LA TIERRA
La Tierra es el tercer planeta desde el Sol y quinto en cuanto a tamaño. Gira describiendo una órbita elíptica alrededor del Sol, a unos 150 millones de km, en, aproximadamente, un año. Al mismo tiempo gira sobre su propio eje cada día. Es el único planeta conocido que tiene vida, aunque algunos de los otros planetas tienen atmósferas y contienen agua.
La Tierra no es una esfera perfecta, ya que el ecuador se engrosa 21 km, el polo norte está dilatado 10 m y el polo sur está hundido unos 31 metros.
La Tierra posee una atmósfera rica en oxígeno, temperaturas moderadas, agua abundante y una composición química variada. El planeta se compone de rocas y metales, sólidos en el exterior, pero fundidos en el interior.
Teorías de la formación de la Tierra
El planeta tierra se formó en el vacío del espacio hace más de 4 mil millones de años. Las teorías sobre la formación concluyen que la tierra y otros planetas están formados a través de los procesos de la gravedad y la acumulación de polvo y gas en el vacío del espacio. Esta teoría básica ha sido revisada y añadida como la explicación del sistema solar y como el universo se ha expandido.
La primera teoría fue propuesta por Immanuel Kant en 1755, esta teoría sugiere que el sol y los planetas se formaron cuando la gravedad juntó a las partículas de polvo y gas de la nebulosa para formar un disco plano y giratorio de materia muy densa. Este disco, se va la hipótesis, eventualmente giró por si mismo en los planetas y el sol del sistema solar. Pierre Laplace amplió esta idea y la llamó la hipótesis nebular en 1796. Él creía que los planetas y las estrellas eran fragmentos de materia que se fusionaron después de haber hecho una separación de los bordes de la nebulosa por la fuerza centrifuga.
Esta segunda teoría fue desarrollada independientemente en 1900 por Carl Von Weizsacker y Gerard Kuiper, esta teoría le pusieron el nombre de la hipótesis del protoplanetal, esta teoría fue mejorada por la hipótesis nebular. La hipótesis del protoplaneta supone que los sistemas solares se forman cuando el polvo y los gases giran alrededor de un colapso nebuloso. La materia va girando alrededor de este núcleo denso y comienza a pegarse y forma pequeños planetesimales que caen fuera del otro destruyéndose y formando diferentes formas de protoplanetas. Entonces, el protosol, en el centro de toda la materia, se hace denso y lo suficientemente caliente para que el proceso de fusión nuclear comience a ocurrir y la estrella sea “activada”.
Las capas de la Tierra
La atmósfera: es el océano de aire que nos rodea, para efectos prácticos y de estudio, se ha dividido en diversas zonas o capas en relación con la altitud y sus funciones. Estas divisiones y nomenclatura de las mismas son bien dispares, según los científicos y países que las han establecido.
La composición y la temperatura de la atmósfera varía con la altura. La tendencia general observada es que el aire se va haciendo menos denso en la medida que aumenta la altura, hasta llegar a ser imperceptible. De acuerdo con las últimas investigaciones realizadas y tomando en cuenta la variación vertical de la temperatura, en la atmósfera se pueden distinguir seis capas:
- Tropósfera: Es la capa de aire que está en contacto con la superficie terrestre, por loEstas diferencias provocan la formación de vientos, nubes y precipitaciones, los cuales determinan el estado del tiempo en un lugar y hacen que esta capa sea la más importante para la meteorología, ya que es en la tropósfera donde tienen lugar todos los fenómenos del clima; de ahí que su nombre "tropósfera" (del griego tropos: cambio) signifique "esfera de cambios".Al ascender por la tropósfera, el aire se va enfriando cada vez más. Se ha calculado que la temperatura disminuye unos 6° C por cada kilómetro de altura (0,6º C. por cada cien metros de altitud), alcanzando temperaturas extremadamente bajas, inferiores a 0° C, en la zona final de esta capa.
que es las más densa, pues se concentra en ella el 90 por ciento del peso de la atmósfera. Contiene todos los gases y la mayor parte del vapor de agua y en ella se producen todos los cambios climáticos. Debido a sus características, es que en esta capa se desarrolla la vida.La altura de la tropósfera es de más o menos 10 km, y su frontera con la capa superior se denomina tropopausa. No obstante, el confín de la tropósfera no es muy conocido, especialmente en el hemisferio sur. En elecuador parece llegar a una altitud de 16 a 17 km, mientras que en los polos sólo mide entre seis y ocho km.
- Estratósfera: Encima de la tropopausa, pasada la región de los vientos helados, se encuentra la estratósfera, que llega hasta una altitud de alrededor de 25 km. Esta capa se halla constituida, en general, por estratos de aire con poco movimiento vertical, aunque sí lo tienen horizontal. En esta zona, el aire está casi siempre en perfecta calma por lo que es ideal para el transporte aéreo. En ella prácticamente no existe el clima, aunque algunas veces se encuentran unas ligeras nubes denominadas irisadas, por presentar sus bordes los colores del iris.Debido a la radiación solar, que alcanza directamente la estratósfera, esta capa presenta mayor temperatura que los últimos estratos de la tropósfera.El límite de esta capa se llama estratopausa. Las antiguas nomenclaturas fijaban la altura de la estratósfera hasta los 80 km, pero los nuevos experimentos científicos determinan que esa capa finaliza a unos 25 km, en donde empieza la quimiósfera.
- Quimiósfera: la razón de esta subdivisión moderna de la antigua estratósfera, obedece a que a partir de los 25 a 30 km de altitud la temperatura del aire comienza a aumentar debido a que los rayos ultravioleta del Sol, de gran intensidad a esa cota, transforman el oxígeno del aire en una variedad denominada ozono, que simultáneamente los absorbe y se calienta, o sea, que en esa capa se producen reacciones químicas. Por tanto, en la composición del aire se destaca la presencia de una delgada capa de ozono, situada aproximadamente a 30 kilómetros de la superficie de la Tierra.Se estima que la quimiósfera llega hasta unos 80 km de altitud, límite en que comienza la mesósfera.La concentración máxima de ozono en la quimiósfera tiene lugar a unos 40 km de altitud y forma una especie de cinturón o faja protectora que se denomina ozonósfera. Esta faja, al producir la dispersión de la luz solar, hace que veamos el cielo de color azul, cuando es negro en realidad, como han comprobado los astronautas. Gracias a esta capa que absorbe gran cantidad de rayos ultravioleta, es posible la vida vegetal y animal en la superficie de la Tierra que, de otra manera, sería rápidamente aniquilada por esa radiación.
- Mesósfera: esta capa se ubica a continuación de la quimiósfera y alcanza hasta unos 90 kilómetros de altura desde el nivel del mar. Se caracteriza porque desde su limite con la estratósfera, la temperatura va disminuyendo hasta valores tan bajos como -110° C (bajo cero) en donde comienza la capa siguiente. En esta capa ya no existe vapor de agua y la proporción de los gases restantes comienza a disminuir.En la mesósfera se producen también partículas cargadas eléctricamente, los iones, que son átomos o moléculas que han ganado o perdido electrones.Otro fenómeno observable, en la mesósfera es la caída de meteoritos, que al entrar en contacto, con esta capa y a causa de la fuerza de fricción, emiten luz, la que cesa cuando la masa del meteoro ha sido totalmente consumido. Esto es lo que nosotros conocemos como "estrellas fugaces", las que vemos pasar sorpresivamente en el cielo.
- Termósfera y Ionósfera: la termósfera sería la quinta capa de la atmósfera de la Tierra. Se encuentra arriba de la mesósfera, abarcando desde los 90 hasta los 500 kilómetros. A esta altura, el aire es muy tenue y la temperatura cambia con la actividad solar. Si el sol está activo, las temperaturas en la termósfera pueden llegar a 1,500° C y ¡hasta más altas! La termósfera de la Tierra también incluye la región llamada ionósfera.
Para los científicos no ha sido posible definir con exactitud el limite superior de la ionósfera, ya que, los gases que aún quedan en la parte externa de esta capa, se intercambian continuamente con los del espacio exterior.La diferencia que tiene con las capas inferiores, es que está formada casi totalmente por partículas cargadas o ionizadas que se producen por la radiación ultravioleta al arrancar electrones a las moléculas gaseosas. Debido a esta naturaleza eléctrica, la temperatura de la ionósfera tiende a aumentar hasta una altura aproximada de unos 500 kilómetros, donde alcanza unos 1.500 grados centígrados.Una propiedad importante de la ionósfera en el ámbito de las radiocomunicaciones, es que los iones presentes en esta capa pueden reflejar (o hacer "rebotar") las ondas de radio, permitiendo la comunicación entre los distintos lugares del globo terrestre.
- Exósfera: se encuentra a partir de los 500 kilómetros de altura desde el nivel del mar y en ella los gases atmosféricos como el oxígeno y el nitrógeno casi no existen y apenas hay moléculas de materia. Es la capa más extensa de la atmósfera y es la región que exploran los satélites artificiales y no tiene la menor influencia sobre los fenómenos meteorológicos.La composición de la exósfera se forma principalmente por los gases livianos como el hidrógeno y el helio; éstos son gases tan ligeros que tienden a escaparse del campo gravitacional de la Tierra dispersándose en el espacio.Debido a la densidad extremadamente baja de esta capa es decir, el escaso número de moléculas por unidad de volumen, es que la temperatura de la exósfera es una propiedad difícil de analizar en este nivel. No olvides que la temperatura depende del movimiento de las partículas, y para el caso de la atmósfera se trata además de moléculas de diferentes gases.
Estrustura de la tierra:
Desde el exterior hacia el interior podemos dividir la Tierra en cinco partes:
- Atmósfera: Es la cubierta gaseosa que rodea el cuerpo sólido del planeta. Tiene un grosor de más de 1.100 km, aunque la mitad de su masa se concentra en los 5,6 km más bajos.
- Hidrosfera: Se compone principalmente 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.
- Litosfera: Compuesta sobre todo por la corteza terrestre, se extiende hasta los 100 km de profundidad. 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, seguido por el silicio, aluminio, hierro, calcio, sodio, potasio, magnesio, titanio, hidrógeno y fósforo. Además, aparecen otros 11 elementos en cantidades menores del 0,1: carbono, 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 unas doce placas tectónicas rígidas. El manto superior está separado de la corteza por una discontinuidad sísmica, la discontinuidad de Mohorovicic, 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.
- 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 silicatos de magnesio como el olivino y el inferior de una mezcla de óxidos de magnesio, hierro y silicio.
- Núcleo: Tiene una capa exterior de unos 2.225 km de grosor con una densidad relativa media de 10 Kg por metro cúbico. Esta capa es probablemente rígida, su superficie exterior tiene depresiones y picos. Por el contrario, el núcleo interior, cuyo radio es de unos 1.275 km, es sólido. Ambas capas del núcleo se componen 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 su densidad media es de 13. Su presión (medida en GigaPascal, GPa) es millones de veces la presión en la superficie.El núcleo interno irradia continuamente un calor intenso hacia afuera, a través de las diversas capas concéntricas que forman la porción sólida del planeta. 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 la energía térmica de la Tierra hasta la superficie.
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