Figura 10.5. Modelos de la estructura interna de la Tierra.

La capa externa de la superficie, denominada corteza, está constituida por rocas en estado sólido. Su espesor rara vez supera los 70 km, la densidad media es de aproximadamente

3 g/cm3 y la temperatura media en su límite inferior es de unos 400 oC.

La segunda capa, denominada manto, se halla inmediatamente debajo de la anterior.

Se compone de manto superior (700 km de profundidad, 1.500 oC de temperatura y 3,3 g/cm3 de densidad) y de manto inferior (2.900 km de profundidad, 3.000 oC de temperatura y 5,7 g/cm3 de densidad). Los materiales que constituyen el manto tienen una composición mineralógica distinta de las de las rocas de la parte superficial.

A partir de los 2.900 km se inicia la tercera capa denominada núcleo. Se compone de núcleo externo (5.100 km de profundidad, 4.000 oC de temperatura y 9 g/cm3 de densidad) y de núcleo interno (hasta 6.371 km de profundidad, 6.000 oC de temperatura y 12 g/cm3 de densidad).

En el modelo dinámico la estructura se compone de cuatro capas: litosfera (abarca los

100 km iniciales del manto superior), constituye una parte sólida y rígida; astenosfera

(250 km de profundidad en el manto superior), fundamentalmente es una capa sólida,

aunque también contiene parte plástica; mesosfera (abarca parte del manto superior y todo

el manto inferior), constituye una capa solida; y endosfera (abarca todo el núcleo), tiene parte fluida, correspondiente al núcleo externo, y parte sólida, correspondiente al núcleo interno.

La ecuación de conducción de calor viene dada por:

En esta expresión q(W/m2) es el flujo de calor por metro cuadrado que fluye verticalmente

a través de la Tierra. BT es la diferencia de temperatura a la distancia vertical z, y BT/z es el gradiente térmico. La constante KT es la conductividad térmica del terreno (en W/moC) y es igual al flujo de calor por segundo que atraviesa un área de 1 metro cuadrado cuando el gradiente térmico es de 1 oC por metro en la dirección del flujo.

Si, por ejemplo, la temperatura a 2 km de profundidad es de 60 oC y la temperatura en

la superficie es de 10 oC, el gradiente de temperatura será: (60.10)/2000%0,025 oC/m,

y si la conductividad térmica de las rocas que componen la corteza terrestre es de 2,5

W/moC, el flujo de calor será de 2,5#0,025%0,0625W/m2.

Si existen capas delgadas con conductividades pequeñas se requieren grandes diferencias de temperatura para que el flujo de calor sea alto.