TARBUCK y LUTGENS, Ciencias de la Tierra (8va ed.)

342 CAPÍTULO 12 El interior de la TierraEl interior de la Tierra está justo debajo de nosotros.Sin embargo, el acceso directo a él continúa siendomuy limitado. Los sondeos perforados en la cortezaen busca de petróleo, gas y otros recursos naturales sólo alcanzanlos últimos 7 kilómetros, una minúscula fracción delradio de la Tierra, que comprende 6.370 kilómetros. Inclusoel sondeo de Kola, un pozo de investigación superprofundo,localizado en un punto remoto del norte de Rusia,sólo ha penetrado 12,3 kilómetros. Aunque la actividad volcánicase considera una ventana al interior de la Tierra, porquehace ascender los materiales desde abajo, permite sólouna ojeada a los 200 kilómetros más externos de nuestroplaneta.Afortunadamente los geólogos han aprendido muchosobre la composición y la estructura de la Tierra a través demodelos de computador, por medio de experimentos de laboratorioa altas presiones y de muestras del Sistema Solar(meteoritos) que chocan con la Tierra. Además, se han obtenidomuchas pistas de las condiciones físicas reinantes en elinterior de nuestro planeta a través del estudio de las ondassísmicas generadas por los terremotos y las explosiones nucleares.Cuando dichas ondas atraviesan la Tierra, llevan informacióna la superficie sobre los materiales que atravesaron.Por consiguiente, cuando se analizan con detenimiento, losregistros sísmicos proporcionan una imagen «de rayos X» delinterior de la Tierra.Sondeo del interior de la TierraMucho de lo que sabemos sobre el interior de nuestroplaneta procede del estudio de las ondas sísmicas quecruzan la Tierra. Dicho con sencillez, la técnica consisteen la determinación precisa del tiempo que las ondasP (compresivas) y S (cizalla) necesitan para desplazarse desdeun terremoto o explosión nuclear hasta una estaciónsismográfica. Dado que el tiempo necesario para que lasondas P y S viajen a través de la Tierra depende de laspropiedades de los materiales que cruzan, los sismólogosbuscan variaciones relacionadas con el tiempo de desplazamientoque no puedan explicarse únicamente pordiferencias en las distancias recorridas. Esas variacionescorresponden a cambios en las propiedades de los materialesatravesados.Un problema importante radica en que, para la obtenciónde tiempos de desplazamiento precisos, los sismólogosdeben establecer la localización y el momentoprecisos de producción de un terremoto. Esto suele seruna tarea difícil, porque la mayoría de los terremotos seproduce en zonas remotas. Por el contrario, el tiempo yla localización exactos de un ensayo nuclear siempre se conocencon exactitud. Pese a las limitaciones de estudiar lasondas sísmicas generadas por los terremotos, los sismólogosde la primera mitad del siglo XX fueron capaces de utilizarlaspara detectar las principales capas de la Tierra. Nofue hasta principios de los años 60, cuando las pruebas nuclearesestaban en su apogeo y se desplegaron redes consistentesen centenares de sismógrafos muy sensibles,cuando se establecieron con certeza las estructuras más finasdel interior de la Tierra.Naturaleza de las ondas sísmicasPara examinar la composición y la estructura de la Tierra,primero debemos estudiar algunas de las propiedades básicasde la transmisión de las ondas, o propagación. Comose indicó en el Capítulo 11, la energía sísmica viaja desdesu origen en todas las direcciones en forma de ondas.(Con fines descriptivos, la práctica común es considerar elcamino seguido por estas ondas como rayos, o líneas trazadasen perpendicular al frente de la onda, como se muestraen la Figura 12.1.) Entre las características significativasde las ondas sísmicas se cuentan:1. La velocidad de las ondas sísmicas depende dela densidad y la elasticidad de los materiales queatraviesan. Las ondas sísmicas viajan más deprisaen los materiales rígidos, que retornanelásticamente a sus formas originales cuandocesa el esfuerzo causado por una onda sísmica.Por ejemplo, una roca cristalina transmite lasondas sísmicas más deprisa que una capa delodo no consolidada.2. Dentro de una capa determinada, la velocidad delas ondas sísmicas aumenta generalmente con laprofundidad, porque la presión aumenta y comprimela roca transformándola en un materialelástico más compacto.3. Las ondas compresivas (ondas P), que vibran haciaatrás y hacia delante en el mismo plano queOrigen del terremotoRayosFrentesde onda▲ Figura 12.1 La energía sísmica viaja en todas las direccionesdesde el origen de un terremoto (foco). La energía puederepresentarse en forma de frentes de onda en expansión o de rayosperpendiculares a los frentes de onda.