camp magnètic terrestre
• Endosfera interna:
• Comportament rígid
Coincideix amb el nucli extern i intern

41. La calor interna de la Terra i l’energia geotèrmica
Origen
Procés de formació de la Terra
Desintegració isòtops radiactius
Transmisió
Conducció
Convecció
Entre materials en contacte
Fluxe de fluids al disminuir la densitat
ENERGIA
GEOTÈRMICA

42. La calor interna de la Terra i l’energia geotèrmica

43. El magnetisme terrestre i la magnetització de les roques
Aproximació al camp magnètic terrestre:
Intensitat: “Força del camp magnètic”
- Tesla (T)
- variable en el temps
- intercanvi de pols
Inclinació: “Angle del camp amb la
horitzontal”
Declinació: “Angle del camp amb el nord
geogràfic”
25000 - 60000 nT

44. El magnetisme terrestre i la magnetització de les roques
Origen del camp magnètic terrestre: magnestisme de les roques??
Punt de Curie
Tª a la que un material perd el seu magnetisme

45. El magnetisme terrestre i la magnetització de les roques
Origen del camp magnètic terrestre:
- Moviments de convecció del nucli extern
acens de Fe i Ni provoca corrents elèctrics i magnètics
- Moviments de rotació de la Terra
diferent velocitat de rotació de les diferents capes

46. El magnetisme terrestre i la magnetització de les roques
Funció del camp magnètic terrestre:
Protecció davant el vent solar

47. Magnetisme fòssil
“Magnetització de les roques conservada al llarg del temps"
Indica:
- Intensitat del camp magnètic
- Latitud formació de la roca
- Presència d’inversions en la
polaritat del camp
Roques volcàniques (amb minerals rics en Fe)
Roques sedimentàries (formades per sediments a l’aigua)

48. Polaritat del camp magnètic de la Terra
Magnetisme fóssil: Eina per a saber com i quan es mouen les roques de la
superfície terrestre
Anomalies magnètiques del sòl oceànic
La deriva polar
TECTÒNICA DE PLAQUES

49. Gravimetria
Força de la gravetat
si F=m·a a= F/m
a=
Valor teòric mitjà de la gravetat
Càlcul del valor teòric mitjà de la gravetat:

50. Gravimetria
Reduccions o correccions gravimètriques
Càlcul del valor teòric de la gravetat en un punt:
Reducció per la latitud (Requatorial > Rpolar)
Reducció d’aire lliure (per l’alçada sobre el nivell del mar (referència) de la placa)
Reducció de Bouguer (per l’atracció que exerceix el material sota nostre fins
el nivell de referència -mar-)
Reducció topogràfica (per les desviacions del relleu respecte la superfície plana
de la placa)
g pols= 9,8322 m/s2
g equador= 9,7803 m/s2
TOT I AIXÒ… HI HA ANOMALIES GRAVIMÈTRIQUES!!

51. Gravimetria
ANOMALIES GRAVIMÈTRIQUES
Existència en profunditat de materials:
densos (anomalia positiva)
lleugers (anomalia negativa)
- Estructura de les capes externes de la Terra (litosfera)
Càlculs sobre el terreny….
Anomalia negativa en grans serralades Anomalia postiva als oceans
?????

52. Isostàsia i gravimetria
Resposta: PRINCIPI D’ISOSTÀSIA
Equilibri de flotació entre la litosfera i l’astenosfera, de manera que:
• Si augmenta la massa de la litosfera, llavors aquesta s’enfonsa
• Si disminueix la massa de la litosfera, llavors aquesta s’eleva
El gruix de la litosfera no és uniforme, les zones
elevades (serralades) s’enfonsen més en l’astenosfera
erosió
sedimentació