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Ciencias Naturales 5° · 2024
Libro de Ciencias Naturales 5 EGB

Ministerio de Educación del Ecuador

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Estructura interna de la Tierra: ondas sísmicas y actividad volcánica

📄 teoria ciencias-naturales 🎓 primaria · 5° EGB Ecuador 🇪🇨 EC 🗣 Español
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Respuesta rápida

  1. ≈ 3,25 °C cada 300 m. 2) 50 s. 3) 30 s. 4) Porque las ondas se desvían, cambian de velocidad y hay zonas de sombra. 5) Porque expulsan materiales del manto analizables en superficie.
📚 theory ciencias-naturales ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 7 min lectura

Solución — Página 67

Ciencias Naturales 5° · 2024

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Ejercicio 1

Competencia matemática: el pozo más profundo del mundo (Kola, Rusia) llegó a 12 200 m con una temperatura de 150 °C; la temperatura superficial es de 18 °C. ¿Cuántos grados centígrados se eleva la temperatura cada vez que bajamos 300 m?

  1. Calculo el aumento total de temperatura al borrar los 12 200 m: \Delta T = 150 - 18 = 132 \, ^\circ\text{C}.
  2. Calculo la razón de aumento por metro: r = \frac{132}{12\ 200} \approx 0,01082 \, ^\circ\text{C/m}.
  3. Multiplico por 300 m para obtener el aumento en cada tramo de 300 m: 0,01082 \times 300 \approx 3,25 \, ^\circ\text{C}.
  4. Verifico: en 12 200 m caben \frac{12\ 200}{300} \approx 40,67 tramos; 40,67 \times 3,25 \approx 132 \, ^\circ\text{C}, que coincide con el aumento total.

Respuesta

aproximadamente 3,25 \, ^\circ\text{C} cada 300 m de profundidad.

2
Ejercicio 2

Verificación del ejemplo de alerta sísmica en México: un sismo ocurre a 400 km y las ondas más rápidas viajan a 8 km/s. ¿Cuántos segundos tienen los habitantes para evacuar?

  1. Uso la relación entre distancia, velocidad y tiempo: t = \frac{d}{v}.
  2. Sustituyo los valores: t = \frac{400 \, \text{km}}{8 \, \text{km/s}}.
  3. Realizo la división: t = 50 \, \text{s}.

Respuesta

50 \, \text{s} (50 segundos) antes de que llegue la sacudida.

3
Ejercicio 3

Si las ondas P alcanzan hasta 8 km/s y las ondas S llegan a 5 km/s, ¿qué diferencia de tiempo hay entre su llegada a una población ubicada a 400 km del epicentro?

  1. Tiempo de las ondas P: t_P = \frac{400}{8} = 50 \, \text{s}.
  2. Tiempo de las ondas S: t_S = \frac{400}{5} = 80 \, \text{s}.
  3. Diferencia: \Delta t = t_S - t_P = 80 - 50 = 30 \, \text{s}.

Respuesta

30 \, \text{s} de diferencia entre la llegada de las ondas P y las ondas S.

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Ejercicio 4

¿Por qué la estructura interna de la Tierra es heterogénea y discontinua, según las ondas sísmicas?

  1. Si el interior fuera uniforme, las ondas viajarían en direcciones paralelas y con la misma velocidad.
  2. En la práctica las ondas se desvían y cambian de velocidad, lo que indica distintos compuestos químicos y estados de la materia.
  3. Además, hay lugares donde las ondas se detectan a gran distancia y zonas cercanas donde no se localizan (zonas de sombra), lo que revela capas internas discontinuas.

Respuesta

porque las ondas se desvían, cambian de velocidad y presentan zonas de sombra, lo que demuestra que el interior tiene composiciones y estados materiales distintos y capas no continuas.

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Ejercicio 5

¿Por qué los volcanes son «ventanas» para conocer el interior del planeta?

  1. Las erupciones expulsan materiales provenientes del manto superior a través de chimeneas volcánicas.
  2. Esos materiales (rocas y compuestos) pueden analizarse en laboratorio.
  3. Al estudiar su composición, los geólogos y vulcanólogos infieren la naturaleza de la litósfera y del manto.
Respuesta

porque sus productos provienen del manto superior y permiten analizar en superficie materiales que de otro modo estarían inaccesibles.

Contenido de la página

Nuevos aportes al entendimiento de la estructura interna de la Tierra

Como hemos visto, una de las zonas menos conocidas y estudiadas de la Tierra es la geosfera. Las dificultades tecnológicas y naturales han limitado el avance en el conocimiento interno de nuestro planeta.

Por citar un ejemplo, si quisiéramos penetrar al interior de la litósfera, sería imposible para los seres humanos, pues las temperaturas aumentan asombrosamente, al igual que la presión de las capas superiores.

Competencia matemática

Cuando hace varias décadas, en Rusia, se quiso perforar y explorar el pozo más profundo del mundo, en Kola; se llegó a 12 200 metros de profundidad y la temperatura alcanzó los 150 °C. Si la temperatura superficial en ese lugar es de 18 °C, ¿cuántos grados centígrados se eleva la temperatura cada vez que bajamos 300 metros?

Glosario

ondas sísmicas: vibraciones que se generan cuando existen choques o desplazamientos de placas en la litósfera.

Las ondas sísmicas permiten conocer la estructura interna del planeta

Probablemente, alguna vez jugaste con dos vasos plásticos unidos por un hilo, donde una persona habla y otra escucha. Esto se debe a que las ondas sonoras se transmiten por el hilo a gran velocidad. Si aplicamos esto a lo que sucede con las capas internas de la Tierra, ¿qué ocurriría? Si la estructura interna fuera uniforme, las ondas sísmicas seguirían direcciones paralelas y a la misma velocidad, pero esto no sucede. Se concluye, entonces, que la estructura interna de la Tierra es heterogénea.

La desviación de las ondas sísmicas en el interior del planeta y las distintas velocidades detectadas, manifiestan que allí hay diversos tipos de compuestos químicos y diferentes estados de la materia. Cuando han ocurrido grandes terremotos, se ha notado que las ondas se detectan en lugares muy lejanos, mientras que en lugares cercanos no se han localizado. Esto también indica que las capas internas son discontinuas.

Clases de ondas sísmicas. Aplicaciones

En un movimiento sísmico existen dos clases de ondas, que se diferencian por la velocidad de transmisión: las ondas P, que son rápidas y alcanzan hasta los 8 km por segundo, y las ondas S, que llegan a 5 km por segundo.

En México, el conocimiento de las velocidades de estas ondas ha proporcionado un sistema de alerta temprana frente a un terremoto. Aunque aún es insuficiente, ya ha salvado algunas vidas. Por ejemplo, si un sismo se produce a 400 km de distancia de una población, y conociendo que las ondas más rápidas viajan a 8 km por segundo, los habitantes tendrán 50 segundos para evacuar antes de que llegue la sacudida.

La actividad volcánica como medio de estudio de la estructura interna de la Tierra

El estudio de los volcanes es de interés científico para los geólogos, ya que son verdaderas ventanas por donde se puede conocer algo del interior del planeta.

La vulcanología estudia los materiales que son expulsados desde el manto superior por conductos o chimeneas volcánicas. Con ello, comprendemos mejor la naturaleza de la litósfera.

Glosario

geólogo: persona especializada en estudiar la composición de la Tierra y en determinar su origen. vulcanología: rama de la geología dedicada a estudiar el origen, la formación y la dinámica de los volcanes.

Competencia socioemocional

Para evitar consecuencias graves durante una erupción volcánica o durante movimientos sísmicos, es importante mantener la calma y estar siempre informados sobre los protocolos que las autoridades establecen. Cuenta cómo has reaccionado ante un temblor y qué medidas de seguridad has tomado.

Ejemplos resueltos

Un sismo se produce a 400 km de una población y las ondas más rápidas viajan a 8 km/s. ¿Cuánto tiempo tienen los habitantes para evacuar?

  1. t = \frac{d}{v}. 2. t = \frac{400 \, \text{km}}{8 \, \text{km/s}} = 50 \, \text{s}. Tienen 50 segundos para evacuar.

Tabla

Tipo de onda Velocidad Característica
Ondas P hasta 8 km/s Rápidas, llegan primero
Ondas S hasta 5 km/s Más lentas, llegan después

Diagrama

mindmap
  root((Estructura interna de la Tierra))
    Ondas sísmicas
      Ondas P: 8 km/s
      Ondas S: 5 km/s
      Desviación y zonas de sombra
    Métodos de estudio
      Sismología
      Vulcanología
      Perforaciones
    Conclusiones
      Interior heterogéneo
      Capas discontinuas

Fórmulas y ecuaciones

t = \frac{d}{v}

\Delta T_{@@MATH_0@@\text{fondo}} - T_{\text{superficie}}

\text{Aumento por tramo} = \frac{\Delta T_{\text{total}}}{\text{profundidad total}} \times \text{tramo}

\Delta T = 150 - 18 = 132 \, ^\circ\text{C}

r = \frac{132}{12\ 200} \approx 0{,}01082 \, ^\circ\text{C/m}

\Delta T_{300} = 0{,}01082 \times 300 \approx 3{,}25 \, ^\circ\text{C}

t = \frac{d}{v} = \frac{400}{8} = 50 \, \text{s}

t_S = \frac{400}{5} = 80 \, \text{s}, \quad \Delta t = 80 - 50 = 30 \, \text{s}

Glosario (6)

ondas sísmicas
Vibraciones generadas cuando existen choques o desplazamientos de placas en la litósfera.
geólogo
Persona especializada en estudiar la composición de la Tierra y en determinar su origen.
vulcanología
Rama de la geología que estudia el origen, la formación y la dinámica de los volcanes.
geosfera
Zona del interior de la Tierra, poco conocida y estudiada por sus condiciones extremas.
ondas P
Ondas sísmicas rápidas que alcanzan velocidades de hasta 8 km por segundo.
ondas S
Ondas sísmicas que llegan a velocidades de hasta 5 km por segundo.

Preguntas para practicar

Competencia socioemocional: cuenta cómo has reaccionado ante un temblor y qué medidas de seguridad has tomado.

Respuesta orientativa: describo que ante el último temblor mantuve la calma, me ubiqué bajo una mesa firme o en un espacio seguro, alejéme de ventanas y objetos que podían caer, y después verifiqué que mi familia estuviera bien, siguiendo los protocolos que establecen las autoridades.

¿Qué dificultades impiden conocer mejor la geosfera?

Las altísimas temperaturas y presiones del interior, además de limitaciones tecnológicas, impiden la perforación directa; por eso se recurre a métodos indirectos como las ondas sísmicas y el estudio de rocas volcánicas.

Temas y conceptos clave

Estructura interna de la TierraOndas sísmicas: tipos P y SActividad volcánica como método de estudioAumento de la temperatura con la profundidadgeosfera/litósferaondas sísmicasondas Pondas Sheterogeneidad del interior terrestrevulcanologíageólogozona de sombra sísmica

Fuentes y referencias

  • Revista Ciencias (2010), pp. 559-569
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Preguntas que la gente también hace

¿Cómo se estudia la estructura interna de la Tierra con ondas sísmicas?
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¿Qué diferencias hay entre las ondas P y las ondas S?
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¿Por qué se dice que la estructura interna de la Tierra es heterogénea?
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📌 Antes de leer esto
  • • Capas de la Tierra (corteza, manto, núcleo)
  • • Concepto de velocidad, tiempo y distancia
  • • Nociones básicas de temperatura y proporcionalidad
Siguiente tema sugerido
Movimiento de placas tectónicas y su relación con sismos y volcanes
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Nuevos aportes al entendimiento de la estructura interna de la Tierra

Las ondas sísmicas permiten conocer la estructura interna del planeta

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La actividad volcánica como medio de estudio de la estructura interna de la Tierra

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