La estructura de la geosfera

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.

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?

¿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.

¿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 Caracas–Maracaibo (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.

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.

¿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.

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.

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.

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.

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.

¿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.

La mina de oro de Mponeng (Sudáfrica) es la excavación humana más profunda de la Tierra: llega a casi $4\ \text{km}$ bajo la superficie. En esa zona, la temperatura en superficie es de $20\ ^\circ\text{C}$ y el gradiente geotérmico medio es de $2{,}5\ ^\circ\text{C}$ por cada $100\ \text{m}$ de profundidad.

1. a) Calcula qué temperatura alcanzaría la roca en el fondo de la mina si no funcionara ningún sistema artificial de aire acondicionado.
2. b) Un minero solo puede trabajar con seguridad si la temperatura ambiental no supera los $32\ ^\circ\text{C}$. Calcula a qué profundidad máxima se alcanzaría ese límite de seguridad sin refrigeración.
3. c) Si aplicáramos ese mismo gradiente de forma continua hasta el centro de la Tierra ($6\,371\ \text{km}$), ¿qué temperatura teórica disparatada se obtendría en el núcleo? Deduce qué nos enseña este cálculo sobre cómo varía el gradiente geotérmico en las capas más profundas.