La Tierra

Tierra
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«Planeta Tierra» redirige aquí. Para la serie documental, véase Planeta Tierra (documental).
Para otros usos de este término, véase Tierra (desambiguación).
Tierra

Imagen de la Tierra en rotación.
Elementos orbitales
Inclinación 1,57869°[1]
respecto al plano invariable
Semieje mayor 149.597.887,5 km
Menor: 149.576.999,826 km
Excentricidad 0,01671
Periastro o Perihelio 0,983 ua
Apoastro o Afelio 1,01671 ua
Período orbital sideral 365,2564 días
Velocidad orbital media 29,78 km/s
Radio orbital medio 0,999855 ua
149.597.870,691 km
Satélites 1
Características físicas
Masa 5,9736 × 1024 kg,
aprox. 6 Yg (Yottagramos)
Volumen 1,083 321 × 1012 km3
Densidad 5,5153 g/cm³
Área de superficie 510 065 284,702 km2
Diámetro Ecuatorial 12.756,8 km
Polar 12.713,5 km
Medio 12.742,00 km

Gravedad 9,780327 m/s²
Velocidad de escape 11,186 km/s
Periodo de rotación 23,9345 h
Inclinación axial 23,45°
Albedo 31-32%
Características atmosféricas
Presión 101.325 Pa
Temperatura Mínima* 182 K
Media 282 K
Máxima 333 K
(*temp. mín. referente a la temperatura sobre nubes)
Composición Nitrógeno 78,08% v/v
Oxígeno 20,95% v/v
Argón 0,93% v/v
CO2 335 ppmv
Neón 18,2 ppmv
Hidrógeno 5 ppmv
Helio 5,24 ppmv
Metano 1,72 ppmv
Kriptón 1 ppmv
Óxido nitroso 0,31 ppmv
Xenón 0,08 ppmv
CO 0,05 ppmv
Ozono 0,03 – 0,02 ppmv (variable)
CFCs 0,3 – 0,2 ppbv (variable)
Vapor de Agua <4% (variable)
No computable para el aire seco.


La Tierra es el tercer planeta desde el Sol, el quinto más grande de todos los planetas del Sistema Solar y el más denso de todos, respecto a su tamaño. Se desplaza en una trayectoria apenas elíptica alrededor del Sol a una distancia de unos 150 millones de kilómetros. El volumen de la Tierra es más de un millón de veces menor que el del Sol, mientras la masa terrestre es nueve veces mayor que la de su satélite, la Luna. Es un planeta rocoso geológicamente activo que está compuesto principalmente de roca derretida en constante movimiento en su interior, cuya actividad genera a su vez un fuerte campo magnético. Sobre ese ardiente líquido flota roca solidificada o corteza terrestre, sobre la cual están los océanos y la tierra firme.

A veces se la conoce genéricamente por la especie humana como el Mundo o el Planeta Azul.

Las propiedades físicas de la Tierra, combinadas con su órbita e historia geológica, son las que han permitido que perdure la vida hasta nuestros días. Es el único planeta del universo en el que hasta ahora el ser humano conoce la existencia de vida; millones de especies moran en él. La Tierra se formó al mismo tiempo que el Sol y el resto del Sistema Solar, hace 4.540 millones de años,[2] y la vida hizo su aparición en su superficie luego de unos 1.000 millones de años. Desde entonces, la vida ha alterado de manera significativa al planeta.[3]

Sobre la corteza terrestre existen diversos paisajes naturales y artificiales donde podemos encontrar montañas, valles, ríos, ciudades, etc. Aquí habita diversidad de organismos como son los árboles, el ser humano y muchos otros animales. Una considerable parte de la corteza está compuesta de restos de organismos oceánicos primitivos que constituyen la roca caliza. La temperatura media de la superficie terrestre es de unos 15 °C, aunque ésta -entre otras circunstancias- son distintas en diferentes partes del planeta; pueden cambiar.

La tierra posee grandes océanos que ocupan mucha más superficie que la tierra superficial, donde habita considerable cantidad de organismos y en donde se originó toda la vida. En ellos se formó parte de la corteza terrestre.

La parte menos densa que compone este planeta es su atmósfera, la cual está compuesta por una solución de gases llamada aire. A cierta altura, es lo suficientemente densa como para permitir que algunos animales vuelen en ella. Es rica en oxígeno, gracias al hecho de que la vida vegetal transforma el dióxido de carbono en oxígeno, el cual aprovechan los animales para respirar y volver a transformar así en dióxido de carbono. La atmósfera, junto al campo magnético, es capaz de resguardar la diversidad de vida superficial de amenazas naturales extra-terrestres, como por ejemplo, de rayos ultravioletas, rayos cósmicos, meteoritos o viento solar.

Posee un único satélite natural llamado Luna, en relación con su planeta, el más grande del sistema solar. Es mucho menos denso que la Tierra, aunque provino de ella a causa de un impacto de asteroide que expulsó al espacio el material liviano que formaría la luna, mientras que el material más denso regresó a la tierra.

Se especula que la Tierra podrá seguir alojando vida durante otros 1.500 millones de años, ya que se prevé que la luminosidad creciente del Sol causará la extinción de la biósfera para esa época.[4]
Características geológicas
El 71% de la superficie de la Tierra está cubierta por agua. Es el único planeta del sistema solar donde un líquido (agua) puede permanecer en estado sólido, líquido o gaseoso en la superficie. El agua ha sido esencial para la vida. Es uno de los dos cuerpos rocosos del sistema solar donde hay precipitaciones como lluvia, siendo el otro Titán.

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.

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Esto, unido a la erosión y la actividad biológica que cambia el paisaje, ha hecho que la superficie de la Tierra cambie o se renueve constantemente, eliminando por ejemplo, casi todos los restos de cráteres que podemos encontrar en otros cuerpos rocosos del sistema solar, como en la Luna.

La Tierra posee un único satélite natural, la Luna. El sistema Tierra-Luna es bastante singular, debido al gran tamaño relativo del satélite respecto al planeta que orbita.

Uno de los aspectos particulares que presenta la Tierra es su capacidad de homeostasis, lo que le permite recuperarse de cataclismos a mediano plazo, incluso también las consecuencias de la actividad humana.

Forma de la Tierra
Artículo principal: Geoide
Interpretaciones históricas
Históricamente se supusieron múltiples formas. Remontándonos únicamente a la civilización griega, digamos que se imaginaba la Tierra como un disco plano rodeado por el río Océano (Homero). Por otro lado, los Pitagóricos y Platón sostenían que era 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 de la circunferencia terrestre, muy aproximada a la realidad. Al 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 que la Tierra era esférica, resultaba evidente que el ángulo de la sombra daba la distancia angular entre las dos ciudades, y conociendo la distancia lineal entre ellas —5.000 estadios— pudo calcular la circunferencia terrestre: unos 46.190 km (en este punto se dan numerosas discusiones, por la incertidumbre en la equivalencia 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 esferoide: 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 esferoide terrestre para con Gauss y Helmert establecerse que la Tierra es un geoide, es decir un esferoide algo irregular.

Actualidad
A efectos prácticos, especialmente geodésicos, se considera a la Tierra como un esferoide 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 esferoide 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): 6.378 km

Radio polar (b): 6.357 km

Diferencia (a–b): 21 km

Excentricidad=(a–b)/a: 0,00329

1 / Excentricidad: 303,71

Composición y estructura
Artículo principal: Estructura interna de la Tierra
Composición 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 modelo geostático y el modelo geodinámico.

Modelo geostático
Según este modelo la Tierra está subdividida en las siguientes capas:

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 2.900 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; tiene un espesor de 3.475 km y alcanza temperaturas de hasta 6.700 °C.[5] El cambio del manto al núcleo está determinado por la discontinuidad de Gutenberg (2.900 km). El núcleo está compuesto de una aleación de hierro y níquel. A su vez está subdivido en el núcleo interno, sólido, y el núcleo externo, es líquido, donde se genera el campo magnético terrestre. Esta división se produce en la discontinuidad de Wiechert-Lehmann-Jeffreys (5.150 km).

Modelo geostático del interior terrestre. Modelo geodinámico del interior terrestre. Estructura en capas del interior terrestre.

Modelo geodinámico
Según este modelo la Tierra está subdividida en las siguientes capas:

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.
Véanse también: Gradiente geotérmico y Energía geotérmica
La hidrosfera

La Tierra en movimiento de rotación. En esta imagen, la Tierra da una vuelta completa en pocos segundos (25.000 veces más rápido), pero en realidad la vuelta completa dura 24 horas.Artículo principal: Hidrosfera
La Tierra es el único planeta en nuestro sistema solar que tiene una superficie líquida.[nota 1] 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 inicio de la existencia del Sistema Solar el Sol emitía menos radiación que en la actualidad, pero los océanos no se congelaron porque la atmósfera de primera generación de la Tierra poseía mucho más CO2, y por tanto el efecto invernadero era mayor.

En otros planetas, como Venus, el agua desapareció debido a que la radiación solar ultravioleta rompe la molécula de agua 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.[cita requerida] 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 actúa como un escudo que protege al planeta 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 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.[6]

La Luna
Artículo principal: Luna
La Luna
Diámetro 3.474,8 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 Marte.[cita requerida] 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 el verano, 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.[cita requerida]

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 (denominado Theia) 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.[cita requerida]

Otra hipótesis supone que la Luna es hija de la Tierra, formándose de una protuberancia cuando nuestro planeta se encontraba en estado plástico (caliente), habiendo dado la excentricidad origen al lanzamiento de nuestro satélite como si fuera un satélite artificial, debido a la gran fuerza centrífuga. Algunos autores incluso señalan que dicha protuberancia se originaría en el lugar que actualmente ocupa 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 debería a este origen: al separarse, la Luna habría seguido teniendo un movimiento de traslación equivalente al de rotación terrestre, y siempre veríamos la misma zona de la Luna que permaneció unida a la Tierra hasta el último momento.[cita requerida]

La Tierra tiene también por lo menos otro satélite co-orbital: el asteroide (3753) Cruithne.


La Tierra vista desde la Luna.Movimientos de la Tierra
Artículo principal: Movimientos de la Tierra
La Tierra interactúa con otros objetos en el espacio exterior, incluidos el sol y la Luna.

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.

Actualmente la Tierra completa una órbita alrededor del Sol cada vez que realiza 365,26 giros sobre su eje. Este lapso de tiempo se denomina un año sideral, el cual es igual a 365,26 días solares.[nota 2] El eje de rotación de la Tierra se encuentra inclinado 23,4° con respecto a la perpendicular a su plano orbital,[7] lo que produce las variaciones estacionales en la superficie del planeta con un período de un año tropical (365,24 días solares).

La biosfera
Artículo principal: Biosfera
Hasta la fecha (2009), 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.

Véanse también: Vida, Ser vivo y Complejidad biológica
Geografía

Mapa físico-político de la Tierra (hacer clic sobre la imagen para ampliar).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 197 países. El continente con mayor número de países es África con 54, seguido de Europa con 46, Asia con 48, América con 35 y Oceanía con 14.

Véase también: Anexo:Países del mundo
Mapas espaciales de la Tierra

Planisferio terrestre (composición de fotos satelitales).El satélite ambiental Envisat de la ESA desarrolló un retrato detallado de la superficie de la Tierra. A través del proyecto GLOBCOVER se desarrolló 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 aquel momento. Utilizó reflectores radar con antenas de ancho sintéticas, capturando con sus sensores la radiación reflejada.[8]

La NASA completó 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. 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; los datos proporcionados por la misión del Endeavour tendrán una amplia variedad de usos, como la exploración virtual del planeta.[9]