Tierra

Es un astro como el demás, sostenido en el espacio por las atracciones recíprocas de todos ellos. Es uno de los planetas que gravitan en torno al Sol, alrededor del cual describe una órbita eclíptica, y tiene a su vez un satélite, la Luna.

La Tierra no es perfectamente esférica, sino un elipsoide achatado, cuyo diámetro es diferente según el sitio donde se mida, siendo menor en los polos que en el ecuador. El diámetro más corto mide 12.640 Km, y corresponde al que une al polo norte y el polo sur. El diámetro ecuatorial (perpendicular en el punto medio del anterior) tiene una longitud de 12.683 Km

Se sabe que nuestro globo está formado por una corteza sólida de relieve accidentado, que no alteran la forma general del elipsoide. También está constituido por un manto rocoso, y frágil en su parte más cercana a la corteza. Esta capa influye en el movimiento de las placas continentales. Luego del manto, viene el núcleo externo, que está compuesto por hierro y níquel, este núcleo se encuentraen estado líquido. Su ancho es de 4.600 Km

Más adentro de la Tierra se encuentra el núcleo interno que está integrado por hierro y níquel; distinto que el núcleo externo, se encuentra en estado sólido. Su radio mide 1.250 Km

La Tierra está animada de dos movimientos principales: uno de rotación sobre su eje, y otro de traslación alrededor del Sol. En virtud del primero, si consideramos un lugar determinado de la superficie terrestre, unas veces estará recibiendo los rayos solares, mientras que la otra quedará sumergida en la sombra propia del planeta; esto da lugar a la sucesión de los días y las noches. También se llama día al tiempo que tarda en dar una vuelta completa sobre su eje, unidad que se divide en veinticuatro horas.

El plano en que está situada en órbita de la Tierra, o plano de la eclíptica, no coincide con el plano del ecuador terrestre, sino que forma con él un ángulo de veintitrés grados y veintisiete minutos, que se llama oblicuidad de la eclíptica. Si no existiera esa oblicuidad, es decir, si el eje de rotación de la Tierra fuera perpendicular al plano de la eclíptica, los lugares próximos al ecuador recibirían los rayos solares verticalmente, mientras que a los situados cerca de los polos llegarían muy oblicuos, lo que originaría los distintos climas, cálidos los primeros, y fríos los segundos, pero en todos ellos el día y la noche tendría la misma duración de doce horas cada uno, cualquiera que fuese la posición de laTierra en su órbita. Más por efecto de dicha oblicuidad de la eclíptica, el eje terrestre está inclinado respecto de ella, por cuyo motivo, cuando la Tierra está en determinada posición, el hemisferio boreal recibirá los rayos con menos inclinación que el austral, los días se harán en aquél más largos que las noches, y cuanto más nos acerquemos al polo, en proximidad el día durará veinticuatro horas, es decir no será nunca noche. En el hemisferio sur sucederá lo contrario: las noches serán más largas, y las cercanías del polo estarán siempre sumergidas en la sombra.

Será pues, verano, en el hemisferio boreal e invierno en el austral. En cambio la Tierra se halla en sentido opuesto, cambiarán los papeles, recibiendo más calor la porción del sur, donde será verano, e invierno en el norte. En las posiciones intermedias, los días tendrán igual duración que las noches en todo el globo, y será primavera en un hemisferio y otoño en otro.

Composición

Se puede considerar que la Tierra se divide en cinco partes: la primera, la atmósfera, es gaseosa; la segunda, la hidrosfera, es líquida; la tercera, cuarta y quinta, la litosfera, el manto y el núcleo son sólidas. La atmósfera es la cubierta gaseosa que rodea el cuerpo sólido del planeta. Aunque tiene un grosor de más de 1.100 Km, más o menos la mitad de su masa se concentra en los 5,6 Km más bajos. La litosfera, compuesta principalmente por la fría, rígida y rocosa corteza terrestre, se extiende aprofundidades de 100 km. La hidrosfera es la capa de agua que, en forma de océanos, cubre el 70,8% de la superficie de la Tierra. El manto y el núcleo son el pesado interior de la Tierra y constituyen la mayor parte de su masa.

La hidrosfera se compone sobre todo de océanos, pero en sentido estricto comprende todas las superficies acuáticas del mundo, como mares interiores, lagos, ríos y aguas subterráneas. La profundidad media de los océanos es de 3.794 m, más de cinco veces la altura media de los continentes. La masa de los océanos es de 1.350.000.000.000.000.000 (1,35 × 1018) toneladas, o el 1/4.400 de la masa total de la Tierra.

Las rocas de la litosfera tienen una densidad media de 2,7 veces la del agua y se componen casi por completo de 11 elementos, que juntos forman el 99,5% de su masa. El más abundante es el oxígeno (46,60% del total), seguido por el silicio (27,72%), aluminio (8,13%), hierro (5,0%), calcio (3,63%), sodio (2,83%), potasio (2,59%), magnesio (2,09%) y titanio, hidrógeno y fósforo (totalizando menos del 1%). Además, aparecen otros 11 elementos en cantidades del 0,1 al 0,02%. Estos elementos, por orden de abundancia, son: carbón, manganeso, azufre, bario, cloro, cromo, flúor, circonio, níquel, estroncio y vanadio. Los elementos están presentes en la litosfera casi por completo en forma de compuestos más que en su estado libre.

La litosfera comprende dos capas (la corteza y el manto superior) que se dividen en más omenos una docena de placas tectónicas rígidas. La corteza misma se divide en dos partes. La corteza siálica o superior, de la que forman parte los continentes, está constituida por rocas cuya composición química media es similar a la del granito y cuya densidad relativa es de 2,7. La corteza simática, o inferior, que forma la base de las cuencas oceánicas, está compuesta por rocas ígneas más oscuras y más pesadas como el gabro y el basalto, con una densidad relativa media aproximada de 3.

La litosfera también incluye el manto superior. Las rocas a estas profundidades tienen una densidad de 3,3. El manto superior está separado de la corteza por una discontinuidad sísmica, la discontinuidad de Mohozovicic, y del manto inferior por una zona débil conocida como astenosfera. Las rocas plásticas y parcialmente fundidas de la astenosfera, de 100 Km de grosor, permiten a los continentes trasladarse por la superficie terrestre y a los océanos abrirse y cerrarse.

El denso y pesado interior de la Tierra se divide en una capa gruesa, el manto, que rodea un núcleo esférico más profundo. El manto se extiende desde la base de la corteza hasta una profundidad de unos 2.900 km. Excepto en la zona conocida como astenosfera, es sólido y su densidad, que aumenta con la profundidad, oscila de 3,3 a 6. El manto superior se compone de hierro y silicato de magnesio como el olivino y la parte inferior de una mezcla de óxidos de magnesio, hierro y silicio.

Lainvestigación sismológica ha demostrado que el núcleo tiene una capa exterior de unos 2.225 Km de grosor con una densidad relativa media de 10. Esta capa es probablemente rígida y los estudios demuestran que su superficie exterior tiene depresiones y picos, y estos últimos se forman donde surge la materia caliente. Por el contrario, el núcleo interior, cuyo radio es de unos 1.275 Km, es sólido. Se cree que ambas capas del núcleo se componen en gran parte de hierro con un pequeño porcentaje de níquel y de otros elementos. Las temperaturas del núcleo interior pueden llegar a los 6.650 °C y se considera que la densidad media es de 13.

Fluido térmico interno

El núcleo interno irradia continuamente un calor intenso hacia afuera, a través de las diversas capas concéntricas que forman la porción sólida del planeta. Se cree que la fuente de este calor es la energía liberada por la desintegración del uranio y otros elementos radiactivos. Las corrientes de convección dentro del manto trasladan la mayor parte de su energía térmica desde la profundidad de la Tierra a la superficie y son la fuerza conductora de la deriva de los continentes. El flujo de convección proporciona las rocas calientes y fundidas al sistema mundial de cadenas montañosas oceánicas y suministra la lava que sale de los volcanes.

Edad y origen de la Tierra

La datación radiométrica ha permitido a los científicos calcular la edad de la Tierra en 4.650 millones de años. Aunque laspiedras más antiguas de la Tierra datadas de esta forma, no tienen más de 4.000 millones de años, los meteoritos, que se corresponden geológicamente con el núcleo de la Tierra, dan fechas de unos 4.500 millones de años y la cristalización del núcleo y de los cuerpos precursores de los meteoritos, se cree que ha ocurrido al mismo tiempo, unos 150 millones de años después de formarse la Tierra y el Sistema Solar.
Después de condensarse a partir del polvo cósmico y del gas mediante la atracción gravitatoria, la Tierra habría sido casi homogénea y relativamente fría. Pero la continuada contracción de estos materiales hizo que se calentara, calentamiento al que contribuyó la radiactividad de algunos de los elementos más pesados. En la etapa siguiente de su formación, cuando la Tierra se hizo más caliente, comenzó a fundirse bajo la influencia de la gravedad. Esto produjo la diferenciación entre la corteza, el manto y el núcleo, con los silicatos más ligeros moviéndose hacia arriba para formar la corteza y el manto y los elementos más pesados, sobre todo el hierro y el níquel, sumergiéndose hacia el centro de la Tierra, para formar el núcleo. Al mismo tiempo, la erupción volcánica, provocó la salida de vapores y gases volátiles y ligeros de manto y corteza. Algunos eran atrapados por la gravedad de la Tierra y formaron la atmósfera primitiva, mientras que el vapor de agua condensado formó los primeros océanos del mundo.

sCómo nació la Tierra?

Según loscientíficos, la Tierra fue al principio una nube de polvo y gases. Durante millones de años fue cambiando de formas. Primero fue una bola de roca líquida. Luego se enfrío y apareció una corteza. Enormes lluvias formaron los mares. Las plantas crecieron en ella. Al crecer fabricaron el oxígeno. Nacieron los primeros animales. Finalmente, hace unos millones de años aparecieron los hombres.

Datos de la Tierra

Superficie: 510.000.000 Km².
Masa: 5.976 trillones de Tm.
Volumen: 1.083 Km³.
Tierras emergidas: 148.000.000 de Km².
Punto más alto de la superficie: 8.848 m (Monte Everest)
Radio ecuatorial: 6.378 Km
Diámetro ecuatorial: 12.756 Km
Distancia media del Sol: 150.000.000 Km
Período de translación (año): 365 días y casi 6 horas
Período de rotación (día): 23 horas y 56 minutos
Inclinación de su órbita respecto de la eclíptica: 0°
Inclinación de su eje de su rotación respecto del eje eclíptico: 23° 27'
Excentridad de su órbita: 0,017
Principales componentes atmosféricos: nitrógeno y oxígeno
Temperatura superficial: máxima 56° C, mínima -88° C
Densidad: 5,52 g/cm3 (agua: 1 g/cm3)
Gravedad: 9,8 m/s2 (1 G)
Satélites: la Luna
Anillos: no tiene

Polos Magnéticos

Los polos magnéticos de la Tierra no coinciden con los polos geográficos de su eje. El polo norte magnético se sitúa hoy fuera de la costa oeste de la isla Bathurst en los Territorios del Noroeste en Canadá, casi a 1.290 Km al noroeste de labahía de Hudson. El polo sur magnético se sitúa hoy en el extremo del continente antártico en Tierra Adelia, a unos 1.930 Km al noreste de Little America (Pequeña América).

Las posiciones de los polos magnéticos no son constantes y muestran notables cambios de año en año. Las variaciones en el campo magnético de la Tierra incluyen una variación secular, el cambio en la dirección del campo provocado por el desplazamiento de los polos. Esta es una variación periódica que se repite después de 960 años. También existe una variación anual más pequeña, al igual que se da una variación diurna, o diaria, que sólo es detectable con instrumentos especiales.

Teoría de la dinamo

Las mediciones de la variación muestran que todo el campo magnético tiene tendencia a trasladarse hacia el oeste a razón de 19 a 24 Km por año. El magnetismo de la Tierra es el resultado de una dinámica más que una condición pasiva, que sería el caso si el núcleo de hierro de la Tierra estuviera compuesto por materia sólida magnetizada. El hierro no retiene un magnetismo permanente a temperaturas por encima de los 540 °C, y la temperatura en el centro de la Tierra puede ascender a los 6.650 °C. La teoría de la dinamo sugiere que el núcleo de hierro es líquido (excepto en el mismo centro de la Tierra, donde la presión solidifica el núcleo), y que las corrientes de convección dentro del núcleo líquido se comportan como las láminas individuales en una dinamo, creando de este modoun gigantesco campo magnético. El núcleo sólido interno gira más despacio que el núcleo exterior, explicándose así el traslado secular hacia el oeste. La superficie irregular del núcleo exterior puede ayudar a explicar algunos de los cambios más irregulares en el campo.

Intensidad del campo
El estudio de la intensidad del campo magnético de la Tierra es valioso desde el punto de vista de la ciencia pura y de la ingeniería y también para la prospección geológica de minerales y de fuentes de energía. Las mediciones de intensidad se hacen con instrumentos llamados magnetómetros, que determinan la intensidad total del campo y las intensidades en dirección horizontal y vertical. La intensidad del campo magnético de la Tierra varía en diferentes puntos de su superficie. En las zonas templadas asciende a unos 48 amperios/metro, de los cuales un tercio se da en dirección horizontal.

Paleomagnetismo

Estudios de antiguas rocas volcánicas muestran que al enfriarse, se 'congelaban' con sus minerales orientados en el campo magnético existente en aquel tiempo. Mediciones mundiales de estos depósitos minerales muestran que a través del tiempo geológico la orientación del campo magnético se ha desplazado con respecto a los continentes, aunque se cree que el eje sobre el que gira la Tierra ha sido siempre el mismo. Por ejemplo, el polo norte magnético hace 500 millones de años estaba al sur de Hawai y durante los siguientes 300 millones de años elecuador magnético atravesaba los Estados Unidos. Para explicar esto, los geólogos creen que diferentes partes de la corteza exterior de la Tierra se han desplazado poco a poco en distintas direcciones. Si esto fuera así, los cinturones climáticos habrían seguido siendo los mismos, pero los continentes se habrían desplazado lentamente por diferentes 'paleolatitudes'.

Electricidad terrestre

Se conocen tres sistemas eléctricos generados en la Tierra y en la atmósfera por procesos geofísicos naturales. Uno de ellos está en la atmósfera y otro está dentro de la Tierra, fluyendo paralelo a la superficie. El tercero, que traslada carga eléctrica entre la atmósfera y la Tierra, fluye en vertical.

La electricidad atmosférica, excepto aquella que se asocia con cargas dentro de una nube y ocasiona el relámpago, es el resultado de la ionización de la atmósfera por la radiación solar y a partir del movimiento de nubes de iones conducidas por mareas atmosféricas. Las mareas atmosféricas se producen por la atracción gravitacional del Sol y la Luna sobre la atmósfera de la Tierra y, al igual que las mareas oceánicas, suben y bajan a diario. La ionización y, por consiguiente, la conductividad eléctrica de la atmósfera cercana a la superficie de la Tierra es baja, pero crece rápidamente con el aumento de altura. Entre los 40 y los 400 Km por encima de la Tierra, la ionosfera constituye una capa esférica casi perfectamente conductora. La capa refleja las señalesde radio de ciertas longitudes de onda, ya se originen en la Tierra o lleguen a la Tierra desde el espacio. La ionización de la atmósfera varía mucho, no sólo con la altura sino también con la hora del día y la latitud.

Corrientes de la Tierra

Las corrientes de la Tierra constituyen un sistema mundial de ocho circuitos cerrados de corriente eléctrica distribuidos de una forma bastante uniforme a ambos lados del ecuador, además de una serie de circuitos más pequeños cerca de los polos. Aunque se ha argumentado que este sistema está ocasionado por los cambios diarios en la electricidad atmosférica (y esto puede ser cierto para variaciones de periodo corto), es probable que los orígenes del sistema sean más complejos. El núcleo de la Tierra, que está compuesto por hierro fundido y níquel, puede conducir electricidad y es comparable con el armazón de un generador eléctrico gigantesco. Se considera que las corrientes de convección mueven el metal fundido en circuitos relacionados con el campo magnético de la Tierra y se ven reflejados en el sistema de las corrientes de la Tierra que producen.

La carga de la superficie de la Tierra

La superficie de la Tierra tiene carga eléctrica negativa. Aunque la conductividad del aire cerca de la Tierra es pequeña, el aire no es un aislante perfecto y la carga negativa se consumiría con rapidez si no se repusiera de alguna forma.

Cuando se han realizado mediciones con buen tiempo, se ha observado queun flujo de electricidad positiva se mueve hacia abajo desde la atmósfera hacia la Tierra. La causa es la carga negativa de la Tierra, que atrae iones positivos desde la atmósfera. Aunque se ha sugerido que este flujo descendente puede ser contrarrestado por flujos positivos ascendentes en las regiones polares, la hipótesis preferida hoy es que la carga negativa se traslada a la Tierra durante las tormentas y que el flujo descendente de corriente positiva durante el buen tiempo se contrarresta con un flujo de regreso de la corriente positiva desde zonas de la Tierra que experimentan tiempo tormentoso. Se ha comprobado que la carga negativa se traslada a la Tierra desde nubes de tormenta y la relación en la que las tormentas desarrollan energía eléctrica es suficiente para reponer la carga de la superficie. Además, la frecuencia de tormentas parece ser mayor durante el día, cuando la carga negativa aumenta con mayor rapidez.