INTRODUCION A LOS SISTEMAS DE LA TIERRA

En esta obra enfocamos a la tierra como un planeta complejo y dinámico que ha cambiado continuamente desde su origen hace unos 4600 millones de años. Esta transformación son resultados de procesos internos y externos que interactúan y afectan entre si conduciendo a las características que observamos en el presente. En realidad, la tierra es única entre los planetas de nuestro sistema solar en el sentido de que sostiene vida, tiene océanos, atmósfera hospitalaria, diversidad de climas. Está idealmente adecuada para la vida como la conocemos gracias a una combinación de factores, entre los que se cuentan la distancia del Sol y la evolución de su interior, corteza, océanos y atmósfera. Con el tiempo los procesos de la vida han influido en los cambios de la atmósfera, los océanos y hasta cierto punto, de su corteza. A la vez, estas alteraciones han afectado la evolución de la vida.  

Si observamos a la tierra como un todo podemos ver innumerables interacciones que ocurren entre sus diversos componentes, los cuales no actúan de manera aislada, sino interconectados, de suerte que, si una parte del sistema cambia. Se afecta a las otras.

Una forma de ayudarnos a entender la complejidad de la tierra es pensar en ella como un  sistema. Un sistema se define como una combinación de partes que interactúan en forma organizada. La tierra considera como un sistema consta de un conjunto de varios subsistemas, o partes relacionadas, que actúan unos con otros en formas complejas. La información, materiales y energia que salen del sistema son salidas.

Es así que podemos ver a la tierra en la misma forma que vemos un automóvil esto es como un sistema de componentes interconectados que interactuan y afectan entre si en muchas formas. Sus complejas interacciones dan por resultado un cuerpo dinámicamente cambiante que intercambian materia y energía y las reciclas en diferentes formas. Estoa sistemas pueden interactuar con sigo mismo y muchas de las interacciones son de dos direcciones. De igual modo, ocurre con frecuencia cadenas de interacciones. Por ejemplo, el calentamiento solar calienta la tierra; el calentamiento desigual de la tierra y el agua mueve al viento, el cual a su vez mueve las corrientes oceánicas. Cuando de les examina de esta forma, la evolución continua de la tierra y su vida hacen de la geología una ciencia emocionante y siempre cambiante en la que constantemente se están haciendo nuevos descubrimientos.

El PLANETA TIERRA

La distancia media de la Tierra al Sol es de unos 150 millones de kilómetros y su diámetro 12.756 Kilómetros (unas trece veces la distancia entre Barcelona y Málaga).

Estructura de la Tierra

Un corte transversal de la Tierra nos permitiría observar tres partes esenciales: La corteza, el manto y el núcleo.

La corteza

Es la capa más superficial. En ella cabe diferenciar que la corteza oceánica es de diferente composición que la corteza continental. Tiene mayor densidad (2,9 toneladas por metro cúbico) que ésta (2,7 tm/m3) y se formó por la ascensión de las rocas fundidas del manto. Se forma en las dorsales centro oceánicas y recibe el nombre de SIMA por su composición, SIlicio y MAgnesio. La corteza continental o SIAL, constituida por SIlicio y ALuminio, se divide en placas de 17 a 20 kilómetros de espesor que alcanzaron su forma actual tras un proceso que duró unos 4.000 millones de años. Las rocas más antiguas (Groenlandia) tienen una antigüedad de 3.750 millones de años, solo 800 millones de años menos que la misma Tierra.

----- (En la siguiente serie de imágenes se puede observar la deriva continental) ---------

Hace más de 250 millones de años        Entre 250 y 120 millones de años

Hace 120 millones de años             Dentro de varios millones de años

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El manto terrestre

Se inicia a unos 10 kilómetros bajo el fondo de los océanos y a 35 km bajo los continentes; lo conocemos gracias a las rocas que, a veces, emergen de los volcanes. El manto superior, de 60 a 100 km de espesor, forma con la corteza la litosfera rígida, también dividida en placas. Bajo ésta hay una capa viscosa, la astenosfera, que se extiende hasta una profundidad de 700 kilómetros. Entre los mantos superior e inferior hay otra discontinuidad, la densidad aumenta de 3,3 tm/m3 a 4,3. Al parecer, el movimiento del manto superior está ligado al de los continentes. El movimiento del manto inferior es independiente, éste emite ríos de material inalterado hasta la superficie, dando lugar a la formación de islas de naturaleza volcánica como Hawai.

El núcleo

Su límite está a 2.900 km de profundidad y, en él, la densidad de las rocas aumenta de 5,5 a 9,9 tm/m3, este espacio se conoce como la discontinuidad de Gutemberg y fue descubierto en 1914. Bajo él se supone que el material es líquido, ya que las ondas sísmicas no lo pueden atravesar. Su composición, deducida de la observada en algunos meteoritos, se ha estimado que consiste en grandes proporciones de hierro y níquel. El proceso de formación de un planeta ha sido comparado con el que se produce durante la separación de los metales en un alto horno.

En el centro del núcleo existe un nódulo más denso, de unos 1.200 km de radio (2/3 el tamaño de la Luna), donde, bajo fuertes presiones, los metales se solidifican (hierro y níquel solidos, de 12 a 13 tm/m3 de densidad). Las corrientes eléctricas que lo recorren son la causa de magnetismo terrestre. El campo magnético de la Tierra es más intenso en los polos que en las zonas ecuatoriales. Si lo asociáramos al que origina una barra magnetizada (electroimán), los flujos de corriente eléctrica coincidirían con los paralelos. Los polos magnéticos tienen una inclinación de 11º en relación con los polos geográficos y varía cada millón de años, desplazándose unos 100 metros hacia el oeste. Esto hace que el polo norte magnético pase al polo sur con el paso del tiempo y viceversa, en una lenta pero continua rotación.

La temperatura de la Tierra aumenta con la profundidad hasta alcanzar los 3.000 ºC en el núcleo. Los átomos radioactivos se concentran hacia la superficie, creando una especie de manto térmico que impide el enfriamiento rápido del planeta.

El eje de la Tierra oscila cada 10.000 años describiendo, su eje, dos conos opuestos por el vértice. Esto hace que la pauta de las estaciones varíe con el tiempo, cambios que se han relacionado con las glaciaciones, que parecen suceder cuando el hemisferio septentrional tuvo veranos fríos.

(Más datos sobre la Tierra)

Así como un giro de la Tierra, sobre su eje, determina el día y el recorrido de una órbita completa, el año; el ciclo de las fases de la Luna, de 29 ½ días, determina otro parámetro fundamental, el mes lunar. Como ni el año real ni el mes lunar se corresponden, exactamente, con el calendario moderno, cada cuatro años hay un año bisiesto que, a su vez, es suprimido cuando coincide con el año de final de siglo, si éste no es divisible por 400. Por eso el año 2.000 será año bisiesto. Aun así sigue existiendo una pequeña desviación de 26 segundos por año. En el año 4906 el calendario se hallará desfasado en un día en relación al tiempo real del Universo.

El eje de la Tierra forma un ángulo de 23,5 º con su plano orbital. Esto origina las cuatro estaciones en cada región, en función de su posición frente al Sol. Por su parte, la Luna ofrece sus fases, Luna nueva o novilunio, cuarto creciente, Luna llena o plenilunio y cuarto menguante, dependiendo de la sombra que la Tierra proyecte sobre ella. El eclipse lunar se produce cuando nos oculta el Sol, puede ser total o parcial, dependiendo de si la Luna se encuentra en zona de "humbra" o "penumbra". Debido a que la órbita lunar está inclinada 5º con respecto a la de la Tierra, la luna pasa, habitualmente, por encima o por debajo de las zonas de sombra y los eclipses no son tan frecuentes. "¿Qué hubiera sido de los poetas y de su canto al plateado disco de no ser por esos 5º de inclinación."

Eclipse solar

La Atmósfera de la Tierra

Protege el planeta y está dividida en varias capas de suave transición y diferentes espesores: Troposfera (15km), Estratosfera (entre los 15 y 50 km), Mesosfera (entre los 50 y 80 km) y Termosfera (entre los 80 y los120 km). La Troposfera se mantiene caliente, aunque a 15 kmde altura la temperatura alcanza los 60ºC bajo cero. En la Estratosfera, zona cálida, se alcanzan los 0ºC a 50 km de altura. En esta capa la radiación ultravioleta es absorbida por las moléculas de ozono, de ahí la importancia de no dañarla, ya que si la radiación nos alcanzara de lleno la superficie terrestre sería inhabitable. En la Mesosfera la temperatura desciende de nuevo hasta los 100ºC bajo cero. Por encima de ese nivel la densidad de los gases es tan pequeña que la temperatura no se puede medir. La Termosfera se describe mejor por sus propiedades eléctricas.

Más allá de los 500 km, el campo magnético es tan dominante que origina una nueva capa llamada Magnetosfera, es la auténtica frontera entre la Tierra y el espacio interplanetario y se le ha comparado con el "casco" de la "astronave" Tierra. La Magnetosfera desvía las partículas originadas por el viento solar como la quilla de un buque desvía el agua en su contorno. La influencia magnética del planeta deja en su recorrido, como el buque, una amplia estela.

Los cinturones Van Allen

Los campos magnéticos de la Tierra atrapan numerosas partículas, dando lugar a unas regiones, que la rodean, de 3.000 y 15.000 kilómetros de anchura por encima del ecuador. Las partículas que escapan van hacia los polos produciendo lo que se conoce como "aurora boreal", en el hemisferio norte, y "aurora austral", en el hemisferio sur. Solo la Tierra y Mercurio tienen magnetismo debido, probablemente, al núcleo fundido y pesado de ambos planetas.

Además de las capas descritas, llamamos Ionosfera al espacio por encima de los 80 km donde tiene lugar la ionización de los gases. Allí los rayos X del Sol son absorbidos por átomos de nitrógeno y oxígeno que al ceder sus electrones se convierten en iones. Estos iones son los que facilitan las transmisiones de ondas de radio entre distintos lugares de la Tierra. Por su parte la Exosfera, sobre la Termosfera, se extiende de los 400 a los 700 km; es casi el vacío completo, donde los átomos y moléculas de oxígeno escapan a la gravedad, es donde empieza EL ESPACIO INTERPLANETARIO

ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA

El interior de la Tierra es prácticamente inaccesible de forma directa, por lo que para estudiarla se han utilizado métodos indirectos, por ejemplo la sismología. Las ondas producidas durante los temblores, no se propagan a la misma velocidad y de la misma en todos los medios. Así, pues, las discontinuidades de propagación que aparecen en los sismogramas, evidencian el paso de un medio a otro de composición o naturaleza física diferentes. Cuando se produce un terremoto, se propagan dos tipos de ondas elásticas: las ondas longitudinales, o primarias, las ondas P, y las ondas transversales, o de corte, las ondas S. Hay una tercera categoría de ondas sísmicas que se propagan a lo largo de la superficie del globo: las ondas R y L. La interpretación detallada de los sismogramas permite identificar las oleadas de los distintos tipos de ondas y reconstruir las trayectorias mas o menos complejas seguidas por dichas ondas a partir del foco del sismo. De ello pueden deducirse las propiedades elásticas de las capas internas atravesadas, y, en particular la velocidad de propagación de las ondas.

La Tierra puede representarse como una serie de capas superpuestas en torno a un núcleo, la capa externa es una corteza o costra rígida compuesta principalmente por oxígeno y silicio y está segmentada en una serie de placas. Esta capa tiene un espesor medio de 30 km sobre las áreas continentales, y es mucho mas delgada (solo unos 10 km) en las zonas situadas bajo los océanos. La corteza se compone principalmente de rocas ígneas, de densidad media de unos 3 kg/dm3, un 40% inferior a la del manto, la capa situada debajo de ella.

Como ya se mencionó los estudios sismológicos nos revelan la existencia de un límite entre la corteza y el manto, conocida como discontinuidad de Mohorovicic. Por debajo de ella, la densidad sube uniformemente a unos 5 kg/dm3. La región que comprende el manto (desde la corteza hasta 2890 km) es probable que este constituida por óxidos en la parte mas profunda o base, y por silicatos, especialmente de hierro, magnesio y calcio, en la parte superior.

El manto superior está compuesto por una roca que forma parte de la familia de las peridotitas. En profundidades comprendidas entre 150 y 200 km, la temperatura del manto situado bajo los océanos es entre 300 y 500°C superior a la del manto situado bajo los continentes. Esta diferencia de temperatura debería de traducirse en una densidad mayor de las sustancias situadas bajo los continentes, sin embargo, no se observa este fenómeno, lo que se traduce en un empobrecimiento de ciertos compuestos basálticos de las rocas del manto situado bajo los continientes, lo que sugiere que la composición del manto no es homogénea. El manto superior es plástico, mientras que el manto inferior es sólido. El manto termina de pronto en la discontinuidad de Gutenberg, a 2900 km de profundidad. La densidad aumenta súbitamente a 10 kg/dm3, señalando así el comienzo del núcleo exterior del planeta. Los datos sismológicos indican que se compone de un líquido muy denso, constituido en su mayor parte por hierro y níquel, con una pequeña cantidad de elementos ligeros como azufre, potasio, cobre y oxígeno. El núcleo interno tendría un radio de 1,220 km; y, a diferencia del exterior, es probablemente sólido.

Esta imagen fue tomada del la pagina  http://www.diomedes.com/universo.htm

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