El contenido de esta página requiere una versión más reciente de Adobe Flash Player.

Obtener Adobe Flash Player

 

Content on this page requires a newer version of Adobe Flash Player.

Get Adobe Flash player

indicelibro


otraspublicaciones

 

 

LA TIERRA

Earth Eastern Hemisphere.jpg

 

 



 

 

 

 

 

 

Imagen obtenida por satélites de la NASA en 2002

 

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

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 oPerihelio

147,098,290 km
0.98329134 ua

Apoastro oAfelio

152,098,232 km
1.01671388 ua

Período orbitalsideral

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. 6.000 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, -83 °C

Media

282 K, 9 °C

Máxima

333 K, 60 °C

(*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

ppmv

Helio

5,24 ppmv

Metano

1,72 ppmv

Kriptón

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 deAgua

<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 81 veces mayor que la de su satélite natural, 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 4.567 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 montañasvallesríos, 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. En estos inmensos cuerpos de agua habitan considerable cantidad de organismos y es en donde se originó toda la vida; parte de la cual migró a la tierra firme posteriormente. En los océanos se formó parte de la tierra firme y submarina.
La parte menos densa que compone la Tierra es su atmósfera, la cual está compuesta por una solución de gases llamada aire. Hasta cierta altura, es lo suficientemente densa como para permitir que algunos animales vuelen en ella. Esta atmósfera es rica en oxígeno, gracias en gran parte a la vida. 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 ultravioletasrayos cósmicosmeteoritos 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.
 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.
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

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 ladistancia 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).

Geostático.JPG

Geodinámico.JPG

Jordens inre.svg

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

TIERRA1
TIERRA2
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.


Campo Magnético de la Tierra  -Magnetosfera-
La Tierra tiene un campo magnético con polos Norte y Sur. El campo magnético de la Tierra alcanza hasta 36 000 millas en el espacio; El campo magnético de la Tierra está rodeado por una región llamada la magnetosfera. La magnetosfera previene que la mayoría de las partículas del Sol, que se trasladan con el viento solar, choquen contra la Tierra.

¿CÓMO GENERA LA TIERRA SU CAMPO MAGNÉTICO?
El núcleo terrestre es líquido. Se trata de un magma muy caliente, un material conductor. Como el planeta gira, dicho magma también lo hace, aunque no de manera uniforme. Una rotación no uniforme de un material conductor crea una dínamo, y es ella la que da lugar al campo magnético terrestre, que presenta un polo Norte y un polo Sur. En algunos momentos se han intercambiado: el polo Norte ha pasado a ser el polo Sur y viceversa. 

El campo magnético terrestre presente en la Tierra no es equivalente a un dipolo magnético con el polo S magnético próximo al Polo Norte geográfico, y, con el polo N de campo magnético cerca del Polo Sur geográfico, sino más bien presenta otro tipo especial de magnetismo. Es un fenómeno natural originado por los movimientos de metales líquidos en el núcleo del planeta y está presente en la Tierra y en otros cuerpos celestes como el Sol.
Se extiende desde el núcleo atenuándose progresivamente en el espacio exterior (sin límite), con efectos electromagnéticos conocidos en la magnetosfera que nos protege del viento solar, pero que además permite fenómenos muy diversos como la orientación de las rocas en las dorsales oceánicas, la magnetorrecepción de algunos animales y la orientación de las personas mediante brújulas.
Una brújula apunta en la dirección Sur-Norte por tratarse de una aguja imantada inmersa en el campo magnético terrestre: desde este punto de vista, la Tierra se comporta como un imán gigantesco y tiene polos magnéticos, los cuales, en la actualidad, no coinciden con los polos geográficos.
El Polo Sur Magnético se encuentra a 1800 kilómetros del Polo Norte Geográfico. En consecuencia, una brújula no apunta exactamente hacia el Norte geográfico; la diferencia, medida en grados, se denomina declinación magnética. La declinación magnética depende del lugar de observación, por ejemplo actualmente en Madrid (España) es aproximadamente 3º oeste. El polo Sur magnético está desplazándose por la zona norte canadiense en dirección hacia el norte de Alaska.

 

Una grieta gigante en el campo magnético de la Tierra
Una grieta gigante en el campo magnético de la Tierra 

Las cinco sondas espaciales THEMIS, de la NASA, han descubierto una grieta en el campo magnético de la Tierra que es diez veces más grande de lo que anteriormente se pensaba posible. Los investigadores están asombrados por la extraña e inesperada manera en que se ha formado.
NASA


Dic. 16, 2008: Las cinco sondas espaciales THEMIS, de la NASA, han descubierto una grieta en el campo magnético de la Tierra que es diez veces más grande de lo que anteriormente se pensaba posible. El viento solar puede fluir a través de esta abertura y "cargar" la magnetósfera para que desencadene poderosas tormentas geomagnéticas. Sin embargo, la grieta en sí misma no es la sorpresa más grande. Los investigadores están aún más asombrados por la extraña e inesperada manera en que se ha formado, lo cual da por tierra ideas sobre la física espacial que se han conservado durante mucho tiempo.
"En un principio, no lo creía", dijo el científico del proyecto THEMIS, David Sibeck, del Centro Goddard para Vuelos Espaciales. "Este hallazgo altera radicalmente nuestro entendimiento de las interacciones que tienen lugar entre el viento solar y la magnetósfera".
NASA2La magnetósfera es una "burbuja" magnética que rodea a la Tierra y que nos protege del viento solar. La exploración de esta burbuja es uno de los objetivos clave de la misión THEMIS, la cual fue lanzada en el mes de febrero de 2007. El gran descubrimiento se produjo el 3 de junio de 2007, cuando de manera accidental las cinco sondas pasaron a través de la grieta, justo cuando ésta se estaba abriendo. Sensores ubicados en las sondas registraron un torrente de partículas de viento solar que se dirigía hacia el interior de la magnetósfera, lo cual indica que se trata de un evento de magnitud e importancia inesperados.


Derecha: Concepto artístico de una de las sondas THEMIS explorando el espacio que rodea a la Tierra.
"La abertura era enorme —cuatro veces más amplia que la Tierra misma", dijo el físico espacial Wenhui Li, de la Universidad de New Hampshire, quien ha estado analizando los datos. Jimmy Raeder, colega de Li, y también de New Hampshire, dijo, "1027 partículas por segundo fluían hacia el interior de la magnetósfera —eso es un 1 seguido de 27 ceros. Este tipo de influjo es de un orden de magnitud mayor de lo que creíamos posible".
El evento comenzó con escasa advertencia cuando una gran ráfaga de viento solar arrojó un manojo de campos magnéticos desde el Sol hasta la Tierra. Como un pulpo que enreda sus tentáculos alrededor de una almeja, los campos magnéticos solares se distribuyeron alrededor de la magnetósfera hasta provocar la grieta. La falla se produjo por medio de un proceso conocido como "reconexión magnética". Muy por encima de los polos de la Tierra, campos magnéticos solares y terrestres se acoplan (se reconectan) y forman conductos de flujo para el viento solar. Los conductos sobre el Ártico y la Antártida rápidamente se expandieron; en pocos minutos cubrieron el Ecuador de la Tierra, creando de esta manera la grieta magnética más grande jamás registrada por una sonda espacial en órbita alrededor de la Tierra.


NASA3

Arriba: Un modelo, realizado por computadora, del flujo del viento solar alrededor del campo magnético de la Tierra, el 3 de junio de 2007. Los colores del fondo representan la densidad del viento solar; el rojo indica alta densidad, el azul indica baja densidad. Las líneas negras trazan los límites externos del campo magnético de la Tierra. Obsérvese la capa de material relativamente denso que indican las puntas de las flechas blancas; ése es el viento solar que penetra en el campo magnético de la Tierra a través de la grieta. Crédito: Jimmy Raeder/UNH.
El tamaño de la grieta sorprendió a los investigadores. "Hemos visto cosas como esta anteriormente", dijo Raeder, "pero nunca en una escala tan grande. Toda la parte de día de la magnetósfera estaba abierta para el viento solar".
Las circunstancias fueron aún más sorprendentes. Los físicos espaciales han creído durante mucho tiempo que los agujeros en la magnetósfera de la Tierra se crean únicamente como respuesta a campos magnéticos solares que apuntan hacia el Sur. Sin embargo, la gran grieta de junio de 2007 se creó como respuesta a un campo magnético solar que apuntaba hacia el Norte.

"Para alguien inexperto, esto puede sonar como algo sin importancia pero, para un físico del espacio, es de alcances sísmicos", dijo Sibeck. "Cuando comento esto a mis colegas, la mayoría reacciona con escepticismo, como si estuviese tratando de convencerlos de que el Sol sale por el Oeste".
Es por ello que no lo creen: el viento solar presiona la magnetósfera de la Tierra casi directamente por encima del Ecuador, en donde el campo magnético de nuestro planeta apunta hacia el Norte. Suponga entonces que un paquete de magnetismo solar se precipita, y que apunta también hacia el Norte. Los dos campos deberían de reforzarse mutuamente, fortaleciendo las defensas del campo magnético terrestre y cerrando la puerta de entrada al viento solar. En el lenguaje de la física del espacio, un campo magnético solar que apunta hacia el Norte se conoce como un "IMF del Norte" —Northern Interplanetary Magnetic Field o Campo Magnético Interplanetario del Norte, en idioma español— y es sinónimo de ¡escudos arriba!
"Así, imagine nuestra sorpresa cuando al llegar un IMF del Norte, los escudos bajaron en lugar de subir", dijo Sibeck. "Esto le da un giro completo a nuestro entendimiento de las cosas".
De hecho, los eventos "IMF del Norte" en verdad no desencadenan tormentas geomagnéticas, comenta Raeder; sin embargo, sí establecen el escenario propicio para las tormentas a través de la saturación de la magnetósfera con plasma. Una magnetósfera cargada promueve auroras, interrupciones eléctricas y otras perturbaciones que pueden aparecer cuando, por ejemplo, una CME (Coronal Mass Ejection o Eyección de Masa Coronal, en idioma español) llega a la Tierra.
Los próximos años pueden ser especialmente agitados. Raeder explica: "Estamos entrando al Ciclo Solar 24. Por razones que no se comprenden del todo, las CME que tienen lugar en ciclos con numeración par (como 24) tienden a impactar contra la Tierra con una vertiente magnética dominante hacia el Norte. Dicha CME debería de producir una grieta y cargar a la magnetósfera con plasma justo antes de que la tormenta se desarrolle. Es la secuencia perfecta para un evento realmente grande".
Sibeck asiente. "Esto podría dar como resultado tormentas geomagnéticas más fuertes que las que hemos visto durante muchos años.

Variaciones del campo terrestre

image1
image2
Mapa del mundo de la declinación magnética de 1590 a 1990.


El campo magnético de la Tierra varía en el curso de las eras geológicas, es lo que se denomina variación secular. Según se ha comprobado por análisis de los estratos al considerar que los átomos de hierro contenidos tienden a alinearse con el campo magnético terrestre. La dirección del campo magnético queda registrada en la orientación de los dominios magnéticos de las rocas y el ligero magnetismo resultante se puede medir.
Midiendo el magnetismo de rocas situadas en estratos formados en periodos geológicos distintos se elaboraron mapas del campo magnético terrestre en diversas eras. Estos mapas muestran que ha habido épocas en que el campo magnético terrestre se ha reducido a cero para luego invertirse.
Durante los últimos cinco millones de años se han efectuado más de veinte inversiones, la más reciente hace 700.000 años. Otras inversiones ocurrieron hace 870.000 y 950.000 años.
No se puede predecir cuándo ocurrirá la siguiente inversión porque la secuencia no es regular. Ciertas mediciones recientes muestran una reducción del 5% en la intensidad del campo magnético en los últimos 100 años, hecho que ha estimado que el campo magnético terrestre prácticamente desaparecerá dentro de unos 1500 años aproximadamente. En la Anomalía del Atlántico Sur, la fuerza del campo magnético está disminuyendo diez veces más rápido que en otros lugares.

Magnetismo planetario

El magnetismo es un fenómeno extendido a todos los átomos con desequilibrio magnético. La agrupación de dichos átomos produce los fenómenos magnéticos perceptibles, y los cuerpos estelares, los planetas entre ellos, son propicios a tener las condiciones para que se desarrolle un campo magnético de una cierta intensidad. En el interior de los planetas, la acumulación de materiales ferromagnéticos (como hierro) y su movimiento diferencial relativo respecto a otras capas del cuerpo inducen un campo magnético de intensidad dependiente de las condiciones de formación del planeta. En el mismo siempre se distinguen los dos polos, equivalentes a los de un imán normal. En el caso de la Tierra, la zona en la que se mueve está influenciada por el campo magnético solar, pero el propio campo magnético terrestre crea como una burbuja, la magnetosfera terrestre, dentro del anterior. Dicha burbuja tiene una capa límite entre su influencia y la solar (magnetopausa) que es aproximadamente esférica hacia el Sol, y alargada hacia el sistema solar externo, acercándose a la superficie terrestre en los polos magnéticos terrestres. La interacción en constante evolución entre ambos campos magnéticos y las partículas cargadas provenientes del Sol produce fenómenos como las auroras (boreales o australes) y la interferencia en las comunicaciones por ondas electromagnéticas, así como alteraciones en los satélites artificiales en órbita.

Véase también

Enlaces externos

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

Historia de la Tierra

Artículo principal: Historia de la Tierra
La historia de la Tierra abarca aproximadamente 4.600 millones de años (Ma),7 desde su formación a partir de lanebulosa protosolar. Ese tiempo es aproximadamente un tercio del total transcurrido desde el Big Bang, el cual se estima tuvo lugar hace 13.700 Ma.8 En todo este período se ha producido la formación de las distintas capas que la forman, también ha aparecido la vida y se ha diversificado, han habido grandes extinciones y también grandes eclosiones de nueva vida. Mucho aún queda por descubrir y más nunca se podrá saber.

Futuro
Artículo principal: Futuro de la Tierra


image6a

Línea de tiempo de 14 billones de años de extensión, mostrando la edad actual del Sol(4,6 billones de años); a partir de los 6 billones de años, el Sol empezará a calentarse y crecer, convirtiéndose en una gigante roja a los 10 billones de años, para finalmente pasar a ser una enana blanca.
El futuro del planeta está estrechamente ligado al del Sol. Como resultado de la acumulación constante de helio en el núcleo del Sol, la Estrellas de la luminosidad total poco a poco irá en aumento. La luminosidad del Sol crecerá en un 10% en los próximos 1.100 millones de años, y en un 40% en los próximos 3.500 millones de años.

La Luna

Full moon.png

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 enMarte.[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.

image7
image4
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, denominadosprecesión 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 equinocciosde 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,9 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 el 2010, 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). Lahipótesis 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

image8
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 5continentes, que a su vez se distribuyen políticamente en 197 países. El continente con mayor número de países es África con 54, seguido de Asia con 47, Europa con 43, América con 35 y Oceanía con 15.
Véase también: Anexo:Países del mundo

Mapas espaciales de la Tierra

image9
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 radarcon antenas de ancho sintéticas, capturando con sus sensores la radiación reflejada.10
La NASA completó un nuevo mapa tridimensional, que es la topografía más precisa del planeta, elaborada durante cuatro años con los datos transmitidos por eltransbordador 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.11

Véase también

Notas

  • Los otros planetas en el Sistema Solar son demasiado cálidos o bien demasiado fríos para admitir agua líquida. No obstante, se ha confirmado que existió en la superficie de Marte en el pasado y puede aún aparecer hoy en día. Véase:
  • El número de días solares es uno menos que el número de días siderales porque la órbita de la Tierra alrededor del Sol requiere un giro adicional del planeta sobre su eje.

Referencias

Bibliografía

Enlaces externos

Núcleo de la Tierra

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/ce/Earth-crust-cutaway-spanish.svg/350px-Earth-crust-cutaway-spanish.svg.png
Corte de la Tierra, de núcleo a exosfera. Sólo parte del dibujo está a escala.

El núcleo de la Tierra es su esfera central, la más interna de las que constituyen la estructura de la Tierra. Está formado principalmente por hierro (Fe) y níquel (Ni). Tiene un radio de 3.486km, mayor que el planeta Marte. La presión en su interior es millones de veces la presión en la superficie y la temperatura puede superar los 6.700 °C.1 Consta de núcleo externo líquido aunque no todos los geofísicos están de acuerdo con esto, y núcleo interno sólido. Anteriormente era conocido con el nombre de Nife debido a su riqueza en níquel y hierro.

Formación

Durante su formación hace unos 6.000 millones de años, la Tierra pasó por una etapa de fusión lo que permitió que, debido a la gravedad los materiales más densos se hundieran hacia el centro, mientras que los más ligeros flotaron hacia la corteza, un proceso denominado diferenciación planetaria. A causa de esto, el núcleo terrestre está compuesto en su mayor parte de hierro (70%), junto con níquel, iridio y varios elementos pesados; otros elementos químicos densos, como el plomo o el uranio, o son demasiado raros en la Tierra o son propensos a combinación química con elementos más ligeros, y por tanto permanecen en la superficie. Los metales que conforman el núcleo de la Tierra sufrieron una aleación cuando el planeta aún ardía, formando con esto una estructura increíblemente densa y dura, debido a esto el planeta Tierra es el más denso del sistema solar.

Origen del calor interno de la Tierra

La temperatura de la Tierra aumenta con la profundidad, fenómeno conocido como gradiente geotérmico y su centro puede superar los 6.700 °C, más caliente que la superficie del Sol; se supone que los tres factores que han contribuido al calor interno de la Tierra son los siguientes:1

Solo el tercer factor permanece activo, y es mucho menos intenso que en pasado; la Tierra irradia al espacio más calor del que se genera en su interior, por lo que se enfría lenta pero continuamente.

Características

La densidad media de la Tierra es de 5.515 kg/m3, la mayor del Sistema Solar.2 Dado que la densidad media de los materiales de la superficie oscila entre 2.600 y 3.500 kg/m3, deben existir materiales más densos en el núcleo de nuestro planeta. La sismología aporta otras evidencias de la alta densidad del núcleo. Se calcula que la densidad media del núcleo es de 1.100 kg/m3.1
Los meteoritos aportan datos sobre la composición del núcleo, ya que se cree que son restos del material a partir del cual se formó la Tierra. Hay meteoritos rocosos formados por rocas similares a las peridotitas y meteoritos metálicoscompuestos por hierro y níquel; los primeros se consideran similares a las rocas que forman el manto terrestre, mientras que los segundos se supone que son representativos de la composición del núcleo. Según los últimos datos, el núcleo se compone de hierro con 5-10% de níquel y menores cantidades de elementos más ligeros, tal vezazufre y oxígeno.1

Subdivisiones del núcleo

Los datos sísmicos muestran que el núcleo está dividido en dos partes, un núcleo externo líquido de aproximadamente 2.270 km de grosor y un núcleo interno sólido con un radio de unos 1.220 km; ambos están separados por la discontinuidad de Lehmann.

Núcleo externo
Se cree que el núcleo externo es líquido y está compuesto de hierro mezclado con níquel y pocos rastros de elementos más ligeros. La mayoría de los científicos cree que la convección del núcleo externo, combinada con la rotación de dicho núcleo causada por la rotación de la Tierra (efecto de Coriolis), causan el campo magnético terrestre a través de un proceso explicado por la hipótesis de la dínamo.

Núcleo interno
El núcleo interno sólido fue descubierto en 1936 por Inge Lehmann y se cree que está compuesto principalmente por hierro hasta un 70%, de níquel 20% entre otros metales pesados como iridio, plomo y titanio; algunos científicos piensan que podría estar en la forma de un solo cristal de hierro extremadamente duro y pesado que formó una increíble aleación.3 4 Especulaciones recientes sugieren que la parte más interna del núcleo está enriquecida por elementos muy pesados, con números atómicos por encima de 55, lo que incluiría oromercurio y uranio.5
El núcleo interno sólido es demasiado caliente como para sostener un campo magnético permanente (vertemperatura de Curie) pero probablemente actúa como un estabilizador del campo magnético generado por el núcleo externo líquido.
Evidencias recientes sugieren que el núcleo interno de la Tierra podría rotar ligeramente más rápido que el resto del planeta.6 En agosto de 2005 un grupo de geofísicos anunció en la revista Science que, de acuerdo con sus cálculos, el núcleo interno de la Tierra rota en dirección oeste a este aproximadamente un grado por año más rápido que la rotación de la superficie; así, el núcleo hace una rotación extra aproximadamente cada 400 años.7

La geodinamo

El alto contenido en hierro del núcleo, y las propiedades electrónicas del mismo, permiten las interacciones entre sus átomos de forma que, dado un medio que así lo permita, los espines de los electrones queden alieados de forma que sus estados de energía individuales solapan unos con otros creando un campo magnético más potente que la distribución prorrateada por unidad. En otras palabras, el hierro, al ser estimulado de forma externa, tiene memoria y puede convertirse en un imán o en su defecto en un canal que, bajo un estímulo de campo Gauss, pueda ordenarse como un electroimán.
La rotación del núcleo de la tierra, produce la expresión de un campo electromagnético tal que ha resguardado a la superficie terrestre de las corrientes de plasma solares. Si trasladamos esta descripción a un laboratorio, observaremos que, si sometemos un metal como el hierro a un giro sobre sí mismo, este no expresa propiedades magnéticas. El hierro por sí solo no es un material magnético. Ahora, las altas temperaturas del núcleo, cercanas a las que se experimentan en la superficie del sol, inducen una liberación relativa de los orbitales electrónicos de la última capa del átomo de hierro, así como un solapamiento de los estados cuánticos de los electrones, tales que dan como resultado un imán dinámico. El giro del interior del núcleo en referencia a esos estados ordenados de los electrones, proyectan el campo electromagnético de la tierra.
Un cambio en el sentido de giro del hierro fundido en el núcleo, produce un cambio de polaridad. Los efectos que esto tiene en la tecnología desarrollada por el hombre, en sí mismo no es relevante. Lo relevante es el periodo de transición en el cambio de polaridad, dado que la tierra en ese proceso se vería sometida, en el mejor de los casos, a los pulsos electromágneticos solares. Un pulso EM en sí mismo no es malo para la vida orgánica en la tierra, pero sí que lo es para la tecnología. Ese pulso generaría corrientes parásitas en los circuitos eléctricos, de tal intensidad que los integrados quedarían «chamuscados».
Tal como un contador de energía activa posee un disco que gira por el denominado efecto de corrientes parásitas de Foucault, y no altera su giro aunque la polaridad cambie —se usan para medir la potencia activa de corrientes alternas—, los cambios de polaridad del Sol no afectan al giro del núcleo de la tierra, aunque se cree que, sí pudiera afectar al giro en sí mismo del núcleo terrestre, tal como la variación del campo Gauss en un conductor, induce un giro en un disco que sea atravesado de forma transversal. Si la polaridad del Sol no fuese alterna, quizás el núcleo de la tierra no fuese rotatorio o su rotación se expresara con condiciones distintas.

Véase también

Referencias

Manto terrestre

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/ce/Earth-crust-cutaway-spanish.svg/350px-Earth-crust-cutaway-spanish.svg.png

Corte esquemático de la Tierra, del núcleo a la exosfera. (No todo el dibujo está a escala).


El manto terrestre es la capa de la Tierra que se encuentra directamente debajo de la corteza, prolongándose en profundidad hasta el límite exterior del núcleo (ocupa aproximadamente el 87% de la tierra). El manto terrestre se extiende desde cerca de 33 km de profundidad (o alrededor de 8 km en las zonas oceánicas) hasta los 2.900 km (transición al núcleo). La diferenciación del manto se inició hace cerca de 3.800 millones de años, cuando la segregación gravimétrica de los componentes delprotoplaneta Tierra produjo la actual estratificación. La presión en la parte inferior del manto ronda los 140 GPa (unas 1.400.000atmósferas). Se divide en dos partes: manto interno, sólido, elástico; y manto externo, fluido, viscoso.

Características

El manto se diferencia principalmente de la corteza por sus características químicas y su comportamiento mecánico, lo que implica la existencia de una clara alteración súbita (una discontinuidad) en las propiedades físicas de los materiales, que es conocida como discontinuidad de Mohorovičić, o simplemente Moho, en homenaje a Andrija Mohorovičić, el geofísico que la descubrió. Esta discontinuidad marca la frontera entre la corteza y el manto.
Durante tiempo se pensó que la Moho representaba la frontera entre la estructura rígida de la corteza y la zona más plástica del manto, siendo la zona donde tendría lugar el movimiento entre las placas de la litosfera rígida y laastenosfera plástica. Sin embargo, estudios recientes han demostrado que esa frontera se ubica mucho más abajo, en pleno manto superior, a una profundidad del orden de los 70 km bajo la corteza oceánica y de los 150 km bajo la corteza continental. Así, el manto que se sitúa inmediatamente debajo de la corteza está compuesto por materiales relativamente fríos (aprox. 100°C), rígido y fundido con la corteza, a pesar de estar separado de ella por la Moho. Ello demuestra que la Moho es en realidad una discontinuidad composicional y no una zona de separación dinámica.

Composición
La principal alteración mecánica en la Moho se evidencia en la velocidad de las ondas sísmicas, que aumenta sustancialmente, dada la mayor densidad de los materiales del manto (ya que la velocidad de propagación de unavibración es proporcional a la densidad del material). Esa mayor densidad resulta, además del efecto del aumento de la presión, de las diferencias en su composición química, que es en realidad el principal elemento diferenciador entre corteza y manto: los materiales del manto son muy ricos en minerales máficos de hierro y magnesio, especialmenteolivino y piroxeno. Debido al aumento de la proporción relativa de esos minerales, las rocas del manto —peridotita,dunita y eclogita— comparadas con las rocas de la cortezas, se caracterizan por un porcentaje de hierro y magnesio mucho mayor, en detrimento del silicio y del aluminio.
El cuadro siguiente da una composición aproximada de los materiales del manto en porcentaje de su masa total (% ponderal). Nótese que la composición del manto puede no ser uniforme, siendo de esperar un aumento gradual de laproporción Fe/Mg con la profundidad; se estima que varíe de 0,25 en el manto superior a 0,6 en el manto inferior.


Composición del manto de la Tierra (en % ponderal)

Elemento

Cantidad

 

Compuesto

Cantidad

O

44,8

 

 

Si

21,5

SiO2

46

Mg

22,8

MgO

37,8

Fe

5,8

FeO

7,5

Al

2,2

Al2O3

4,2

Ca

2,3

CaO

3,2

Na

0,3

Na2O

0,4

K

0,03

K2O

0,04

Total

99,7

Total

99,1

Características físicas

Además de las diferencias de composición, el manto también presenta unas características físicas muy diferentes de las de la corteza (y del núcleo). En los puntos siguientes se hace una caracterización de los principales parámetros físicos del manto.

Estado del material
El material del que se compone el manto puede presentarse en estado sólido o como una pasta viscosa, como resultado de las elevadas presiones. Sin embargo, al contrario de lo que se pueda imaginar, la tendencia en áreas de alta presión es que las rocas se mantengan sólidas, pues así ocupan menos espacio físico que los líquidos resultantes de la fusión. Además de eso, la constitución de los materiales de cada capa del manto determina el estado físico local. Así, el interior de la Tierra, incluyendo el núcleo interno, tiende a ser sólido porque, a pesar de las altísimas temperaturas, está sujeto a presiones tan elevadas que los átomos, al ser compactados, obligan a que las fuerzas de repulsión entre los átomos sean vencidas por la presión externa. En resultado, a pesar de la temperatura, la sustancia se mantiene sólida.


http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/cc/Earthquake_wave_paths.gif/250px-Earthquake_wave_paths.gif

Determinación de las características del interior de la Tierra mediante las ondas sísmicas.

 

Temperatura
Las temperaturas del manto varían entre los 100°C (373 K) en la zona de contacto con la corteza, hasta los 3.500 °C (3.873 K) en la zona de contacto con el núcleo, aproximadamente. Este aumento de temperatura refleja a la vez la mayor dificultad de las capas profundas en perder calor por conducción a la superficie y la mayor capacidad endógena de producir calor en profundidad (por el aumento de la desintegración radioactiva y por fricción con los materiales fluidos en movimiento en el núcleo externo).

Viscosidad
La viscosidad en el manto superior (la astenosfera) varía entre 1021 y 1024 Pa/s, dependiendo de la profundidad.1 Por lo tanto, el manto superior se desplaza muy lentamente, comportándose simultáneamente como un sólido y como un líquido de alta viscosidad. Ello explica el lentísimo movimiento de las placas tectónicas y los movimientos isostáticos de hundimiento y realzamiento (rebound) de las placas téctónicas cuando se altera su peso (por ejemplo, con la formación de masas de hielo y su posterior deshielo).

Densidad
La densidad en esta región aumenta linealmente de 3,4 a 4,6 (en el manto superior) y de 4,6 a 5,5 (en el manto inferior). En el manto superior, la presencia de la astenosfera marca zonas de fusión parcial. Aparentemente, en el manto inferior no ocurre ningún cambio de fase importante, a pesar de que se dan pequeños gradientes en la velocidad de propagación de las ondas sísmicas a los 1.230 km y 1.540 km de profundidad. De esta forma, se cree que el aumento en la velocidad de las ondas sísmicas debe ocurrir principalmente como resultado de la compactación de un material de composición uniforme.
Se han propuesto varios modelos que sugieren que el manto inferior contiene más hierro que el manto superior. En este caso, la razón Fe/Mg variaría de 0,25 en el manto superior a 0,6 en el manto inferior. El aumento en la masa atómica media aumentaría la densidad hasta los valores observados, sin necesidad de recurrir a estructuras moleculares complejas.
Estos modelos han generado muchas discusiones, pues si el manto inferior es más denso que el superior sería difícil la existencia de movimientos de convección. Por otro lado, existiendo una convección generalizada en el manto sería difícil mantener la heterogeneidad de la composición química durante grandes intervalos de tiempo. Sin embargo, estas aparentes incoherencias se pueden limar si consideramos la existencia de celdas de convección independientes en el manto.

Subdivisiones del manto

Si bien no existen diferencias marcadas ni discontinuidades obvias en el interior del manto, pero sí gradientes que reflejan el aumento de la presión y de la temperatura, es común dividir el manto en dos capas:

  • el manto superior (de la Moho a los 650 km de profundidad); y
  • el manto inferior (de los 650 km de profundidad al límite externo del núcleo).

Manto superior
El manto superior (o manto externo) se inicia en la Moho, que está a una profundidad media de 6 km bajo la corteza oceánica y a una profundidad media de 35,5 km bajo la corteza continental, aunque puede alcanzar en ésta última profundidades superiores a 400 km en las zonas de subducción.
Las velocidades de las ondas sísmicas medidas en esta capa son típicamente de 8,0 a 8,2 km/s, que son mayores que las registradas en la corteza inferior (6,5 a 7,8 km/s). Los datos geofísicos demuestran que entre 50 y 200 km (o más en las zonas de subducción) de profundidad ocurre una disminución en la velocidad de las ondas P (longitudinales) y una fuerte atenuación de las ondas S (transversales), de ahí que esta región sea conocida comozona de baja velocidad.
Evidencias basadas en datos geofísicosgeológicos y petrológicos, y la comparación con cuerpos extraterrestres, indican que la composición del manto superior es peridotítica. Las peridotitas son una familia de rocas ultrabásicas, mayoritariamente compuestas por olivino magnésico (aprox. un 80%) y piroxeno (aprox. un 20%). Aunque son raras en la superficie, las peridotitas afloran en algunas islas oceánicas, en capas levantadas por la orogénesis y en raraskimberlitas.
Experiencias de fusión de peridotitas muestran que su fusión parcial puede originar los basaltos oceánicos en las condiciones de presión y temperatura existentes en el manto superior. Este proceso ocurre probablemente en la zona de baja velocidad, lo que explica la reducción de las velocidad sísmica por la fusión parcial de los materiales.
Los estudios efectuados en ofiolitas y en la litosfera oceánica demuestran que la formación de la corteza oceánica (con sus escasos 5 km de espesor medio) se efectúa a partir de la porción más superficial del manto superior. El grado de fusión parcial debe alcanzar los 25%, lo que empobrece a esta zona en componentes de temperatura de fusión baja. Existen pruebas indirectas de que el manto se vuelve menos empobrecido en silicatos con el aumento de la profundidad.
Las peridotitas del tipo granate-lherzolita (60% olivino, 30% orto y clinopiroxenos, y 10% espinelasgranates yplagioclasas), representan probablemente las peridotitas del manto primitivo, que al sufrir fusión parcial, originanmagmas basálticos, dejando como residuos harzburgitas (80% olivino, 20% ortopiroxenos) y dunitas (olivino). Teniendo en cuenta las relaciones de presión y temperatura, la conclusión es que en profundidades menores lamineralogía está dominada por el complejo plagioclasa-lherzolita (que se encuentra frecuentemente en en ofiolitas) y que, con el aumento de la presión, pasará a dominar el complejo espinela-lherzolita (que forma a veces nódulos en basaltos alcalinos). En presiones mayores, la mineralogía más estable es la del complejo granate-lherzolita (que forma nódulos en kimberlitas).

Manto inferior
El manto inferior (o manto interno) se inicia cerca de los 650 km de profundidad y se extiende hasta a la discontinuidad de Gutemberg, situada a 2.700 - 2.890 km de profundidad, en la transición al núcleo. El manto inferior está separado de la astenosfera por la discontinuidad de Repetti, siendo pues una zona esencialmente sólida y de muy baja plasticidad.
La densidad en esta región aumenta linealmente de 4,6 a 5,5. Aparentemente, en el manto inferior no ocurre ningún cambio de fase importante, a pesar de que se dan pequeños gradientes en la velocidad de propagación de las ondas sísmicas a los 1.230 km y 1.540 km de profundidad. De esta forma, se cree que el aumento en la velocidad de las ondas sísmicas debe ocurrir principalmente como resultado de la compactación de un material de composición uniforme. Se han propuesto varios modelos que sugieren que el manto inferior contiene más hierro que el manto superior.
La temperatura varía de 1.000º C a 3.000° C, aumentando con la profundidad y con el calor producido por la desintegración radioactiva y por conducción a partir del núcleo externo (donde la producción de calor por fricción que experimentan los flujos que generan el geomagnetismo es grande) .

Convección en el manto y puntos calientes

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/67/Convection-snapshot.gif/250px-Convection-snapshot.gif

Modelo informático en el que se estudia como se desplazan los materiales en el manto.

Debido a las diferencias de temperatura entre la corteza terrestre y el núcleo externo existe la posibilidad térmica de formación de una corriente convectiva que abarque todo el manto. No obstante, esta capacidad se ve mermada por la bajísima plasticidad de los materiales del manto inferior y por el gradual aumento de la densidad (por la diferencia de composición y de la presión).
Sin embargo, ello no impide que suban en dirección a la superficiediapiros plutónicos aislados en dirección a la superficie y que fragmentos de corteza más fría y densa se hundan en las zonas de subducción, formando extensas zonas de re-fusión de materiales de la corteza. La baja plasticidad fuerza a estos movimientos a una extrema lentitud, haciéndolos durar centenares de miles, o incluso millones, de años.
En las zonas donde los diapiros persisten y se aproximan de la superficie, lo que lleva a la fusión de los materiales a medida que la presión disminuye con el ascenso, se forman puntos calientes (del inglés, hot spots) que después se traducen, en la superficie, en formaciones intrusivas, en vulcanismo persistente o en un ensanchamiento de la corteza oceánica. En las zonas de subducción, la subida de los materiales fundidos y el efecto de la introducción de enormes cantidades de agua en el manto llevan al surgimiento de arcos insulares (como las Antillas o Japón) y de cadenas volcánicas (como la Cordillera de los Andes).
La convección en el manto terrestre es un proceso caótico de dinámica de fluidos que parece determinar el movimiento de las placas tectónicas y, por esa vía, a la deriva de los continentes. En este contexto conviene tener presente que la deriva de los continentes es sólo parte del proceso de desplazamiento de las placas tectónicas, ya que la rigidez de estas y los fenómenos de generación de nueva corteza que ocurren a lo largo de los rifts y de destrucción a lo largo de las regiones de subducción, dan a éste un carácter muy complejo.
Por otro lado, el movimiento de la litosfera está necesariamente desligado del de la astenosfera, lo que hace que las placas se desplacen con velocidades relativas diferentes sobre el manto. De ahí que los hot-spots puedan dar origen a cadenas de islas (como los archipiélagos de Hawái y de las Azores, en los que cada isla o volcán marca la posición relativa del hot-spot en relación a la placa litosférica en un determinado tiempo).
Dada la complejidad de los fenómenos de convección del manto existen grandes incertidumbres en su modelación, admitiéndose incuso que existan diferentes celdas convectivas en capas distintas del manto, creando un sistema con múltiples capas entre el núcleo y la corteza.
A pesar de que existe una tendencia general de aumento de la viscosidad con la profundidad, esta relación no es lineal y parece que existan capas con una viscosidad mucho mayor que la esperada en el manto superior y junto a la zona de transición al núcleo externo.
Debido a la baja viscosidad de la astenosfera, sería de esperar que no existieran seísmos con hipocentros situados a más de 300 km de profundidad. Eso es en general verdadero, puesto que los seísmos que se dan en las zonas oceánicas raramente tienen su hipocentro por debajo de los 25 km, y los seísmos en las zonas continentales tienen su foco a 30-35 km de profundidad. Sin embargo, en las zonas de subducción, el gradiente geotérmico puede ser sustancialmente reducido, lo que aumenta la rigidez del material del manto en su alrededor. De ahí que ya se hayan registrado en estas regiones seísmos con profundidades focales de 400 km a 670 km, si bien son casos muy raros.
La presión en las capas inferiores del manto alcanza los ~140 GPa (1,4 Matm). A pesar de estas gigantescas presiones, que aumentan con la profundidad, se piensa que, aun así, todo el manto se deforme como un fluido muy viscoso cuando se consideran largos periodos de tiempo. La viscosidad del manto superior varía entre 1021 y 1024Pas, dependiendo de la profundidad.1 De ahí que cualquier movimiento en el manto tenga que ser necesariamente hiperlento.
Esta situación de alta viscosidad contrasta fuertemente con la fluidez del núcleo externo, aunque esté sometido a una presión mayor. Tal contraste resulta la composición férrica del núcleo, cuyo punto de fusión es muy inferior al de los compuestos del hierro existentes en el manto. Así, los compuestos del hierro del manto inferior, a pesar de estar sometidos a una presión inferior, están en estado sólido (aunque, si tomamos grandes escalas de tiempo como referencia, actúan como un fluido de una viscosidad extrema), mientras que el núcleo externo, de hierro casi puro, está en estado líquido. El núcleo interno está en estado sólido dadas las presiones extremas a las que está sometido.
Las implicaciones de esta diferencia entre el manto y el núcleo externo (y entre éste y el interno) son determinantes para la vida en la Tierra, pues de aquí que nace el campo magnético terrestre que funciona como un escudo electromagnético que protege la vida en la superficie terrestre de las radiaciones ionizantes del espacio exterior y de los vientos solares.

Exploración

El conocimiento que se tiene del manto se basa esencialmente en estudios geofísicos indirectos, en especial en el estudio de la propagación de las ondas sísmicas, y en el estudio de muestras de rocas de gran profundidad que son traídas hacia la superficie por la orogenia o por el vulcanismo (ofiolitas, kimberlitas y xenolitas). De ahí el interés por obtener muestras directas del manto, lo que se intentó, en vano, con el proyecto de perforación oceánica denominadoproyecto Mohole, que pretendía hacer una perforación que alcanzara la discontinuidad de Mohorovičić. La mayor profunidad alcanzada en este proyecto, abandonado por su enorme coste en 1966 fue de 180 m bajo el suelo marino. En 2005 la tercera mas profunda prospección alcanzó 1416 m bajo el fondo marino desde el barco de perforación JOIDES Resolution. Una nueva tentativa se llevó a cabo en 2007. Esta vez se usó el navío japonés Chikyu2 para perforar 7.000 m en la corteza oceánica, cerca del triple de la profundidad máxima alcanzada en los fondos oceánicos, con el objetivo de obtener materiales de la discontinuidad y de las capas del manto superior situadas inmediatamente debajo.
En marzo de 2007 una expedición compuesta por una docena de científicos liderada por el profesor Roger C. Searle (Universidad de Durham, Reino Unido) exploró una región submarina de unos 4000 metros de diámetro, ubicada a 4900 metros de profundidad en el océano Atlántico a medio camino entre las costas de África y Sudamérica. La zona llamó la atención de los científicos por creerse que en la misma el manto terrestre se encuentra expuesto, no existiendo corteza detectable en este particular lugar. Empleando un robot explorador dirigido por control remoto, se realizarán perforaciones en tres zonas distintas del área expuesta del manto. Las perforaciones estaba previsto que tuvieran 4 cm de diámetro y 1 metro de profundidad. La misión duró unas seis semanas y estuvo compuesta por geólogos y oceanógrafos del Centro Oceanográfico Nacional (NOC, en sus siglas en inglés) de la ciudad inglesa de Southampton. Viajaron a bordo del buque "RRS James Cook", llamado así en honor al célebre explorador británico del siglo XVIII.

Referencias

Enlaces externos

   

abramoscomillas@yahoo.es - polifemo@abramoscomillas.org

Derechos Reservados 2009

Power by: Solgraphics Diseño SAS