Composición del Manto de la Tierra

Composición del Manto de la Tierra

El manto de la Tierra es una capa que tiene un grosor de 2,900 km (el 46% del radio promedio de la Tierra de 6371 km) y se extiende desde donde termina el núcleo externo de la Tierra a 3500 km de radio hasta la litósera que tan sólo tiene menos de 200 km de grosor.  Representando el 87% del volumen total de la Tierra.

Manto Terrestre

Su composición exacta no es conocida con certeza, pero se determina con muestras expulsadas de erupciones volcánicas provenientes de hasta 300 km de profundidad. Actualmente se ha llegado a la conclusión de que su composición es de 46% óxido de silicio, 38% óxido de magnesio, 8% óxido de fierro y otros compuestos semejantes al “granate” .

El manto contiene una enorme cantidad de agua (se estima que muchísima más que el océano) en estado de fluído supercrítico a altas temperaturas y presiones. El manto es una especie de aislante térmico o refractario, semiconductor de electricidad debido a la abundancia de los óxidos de silicio, como una capa de cristales, capaz de magnetizarse y transmitir el campo magnético debido en gran medida a la presencia del magnesio.

El-Manto-de-la-Tierra

La zona del contacto del Manto “Zona doble prima” o “discontinuidad de Gutenberg” es la capa que se encuentra a 2900 km de profundidad, con 200 km de grosor y rodeando al núcleo externo de la Tierra. La temperatura en esta zona alcanza los 5300°C y las presiones varían en alrededor de 2 millones de atmósferas.

Su composición química es distinta al hierro, posiblemente Helio e Hidrógeno a fuertes presiones en contacto con el núcleo externo que se fusionan con esta capa haciéndola anómala y viscosa donde ocurre un proceso de transmisión de calor por medio de la convección.

Discontinuidad-de-Gutenberg

En esta zona inicia la fricción por resistencia de la rotación de la Tierra sólida (algunos sólidos cristalinos) con el núcleo externo fluido en el mismo sentido generando mucha tensión.

Fricción-del-Manto-y-el-Núcleo-Externo

La capa “mesósfera inferior” o “manto inferior” se extiende desde los 2900 km donde termina la “discontinuidad de Gutenberg” (con temperaturas de hasta 5300°C) hasta los 700 km de profundidad (temperaturas de 3000°C). Se cree que está por “peridotita de granate” con una densidad promedio de 5.5 tons/m3.

Manto-Inferior

Esta zona es generalmente compleja, puesto que a estas temperaturas, los átomos están todavía ionizados y los electrones buscan átomos disponibles para unirse, haciendo separaciones y uniones con alta frecuencia, generando una fuerte corriente eléctrica, pero que a su vez es moderada por la resistencia que genera la presencia de óxidos de silicato y magnesio.

Campo-Magnético-del-Manto

A 1800 km de profundidad, después de una franja irregular de 8 km de grosor, comienzan a aparecer las ondas sísmicas secundarias, indicando que sobre esta línea el material es más rígido y menos plástico (inicia la conformación de magma), abundando los silicatos, óxidos de magnesio y de hierro. La densidad de esta zona es de alrededor de 4.6 tons/m3 y la temperatura se encuentra a 1200°C.  Entre 1500 y 1200 km de profundidad ocurren pequeños gradientes de propagación de ondas sísmicas, la temperatura se encuentra a 1000°C

Transición-en-el-Manto

A partir de los 1000 km de profundidad las estructuras cerradas de silicio en el manto se transforman. El material se vuelve rígido y se crean corrientes de convección donde el magma ocurre.

A los 900 km de profundidad en la “Discontinuidad de Repetti”, la capa de olivino denso se comienza a transformar en “espinelas”, dando origen a fallas geológicas.

A los 700 km de profundidad la presión llega alrededor de las 500 mil atmósferas y el olivino denso de perovskita de magnesio queda transformado completamente en espinelas de ringwoodita (gamma) y wadseleita (beta) con granate. En las zonas de subducción se han detectado terremotos a esta profundidad.

Discontinuidad-de-650-km

A los 650 km de profundidad inicia la “mesósfera superior” o “manto superior”. La temperatura alcanza los 900°C y comienza una “zona de transición” irregular hidratada de  aproximadamente 220 km de grosor hasta los 400 km definida como una región difusa de alta velocidad sísmica siendo más gruesa en los continentes que en el fondo del océano.

En dicha zona de transición ocurre una convección generada por la subducción de placas tectónicas que envía agua fría del océano a la parte superior de esta zona de óxido de magnesio deshidratado, enfriándola repentinamente y energizando el agua que tratará de salir por convección hacia la litósfera abriendo microgrietas y posiblemente causando sismicidad a estas profundidades.

Manto-Terrestre

En esta zona el flujo termal es de 0.5 μcal/cm² sec que consiste en principalmente olivina, piroxenos y minerales de estructura espinal y granate poco estables con formación magmática con  velocidades sísmicas entre 7.6 y 8.6 km/s

De los 400 km a los 200 km de profundidad se conforma una capa de roca plástica basáltica de baja viscosidad, poco capaz de generar fallas y con poca velocidad sísmica porque tiene una consistencia magmática a 600°C. A los 200 km de profundidad se conforman placas tectónicas más rígidas de la corteza y ocurre la mayor frecuencia de las “zonas de subducción”. La roca de olivino se vuelve dúctil y elástica moviéndose a tasas de deformación que se miden en centímetros por año en distancias lineales a miles de kilómetros y se puede romper causando fallas.

Convección-de-Material-en-Manto-Superior-y-Litósfera

Algunas placas tectónicas convergen con otras, hundiéndose unas debajo de otras con una tasa promedio de 2 a 8 centímetros por año. En las zonas de subducción, la subida de estos materiales fundidos y la introducción de enormes cantidades de agua en el manto provocan el surgimiento de arcos insulares (Antillas o Japón) y cadenas volcánicas como las Sierras y Cordilleras.

Zona-de-Subducción

Debajo de los 50 km, no se registran ocurrencias de sismicidad, esta capa es plástica y viscosa por su composición química (silicatos sólidos con regiones localizadas de fusión). En esta zona se consolidan los magmas basálticos que se originan por la fusión parcial de las rocas del manto formando una capa.

El magma está constituido de 60% olivino, 30% orto y clinopiroxenos y 10% espinelas, granates y plagioclasas. En esta capa se producen corrientes de convección sobre la que está asentada la litósfera (y las placas tectónicas) que al contacto se vuelve muy caliente y donde ocurre una fuerte presión por la convección del magma hacia la superficie. La mayoría de los sismos se producen arriba de esta zona.

Formación-de-Magma

A 35 kilómetros de profundidad se encuentra nuevamente la superficie del manto o “manto litosférico” que marca el inicio de la “Litósfera”  y de la sismicidad. Es más caliente debajo de los océanos por la ausencia de una corteza gruesa con una densidad de 5.5 tons/m3. Está compuesta de oxígeno, magnesio, silicio, hierro, calcio y aluminio.

Zona-de-Transición-Hidratada