Corteza (geología)
From Wikipedia, the free encyclopedia
En geología, la corteza es la capa sólida más externa de un planeta rocoso, planeta enano o satélite natural. Normalmente se distingue del manto subyacente por su composición química; sin embargo, en el caso de satélites helados, puede distinguirse según su fase (corteza sólida frente a un manto líquido).
Las cortezas de la Tierra, la Luna, Mercurio, Venus, Marte, Ío y otros cuerpos planetarios se formaron a través de procesos ígneos y luego se modificaron por erosión, cráteres de impacto, vulcanismo y sedimentación.
La mayoría de los planetas terrestres tienen cortezas bastante uniformes. La Tierra, sin embargo, tiene dos tipos distintos: la corteza continental y la corteza oceánica. Estos dos tipos tienen diferentes composiciones químicas y propiedades físicas, y se formaron mediante diferentes procesos geológicos.
Corteza primaria o primordial
Los geólogos planetarios dividen la corteza en tres categorías, según cómo y cuándo se formaron.[1]
Esta es la corteza «original» de un planeta. Se forma a partir de la solidificación de un océano de magma. Hacia el final de la formación planetaria, los planetas terrestres probablemente tenían superficies que eran océanos de magma. A medida que se enfriaban, se solidificaban hasta formar una corteza.[2] Esta corteza probablemente fue destruida por grandes impactos y se reformó muchas veces a medida que el Gran bombardeo pesado se acercaba a su fin.[3]
La naturaleza de las cortezas primarias todavía se discute: sus propiedades químicas, mineralógicas y físicas son desconocidas, al igual que los mecanismos ígneos que las formaron. Esto se debe a que es difícil de estudiar, ya que nada de la corteza primaria de la Tierra ha sobrevivido hasta hoy.[4] Las altas tasas de erosión de la Tierra y el reciclaje de la corteza debido a la tectónica de placas han destruido todas las rocas con más de 4000 millones de años, incluida la corteza primaria que una vez tuvo la Tierra.
Sin embargo, los geólogos pueden obtener información sobre la corteza primaria al estudiarla en otros planetas terrestres. Las tierras altas de Mercurio podrían representar la corteza primaria, aunque esto se debate.[5] Las tierras altas anortitas de la Luna son corteza primaria, formada cuando la plagioclasa cristalizó a partir del océano de magma inicial de la Luna y flotó hacia la superficie.[6] Sin embargo, es poco probable que la Tierra siguiera un patrón similar, ya que la Luna era un sistema sin agua y la Tierra primitiva tenía agua.[7] El meteorito marciano ALH84001 podría representar la corteza primaria de Marte; sin embargo, esto también se debate.[8] Al igual que la Tierra, Venus carece de corteza primaria, ya que todo el planeta ha sido resurgido y modificado repetidamente.[9]
Corteza secundaria
La corteza secundaria se forma por fusión parcial de los materiales de silicato del manto y, por lo tanto, es generalmente de composición basáltica.[1]
Este es el tipo de corteza más común en el sistema solar. La mayoría de las superficies de Mercurio, Venus, la Tierra y Marte comprenden una corteza secundaria, al igual que los mares lunares. En la Tierra, la corteza secundaria se forma principalmente en las dorsales centroceánicas, donde el ascenso adiabático del manto provoca su fusión parcial.
Corteza terciaria
La corteza terciaria está más modificada químicamente que la primaria o la secundaria. Puede formarse de varias maneras:
- Procesos ígneos: fusión parcial de la corteza secundaria, junto con diferenciación o deshidratación.[5]
- Erosión y sedimentación: sedimentos derivados de la corteza primaria, secundaria o terciaria.
El único ejemplo conocido de corteza terciaria es la corteza continental de la Tierra. Se desconoce si otros planetas terrestres poseen corteza terciaria, aunque la evidencia hasta ahora sugiere que no. Esto probablemente se debe a que se requiere la tectónica de placas para crear corteza terciaria, y la Tierra es el único planeta de nuestro sistema solar con este tipo de tectonismo.
La corteza terrestre
Estructura
La corteza es una capa delgada en el exterior de la Tierra que representa menos del 1 % del volumen del planeta. Es el componente superior de la litosfera, una división de las capas de la Tierra que incluye la corteza y la parte superior del manto.[10] La litosfera está fragmentada en placas tectónicas que se mueven, permitiendo que el calor escape del interior de la Tierra al espacio.
La corteza se encuentra sobre el manto, una configuración estable porque el manto superior está compuesto de peridotita y, por lo tanto, es significativamente más denso que la corteza. El límite entre la corteza y el manto se sitúa convencionalmente en la discontinuidad de Mohorovičić, definida por un contraste en la velocidad de propagación de las ondas sísmicas.
| Corteza oceánica (según su edad) color #cde 0-20 Ma color #abc 20-65 Ma color #89a >65 Ma |
Corteza continental color #f96 Escudos o cratones antiguos color #f9c Plataformas (escudos con cobertera sedimentaria) color #9fc Cadenas orogénicas color #9cf Cuencas tecto-sedimentarias color #969 Provincias ígneas color #ff9 Corteza adelgazada (por extensión cortical) |
La corteza terrestre es de dos tipos distintivos:
- Oceánica: de 5 kilómetros (3 mi) a 10 kilómetros (6 mi) de grosor,[11] compuesta principalmente de rocas máficas densas, como el basalto, la diabasa y el gabro.
- Continental: de 30 kilómetros (20 mi) a 50 kilómetros (30 mi) de grosor, compuesta mayoritariamente por rocas menos densas y más félsicas, como el granito.
Dado que tanto la corteza continental como la oceánica son menos densas que el manto subyacente, ambos tipos de corteza «flotan» sobre él. Este fenómeno se conoce como isostasia y también explica por qué la corteza continental se eleva más que la oceánica: al ser menos densa, «flota» a mayor altura. Como resultado, el agua se acumula en las cuencas de la corteza oceánica, formando los océanos.
La temperatura de la corteza aumenta con la profundidad,[12] alcanzando valores generalmente en el rango de aproximadamente 200 grados Celsius (392 °F) a 400 grados Celsius (752 °F) en el límite con el manto subyacente. En la parte superior de la corteza, la temperatura aumenta hasta 30 °C por kilómetro, pero el gradiente geotérmico disminuye en la corteza más profunda.[13]
Composición
La corteza continental tiene una composición promedio similar a la de la andesita.[14] Los minerales más abundantes en la corteza continental son los feldespatos, que constituyen aproximadamente el 41 % de su peso, seguidos por el cuarzo (12 %) y los piroxenos (11 %).[15] La corteza continental está enriquecida en elementos incompatibles en comparación con la corteza oceánica basáltica y muy enriquecida en comparación con el manto subyacente. Aunque la corteza continental comprende solo alrededor del 0,6 % en peso del silicato terrestre, contiene entre el 20 % y el 70 % de los elementos incompatibles.
Todos los demás componentes, excepto el agua, se presentan solo en cantidades muy pequeñas y suman menos del 1 %. Las estimaciones de la densidad promedio para la corteza superior varían entre 2,69 y 2,74 g/cm³, y para la corteza inferior, entre 3,0 y 3,25 g/cm³.[16]
Formación y evolución
La Tierra se originó hace aproximadamente 4600 millones de años a partir de un disco de polvo y gas que orbitaba alrededor del Sol recién formado. Se formó mediante acreción, donde planetesimales y otros cuerpos rocosos más pequeños colisionaron y se agregaron, creciendo gradualmente hasta formar un planeta. Este proceso generó una enorme cantidad de calor, lo que provocó que la Tierra primitiva se fundiera por completo. A medida que la acreción planetaria se desaceleraba, la Tierra comenzó a enfriarse, formando su primera corteza, denominada corteza primaria o primordial.[17] Esta corteza probablemente fue destruida repetidamente por grandes impactos y luego se reformó a partir del océano de magma generado por cada impacto. Nada de la corteza primaria de la Tierra ha sobrevivido hasta hoy; toda fue destruida por la erosión, los impactos y la tectónica de placas en los últimos miles de millones de años.
Desde entonces, la Tierra ha estado formando corteza secundaria y terciaria. La corteza secundaria se genera en las dorsales centroceánicas, donde la fusión parcial del manto produce magmas basálticos y nueva corteza oceánica. Este proceso de «expansión del fondo oceánico» es una de las fuerzas impulsoras de la tectónica de placas y crea constantemente nueva corteza oceánica. Esto implica que la corteza antigua debe ser destruida en algún lugar, generalmente en una zona de subducción, donde una placa oceánica es empujada de vuelta al manto. Este ciclo constante de creación y destrucción de corteza oceánica significa que la corteza oceánica más antigua de la Tierra tiene solo unos 200 millones de años.
En contraste, la mayor parte de la corteza continental es mucho más antigua. Las rocas de la corteza continental más antiguas de la Tierra tienen edades en el rango de aproximadamente 3700 a 4280 millones de años[18][19] y se han encontrado en el Narryer Gneiss Terrane en Australia Occidental, en el Gneis de Acasta en los Territorios del Noroeste de Canadá (en el Escudo Canadiense), y en otras regiones cratónicas como el Escudo Báltico. En el Narryer Gneiss Terrane se ha encontrado circón con una edad de 4300 millones de años.
La edad promedio de la corteza continental actual de la Tierra se ha estimado en alrededor de 2000 millones de años.[20] La mayoría de las rocas corticales más antiguas (formadas antes de hace 2500 millones de años) se encuentran en cratones. Esta corteza continental antigua y la astenósfera del manto subyacente son menos densas que en cualquier otro lugar de la Tierra y, por lo tanto, no se destruyen fácilmente por subducción. La formación de nueva corteza continental está vinculada a períodos de intensa orogénesis; estos períodos coinciden con la formación de supercontinentes como Rodinia, Pangea y Gondwana. La corteza se forma en parte por la acreción de arcos insulares (que incluyen granito y cinturones de plegamiento metamórfico) y se conserva en parte por el agotamiento del manto subyacente, lo que genera un manto litosférico flotante.
Corteza de la Luna
Se cree que un protoplaneta teórico llamado Tea colisionó con la Tierra en formación, y parte del material expulsado al espacio por la colisión se acrecionó para formar la Luna. Durante su formación, se piensa que la parte externa de la Luna se fundió, formando un «océano de magma lunar». La plagioclasa (un feldespato) cristalizó en grandes cantidades a partir de este océano de magma y flotó hacia la superficie. Las rocas acumuladas forman gran parte de la corteza. La parte superior de la corteza probablemente tiene un promedio de alrededor del 88 % de plagioclasa (cerca del límite inferior del 90 % definido para la anortosita); la parte inferior de la corteza puede contener un mayor porcentaje de minerales ferromagnesianos como los piroxenos y el olivino, pero incluso la parte más profunda probablemente promedia alrededor del 78 % de plagioclasa.[21] El manto subyacente es más denso y rico en olivino.
El grosor de la corteza lunar oscila entre unos 20 y 120 km. La corteza en la cara oculta de la Luna tiene un promedio de 12 km más de grosor que la de la cara visible. Las estimaciones del grosor promedio se sitúan en el rango de aproximadamente 50 a 60 km. La mayor parte de esta corteza rica en plagioclasa se formó poco después de la formación de la Luna, hace alrededor de 4500 a 4300 millones de años. Quizás el 10 % o menos de la corteza consiste en roca ígnea agregada después de la formación del material inicial rico en plagioclasa. La adición posterior mejor caracterizada y más voluminosa son los mares de basalto, formados entre aproximadamente 3900 y 3200 millones de años. El vulcanismo menor continuó después de hace 3200 millones de años, tal vez hasta hace tan solo 1000 millones de años. No hay evidencia de tectónica de placas en la Luna.
El estudio de la Luna ha establecido que se puede formar una corteza en un cuerpo planetario rocoso significativamente más pequeño que la Tierra. Aunque el radio de la Luna es solo un cuarto del terrestre, la corteza lunar tiene un grosor promedio significativamente mayor. Esta gruesa corteza se formó casi inmediatamente después de la formación de la Luna. El magmatismo continuó después de que terminó el período de intenso impacto de meteoritos hace unos 3900 millones de años, pero las rocas ígneas de menos de 3900 millones de años constituyen solo una pequeña parte de la corteza.[22]
