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Juan Leyva


Si pudieras ver la Tierra iluminada

cuando estuvieras en un lugar tan

oscuro como la noche, la verías

más espléndida que la Luna.


- Galileo Galilei -

 

 

 

LA TIERRA

 


  • Mide 12.742 Km. de diámetro. Su composición atmosférica es de 78% de Nitrógeno, 21% de oxígeno y 0.9% de argón.
  • Su periodo de rotación es de 23h. 56´ 4´´ y su periodo orbital es de 365 días 5h. 37´ 11´´.
  • Su satélite: la Luna. Temperatura máxima es de 50ºC y la mínima de -70ºC.



Nuestro planeta: la Tierra


Etimológicamente proviene de ‘Terra’, nombre latino de ‘Gea’, deidad griega de la feminidad y la fecundidad. Nuestra residencia, siendo un planeta del Sistema Solar que gira alrededor de su estrella en la tercera órbita más interna.


Es el más denso y el quinto mayor de los ocho planetas del Sistema Solar. Es el mayor de los cuatro terrestres. Esta situación orbital y sus características de masa, con la presencia de dióxido de carbono que hace un papel regulador, la convierten en un planeta privilegiado, con una temperatura moderada, media de unos 15º C, agua en forma líquida y una atmósfera densa con Oxígeno, condiciones imprescindibles pero idóneas para el desarrollo de la vida.



Estructura del interior de la Tierra


La Tierra tiene un diámetro de 12.756 kilómetros.


El interior de la Tierra está hecho de roca y metal, en cuatro capas principales:


  • Núcleo interno: un núcleo sólido de metal de níquel y hierro. 2.440 km de diámetro.
  • Núcleo externo: un núcleo fundido, líquido de níquel y hierro.
  • Manto: denso: básicamente roca de silicato sólida.
  • Corteza: material rocoso de silicato delgado.


La temperatura en el núcleo es más caliente que la superficie del Sol. Este intenso calor proveniente del núcleo interno hace que el material existente en el núcleo externo y en el manto se desplacen. El movimiento de este material, en lo más profundo de la Tierra puede ser el responsable de que las grandes placas, compuestas por corteza y manto superior, se muevan lentamente sobre la superficie de la Tierra. También es posible que estos movimientos generen el campo magnético de la Tierra.



El origen de la Tierra


El origen de La Tierra es el mismo que el del Sistema Solar. Existen muchas y diferentes teorías sobre la manera en que se formó nuestro Sistema Solar, algo que no sorprende si se tiene en cuenta que hace siglos se pensaba que el planeta Tierra era no sólo el centro de nuestro sistema planetario sino de todo el Universo.


El conocimiento sobre la Tierra se forja a través del tiempo, del estudio y la investigación. Desde la geometría griega hasta las salidas espaciales del presente, datos y conocimientos se han ido obteniendo poco a poco, de tal manera que la acumulación de información que hoy se tiene sobre la Tierra no es obra sino del conjunto de la humanidad.


Muchos han sido los mitos cosmogónicos de los antiguos que, sin llegar a ser ciencia, pueden resultar útiles para comprender la importancia que desde siempre el ser humano ha otorgado al origen de su planeta y las múltiples hipótesis supuestas.


La pretensión de muchos pueblos ha sido, como se señala, ser el eje y centro del Universo, intención que se supera en cuanto aflora el conocimiento real del entorno. 


Ya en el XVIII, el filósofo alemán Emmanuel Kant la concibe como condensada de una nube gaseosa de gas y polvo que rodeaba al Sol.


Otra teoría concibió a la Tierra como ‘hija del Sol’, que salió de éste por una explosión interna o fue arrancada por la colisión de otra estrella que pasó cerca del Sol.


Son teorías hoy insostenibles. Naturalmente son percepciones que condujeron a arraigados errores. Sin embargo, con la comprensión sobre la ubicación del sistema planetario dentro de la Galaxia Vía Láctea, se precisan los términos y se replantea la cuestión de cómo se inició todo, dando más precisas respuestas.


Pero el origen y evolución de la Tierra sigue estando unido o vinculado al interrogante que plantea el origen del Sistema Solar, de las estrellas o de las Galaxias. 


El Universo surgió hace unos 15.000 millones de años, debido a una gran explosión de materia y energía, el Big-Bang, que provocó una gigantesca nube de polvo y gas de elevada temperatura. Esta inmensa nube fue enfriándose originándo los diversos astros que forman el Universo, entre los cuales está la Tierra.


La Tierra inicialmente existió como una extensa mezcla de nubes de gas, rocas y polvo en rotación. En efecto, hace unos 4.600 millones de años, una estrella cercana se transformó en supernova, su explosión envió una onda de choque hasta la nebulosa protosolar incrementando su momento angular. A medida que la nebulosa empezó a incrementar su rotación, gravedad e inercia, se aplanó conformando un disco protoplanetario orientado perpendicularmente al eje de rotación.


La mayor parte de la masa se acumuló en su centro y empezó a calentarse, pero debido a las pequeñas perturbaciones del momento angular y a las colisiones de los numerosos escombros generados, empezaron a formarse ’protoplanetas’. Aumentó su velocidad de giro y gravedad, originándose una enorme energía cinética en el centro. La imposibilidad de transmitir esta energía a cualquier otro proceso hizo que el centro del disco aumentara su temperatura.


Comenzó la fusión nuclear: de hidrógeno a helio, y al final, después de su contracción, se transformó en una estrella T Tauri, el Sol.


La gravedad producida por la condensación de la materia, hizo que las partículas de polvo y el resto del disco protoplanetario empezaran a segmentarse en anillos.  Los fragmentos más grandes colisionaron con otros, conformando otros de mayor tamaño que al final formarían los ‘planetas’, entre los que, a aproximadamente a 150 millones de km del centro, está la Tierra.


Es así que, aquella etapa primigenia de la proto-Tierra estuvo marcada por la desintegración de los componentes radiactivos unida a colosales impactos. Por ello, los materiales formativos estuvieron sometidos a altas temperaturas, se fundieron y tuvo lugar la segregación química en las capas que la conforman.



Evolución del planeta


Durante muchos millones de años, la Tierra siguió recibiendo impactos de meteoritos y ‘planetesimales’, y continuó incrementando su masa.


Al crecer el planeta comenzó a calentarse debido a tres efectos combinados: la energía liberada por el impacto de los meteoritos, la contracción gravitatoria, y la desintegración radiactiva de elementos como el uranio, el torio y el potasio.


Llegó un momento en que la Tierra se fundió totalmente y comenzó una diferenciación en su interior:


• Los elementos pesados, Hierro, Níquel, se hundieron y formaron un núcleo fundido que, en parte, permanece líquido.

• Los materiales ligeros se dispusieron en el exterior y formaron la corteza y el manto.

• Los materiales gaseosos escaparon del interior de la Tierra formando la atmósfera.


Sobre cómo se formó el núcleo existen varias respuestas científicas.


Una hipótesis sostiene que primero se formó efectivamente el Núcleo, a partir de materia densa y rica en hierro, y que posteriormente se fueron agregando materiales ricos en silicio y oxígeno. Es la teoría de la ‘acreción heterogénea’.


Otra solución es suponer que los materiales y ‘planetésimos’ que impactaron para formar la Tierra eran de naturaleza diversa, ricos en hierro y otros en silicatos. La diferenciación entre el núcleo y el manto fue posterior a la formación, ya que la mayor densidad de los materiales ricos en hierro hizo que éstos se concentraran en el núcleo. Se conoce como ‘acreción homogénea’.


Ambas teorías consideran que la corteza tiene un origen posterior, pues en la Tierra primitiva no se podría formar una corteza sólida dadas las grandes temperaturas y las enormes emisiones de material volcánico. Así, la capa exterior del planeta, inicialmente fundida, se enfrió hasta formar una corteza sólida cuando el agua comenzó a acumularse en la atmósfera.


Y lo cierto es que la superación de las teorías permitiría la formación de una corteza primitiva, inicialmente muy reducida, a partir de la solidificación de materiales volcánicos. En estos reductos es en donde comenzaría la actividad erosiva que posteriormente daría origen a las rocas sedimentarias.


La Luna, su satélite, se formó poco después, hace unos 4.530 millones de años.


La desgasificación de la corteza y la actividad volcánica produjeron la atmósfera primordial de la Tierra.


La condensación de vapor de agua, junto con el hielo y el agua líquida aportada por los asteroides y por protoplanetas, cometas y objetos transneptunianos produjeron los océanos.


De los mismos innegables acontecimientos llegan no nuevas teorías pero sí tal vez más perfiladas, quizá certeras. Aquella Tierra se sospecha que fue muy diferente a la que conocemos. Y hace 3.900 millones de años tuvo lugar un enorme cataclismo a escala del Sistema Solar que dejó su marca en gigantescas cuencas y cráteres lunares. Es el ‘Gran Bombardeo Tardío’ cuya edad fue datada de manera precisa por las rocas recogidas por los astronautas que visitaron la Luna en las misiones Apolo.


Los planetas gigantes Júpiter y Saturno se formaron mucho más alejados del Sol que su ubicación actual, pero en aquel momento migraron hacia el interior del sistema planetario, como predicen ciertos modelos dinámicos que explican a la perfección la formación de los planetas.


Las consecuencias son fundamentales para nuestra propia existencia. En su deriva hacia regiones internas en busca de su configuración actual mucho más próxima al Sol, Júpiter iría desestabilizando gravitatoriamente millones de objetos ricos en hielos y materia orgánica, los ‘cometas’, que se habían consolidado en regiones externas del actual ‘cinturón principal’. Dados los relativamente pequeños diámetros de la mayoría de tales objetos las consecuencias no fueron ahora devastadoras sino, antes bien, enormemente enriquecedora.


La evidencia científica obtenida en las últimas décadas demuestra, que, cuando millones de esos objetos fueron dispersados gravitatoriamente, algunos fueron directamente absorbidos por Júpiter y Saturno, otros lanzados a los confines del Sistema Solar formando la llamada ‘Nube de Oort’, y unos cuantos llegaron a los planetas terrestres. Aquellos objetos que llegaron al sistema Tierra-Luna trajeron buena parte del agua y la materia orgánica que hoy en día forma la hidrosfera y biosfera terrestre.


En un principio la desintegración de sus componentes radiactivos hizo que los hielos se fundiesen y el agua empapó y fluyó por su interior.


Producirían una lluvia continua de diminutos fragmentos ricos en materia orgánica y volátiles. Tales procesos pudieron marcar un gran diluvio de agua que resultó fundamental para el enriquecimiento químico de la Tierra, y para que surgiese la vida hace unos 3.800 millones de años.


En diversas ‘condritas’ carbonáceas recientemente descubiertas se han descubierto complejas moléculas orgánicas: aminoácidos, bases nitrogenadas, que parecen haber surgido de la alteración que el agua ejerció sobre los materiales constitutivos de sus cuerpos progenitores.



La escala del tiempo


Geólogos y paleontólogos han reconstruido la historia de la Tierra y los acontecimientos que se han sucedido en el tiempo. Utilizan para clasificar las fases de su historia en grandes periodos de tiempo denominados 'eones'. Eón era para los romanos, heredado de la mitología fenicia, dios del tiempo eterno y de la prosperidad.


Son los períodos en los que se encuentra dividida la historia de la Tierra desde el punto de vista geológico y paleontológico. Equivalen a mil millones de años y de ello a un período paleontológico.


Los eones se han dividido en eras y, cada era, en periodos. La historia de la Tierra se divide en tres eones:


  • Eón Arcaico, comienza hace 4.600 años y acaba hace 2.500 millones de años. Se caracteriza por la ausencia de organismos vivos complejos.
  • Eón Proterozoico, comienza hace 2.500 y acaba hace 570 millones de años. En este periodo aparecen los organismos vivos complejos. A estos dos anteriores se les denomina Precámbrico.
  • Eón Fanerozoico, comienza hace 570 millones de años, hasta la actualidad.


De la primera época de la historia de la Tierra, el ‘Eón Hadeico’, no quedan apenas registros geológicos. El material más antiguo encontrado en la Corteza tiene unos 4.200 Ma (circonios hallados en Groenlandia, Canadá y Australia), momento en el que se puede decir que también aparecen los fondos oceánicos y parte de la corteza terrestre.


El ‘intenso bombardeo tardío’, debido a los cometas y asteroides, termina unos 600 Ma después de la formación, por tanto hace unos 3.900 Ma.


Las primeras evidencias de actividad biológica, por métodos isotópicos o por fósiles, aparecen hace 3.800 y 3.500 Ma, respectivamente.


Existen evidencias que indican que la temperatura media de la superficie al final de este periodo podría superar los 50 grados centígrados, lo que implicaría la presencia de un serio efecto invernadero, probablemente producido por grandes cantidades de metano en la atmósfera, de origen geológico. Sin embargo, la temperatura media del Planeta se ha mantenido bastante constante durante los últimos 2.000 Ma, con la excepción de los periodos glaciares.


Esta estabilidad responde a la acción de un ciclo de compuestos carbonatados y de silicatos, que, incluyendo la actividad volcánica y por retroalimentación negativa, regula la presencia de dióxido de carbono en la atmósfera y, por tanto, el efecto invernadero.


El oxígeno comienza a hacer su aparición en la atmósfera hace unos 2.500 Ma, evidenciado por la presencia de óxidos férricos en rocas,inexistentes con anterioridad. El cambio a una atmósfera oxidante pudiera haberse producido hace 2.200 Ma.


La ‘explosión cámbrica’, con un súbito aumento de la complejidad de la actividad biológica, se habría producido hace unos 580 Ma.


Estos cambios en la Biosfera, es decir, en la ‘envoltura viva’ de la Tierra, el espacio dentro del cual se desarrolla la vida, formada por la litosfera, la hidrosfera y la atmósfera, bien pudieran estar relacionados, como causa o efecto, con la evolución de la composición y de las propiedades fisico-químicas de la atmósfera terrestre.



Movimientos de la Tierra


En su viaje en el espacio la Tierra posee hasta 18 tipos de movimientos diferentes, debido a las interacciones gravitacionales y a su forma y todos se establecen en relación al Sol. Los más relevantes por sus efectos y por su evidencia son: rotación, traslación, precesión y nutación.


  • Rotación: La Tierra da una vuelta completa sobre sí misma cada 24 horas, día solar. Este movimiento se realiza de Oeste a Este y da lugar a la alternancia entre los días y las noches.  Es un movimiento que efectúa la Tierra girando sobre sí misma a lo largo de un eje imaginario denominado Eje terrestre que pasa por sus polos. Una vuelta completa, tomando como referencia a las estrellas, dura 23 horas con 56 minutos y 4 segundos y se denomina día sidéreo. Si tomamos como referencia al Sol, el mismo meridiano pasa frente a nuestra estrella cada 24 horas, llamado día solar. Los 3 minutos y 56 segundos de diferencia se deben a que en ese plazo de tiempo la Tierra ha avanzado en su órbita y debe de girar algo más que un día sideral para completar un día solar.
  • Traslación: La Tierra en su viaje alrededor del Sol tarda en dar una vuelta completa 365 días y 6 horas, aproximadamente. Este movimiento corresponde con el año solar. El planeta Tierra se mueve alrededor del Sol. En 365 días con 6 horas, esas 6 horas se acumulan cada año, transcurridos 4 años, se convierte en 24 horas. Cada cuatro años hay un año que tiene 366 días, al que se denomina año bisiesto. La causa de este movimiento es la acción de la gravedad, y origina una serie de cambios que, al igual que el día, permiten la medición del tiempo. Tomando como referencia el Sol, resulta lo que se denomina año tropical, lapso necesario para que se repitan las estaciones del año. Dura 365 días, 5 horas y 47 minutos. El movimiento que describe es una trayectoria elíptica de 930 millones de kilómetros, a una distancia media del Sol de prácticamente 150 millones de kilómetros. La trayectoria u órbita terrestre es elíptica. El Sol ocupa uno de los focos de la elipse y, debido a la excentricidad de la órbita, la distancia entre el Sol y la Tierra varía a lo largo del año. En los primeros días de enero se alcanza la máxima proximidad al Sol, produciéndose el perihelio, donde la distancia es de 147,5 millones de km, mientras que en los primeros días de julio se alcanza la máxima lejanía, denominado afelio, donde la distancia es de 152,6 millones de km.
  •  Precesión: el movimiento es el movimiento asociado con el cambio de dirección en el espacio, que experimenta el eje instantáneo de rotación de un cuerpo. El movimiento de 'precesión de los equinoccios' es debido al movimiento de precesión de la Tierra causado por el momento de fuerza ejercido por el sistema Tierra-Sol en función de la inclinación del eje de rotación terrestre con respecto al Sol. La inclinación del eje terrestre varía con una frecuencia incierta, ya que depende, entre otras causas, de los movimientos telúricos.
  • Nutación: sucede con cualquier cuerpo simétrico o esferoide, como es el caso de los planetas, girando sobre su eje. Sirva de ejemplo una ‘peonza’ que cuando cae comienza la precesión. Al caer, la púa se apoya en el suelo con más fuerza, de modo que aumenta la fuerza de reacción vertical, que finalmente llegará a ser mayor que el peso. Cuando esto sucede, el centro de masa de la peonza comienza a acelerar hacia arriba. El proceso se repite, y el movimiento se compone de una precesión acompañada de una oscilación del eje de rotación hacia abajo y hacia arriba, es la ‘nutación’. Para la Tierra, es la oscilación periódica del polo de la Tierra alrededor de su posición media en la esfera celeste, debido a las fuerzas externas de atracción gravitatoria entre la Luna y el Sol con la Tierra. Oscilación similar a la ‘peonza’. La ‘nutación’ se superpone al movimiento de precesión y al balanceo de la oblicuidad de la eclíptica de forma que no sean regulares, sino un poco ondulados, los teóricos conos que dibujaría la proyección en el espacio del desplazamiento del eje de la Tierra debido al movimiento de precesión.



Otros datos


Sobre la Tierra, por ejemplo, puede señalarse hoy que, vista por la sonda Mars Global Surveyor, en órbita en torno al planeta Marte, muestra claramente que también tiene fases. Avistado desde planetas exteriores, muestra que, como la Luna o Mercurio y Venus, los planetas interiores, tiene diferentes y separables fases.


Nuestro planeta queda en una órbita interna a la de Marte y las fases están creadas por un efecto geométrico, la posición relativa entre el Sol que ilumina, el objeto que refleja y el observador.


La Tierra ha pasado por etapas muy distintas en su evolución, entre otras razones porque las condiciones del Sistema Solar han cambiado de manera dramática, especialmente durante los primeros cientos de millones de años. En primer lugar, el Sol ha experimentado cambios sustanciales, en particular en la cantidad total de energía que produce y envía al medio, incrementado en cerca de un 30%, y el su distribución espectral de energía, pasando a ser menos energética.


Otro factor importante es la propia estabilización del Sistema Solar, con los posibles movimientos de migración de los planetas gigante exteriores, que implicaron procesos de bombardeo con cometas (problemático debido a el diferente contenido isotópico) y asteroides que pudieran ser la fuente de compuestos esenciales, tales como el agua, que se encuentran en la Tierra, aunque este es un asunto controvertido y el origen de la hidrosfera bien pudiera ser endógeno.


Hay varios elementos clave para entender la evolución de nuestro planeta. En primer lugar se encuentra la estructura interna, que incluye núcleo interno y externo (que da origen al campo magnético), el manto y la corteza terrestre. La tectónica de placas producida en última instancia por el calor interno generado por reacción nucleares, juega un papel muy importante no solo en la distribución de continentes, sino también en el reciclado del material atmosférico y su evolución.


La existencia de nuestro satélite, la Luna, una anomalía si el sistema Tierra-Luna con cualquier otro ejemplo dentro del Sistema Solar, y que apareció probablemente por un impacto de un gigantesco ‘planetesimal’ durante las primeras decenas de millones de años después de la formación de la Tierra, es esencial para entender diferentes propiedades, y bien pudiera ser que jugara un papel esencia en la estabilidad de los elementos orbitales del planeta y, por ende, de su climatología.

 

 

 




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