Ejercicios: La estructura de la geosfera

El corte de la figura muestra las capas concéntricas de la geosfera, pero una de ellas está marcada con «?». Indica el nombre de esa capa y ordena todas las capas de la más superficial a la más profunda.

Nombra las tres capas de la geosfera e indica cuál es la más externa y cuál la más profunda. ¿En cuál de ellas vivimos?

Si la Tierra fuera un durazno, explica qué parte de la fruta representaría la corteza, el manto y el núcleo, y señala una limitación de esta comparación.

Explica qué es la geosfera y nombra con qué otras partes de la Tierra está en contacto en la superficie (el aire, el agua y los seres vivos), escribiendo el nombre técnico de cada una.

¿Qué capa de la geosfera está justo debajo de la corteza? ¿Y cuál ocupa el centro del planeta? Ordena las tres capas de fuera hacia dentro.

Indica en qué estado se encuentran los materiales del núcleo externo y del núcleo interno, y explica de qué dos metales están hechos sobre todo.

El hierro del núcleo hace que la Tierra se comporte como un imán gigante.

1. a) Explica qué aparato de uso cotidiano aprovecha ese magnetismo para orientarse.
2. b) Razona qué ocurriría con dicho aparato si el núcleo no fuera magnético.

¿Cuál es la capa más fina de la geosfera? Compara su espesor máximo ($70\ \text{km}$) con el del manto (unos $2\,900\ \text{km}$) y explica qué significa esa diferencia.

La corteza tiene entre $5\ \text{km}$ y $70\ \text{km}$ de espesor, el manto se extiende unos $2\,900\ \text{km}$ por debajo y el núcleo tiene un radio de unos $3\,480\ \text{km}$. Calcula la distancia aproximada desde la superficie hasta el centro de la Tierra, estima cuántas veces cabe en esa distancia un viaje Ciudad de Guatemala–Quetzaltenango (unos $620\ \text{km}$) y razona qué pequeña parte del recorrido total representa la corteza, la capa en la que vivimos.

Distingue entre corteza continental y corteza oceánica: cuál de las dos es más gruesa, dónde se encuentra cada una y qué tipo de materiales predominan en ellas.

El núcleo tiene una parte externa líquida y una interna sólida, aunque ambas están hechas de hierro y níquel. Explica cómo es posible que el núcleo interno, siendo la zona más caliente del planeta, se mantenga sólido.

El pozo más profundo jamás perforado llegó a unos $12\ \text{km}$, y la distancia desde la superficie hasta el centro de la Tierra es de unos $6\,370\ \text{km}$. Calcula qué porcentaje del camino al centro hemos llegado a perforar y razona qué dos dificultades (temperatura y presión) frenan las perforaciones profundas.

La corteza continental es más gruesa y menos densa que la oceánica. Usando la analogía de dos icebergs de distinto grosor, explica por qué los continentes sobresalen sobre el nivel del mar mientras que la corteza oceánica queda sumergida.

¿De dónde sale el calor del interior de la Tierra? Explica dos fuentes de ese calor (el que queda de la formación del planeta y el que generan ciertos materiales del interior) y nombra dos pruebas de ese calor que podemos observar en la superficie, como los volcanes o las aguas termales.

¿Dónde crees que es más gruesa la corteza: bajo la cordillera del Himalaya o bajo el océano Pacífico? Razona tu respuesta y explica qué relación hay entre las montañas altas y las «raíces» profundas de la corteza.

Compara la Tierra con un huevo cocido (cáscara, clara y yema): explica qué capa representa cada parte y señala dos cosas que el modelo del huevo no representa bien del interior terrestre.

La densidad media de toda la Tierra es de aproximadamente $5.5\ \text{g/cm}^3$. Sin embargo, las rocas que forman la corteza continental solo tienen una densidad media de unos $2.7\ \text{g/cm}^3$, y las peridotitas que arrancan algunos volcanes profundos del manto alcanzan los $3.3\ \text{g/cm}^3$. Por otro lado, muchos meteoritos metálicos que caen del espacio están formados por hierro y níquel con densidades superiores a $7.5\ \text{g/cm}^3$.

1. a) A partir de estos datos de densidad, demuestra por qué es imposible que la Tierra sea homogénea por dentro.
2. b) Deduce qué capa del interior terrestre debe corresponderse con la composición de los meteoritos metálicos para que la densidad media global del planeta cuadre con los $5.5\ \text{g/cm}^3$.
3. c) Justifica cómo el estudio de restos de asteroides y meteoritos procedentes del espacio nos permite conocer la composición del centro de nuestro planeta sin necesidad de llegar hasta allí.

Con frecuencia se dice que la corteza de la Tierra es proporcionalmente tan fina como la cáscara de una manzana. Vamos a comprobar con datos si esta afirmación es científicamente exacta:

• Radio de la Tierra: $6\,370\ \text{km}$.

• Espesor medio de la corteza continental: $35\ \text{km}$; de la corteza oceánica: $7\ \text{km}$.

• Una manzana típica tiene un radio de unos $40\ \text{mm}$ y el grosor de su cáscara es de aproximadamente $0.3\ \text{mm}$.

1. a) Calcula el porcentaje del radio que representa la cáscara de la manzana y compáralo con el porcentaje que representan la corteza continental y la oceánica respecto al radio terrestre.
2. b) A la vista de tus cálculos, ¿es correcta la analogía popular o la cáscara de la manzana es proporcionalmente más gruesa o más fina que la corteza terrestre? Justifícalo con tus resultados.
3. c) Si fabricaras una maqueta esférica de la Tierra con un radio de $20\ \text{cm}$ ($200\ \text{mm}$), calcula cuántos milímetros de grosor tendrían la corteza oceánica y la corteza continental. ¿Podrías dibujar la corteza oceánica a escala con la punta de un lápiz escolar estándar de $1\ \text{mm}$ sin exagerarla?

Disponemos de mapas de la superficie de Marte con una resolución de pocos metros gracias a los satélites en órbita, pero conocemos con mucho menos detalle el fondo de los océanos de la Tierra, situados a solo unos kilómetros bajo el agua.

1. a) Explica por qué las cámaras fotográficas de alta resolución y los radares de los satélites orbitales no sirven para cartografiar el fondo marino profundo, indicando qué propiedad física del agua marina lo impide.
2. b) En la fosa de las Marianas (a $11\ \text{km}$ de profundidad), la presión es superior a $1\,100$ atmósferas. Si tuvieras que diseñar un robot submarino para descender a esa zona, ¿qué dos dificultades técnicas críticas deberías resolver para evitar su destrucción y lograr captar datos del fondo?
3. c) Dado que la luz y el radar no penetran en el océano profundo, deduce qué tipo de ondas emplean los buques oceanográficos para «ver» y cartografiar el relieve submarino (sonares) y explica brevemente cómo calculan la profundidad del fondo marino.