Además de ser el lugar de nacimiento de la humanidad y la cuna de la civilización humana, la Tierra es el único planeta conocido en nuestro Sistema Solar que es capaz de sustentar la vida. Como planeta terrestre, la Tierra se encuentra dentro del Sistema solar interior entre Venus y Marte (que también son planetas terrestres). Esto coloca a la Tierra en una ubicación privilegiada con respecto a nuestro Sol. Zona habitable .
La Tierra tiene varios apodos, incluidos el Planeta Azul, Gaia, Terra y 'el mundo', lo que refleja su centralidad en las historias de creación de cada cultura humana que haya existido. Pero lo más notable de nuestro planeta es su diversidad. No solo hay una variedad interminable de plantas, animales, aves, insectos y mamíferos, sino que existen en todos los entornos terrestres. Entonces, ¿cómo es que la Tierra llegó a ser el lugar fértil y vivificante que todos conocemos y amamos?
Tamaño, masa y órbita:
Con un radio medio de 6371 km y una masa de 5,97 × 1024kg, la Tierra es el quinto planeta más grande y el quinto más masivo del Sistema Solar. En esencia, es el planeta terrestre más grande, pero es más pequeño y menos masivo que cualquiera de los gigantes de gas / hielo del Sistema Solar Exterior . Y con una densidad media de 5,514 g / cm³, es el planeta más denso del Sistema Solar.
En términos de su órbita, la Tierra tiene una excentricidad muy pequeña (aproximadamente 0.0167) y varía en su distancia del Sol desde 147,095,000 km (0.983 AU) en el perihelio a 151,930,000 km (1.015 AU) en el afelio. Esto se traduce en una distancia media (también conocida como semi-eje mayor) de 149.598.261 km, que es la base de una sola Unidad Astronómica (UA).
Inclinación axial (u oblicuidad) de la Tierra y su relación con el eje de rotación y el plano de la órbita. Crédito: Wikipedia Commons
La Tierra tiene un período orbital de 365,25 días, lo que equivale a 1,000017 años julianos. Esto significa que cada cuatro años (en lo que se conoce como año bisiesto), el calendario de la Tierra debe incluir un día adicional. Aunque técnicamente se considera que un día completo dura 24 horas, nuestro planeta tarda exactamente 23 h 56 my 4 s en completar una sola rotación sideral (0,997 días terrestres).
Visto desde el polo norte celeste, el movimiento de la Tierra y su rotación axial aparecen en sentido antihorario. Desde el punto de vista sobre los polos norte tanto del Sol como de la Tierra, la Tierra orbita al Sol en dirección contraria a las agujas del reloj.
El eje de la Tierra está inclinado 23,439281 ° desde la perpendicular de su plano orbital, que es responsable de producir variaciones estacionales en la superficie del planeta con un período de un año tropical (365,24 días solares). Además de producir variaciones en términos de temperatura, esto también da como resultado variaciones en la cantidad de luz solar que recibe un hemisferio durante el transcurso de un año.
Básicamente, cuando el Polo Norte apunta hacia el Sol, el hemisferio norte experimenta el verano y el hemisferio sur experimenta el invierno. Durante el verano, el día dura más y el sol sube más alto en el cielo; mientras que en invierno, el clima se vuelve generalmente más fresco, los días son más cortos y el Sol aparece más bajo en el cielo.
Por encima del Círculo Polar Ártico, se llega a un caso extremo en el que no hay luz del día durante parte del año, hasta seis meses en el propio Polo Norte, lo que se conoce como una 'noche polar'. En el hemisferio sur, la situación es exactamente al revés, con el Polo Sur experimentando un 'sol de medianoche', es decir, un día de 24 horas.
Estructura y composición de la Tierra:
La forma de la Tierra se aproxima a la de un esferoide achatado, una esfera aplanada a lo largo del eje de polo a polo de manera que hay una protuberancia alrededor del ecuador. Este abultamiento es el resultado de la rotación de la Tierra y hace que el diámetro en el ecuador sea 43 kilómetros (27 millas) más grande que el diámetro de polo a polo.
La estructura interior de la Tierra, como la de otros planetas terrestres, se diferencia entre un núcleo metálico y un manto compuesto de rocas y materiales de silicato. Sin embargo, a diferencia de otros planetas terrestres, tiene un núcleo interno distinto de material sólido y un núcleo externo líquido. Este núcleo interno tiene un radio estimado de 1.220 km, mientras que el núcleo externo se extiende más allá de él hasta un radio de unos 3.400 km.
Extendiéndose hacia afuera desde el núcleo se encuentran el manto y la corteza. El manto de la Tierra se extiende a una profundidad de 2.890 km, lo que la convierte en la capa más gruesa de la Tierra. Esta capa está compuesta por rocas de silicato que son ricas en hierro y magnesio en relación con la corteza suprayacente. Aunque sólido, las altas temperaturas dentro del manto hacen que el material de silicato sea lo suficientemente dúctil como para que pueda fluir en escalas de tiempo muy largas.
La capa superior del manto se divide en el manto litosférico (también conocido como la litosfera) y la astenosfera. La primera está formada por la corteza y la parte superior fría y rígida del manto superior (del que están compuestas las placas tectónicas), mientras que la astenosfera es la capa de viscosidad relativamente baja sobre la que se monta la litosfera.
Las capas de la Tierra, que muestran el núcleo interno y externo, el manto y la corteza. Crédito: discovermagazine.com
La litosfera mecánicamente rígida se rompe en pedazos llamados placas tectonicas . Estas placas son segmentos rígidos que se mueven entre sí en uno de los tres tipos de límites de placa. Estos se conocen como límites convergentes, en los que se unen dos placas; límites divergentes, en los que se separan dos placas; y transformar límites, en los que dos placas se deslizan lateralmente una al lado de la otra.
Las interacciones entre estas placas son las responsables de terremotos , actividad volcánica (como el ' Anillo de fuego del Pacífico “), La formación de montañas y la formación de trincheras oceánicas. A medida que las placas tectónicas migran a través del planeta, el fondo del océano se sometido debajo de los bordes de ataque de las placas en los límites convergentes. Al mismo tiempo, el afloramiento de material del manto en límites divergentes crea dorsales oceánicas. La combinación de estos procesos recicla continuamente la corteza oceánica de regreso al manto.
Las siete placas principales son el Pacífico, América del Norte, Euroasiática, Africana, Antártica, Indoaustraliana y Sudamericana. Otras placas notables incluyen la Placa Arábiga, la Placa del Caribe, la Placa de Nazca frente a la costa oeste de América del Sur y la Placa de Scotia en el Océano Atlántico Sur.
Características de la superficie terrestre:
A diferencia de otros planetas de nuestro Sistema Solar, la mayor parte de la superficie de la Tierra está cubierta de agua líquida. De hecho, alrededor del 70,8% de la superficie, que equivale a 361,132 millones de km² (139,43 millones de millas cuadradas), está cubierta por agua, con gran parte de la plataforma continental por debajo del nivel del mar. Los 148,94 millones de km ² restantes (57,5 millones de millas cuadradas) están sobre el nivel del mar.
Las placas tectónicas de la Tierra. Crédito: msnucleus.org
Ya sea bajo el agua o sobre el nivel del mar, el terreno de la Tierra varía mucho de un lugar a otro. La superficie sumergida tiene características montañosas, así como volcanes submarinos, trincheras oceánicas, cañones submarinos, mesetas oceánicas y llanuras abisales. Las porciones restantes de la superficie están cubiertas por montañas, desiertos, llanuras, mesetas y otros accidentes geográficos.
Durante largos períodos conocidos como tiempo geológico, la superficie sufre una remodelación debido a una combinación de actividad tectónica y erosión. Aquellas características que se acumulan o alteran por la tectónica de placas están sujetas a una meteorización constante y a la erosión de la precipitación, el agua que fluye, los ciclos térmicos y los efectos químicos. La glaciación, la erosión costera, la acumulación de arrecifes de coral y los grandes impactos de meteoritos también actúan para remodelar el paisaje.
La corteza continental está formada por tres tipos de material rocoso de menor densidad: roca ígnea, roca sedimentaria y roca metafórmica. Las rocas ígneas se pueden subdividir en granito y andesita (que son las más comunes) y basalto, una forma más densa de roca volcánica que es menos común en la superficie pero que representa la mayoría de los fondos oceánicos.
La roca sedimentaria, que constituye el 75% de las superficies continentales (aunque solo el 5% de la corteza), se forma cuando el sedimento acumulado se entierra y se compacta. La roca metafórmica es el resultado de igneos y / o la roca sedimentaria se transforma debido al calor y la presión, y pasa a formar materiales como gneis, pizarra, mármol, esquisto y cuarcita.
El monte Everest, visto desde el monte Kala Patthar en el Himalaya de Nepal. Foto: Pavel Novak
La elevación de la superficie terrestre varía desde el punto más bajo de -418 m (en el Mar Muerto) hasta la altitud máxima estimada de 8.848 m en la cima del Monte Everest. La altura media de la tierra sobre el nivel del mar es de 840 m. Comúnmente, el planeta se divide entre los hemisferios norte y sur, aunque también se reconoce la división algo arbitraria entre los hemisferios oriental y occidental. Las masas terrestres de la Tierra también se dividen entre los siete continentes de África, Asia, Australia, Europa, América del Norte, del Sur y la Antártida.
La capa más externa de la superficie de la Tierra (conocida como pedosfera) es donde existe el suelo, una combinación de minerales y compuestos orgánicos. Esta capa existe como interfaz entre la litosfera, la atmósfera, la hidrosfera (todas las superficies acuosas del mundo) y la biosfera (donde existe toda la vida terrestre).
La cantidad total de tierra cultivable constituye aproximadamente el 13,31% de la superficie de la Tierra, y el 4,71% sustenta cultivos permanentes. Cerca del 40% de la tierra de la Tierra se utiliza para tierras de cultivo y pastos, o un estimado de 1.3 × 107km2siendo utilizado para tierras de cultivo y 3.4 × 107km2para pastos.
Atmósfera terrestre:
La atmósfera de la Tierra está formada por cinco capas principales: la troposfera, la estratosfera, la mesosfera, la termosfera y la exosfera. Como regla general, la presión y la densidad del aire disminuyen cuanto más alto entra en la atmósfera y más lejos está de la superficie. Sin embargo, la relación entre temperatura y altitud es más complicada e incluso puede aumentar con la altitud en algunos casos.
El transbordador espacial Endeavour sillouet contra la atmósfera. La capa naranja es la troposfera. Crédito: NASA
La más cercana a la Tierra es la troposfera, que se extiende de 0 a 12 km (0 a 7 millas) sobre la superficie, aunque esta altitud varía según la latitud, desde 8 km en los polos hasta 17 km en el ecuador. Sin embargo, en su mayor parte, las temperaturas disminuyen con el aumento de la altitud en la troposfera porque se calienta principalmente a través de la transferencia de energía desde la superficie.La troposfera contiene aproximadamente el 80% de la masa de la atmósfera de la Tierra, y alrededor del 50% se encuentra en los 5,6 km más bajos (3,48 millas), lo que la hace más densa que todas las capas atmosféricas que la recubren. Está compuesto principalmente de nitrógeno (78%) y oxígeno (21%) con trazas de vapor de agua, dióxido de carbono y otras moléculas gaseosas. Casi todo el vapor de agua atmosférico o la humedad se encuentra en la troposfera, por lo que es la capa donde tiene lugar la mayor parte del tiempo de la Tierra.
La estratosfera se extiende de 12 a 50 km (7 a 31 millas) y está separada de la troposfera por la tropopausa, un límite marcado en la mayoría de los lugares por una capa de aire relativamente cálido sobre una más fría, y en otros por una zona donde el la temperatura es constante independientemente de la altitud. Esta capa se extiende desde la parte superior de la troposfera hasta la estratopausa, que se encuentra a una altitud de aproximadamente 50 a 55 km (31 a 34 millas). A esta altitud, la presión del aire es aproximadamente una milésima de lo que es al nivel del mar.
Esta capa de la atmósfera alberga la capa de ozono, que es la parte de la atmósfera terrestre que contiene concentraciones relativamente altas de gas ozono. La estratosfera define una capa en la que las temperaturas aumentan a medida que aumenta la altitud, lo que es causado por la absorción de la radiación ultravioleta (UV) del Sol por las partículas de ozono.
Las capas de nuestra atmósfera que muestran la altitud de las auroras más comunes. Crédito: Wikimedia Commons
Esta capa de atmósfera es muy estable gracias a un perfil de temperatura constante. Por lo tanto, esta región de la atmósfera está virtualmente libre de turbulencias de aire, nubes o cualquier otra forma de clima o fenómenos que produzcan clima. Esta es también la capa más alta de la atmósfera a la que se puede acceder mediante aviones a reacción.
La siguiente es la Mesosfera, que se extiende desde una distancia de 50 a 80 km (31 a 50 millas) sobre el nivel del mar. Aquí, las temperaturas descienden al aumentar la altitud hasta la mesopausia, que marca la parte superior de esta capa intermedia de la atmósfera. Es el lugar más frío de la Tierra y tiene una temperatura promedio de alrededor de -85 ° C (-120 ° F; 190 K).
La Termosfera, la segunda capa más alta de la atmósfera, está próxima a la mesopausia. Esta capa se extiende desde una altitud de aproximadamente 80 km (50 millas) hasta la termopausa, que se encuentra a una altitud de 500 a 1000 km (310 a 620 millas). La parte inferior de la termosfera, de 80 a 550 kilómetros (50 a 342 millas), contiene la ionosfera, que se llama así porque es aquí en la atmósfera donde las partículas son ionizadas por la radiación solar.
En este nivel, la temperatura aumenta con la altura. Pero a diferencia de la estratosfera, que experimenta una inversión de temperatura debido a la adsorción de la radiación ultravioleta por el ozono, la inversión en esta capa se debe a la densidad extremadamente baja de sus moléculas. Entonces, si bien las temperaturas en la termosfera pueden subir hasta 1500 ° C (2700 ° F), el espaciamiento de las moléculas de gas significa que no se sentiría caliente para un humano que estuviera en contacto directo con el aire.
Foto de la aurora tomada por el astronauta Doug Wheelock desde la Estación Espacial Internacional el 25 de julio de 2010. Crédito: NASA / Johnson Space Center
Esta capa está completamente despejada y libre de vapor de agua. Es también a esta altitud donde los fenómenos conocidos como Aurora Borealis y Aurara Australis se sabe que tienen lugar. los Estación Espacial Internacional también orbita en esta capa, entre 320 y 380 km (200 y 240 mi).
La Exosfera, que es la capa más externa de la atmósfera de la Tierra, se extiende desde la exobase, ubicada en la parte superior de la termosfera a una altitud de unos 700 km sobre el nivel del mar, hasta unos 10.000 km (6.200 millas). La exosfera se fusiona con el vacío del espacio exterior, donde no hay atmósfera.
Esta capa está compuesta principalmente por densidades extremadamente bajas de hidrógeno, helio y varias moléculas más pesadas que incluyen nitrógeno, oxígeno y dióxido de carbono (que están más cerca de la exobase). Los átomos y las moléculas están tan separados que la exosfera ya no se comporta como un gas y las partículas escapan constantemente al espacio. Estas partículas en movimiento libre siguen trayectorias balísticas y pueden migrar dentro y fuera de la magnetosfera o con el viento solar.
La exosfera se encuentra demasiado por encima de la Tierra para que sea posible cualquier fenómeno meteorológico. Sin embargo, la Aurora Boreal y la Aurora Australis a veces ocurren en la parte inferior de la exosfera, donde se superponen con la termosfera. La exosfera contiene la mayoría de los satélites que orbitan la Tierra.
Temperatura promedio de la Tierra:
La temperatura media en la superficie de la Tierra depende de varios factores. Estos incluyen la hora del día, la época del año y el lugar donde se toman las medidas de temperatura. Dado que la Tierra experimenta una rotación sideral de aproximadamente 24 horas, lo que significa que un lado nunca siempre mira hacia el Sol, las temperaturas aumentan durante el día y disminuyen por la noche, a veces sustancialmente.
Y dado que la Tierra tiene un eje inclinado (aproximadamente 23,4 ° hacia el ecuador del Sol), los hemisferios norte y sur de la Tierra están inclinados hacia el Sol o alejándose del Sol durante las temporadas de verano e invierno, respectivamente. Y dado que las regiones ecuatoriales de la Tierra están más cerca del Sol, y ciertas partes del mundo experimentan más luz solar y menos nubes, las temperaturas varían ampliamente en todo el planeta.
Sin embargo, no todas las regiones del planeta experimentan cuatro estaciones. En el ecuador, la temperatura es en promedio más alta y la región no experimenta estaciones frías y cálidas de la misma manera que lo hacen los hemisferios norte y sur. Esto se debe a que la cantidad de luz solar que llega al ecuador cambia muy poco durante el transcurso del año.
Este mapa representa las anomalías de la temperatura global promediadas desde 2008 hasta 2012. Crédito: Instituto Goddard de Estudios Espaciales de la NASA / Estudio de Visualización Científica Goddard de la NASA.
La temperatura media de la superficie de la Tierra es de aproximadamente 14 ° C; pero como ya se señaló, esto varía. Por ejemplo, la temperatura más caliente jamás registrada en la Tierra fue de 70,7 ° C (159 ° F), que se tomó en el desierto de Lut en Irán. Estas mediciones fueron parte de un estudio de temperatura global realizado por científicos en Observatorio de la Tierra de la NASA durante los veranos de 2003 a 2009. Durante cinco de los siete años estudiados (2004, 2005, 2006, 2007 y 2009), el desierto de Lut fue el lugar más caluroso de la Tierra.
Sin embargo, no fue el lugar más caliente de todos los años de la encuesta. En 2003, los satélites registraron una temperatura de 69,3 ° C (156,7 ° F), la segunda más alta en el análisis de siete años, en los matorrales de Queensland, Australia. Y en 2008, se registró una temperatura máxima anual de 66,8 ° C (152,2 ° F) en la Montaña Flamígera, ubicada cerca de la Cuenca Turpan en el oeste de China.
Mientras tanto, la temperatura más fría jamás registrada en la Tierra se midió en la estación soviética Vostok en la meseta antártica. Utilizando mediciones terrestres, las temperaturas alcanzaron un mínimo histórico de -89,2 ° C (-129 ° F) el 21 de julio de 1983. El análisis de datos satelitales indicó una temperatura probable de alrededor de -93,2 ° C (-135,8 ° F; 180,0 K ) el 10 de agosto de 2010, también en la Antártida. Sin embargo, esta lectura no fue confirmada por mediciones terrestres y, por lo tanto, se mantiene el récord anterior.
Todas estas mediciones se basaron en lecturas de temperatura que se realizaron de acuerdo con la Norma de la Organización Meteorológica Mundial . Según estas regulaciones, la temperatura del aire se mide fuera de la luz solar directa, porque los materiales dentro y alrededor del termómetro pueden absorber la radiación y afectar la detección del calor, y los termómetros deben estar situados a 1,2 o 2 metros del suelo.
La Luna y los asteroides cercanos a la Tierra:
La Tierra tiene un solo satélite en órbita, La luna . Se conoce de su existencia desde tiempos prehistóricos y ha desempeñado un papel importante en las tradiciones mitológicas y astronómicas de todas las culturas humanas. Varias culturas lo vieron como una deidad, mientras que otras creían que sus movimientos y fenómenos asociados con él podrían ayudar a predecir eventos mundanos.
En la era moderna, la Luna ha seguido sirviendo como punto focal para la investigación astronómica y científica, así como para la exploración espacial. De hecho, la Luna es el único cuerpo celeste fuera de la Tierra sobre el que los humanos han caminado. El primer aterrizaje en la Luna tuvo lugar el 20 de julio de 1969 y Neil Armstrong fue la primera persona en pisar la superficie. Desde entonces, un total de 13 astronautas han estado en la Luna, y la investigación que llevaron a cabo ha sido fundamental para ayudarnos a conocer su composición y formación.
Gracias a los exámenes de las rocas lunares que fueron devueltas a la Tierra, la teoría predominante establece que la Luna se creó hace aproximadamente 4.500 millones de años a partir de una colisión entre la Tierra y un objeto del tamaño de Marte (conocido como Theia ). Esta colisión creó una nube masiva de escombros que comenzó a dar vueltas alrededor de nuestro planeta, que finalmente se fusionó para formar la Luna que vemos hoy.
La Luna es uno de los satélites naturales más grandes del Sistema Solar y es el segundo satélite más denso de aquellos cuyas densidades se conocen (después del satélite de Júpiter los ). También está bloqueado por las mareas con la Tierra, lo que significa que un lado está constantemente mirando hacia nosotros mientras que el otro está mirando hacia otro lado. El lado lejano, conocido como el 'Lado Oscuro', permaneció desconocido para los humanos hasta que se enviaron sondas para fotografiarlo.
Aunque la Luna es bastante grande para ser un satélite, es significativamente más pequeña que nuestro propio planeta. Su diámetro, a 3.474,8 km, es un cuarto del diámetro de la Tierra. Pero a 7.3477 × 1022kg, su masa es solo el 1,2% de la masa de la Tierra. Tiene una densidad media de 3.3464 g / cm3 también es sorprendentemente baja, equivalente a aproximadamente 0,6 la de la Tierra. Su gravedad es solo alrededor del 17% de la gravedad de la Tierra. Dadas las diferencias entre el tamaño, la masa y la densidad de la Luna, su gravedad es solo alrededor del 17% de la de la Tierra.
La Luna también tiene un efecto significativo sobre las mareas aquí en la Tierra. Básicamente, el nivel del mar sube y baja en respuesta a la presencia de la gravedad de la Luna, y este impacto se ve amplificado por factores en los océanos de la Tierra. En resumen, cualquier hemisferio que mire hacia la luna experimentará marea alta, mientras que el hemisferio opuesto experimentará marea baja.
Otra característica común causada por la órbita de la Luna son los eclipses. Hay dos tipos: un lunar eclipse y un solar eclipse . Un eclipse lunar ocurre cuando la Luna pasa a la sombra de la Tierra y se oscurece, mientras que un eclipse solar ocurre cuando la Luna pasa entre la Tierra y el Sol y la Luna bloquea (también conocido como 'oculta') al Sol, ya sea parcialmente o completamente.
Al igual que Mercurio, la Luna tiene una atmósfera tenue (conocida como exosfera), lo que da como resultado variaciones de temperatura severas. Estos oscilan entre -153 ° C y 107 ° C en promedio, aunque se han registrado temperaturas tan bajas como -249 ° C. Las mediciones de LADEE de la NASA han determinado que la exosfera se compone principalmente de helio, neón y argón .
El helio y el neón son el resultado del viento solar, mientras que el argón proviene de la desintegración radiactiva natural del potasio en el interior de la Luna. También hay evidencia de agua congelada existente en cráteres permanentemente sombreados, y potencialmente debajo del suelo mismo. El agua pudo haber sido soplado por el viento solar o depositado por cometas.
La superficie de la Luna se divide en diferentes tipos de terreno. María son las llanuras planas, que en latín significa 'mares', ya que los astrónomos antiguos pensaban que eran mares reales llenos de agua. Terre ('Tierra') se refiere a las tierras altas, que parecen de colores más claros porque están más cerca de nuestro propio planeta. También hay numerosas regiones montañosas en la Luna, y la superficie está marcada por muchos cráteres que son el resultado del impacto de asteroides y otros desechos espaciales.
La Tierra también tiene al menos cinco asteroides coorbitales (también conocidos como. Asteroides cercanos a la Tierra ), incluidos 3753 Cruithne y 2002 AA29. Un compañero de asteroide troyano, 2010 TK7, está oscilando alrededor del líder Punta triangular de Lagrange (L4) en la órbita de la Tierra alrededor del Sol. El diminuto asteroide 2006 RH120 cercano a la Tierra hace aproximaciones al sistema Tierra-Luna aproximadamente cada veinte años. Durante estos enfoques, puede orbitar la Tierra durante breves períodos de tiempo.
En marzo de 2015, también había 1.265 satélites en órbita artificial de la Tierra, que consistían en satélites de telecomunicaciones, investigación, militares y de posicionamiento global (GPS). También hay satélites que no funcionan, incluido Vanguard 1, el satélite más antiguo actualmente en órbita, y más de 300.000 piezas de desechos espaciales. El satélite artificial más grande de la Tierra es el Estación Espacial Internacional .
Formación y evolución de la Tierra:
Desde el siglo XVIII, el consenso científico ha sido que la Tierra y todo el Sistema Solar se formaron a partir de una nube de material nebuloso (también conocido como '. Teoría de la nebulosa “). Según esta teoría, hace aproximadamente 4.600 millones de años, todo el Sistema Solar era un disco circunestelar formado por gas, granos de hielo y polvo. Con el tiempo, la mayor parte de esta materia se acumuló en el centro y sufrió un colapso gravitacional, formando el Sol.
El resto se aplanó en un disco protoplanetario a partir de los cuales se formaron los planetas, lunas, asteroides y otros pequeños cuerpos del Sistema Solar. Hace 4.540 millones de años, se había formado la Tierra primordial. Hace 4.53 mil millones de años, la Luna se formó por la acumulación de material que fue puesto en órbita por una colisión entre la Tierra y el objeto del tamaño de Marte llamado Theia (ver arriba).
Hace aproximadamente entre 4.1 y 3.8 mil millones de años, numerosos impactos de asteroides durante el Bombardeo pesado tardío provocó cambios significativos en el entorno de la mayor superficie de la Luna y, por inferencia, en la Tierra. La Tierra se fundió inicialmente debido al vulcanismo extremo y las frecuentes colisiones con otros cuerpos.
Sin embargo, hace entre 4.0 y 2.5 mil millones de años, la capa exterior del planeta se había enfriado lo suficiente como para formar una corteza sólida con placas tectónicas. La desgasificación y la actividad volcánica produjeron la atmósfera primordial, y la condensación del vapor de agua, aumentada por el hielo procedente de los cometas, produjo los océanos.
A medida que la superficie se reformaba continuamente a lo largo de cientos de millones de años, los continentes se formaron y se rompieron. Migraron a través de la superficie, combinándose ocasionalmente para formar un supercontinente. Hace aproximadamente 750 millones de años, el primer supercontinente conocido Rodinia comenzó a romperse. Los continentes luego se recombinaron para formar Pannotia (hace 600 a 540 millones de años), y finalmente Pangea - el último supercontinente, que se desintegró hace 180 millones de años.
El patrón actual de las edades de hielo comenzó hace unos 40 millones de años, luego se intensificó al final del Plioceno (hace ~ 2,58 millones de años). Desde entonces, las regiones polares han experimentado ciclos recurrentes de glaciación y deshielo, que se repiten cada 40.000 a 100.000 años. El último período glacial de la edad de hielo actual terminó hace unos 10.000 años.
Se cree que los primeros signos de vida surgieron hace 4 mil millones de años durante los primeros años Eón arcaico . Esto comenzó con la formación de moléculas autorreplicantes producidas por reacciones químicas altamente energéticas. El desarrollo de la fotosíntesis permitió que la energía del Sol fuera recolectada directamente por las formas de vida, y el oxígeno molecular resultante (O²) se acumuló en la atmósfera e interactuó con la radiación solar ultravioleta para formar una capa protectora de ozono (O³) en la atmósfera superior.
Gracias a la absorción de la dañina radiación ultravioleta por la capa de ozono, comenzaron a proliferar verdaderos organismos multicelulares (compuestos por células de creciente especialización y complejidad). La evidencia fósil más antigua de vida indica que existió en forma microbiana hace entre 3.7 y 3.48 mil millones de años.
Durante el Neoproterozoico , hace entre 750 y 580 millones de años, una severa acción glacial cubrió gran parte de la Tierra en hielo, también conocido como. los ' Tierra bola de nieve ”Hipótesis. Esto fue seguido por el Explosión cámbrica , un evento que tuvo lugar durante el Período Cámbrico (hace 541 - 485,4 millones de años) cuando comenzaron a proliferar formas de vida multicelulares.
Después de la explosión del Cámbrico, hace unos 535 millones de años, ha habido cinco grandes extinciones masivas. El evento más reciente de este tipo, conocido como Evento de extinción del Cretácico-Paleógeno - tuvo lugar hace 66 millones de años cuando el impacto de un asteroide provocó la extinción de los dinosaurios no aviares y otros reptiles grandes, pero salvó a algunos animales pequeños como los mamíferos.
Durante los últimos 66 millones de años, la vida de los mamíferos se ha diversificado enormemente. Y hace varios millones de años, un animal parecido a un simio africano comoOrrorin tugenensisganó la capacidad de mantenerse erguido. Esto facilitó el uso de herramientas y fomentó la comunicación que proporcionó la nutrición y la estimulación necesarias para un cerebro más grande, lo que permitió la evolución de la raza humana.
El desarrollo de la agricultura, y luego la civilización, llevó a los humanos a tener una influencia sobre la Tierra y la naturaleza y cantidad de otras formas de vida como ninguna otra especie lo ha hecho. En los últimos 100.000 años, la humanidad se ha asentado en todos los continentes del mundo (excepto la Antártida) y se ha convertido en la fuerza dominante para el cambio, lo que llevó a muchos geólogos a designar informalmente la era actual como “ Antropoceno “.
Habitabilidad de la Tierra:
Cualquier planeta que presuma de condiciones favorables a la existencia de vida se considera habitable. En la actualidad, la Tierra es el único planeta conocido que es capaz de albergar vida. Al estudiar el clima de la Tierra, los ecosistemas y la naturaleza diversa de los organismos que existen aquí, los científicos han aprendido mucho sobre las condiciones necesarias para que la vida se desarrolle y florezca en un entorno planetario.
Por un lado, un planeta necesita tener agua líquida en su superficie, es decir, un entorno donde moléculas complejas puedan ensamblarse e interactuar. En segundo lugar, necesita poder recibir suficiente energía de su estrella madre para mantener el metabolismo. En tercer lugar, debe ser capaz de mantener una atmósfera que proteja la vida orgánica de la radiación solar dañina.
La distancia de la Tierra a nuestro Sol, que la coloca dentro de él, es ' Zona Ricitos de Oro ”(También conocido como“ Zona habitable ”), asegura que no sea ni demasiado caliente ni demasiado frío. Por lo tanto, es capaz de mantener agua líquida en su superficie y su atmósfera (y magnetosfera) la protegen de las radiaciones nocivas y los rayos solares. Su excentricidad orbital, la velocidad de rotación, la inclinación axial y la historia geológica contribuyen a las condiciones climáticas actuales que contribuyen a la existencia de la vida.
Venus, que se encuentra en el borde interior de la zona habitable del Sol, está sujeto a un efecto invernadero desbocado, donde la presión atmosférica es demasiado intensa y las concentraciones de gases de efecto invernadero y el calor extremo la hacen hostil a la vida.
Marte, ubicado en el borde exterior de la zona, es demasiado frío y tiene una atmósfera demasiado delgada para albergar vida. Si bien los científicos están seguros de que Marte alguna vez tuvo una atmósfera y agua tibia y corriente en su superficie, este período terminó hace unos 3.800 millones de años.
Historia de estudio:
Desde la antigüedad, los seres humanos han buscado explicar la creación de la Tierra, el universo y toda la vida. Los primeros casos conocidos fueron de naturaleza no científica, tomando la forma de mitos de la creación o fábulas religiosas que involucran a los dioses. Sin embargo, entre la antigüedad clásica y el período medieval, surgieron varias teorías sobre el origen de la Tierra, su verdadera forma y su lugar en el cosmos.
Para muchas culturas antiguas, la Tierra estaba personificada como una deidad, a menudo como una 'diosa madre' asociada con la fertilidad. De ahí por qué muchos mitos de la creación comienzan con una historia en la que la creación del mundo implicó un acto de procreación celestial, donde una diosa dio a luz a toda vida.
Para los aztecas, la Tierra era conocida como Tonantzin ('nuestra madre'), mientras que los Incas la llamaban Pachamama ('madre Tierra'). Para los chinos, la Tierra estaba asociada con la diosa Hou Tu, que era similar a la hindú Bhuma Devi y la griega Gaia, una diosa que personificaba a la Tierra. En la mitología nórdica, la giganta de la Tierra Jörð era la madre de Thor y la hija de Annar. En la mitología egipcia antigua, la Tierra era vista como masculina (Geb), mientras que el cielo era vista como femenina (Nut).
Las teorías sobre la forma física de la Tierra tendían a considerar que era plana en la antigüedad. Esta fue la vista en la cultura mesopotámica, donde el mundo fue retratado como un disco plano flotando en un océano. Para los mayas, el mundo era plano y en sus esquinas, cuatro jaguares (conocidos como bacabs) sostenían el cielo. Los antiguos persas especulaban que la Tierra era un zigurat de siete capas (o montaña cósmica), mientras que los chinos la veían como un cubo de cuatro lados.
Representaciones de la deidad azteca Tonantzin ('nuestra madre') que representaba la fertilidad y la vida. Crédito: mexicolore.co.uk
En el siglo VI a. C., los filósofos griegos comenzaron a especular que la Tierra era, de hecho, redonda. Si bien a Pitágoras generalmente se le atribuye esta teoría, es igualmente probable que surgiera por sí sola como resultado de viajes entre asentamientos griegos, específicamente a partir de variaciones en las altitudes visibles y el cambio en el área de las estrellas circumpolares.
En el siglo III a. C., la idea de una Tierra esférica comenzó a articularse como un asunto científico. Al medir el ángulo proyectado por las sombras en diferentes ubicaciones geográficas, Eratóstenes, un astrónomo griego de la Libia helenística (276-194 a. C.), pudo estimar la circunferencia de la Tierra dentro de un margen de error del 5% al 15%.
Con el surgimiento del Imperio Romano y la adopción de la astronomía helenística, la visión de una Tierra esférica se generalizó por todo el Mediterráneo y Europa. Este conocimiento se conservó gracias a la tradición monástica y al escolasticismo durante la Edad Media; sin embargo, los astrónomos continuaron viendo a la Tierra como el centro del universo hasta bien entrados los siglos XVI y XVII.
El desarrollo de una visión geológica de la Tierra también surgió durante la Antigüedad clásica. Durante el siglo IV a. C., Aristóteles observó la composición de la tierra y teorizó que la Tierra cambia a un ritmo lento y que estos cambios no se pueden observar durante la vida de una persona. Este fue el primer concepto basado en evidencia del tiempo geológico y la velocidad a la que ocurre el cambio físico en la Tierra.
“La Canica Azul”. Estas imágenes del planeta Tierra fueron creadas con datos adquiridos por la NASA entre junio y septiembre de 2001. Crédito: NASA
En el siglo I d.C., Plinio el Viejo produjo una extensa discusión sobre minerales y metales. Además de identificar correctamente el origen del ámbar como resina fosilizada, basándose en las observaciones de insectos atrapados dentro de algunas piezas, también sentó las bases de la cristalografía al reconocer el hábito de los diamantes de formar octaedros.
A principios del siglo XI, el astrónomo y erudito persa Abu al-Rayhan al-Biruni realizó el primer estudio registrado sobre la geología de la India. En su trabajo enciclopédico sobre la India, titulado 'Tarikh Al-Hind' (Historia de la India), planteó la hipótesis de que el subcontinente indio fue una vez un mar.
El erudito persa Ibn Sina (Avicenna, 981-1037 CE), también hizo contribuciones significativas con su trabajo “Kitab al-Shifa”(El Libro de la Cura, Sanación o Remedio de la ignorancia). En esto, indicó una conexión entre las montañas y la formación de nubes, teorizó sobre los orígenes del agua y los terremotos, la formación de minerales y la diversidad del terreno de la Tierra.
El naturalista y erudito chino Shen Kuo (1031-1095) fue uno de los primeros naturalistas en formular una teoría de la geomorfología. Basado en sus observaciones de la presencia de fósiles marinos en montañas alejadas del mar, y bambú petrificado en regiones secas y subterráneas, teorizó que la tierra se formó por erosión y la deposición de limo, y trabajó en una escala de tiempo muy larga.
Durante el siglo XVI, nuestra comprensión del planeta Tierra y su lugar en el universo avanzó significativamente gracias a dos desarrollos importantes. El primero fue Nicolás Copérnico 'Modelo de un universo heliocéntrico , en el que la Tierra y todos los demás planetas giraban alrededor del Sol. El segundo fue la invención del telescopio, que permitió a astrónomos como Galileo para observar la Luna, el Sol y los demás planetas solares.
Ilustración de Andreas Cellarius del sistema copernicano, de Harmonia Macrocosmica (1708). Crédito: dominio público
En el siglo XVII, el término geología comenzó a utilizarse entre los científicos. Hay dos teorías sobre quién acuñó el término, y una afirma que fue Ulisse Aldrovandi (1522-1605), un naturalista italiano, quien hizo el primer uso registrado de la palabra. El segundo atribuye a Mikkel Pederson Escholt (1600 - 1699), un sacerdote y erudito noruego, que utilizó la definición en su libro 1657 trabajo sobre la geografía de Noruega ('Norwegian Geological ').
También fue durante el siglo XVII cuando la evidencia fósil comenzó a desencadenar un debate generalizado sobre la verdadera edad de la Tierra. Durante este tiempo, los teólogos y científicos habían estado en desacuerdo sobre la edad del mundo, y el primero insistía en que tenía 6.000 años (según la Biblia), mientras que el segundo creía que era mucho más antiguo. Sin embargo, el debate pronto se resolvería a favor de este último.
A James Hutton, quien a menudo es visto como el primer geólogo moderno, se le atribuye haber terminado el debate a través de las publicaciones de un artículo titulado Teoría de la tierra a la Royal Society of Edinburgh en 1785. En este artículo, explicó su teoría de que la Tierra debe ser mucho más antigua de lo que se pensaba anteriormente para permitir que las montañas se erosionen y los sedimentos formen nuevas rocas en el fondo del mar. , que a su vez se levantaron para convertirse en tierra seca.
Durante el siglo XVIII, la opinión se dividió entre quienes creían que los océanos depositaban rocas durante las inundaciones y quienes creían que se formaban a través del calor y el fuego. en un estudio en dos volúmenes de su artículo publicado en 1795, Hutton avanzó la idea de que algunas rocas se forman por calor volcánico mientras que otras se forman por sedimentación. Estos procesos, afirmó, son continuos y funcionan durante períodos de tiempo muy largos y muy graduales.
En el siglo XIX, se estaban elaborando los primeros mapas geológicos de Estados Unidos y Gran Bretaña. Y en 1830, Sir Charles Lyell, que había sido influenciado por las teorías de Charles Darwin sobre la evolución de las especies, publicó su famoso libro Principios de geología . En él, afirmó que los procesos geológicos se han producido a lo largo de la historia de la Tierra y todavía están ocurriendo hoy, una doctrina conocida como 'Uniformismo'.
En el siglo XX, la llegada de la datación radiométrica permitió estimar la edad de la Tierra en dos mil millones de años. Antes de esto, los geólogos estaban divididos sobre la edad exacta de la Tierra, y algunos creían que estaba en los cientos de millones de años, mientras que otros creían que estaba en los miles de millones. Esta nueva conciencia de las escalas de tiempo geológicas no solo hizo añicos los mitos del creacionismo, sino que también amplió nuestra visión de las escalas de tiempo cósmicas.
Dos de los avances más significativos en la geología del siglo XX fueron el desarrollo de la teoría de la tectónica de placas (década de 1960) y el refinamiento de las estimaciones de la edad del planeta, los cuales revolucionaron las ciencias de la Tierra. Hoy en día, se sabe que la Tierra tiene aproximadamente 4.500 millones de años y que su evolución ha estado sujeta a muchos cambios catastróficos a lo largo de los eones.
El futuro de la Tierra:
El futuro a largo plazo de la Tierra está estrechamente relacionado con el del Sol, y las estimaciones de cuánto tiempo más podrá soportar la vida oscilan entre 500 millones y 2,3 mil millones de años. Como resultado de la acumulación constante de helio en el núcleo del Sol, la luminosidad total del Sol aumentará lentamente. Durante los próximos 1.100 millones de años, su luminosidad crecerá en un 10%, seguida de un aumento del 40% en 3.500 millones de años a partir de ahora.
Esto dará lugar a un cambio importante en la zona habitable de la Tierra, ya que el aumento de la radiación tendrá un efecto nefasto en la vida y provocará la pérdida de los océanos. En 500-900 millones de años, el aumento de la temperatura de la superficie acelerará el ciclo del CO² inorgánico, reduciéndolo a niveles letalmente bajos para las plantas.
Esto conducirá a una falta de vegetación, seguida de una pérdida de oxígeno en la atmósfera, lo que desencadenará un ciclo de extinción en el transcurso de varios millones de años. Dentro de mil millones de años, toda el agua desaparecerá y la temperatura superficial promedio alcanzará los 70 ° C (158 ° F).
Se espera que la Tierra sea efectivamente habitable durante unos 500 millones de años a partir de este punto, aunque esto puede extenderse hasta 2,3 Ga si se elimina el nitrógeno de la atmósfera. Dentro de 5 mil millones de años a partir de ahora, el Sol se convertirá en una gigante roja, expandiéndose 250 veces en un radio de aproximadamente 1 AU (150 millones de km).
En este escenario, la Tierra se moverá a una órbita de 1,7 AU (250 millones de km) del Sol, escapará del envolvimiento, pero también se volverá completamente inhabitable. Sin embargo, otras simulaciones sugieren que, con el tiempo, la órbita de la Tierra se desintegrará, caerá en el Sol y se vaporizará.
Impresión artística de una Tierra futura quemada por el Sol gigante rojo. Crédito: Wikipedia Commons
Dadas las inmensas escalas de tiempo involucradas con la formación, evolución y eventual destrucción de la Tierra, la humanidad es poco más que un desarrollo muy reciente, un proverbial 'destello en la sartén', por así decirlo. Sin embargo, dado que es donde se originó toda la vida terrestre tal como la conocemos, junto con el hecho de que es el único planeta habitable que conocemos, es probable que la Tierra siga siendo nuestro hogar espiritual y físico durante muchos eones.
Uno solo puede esperar que para cuando se vuelva inhabitable, hace mucho tiempo que nos habremos extinguido, o habremos evolucionado hasta el punto de que ya no tengamos que preocuparnos por morir junto con él. Y mientras tanto, solo podemos esperar que nuestra presencia aquí en la Tierra no la arruine.
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