La Tierra y sus datos.

La Tierra

La Tierra es el tercer planeta del sistema solar. Es el único planeta en el que se conoce que exista vida. La Tierra posee un único satélite natural, la Luna.

La Tierra gira alrededor del Sol describiendo una órbita elíptica a una velocidad media de 29,8 km por segundo.

La distancia media que la separa del Sol es de 149.600.000 km.

La Tierra realiza los siguientes movimientos de forma simultánea:

• Translación sobre su órbita alrededor del Sol.
• Rotación sobre su propio eje, que determina los días y las noches, con una duración de 23 horas, 56 minutos y 3,5 segundos.
• Precesión y nutación

Forma de la Tierra

Históricamente se supusieron múltiples formas. Remontándonos a la civilización griega nada más, digamos que se imaginaba la Tierra como un disco plano rodeado por el río Océano (Homero). Con los Pitagóricos y Platón se piensa que es una esfera perfecta, por razones filosóficas. Es Aristóteles quién 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.

Es Eratóstenes, Beta para sus contemporáneos porque decían que era el número dos en todo, quién hace la primera medición conocida y muy aproximada a la realidad de la circunferencia terrestre. El mediodía del solsticio de verano mide la inclinación de los rayos solares en Alejandría -dónde residía como el Director de su Biblioteca- utilizando un gnomon, determinándola en una cincuentaava 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 el conocía por testimonios directos. Suponiendo esférica la Tierra resultaba evidente que el ángulo de la sombra daba la distancia angular entre las dos ciudades, y conociendo la distancia lineal entre ellas -250.000 estadios- pudo calcular la circunferencia terrestre: unos 46.190 km (en este punto se dan numerosas discusiones, por la incertidumbre del valor del estadio en metros)

La esfericidad terrestre comienza a cuestionarse en la Edad Media. Mucho después la Academia de Ciencias de Francia determina que la Tierra es un elipsoide: una esfera achatada ligeramente por los polos, dando una diferencia de 43 km entre las circunferencias ecuatorial y polar.

Finalmente a partir del siglo XIX se cuestiona el elipsoide terrestre para con Gauss y Helmert establecerse que la Tierra es un geoide, un elipsoide algo irregular.

A efectos prácticos, especialmente geodésicos, se considera a la Tierra como un elipsoide cuyos parámetros -radio ecuatorial y achatamiento- están recomendados por la Unión Astronómica Internacional (UAI), Sistema Geodésico de Referencia (GRS), Sistema Geodésico Mundial (WGS) y Servicio Internacional de la Rotación Terrestre (IERS), entre otros.

A continuación se dan algunos valores del elipsoide de referencia IERS 2000 tomados del Anuario del Observatorio de Madrid, año 2005:

• Circunferencia ecuatorial: 40075014 m
• Circunferencia polar: 40007832 m
• Radio de la esfera equivolumen: 6371000 m

Composición y estructura

La composición de la Tierra en masa en diferentes elementos químicos es:

• Hierro: 34,6 %
• Oxígeno: 29,5 %
• Silicio: 15,2 %
• Magnesio: 12,7 %
• Níquel: 2,4 %
• Azufre: 1,9 %
• Titanio: 0,05 %
• Otros elementos: 3,65 %

La Tierra tiene una estructura diferenciada en diferentes capas. 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 diferentes capas obtenidas por diferentes satélites orbitales.

Las diferentes capas en las que tradicionalmente se divide la estructura terrestre son:

• 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 el cual llega hasta una profundidad de 2900 km. El manto está compuesto por peridotita.
• Litosfera: Es la parte más superficial que se comporta de manera elástica. Tiene un espesor de 250 km y abarca a la corteza y la porción superior del manto.
• Astenosfera: Es la porción del manto que se comporta de manera fluída.
• Núcleo: Es la capa más profunda del planeta y tiene un espesor de 3475 km. Está compuesto de una aleación de hierro y níquel y es en esta parte donde se genera el campo magnético terrestre. Éste se subdivide a su vez en el núcleo interno, el cual es sólido, y el núcleo externo, el cual es líquido.

La hidrosfera

La Tierra es el único planeta en nuestro sistema solar que tiene una superficie líquida. 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 siete 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 principio el Sol emitía menos radiación que ahora, pero los océanos no se congelaron porque la atmósfera de primera generación de la Tierra poseía mucho más CO2 y por tanto más efecto invernadero.

En otros planetas, como Venus, el agua desapareció porque la radiación solar ultravioleta rompe la molécula y el ión 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. 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 bioesfera del pernicioso efecto de la radiación ultravioleta. La magnetosfera también es un escudo que nos protege del viento solar.

La masa total de la hidrosfera es aproximadamente 1,4×1021 kg.

La atmósfera

La Tierra tiene una espesa atmósfera compuesta en un 78% de nitrógeno, 21% de oxígeno, 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, y no al revés.

Las capas de la atmósfera son: la troposfera, la estratosfera, la mesosfera, la termosfera, y la exosfera. Sus altura varía con los cambios estacionales.

La masa total de la atmósfera es aproximadamente 5,1×1018 kg.

Imagen de la tierra

Características

Características orbitales

Radio medio: 149.597.870 km
Perihelio: 0,983 UA
Afelio: 1,017 UA
Excentricidad: 0,0167
Periodo orbital: 365,2564 días
Satélite: 1 (Luna)

Características físicas

Diámetro ecuatorial: 12.756,28 km
Diámetro Polar: 12.713,50 km
Diámetro Medio: 12.742,00 km
Superficie: 510.065.284,702 km²
Masa: 5,974×1024 kg
Densidad media: 5,515 g/cm³
Gravedad superficial: 9,78 m/s²
Velocidad de escape: 11,186 km/s
Período de rotación: 23,9345 horas
Inclinación axial: 23,45°
Albedo: 37-39%
Presión atmosférica 101.325 Pa

Composición atmosférica

Nitrógeno N2: 78,08%
Oxígeno O2: 20,95%
Argón Ar: 0,93%
Dióxido de carbono CO2: 355 ppmv (variable)
Neón Ne: 18,2 ppmv
Helio He: 5,24 ppmv
Metano CH4: 1,72 ppmv
Kriptón Kr: 1 ppmv
Hidrógeno H2: 5 ppmv
Óxido nitroso N2O: 0,31 ppmv
Xenón Xe: 0,08 ppmv
Monóxido de carbono CO: 0,05 ppmv
Ozono O3: 0,02 - 0,03 ppmv (variable)
Clorofluorocarburos CFCs: 0,2 - 0,3 ppbv
Vapor de agua H2O: <4% (variable) no computable para el aire seco