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Tierra
| Características orbitales | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Semieje mayor (a) | 149 597 887,5 km | ||||||
| Semieje menor (b) | 149 576 999,826 km | ||||||
| Perihelio | 0,983 UA | ||||||
| Afelio | 1,01671 UA | ||||||
| Excentricidad (e) | 0,01671 | ||||||
| Periodo orbital | 365,2564 días | ||||||
| Máxima velocidad orbital | 30,2869 km/s | ||||||
| Velocidad angular de la Tierra | 7,27 × 10–5 rad/s | ||||||
| Satélites | 1 (Luna) | ||||||
| Características físicas | |||||||
| Diámetro ecuatorial | 12 756,28 km | ||||||
| Diámetro polar | 12 713,50 km | ||||||
| Diámetro medio | 12 742,00 km | ||||||
| Superficie | 510 065 284,702 km2 | ||||||
| Volumen | 1,083 207 × 1012 km³ | ||||||
| Masa | 5,9736 × 1024 kg | ||||||
| Densidad media | 5,5153 g/cm3 | ||||||
| Gravedad superficial | 9,78 m/s2 | ||||||
| Velocidad de escape | 11,186 km/s | ||||||
| Período de rotación | 23,9345 horas | ||||||
| Inclinación axial | 23,45° | ||||||
| Albedo | 31-32% | ||||||
| Temperatura superficial |
| ||||||
| Presión atmosférica | 101 325 Pa | ||||||
| Composición volumétrica de la atmósfera terrestre | |||||||
| Nitrógeno N2 | 78,08% v/v | ||||||
| Oxígeno O2 | 20,95% v/v | ||||||
| Argón Ar | 0,93% v/v | ||||||
| Dióxido de carbono CO2 | 355 ppmv (variable) | ||||||
| Neón Ne | 18,2 ppmv | ||||||
| Helio He | 5,24 ppmv | ||||||
| Metano CH4 | 1,72 ppmv | ||||||
| Kriptón Kr | 1 ppmv | ||||||
| Hidrógeno H2 | 5 ppmv | ||||||
| Óxido nitroso N2O | 0,31 ppmv | ||||||
| Xenón Xe | 0,08 ppmv | ||||||
| Monóxido de carbono CO | 0,05 ppmv | ||||||
| Ozono O3 | 0,02 - 0,03 ppmv (variable) | ||||||
| Clorofluorocarburos CFCs | 0,2 a 0,3 ppbv | ||||||
| vapor de agua H2O | <4% (variable) no computable para el aire seco | ||||||
La Tierra es el tercer planeta del Sistema Solar (contando en orden de distancia de los ocho planetas al Sol), y el quinto de ellos según su tamaño. Está situada a unos 150 millones de kilómetros del Sol. Hasta 2008, es el único planeta en el se conoce la existencia de vida. La Tierra se formó al mismo tiempo que el Sol y el resto del Sistema Solar, hace unos 4570 millones de años. El volumen de la Tierra es más de un millón de veces menor que el Sol y la masa de la Tierra es nueve veces mayor que la de su satélite, la Luna. La temperatura media de la superficie terrestre es de unos 15 °C. En su origen, la Tierra pudo haber sido sólo un agregado de rocas incandescentes y gases.
A la forma de la Tierra (entendida como la altura media del mar o que adoptaría el mar en los continentes) se le denomina geoide. El geoide es una superficie similar a una esfera achatada por lo polos (elipsoide). Su diámetro es de unos 12 700 km, más de diez veces la longitud de la península Ibérica.
Las primeras culturas creían que la Tierra era plana. Algunos astrónomos eminentes de la Antigüedad plantearon la posibilidad de que la Tierra no fuese plana sino esférica, ya que de esa manera muchos fenómenos naturales tendrían una explicación lógica. Sin embargo, hasta el siglo XVI no se pudo demostrar que era esférica, cuando Juan Sebastián Elcano completó la primera vuelta al mundo a bordo de un barco. Al conjunto de disciplinas que estudian los procesos de diversas escalas temporal y espacial que gobiernan este planeta se le llama geociencias o ciencias de la Tierra.
El 71% de la superficie de la Tierra está cubierta de agua. Es el único planeta del sistema solar donde el agua puede existir permanentemente en estado líquido en la superficie. El agua ha sido esencial para la vida y ha formado un sistema de circulación y erosión único en el Sistema Solar.
La Tierra es el único de los cuerpos del Sistema Solar que presenta una tectónica de placas activa: Marte y Venus quizás tuvieron una tectónica de placas en otros tiempos pero, en todo caso, se ha detenido. Esto, unido a la erosión y la actividad biológica, ha hecho que la superficie de la Tierra sea muy joven, eliminando por ejemplo, casi todos los restos de cráteres, que marcan muchas de las superficies del Sistema Solar.
La Tierra posee un único satélite natural, la Luna. El sistema Tierra-Luna es bastante singular, debido al gran tamaño relativo del satélite.
Uno de los aspectos particulares que presenta la Tierra es su capacidad de homeostasis que le permite recuperarse de cataclismos a mediano plazo.
Sumario
Forma de la Tierra
- Artículo principal: Geoide
Históricamente se supusieron múltiples formas. Remontándonos a la civilización griega nada más, digamos que se imaginaba la Tierra como un disco plano rodeado por el río Océano (Homero). Con los Pitagóricos y Platón se piensa que es una esfera perfecta, por razones filosóficas. Es Aristóteles quien aporta evidencias de la forma esférica al observar que en los eclipses de Luna la sombra proyectada por nuestro planeta es circular. A partir de este momento, la cuestión que se plantea es la de su tamaño.
Eratóstenes hace la primera medición conocida y muy aproximada a la realidad de la circunferencia terrestre. El mediodía del solsticio de verano mide la inclinación de los rayos solares en Alejandría —donde residía como director de su Biblioteca— utilizando un gnomon, determinándola en "una cincuentava parte del círculo", es decir, 7,2 grados. Simultáneamente en Siena (la actual Asuán), al sur de Alejandría, el Sol alcanzaba el cenit, lo que conocía por testimonios directos. Suponiendo esférica la Tierra resultaba evidente que el ángulo de la sombra daba la distancia angular entre las dos ciudades, y conociendo la distancia lineal entre ellas —5000 estadios— pudo calcular la circunferencia terrestre: unos 46 190 km (en este punto se dan numerosas discusiones, por la incertidumbre del valor del estadio en metros).
La esfericidad terrestre se cuestiona ocasionalmente en la Edad Media. Mucho después, la Academia de Ciencias de Francia determina que la Tierra es un elipsoide: una esfera achatada ligeramente por los polos, dando una diferencia de 43 km entre las circunferencias ecuatorial (mayor) y polar (menor).
Finalmente, a partir del siglo XIX se cuestiona el elipsoide terrestre para con Gauss y Helmert establecerse que la Tierra es un geoide, es decir un elipsoide algo irregular.
A efectos prácticos, especialmente geodésicos, se considera a la Tierra como un elipsoide cuyos parámetros —radio ecuatorial y achatamiento— están recomendados por la Unión Astronómica Internacional (UAI), el Sistema Geodésico de Referencia (GRS), el Sistema Geodésico Mundial (WGS) y el Servicio Internacional de la Rotación Terrestre (IERS), entre otros.
A continuación se dan algunos valores del elipsoide de referencia IERS 2000 tomados del Anuario del Observatorio de Madrid (2005):
- Circunferencia ecuatorial: 40 075 014 m
- Circunferencia polar: 40 007 832 m
- Radio de la esfera equivolumen: 6 371 000 m
Por lo que su:
- Radio ecuatorial (a): 6378 km
- Radio polar (b): 6357 km
- Diferencia (a–b): 21 km
- Excentricidad=(a–b)/a: 0,00329
- 1 / Excentricidad: 303,71
- Radio ecuatorial (a): 6378 km
Actualmente, grupos minoritarios como la Flat Earth Society afirman que la Tierra es plana, basándose en pseudociencia y (sobre todo) teorías conspirativas que incluirían a todos los científicos del mundo, pasados y presentes.
Acorde con la hipótesis de Gaia por la que la Tierra se considera un organismo, algunos cientificos aseguran que su forma es ameboide y va devorando otros planetas, es más: la Luna intenta escapar de ella, por eso gira.
Composición y estructura
- Artículo principal: Estructura interna de la Tierra
| Elemento químico | % |
|---|---|
| Hierro | 34,6 |
| Oxígeno | 29,54 |
| Silicio | 15,2 |
| Magnesio | 12,7 |
| Níquel | 2,4 |
| Azufre | 1,9 |
| Titanio | 0,05 |
| Otros | 3,65 |
La Tierra tiene una estructura compuesta por cuatro grandes zonas o capas: la geosfera, la hidrosfera, la atmósfera y la biosfera. Estas capas poseen diferentes composiciones químicas y comportamiento geológico. Su naturaleza puede estudiarse a partir de la propagación de ondas sísmicas en el interior terrestre y a través de las medidas de los diferentes momentos gravitacionales de las distintas capas obtenidas por diferentes satélites orbitales.
Los geólogos han diseñado dos modelos geológicos que establecen una división de la estructura terrestre:
El primero es el modelo geostático:
- Corteza. Es la capa más superficial y tiene un espesor que varía entre los 12 km, en los océanos, hasta los 80 km en cratones (porciones más antiguas de los núcleos continentales). La corteza está compuesta por basalto en las cuencas oceánicas y por granito en los continentes.
- Manto. Es una capa intermedia entre la corteza y el núcleo que llega hasta una profundidad de 2900 km. El manto está compuesto por peridotita. El cambio de la corteza al manto está determinado por la discontinuidad de Mohorovicic. El manto se divide a su vez en manto superior y manto inferior. Entre ellos existe una separación determinada por las ondas sísmicas, llamada discontinuidad de Repetti (700 km).
- Núcleo: Es la capa más profunda del planeta y tiene un espesor de 3475 km. El cambio del manto al núcleo está determinado por la discontinuidad de Gutenberg (2900 km).
El núcleo está compuesto de una aleación de hierro y níquel, y es en esta parte donde se genera el campo magnético terrestre. Éste se subdivide a su vez en el núcleo interno, el cual es sólido, y el núcleo externo, que es líquido. El núcleo interno está a su vez dividido en dos, externo (líquido) e interno (sólido, debido a las condiciones de presión). Esta división se produce en la discontinuidad de Wiechert-Lehman-Jeffreys (5150 km). Tiene una temperatura de entre 4000 y 5000 °C.
La Tierra, vista desde el espacio, tiene un aspecto azulado. Por este motivo también es conocida como "el planeta azul". Este color se debe a que la superficie de la Tierra está mayoritariamente cubierta por agua.
El segundo modelo de división de la estructura terrestre es el modelo geodinámico:
- Litosfera. Es la parte más superficial que se comporta de manera elástica. Tiene un espesor de 250 km y abarca la corteza y la porción superior del manto.
- Astenosfera. Es la porción del manto que se comporta de manera fluida. En esta capa las ondas sísmicas disminuyen su velocidad.
- Mesosfera. También llamada manto inferior. Comienza a los 700 km de profundidad, donde los minerales se vuelven más densos sin cambiar su composición química. Está formada por rocas calientes y sólidas, pero con cierta plasticidad.
- Capa D. Se trata de una zona de transición entre la mesosfera y la endosfera. Aquí las rocas pueden calentarse mucho y subir a la litosfera, pudiendo desembocar en un volcán.
- Endosfera. Corresponde al núcleo del modelo geoestático. Formada por una capa externa muy fundida donde se producen corrientes o flujos y otra interna, sólida y muy densa.
La hidrosfera
- Artículo principal: Hidrosfera
La Tierra es el único planeta en nuestro sistema solar que tiene una superficie líquida. El agua cubre un 71% de la superficie de la Tierra (97% de ella es agua de mar y 3% agua dulce), formando cinco océanos y seis continentes.
La Tierra está realmente a la distancia del Sol adecuada para tener agua líquida en su superficie. No obstante, sin el efecto invernadero, el agua en la Tierra se congelaría. Al principio el Sol emitía menos radiación que ahora, pero los océanos no se congelaron porque la atmósfera de primera generación de la Tierra poseía mucho más CO2 y por tanto más efecto invernadero.
En otros planetas, como Venus, el agua desapareció porque la radiación solar ultravioleta rompe la molécula y el ion hidrógeno, que es ligero, escapa de la atmósfera. Este efecto es lento, pero inexorable. Ésta es una hipótesis que explica por qué Venus no tiene agua. En la atmósfera de la Tierra, una tenue capa de ozono en la estratosfera absorbe la mayoría de esta radiación ultravioleta, reduciendo el efecto. El ozono protege a la biosfera del pernicioso efecto de la radiación ultravioleta. La magnetosfera también es un escudo que nos protege del viento solar.
La masa total de la hidrosfera es aproximadamente 1,4 × 1021 kg.
La atmósfera
- Artículo principal: Atmósfera terrestre
La Tierra tiene una espesa atmósfera compuesta en un 78% de nitrógeno, 21% de oxígeno molecular y 1% de argón, más trazas de otros gases como anhídrido carbónico y vapor de agua. La atmósfera actúa como una manta que deja entrar la radiación solar pero atrapa parte de la radiación terrestre (efecto invernadero). Gracias a ella la temperatura media de La Tierra es de unos 17 °C. La composición atmosférica de la Tierra es inestable y se mantiene por la biosfera. Así, la gran cantidad de oxígeno libre se obtiene por la fotosíntesis de las plantas, que por la acción de la energía solar transforma CO2 en O2. El oxígeno libre en la atmósfera es una consecuencia de la presencia de vida (de la vegetación) y no al revés.
Las capas de la atmósfera son: la troposfera, la estratosfera, la mesosfera, la termosfera, y la exosfera. Sus alturas varían con los cambios estacionales.
La masa total de la atmósfera es aproximadamente 5,1 × 1018 kg
La Luna
- Artículo principal: Luna
| Diámetro | 3474,8 km |
| Masa | 7,35 × 1022 kg |
| Distancia media | 384 400 km |
| Periodo orbital | 27 días 7 h 43,7 min |
La Luna es un satélite relativamente grande comparado con la Tierra, siendo su diámetro un cuarto del terrestre.
La atracción gravitatoria entre la Tierra y la Luna causa las mareas en la Tierra. El mismo efecto en la Luna hace que el periodo de rotación alrededor de su eje sea igual que el periodo de giro en torno a la Tierra. Como resultado, la Luna siempre presenta la misma cara a la Tierra. En su movimiento alrededor de la Tierra, el Sol ilumina distintas partes de la Luna, presentando un ciclo completo de fases lunares.
La Luna puede causar una variación moderada del clima terrestre. Las simulaciones de ordenador muestran que la fuerza de atracción de la Luna hacia la protuberancia ecuatorial de la Tierra causa una estabilización de la inclinación del eje de rotación, produciendo una variación moderada del clima. Sin esta estabilización, algunos científicos creen que el eje de rotación podría ser caóticamente inestable, como parece ocurrir en el planeta Marte. Si el eje de rotación de la Tierra se acercara a la eclíptica, la variación estacional del clima sería sumamente importante. Un polo apuntaría directamente hacia el Sol durante verano y, mientras, para el otro sería noche permanente en invierno. Los científicos que han estudiado el efecto creen que ello causaría la desaparición de la vida, afectando a animales y plantas grandes.
El disco lunar visto desde la Tierra tiene aproximadamente el mismo diámetro angular que el del Sol (el Sol es 400 veces más grande, pero está 400 veces más lejos que la Luna). Esto permite que haya eclipses de sol totales.
La hipótesis más reciente del origen de la Luna es que se formó por la colisión de un protoplaneta del tamaño de Marte cuando la Tierra era joven. Esta hipótesis explica (entre otras cosas) la falta de hierro en la Luna. La hipótesis del impacto brutal también podría explicar la fuerte inclinación del eje de rotación terrestre.
Otra hipótesis supone que la Luna es hija de la Tierra, formándose de una protuberancia cuando nuestro planeta se encontraba en estado plástico (caliente) y la excentricidad dio origen al lanzamiento de nuestro satélite como si fuera un satélite artificial por la gran fuerza centrífuga. Inclusive algunos autores señalan que dicha protuberancia se originaría en donde actualmente se encuentra el océano Pacífico. Aunque se trata de una especulación, se ha señalado que el hecho de que siempre veamos la misma cara de la Luna se debe a este origen: al separarse, la Luna siguió teniendo un movimiento de traslación equivalente al de rotación terrestre y siempre vemos la misma zona de la Luna que permaneció unida a la Tierra hasta el último momento.
La Tierra tiene también por lo menos otro satélite co-orbital: el asteroide (3753) Cruithne.
Movimientos de la Tierra
- Artículo principal: Movimientos de la Tierra
La Tierra realiza dos movimientos principales en el espacio, denominados, traslación y rotación; y dos movimientos secundarios, denominados precesión y nutación. Debido al movimiento de traslación y a la oblicuidad de la eclíptica, se suceden las cuatro estaciones anuales. Dichas estaciones están delimitadas por los instantes en que la Tierra pasa por los equinoccios de otoño y primavera y por los solsticios de verano e invierno.
La biosfera
- Artículo principal: Biosfera
Hasta la fecha (2008), la Tierra es el único lugar del universo que se conoce con vida. Las formas de vida del planeta Tierra forman la biosfera. La biosfera comenzó a evolucionar hace aproximadamente 3500 millones de años (3,5 × 109). La hipótesis Gaia es un modelo científico de la biosfera terrestre formulado por el biólogo James Lovelock que sugiere que la vida sobre la Tierra organiza las condiciones climáticas para favorecer su propio desarrollo.
Geografía
- El área total de la Tierra es de aproximadamente 510 millones de km², de los cuales 149 millones son de tierra firme y 361 millones de agua.
- Las líneas costeras (litorales) de la Tierra suman cerca de 356 millones de km.
El mundo poblado por los humanos se divide en 5 continentes, que a su vez se distribuyen políticamente en 199 países. El continente con mayor número de países es África con 54, seguido de Europa con 50, Asia con 43, América con 36 y Oceanía con 16.
Mapas espaciales de la Tierra
El satélite ambiental Envisat de la ESA está desarrollando el retrato más detallado de la superficie de la Tierra. El objetivo del proyecto GLOBCOVER es la creación de un mapa global de la cobertura terrestre con una resolución tres veces superior a la de cualquier otro mapa por satélite hasta ahora. Utiliza reflectores radar, con antenas de ancho sintéticas, capturando, con sus sensores, la radiación reflejada [1].
La NASA destaca un nuevo mapa tridimensional, que es la topografía más precisa del planeta, elaborada durante cuatro años con los datos transmitidos por el transbordador espacial Endeavour. Los datos analizados corresponden al 80% de la masa terrestre. "Ésta ha sido una de las misiones científicas más valiosas de los transbordadores y probablemente la más importante de carácter cartográfico que se haya realizado jamás", afirmó Michael Kobrick, científico de la misión del Endeavour que giró en órbita terrestre en febrero del 2000.
Cubre los territorios de Australia y Nueva Zelanda con detalles sin precedentes. También incluye más de mil islas de la Polinesia y la Melanesia en el Pacífico sur, así como islas del Índico y el Atlántico. Muchas de esas islas apenas se levantan unos metros sobre el nivel del mar y son muy vulnerables a los efectos de las marejadas y tormentas, por lo que su conocimiento ayudará a evitar catástrofes.
Según John LaBrecque, director del Programa de Riesgos Naturales de la agencia espacial, los datos proporcionados por la misión del Endeavour tendrán una amplia variedad de usos, como la exploración virtual del planeta. "Con el tiempo, otras misiones podrán utilizar la misma tecnología para detectar los cambios que se hayan producido en la superficie de la Tierra y hasta para configurar la topografía de otros planetas", dijo.
Bibliografía y webgrafía
- Arrakis.es (mapas espaciales trazados urgentemente para los bomberos de incendios forestales).
- Almez.Pntic.Mec.es (la Tierra).
- Xtec.es (el planeta Tierra).
Enlaces externos
- Celestia.Albacete.org (actividad educativa: la Tierra en el Sistema Solar).
- FlashEarth.com (imágenes basadas en fotografías aéreas y satelitales de la Tierra, en Flash).
- Geody.com (buscador que permite localizar lugares en la Tierra y otros planetas mediante su nombre o de sus coordenadas, y visualizar el lugar buscado a través de Google Earth, Google Maps, NASA World Wind, Celestia, Stellarium y otros más.
- Jpl.Nasa.gov (sitio de la misión en castellano; ver "Un viaje simulado por la Cordillera de los Andes", con animación y sonido en español).
- Jpl.Nasa.gov (otra animación; en inglés)
- PhotoJournal.Jpl.Nasa.gov (galería de imágenes).
- Tayabeixo.org (el planeta Tierra en la página de la ALDA: Asociación Larense de Astronomía).
- WorldWind.Arc.NASA.gov (mapa tridimensional de la Tierra. Descargable gratuitamente (184,3 MB). Alta resolución, nombres, límites, y muchas opciones más.
