Historia de la Tierra. Nuestro hogar, el planeta Tierra, es un planeta terrestre y rocoso. Tiene una superficie sólida y activa, con montañas, valles, cañones, llanuras y mucho más. La Tierra es especial porque es un planeta océano, ya que el agua cubre el 70% de su superficie.
Con un radio de unos 6371 kilómetros, la Tierra es el quinto planeta más grande de nuestro sistema solar, y es el único que se sabe con seguridad que tiene agua líquida en su superficie. La Tierra también es única en lo que respecta a su nombre. Todos los demás planetas del sistema solar recibieron el nombre de una deidad griega o romana, pero durante al menos 1000 años, algunas culturas han descrito nuestro mundo utilizando la palabra germánica «tierra», que significa simplemente «el suelo».
Nuestra atmósfera está compuesta, en gran parte, por nitrógeno.
También tiene mucho oxígeno, que nos permite respirar. Además, nos protege de los meteoroides que se acercan a la Tierra, la mayoría de los cuales se desintegran en nuestra atmósfera antes de llegar a la superficie en forma de meteoritos.
Es posible que, como se trata de nuestro hogar, pienses que lo sabemos todo sobre la Tierra. ¡La verdad es que no! Aún nos queda mucho por aprender sobre nuestro planeta. Actualmente, hay muchos satélites en órbita alrededor de la Tierra, tomando fotos y realizando mediciones. Esto nos permite saber más cosas sobre el clima, los océanos, la tierra, el cambio climático y muchos otros temas importantes.
Historia de la Tierra
Estructura y superficie
- La Tierra es un planeta terrestre. Es pequeño y rocoso.
- La atmósfera terrestre tiene el grosor perfecto para mantener la temperatura templada del planeta, para que seres vivos como nosotros podamos vivir en él. Es el único planeta de nuestro sistema solar que sabemos que tiene las condiciones necesarias para que haya vida. Está compuesto por nitrógeno, en su mayor parte, pero tiene una buena cantidad de oxígeno, que es lo que nos permite respirar.
El tiempo en la Tierra
- Un día en la Tierra dura algo menos de 24 horas.
- Un año en la Tierra dura 365,25 días. Ese 0,25 extra hace que cada 4 años tengamos que añadir un día más al calendario. Ese año se llama año bisiesto.
Los vecinos de la Tierra
- La Tierra es el único planeta que tiene solo una luna.
- La Tierra tiene muchos satélites que la observan y la estudian. Aún nos falta mucho por aprender sobre nuestro planeta.
- La Tierra es el tercer planeta desde el Sol en nuestro sistema solar. Así, nuestros vecinos más cercanos son Venus y Marte.
Historia de la Tierra
Historia reciente
- Conocemos la existencia de nuestro planeta desde la antigüedad, pero durante mucho tiempo no sabíamos que se encontraba en el sistema solar.
¿Qué aspecto tiene la Tierra?
Esta foto fue tomada por un astronauta desde el Apolo 11 en 1969, y muestra la Tierra asomándose por detrás de la Luna ¿No parece pequeña?
Esta es una vista de la Tierra mirando exactamente hacia la parte norte.
Historia de la Tierra
Capas internas de la Tierra
Las capas principales que conforman la estructura interna de la Tierra son la Corteza, el Manto y el Núcleo (ver imagen).
La capa más externa, muy delgada con respecto a las otras, se llama Corteza Terrestre, presenta espesores comprendidos entre 5 a 10 km de profundidad (para la corteza Oceánica) y de hasta 70 km de profundidad (en la Corteza Continental) y es sólida.
La capa más profunda del interior de la Tierra se denomina Núcleo y se divide en dos: el Núcleo Interno y el Núcleo Externo. El Interno es una esfera de unos 2432 km de diámetro de extremo a extremo y en él se encuentra el centro del planeta. La composición del Núcleo es principalmente de Hierro y una pequeña porción de Níquel. El Núcleo interno es sólido mientras que el Externo es líquido (se comporta como un líquido) a causa de las presiones y temperaturas a las cuales es sometido.
Hace 20 años se estimaba que la temperatura cerca del centro de la Tierra rondaba los 5000 °C. Sin embargo, un estudio revela que es al menos 1000 °C mayor, es decir, alrededor de 6000 °C. Este último estudio fue realizado por un grupo de científicos franceses y publicado en la revista Science (Ciencia). La diferencia de temperatura entre el Manto y el Núcleo provoca movimientos térmicos a gran escala que, junto con la rotación de la Tierra, actúan como dínamo y generan el campo magnético de la Tierra.
Historia de La Tierra
Capas de la Tierra
Las capas de la Tierra son las diferentes cubiertas que forman al planeta y que lo envuelven por fuera. Desde el centro de la Tierra, se pueden distinguir las siguientes capas:
- Núcleo interno
- Núcleo externo
- Manto
- Corteza
- Litosfera
- Hidrosfera
- Atmósfera
El núcleo, el manto y la corteza forman parte de la estructura interna del planeta, mientras la litosfera, la hidrosfera y la atmósfera son capas funcionales de la Tierra.
Capas internas de la Tierra
La estructura interna de la Tierra está representada por capas de diferente composición, temperatura y grosor. Su estudio es de importancia para poder explicar cómo se forman las montañas y cómo se producen los terremotos o sismos.
El ser humano usa métodos indirectos para estudiar las capas internas de la Tierra, ya que aún no se ha conseguido llegar más allá de los 12 km de profundidad.
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Corteza terrestre
La capa más delgada y externa de la tierra es la corteza, con un grosor medio de cerca de 30 km (18 mi) debajo de los continentes y 10 km (6 mi) debajo de los océanos. La corteza descansa sobre el manto, que es más rígido; la discontinuidad sísmica de Mohorovicic señala la frontera entre ambos. En general, la corteza es menos densa que el manto, pues sus rocas contienen muchos minerales que incluyen elementos relativamente más ligeros, como el silicio, el aluminio y el calcio. Sin embargo, existen dos tipos diferentes de corteza: la oceánica y la continental. Las variaciones en su composición, densidad y espesor ayudan a explicar las diferencias en su topografía, edad relativa, e historia de formación.
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Corteza Continental
La corteza continental representa sólo un tercio de la superficie global de la Tierra, pero forma las masas de tierra mayores y los mares poco profundos que las bordean. Su espesor oscila entre los 25 y los 70 km (16 a 45 mi), con las porciones más gruesas bajo los jóvenes cinturones de montañas, y tiene enormes variaciones en su composición: desde rocas sedimentarias, como arenisca, carbón y caliza, pasando por rocas metamórficas, como mármol y pizarra, hasta las ígneas, como granito y gabro. Esta variedad de tipos de roca se explica principalmente porque la corteza continental, que es ligera, no se recicla en la misma proporción que la corteza oceánica, que es más densa.
Como resultado, algunas rocas continentales datan de 4.000 MA, y gran parte del material actual sobre el nivel del mar se ha convertido, a través de ciclos repetidos de erosión y formación, en piedras sedimentarias y metamórficas.
Las fuerzas tectónicas también han sometido a los continentes a fases de fragmentación, reunificación y movimiento a largo plazo, y producido la formación de nuevos océanos, montañas, actividad volcánica extensa y la unión ocasional de áreas de tierra llamadas supercontinentes.
Al mismo tiempo se han agregado constantemente nuevas capas de roca a las superficies y márgenes de los continentes y formados estratos, lo cual representa la base de nuestra comprensión de la historia geológica de la Tierra y, gracias al registro de fósiles, de su vida.
Corteza oceánica
La corteza oceánica cubre dos terceras partes de la superficie terrestre, pero ni siquiera las partes más viejas del suelo oceánico sobrepasan los 200 MA, y están cubiertas por una delgada capa de sedimento. Está formada por lavas basálticas relativamente densas y sus rocas; su espesor varía de 6 a 11 km (4 a 7 mi). Debido a su densidad está menos elevada que las rocas de la corteza continental, más ligeras, con una profundidad media de 3 km (2 mi) bajo el nivel del mar.
La corteza oceánica se forma del material del manto dentro de las extensas hendiduras conocidas como dorsales. Aquí, el manto sube, calienta y expande las rocas superiores para formar una cadena montañosa submarina, donde las placas oceánicas a cada lado de la hendidura se separan como dos bandas transportadoras.
Las lavas basáldcas hacen erupción desde fisuras y conos, y se enfrían para formar nuevo suelo oceánico con volcanes, que pueden crecer lo suficiente como para elevarse sobre el nivel del mar y formar cadenas de islas volcánicas cuando la corteza se mueve sobre una pluma del manto. En las zonas llamadas de subducción, la corteza oceánica desciende dentro del manto en relación con la que se crea en las dorsales.
Partes de la Tierra
La Tierra
Isostasia
La corteza continental tiene mayor espesor bajo cinturones de montañas jóvenes, donde raíces profundas de la corteza llegan a alrededor de 70 km (45 mi) en el manto subyacente. Se puede pensar en bloques de corteza que flotan en el manto, concepto conocido como isostasia.
Como un iceberg en el mar, la corteza flota debido a que la densidad de la corteza continental es mucho más baja que la del manto. Pero a mayor masa de roca sobre el nivel del mar, se requiere mayor capacidad de flotación para apoyarla, con raíces más profundas.
En comparación, la corteza oceánica, más densa y delgada, es menos flotante, con un punto de equilibrio por debajo del nivel del mar, por lo que raramente se ve como tierra firme.
En la corteza terrestre se distinguen:
- La corteza continental: es la parte que conocemos como tierra, los continentes con sus montañas y las islas. Tiene un espesor de 30 a 50 kilómetros. Está compuesta por granito, esquisto, gneis y rocas volcánicas en su base, sobre las cuales se asientan rocas sedimentarias como el silicio y el feldespato.
- La corteza oceánica: es la parte sólida por debajo de los océanos. Mide 7 kilómetros de grueso y está compuesta por basalto y gabro.
Por debajo de la corteza se encuentra una fase de transición conocida por discontinuidad de Mohorovicic. Esta fue descubierta por el sismólogo Andrija Mohorovicic estudiando el terremoto en Croacia en 1909.
Figura de la corteza terrestre.
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Manto
El manto es una capa gruesa que se encuentra entre el núcleo y la corteza. Esta capa ocupa el mayor volumen de la Tierra y el 69% de la masa total del planeta.
Está compuesto por rocas ultrabásicas, gabros y peridotitas, ricas en magnesio y hierro. La temperatura del manto aumenta desde 1400 ºC en la parte más externa hasta 2800 ºC en el fondo.
El manto se puede dividir en tres zonas:
- El manto superior: entre los 200 y los 400 km.
- La zona de transición: entre los 400 y los 1000 km.
- El manto inferior: entre los 1000 y los 2900 km.
Por debajo del manto sigue el núcleo. Estos están separados por la discontinuidad de Gutenberg. Esta zona de transición tiene hasta 200 km de grosor y se caracteriza por cambios grandes en velocidad sísmica, densidad, y temperatura. Fue descubierta en 1914 por el sismólogo alemán Beno Gutenberg.
El manto terrestre esuna capa de roca densa y caliente que se ubica en el interior del planeta Tierra, entre el núcleo y la corteza terrestre. Tiene un espesor de 3.000 km y en él predominan minerales como los silicatos.
Es una estructura queno tiene una composición uniforme, pero está formada principalmente por materiales que contienen sílice, oxígeno, magnesio, hierro, aluminio y otros metales.
Las temperaturas de esta zona de la Tierra varían en función de la cercanía o lejanía del núcleo. Así, la zona más cercana al núcleo puede alcanzar una temperatura que ronda los 3500 °C, mientras que las zonas más alejadas del núcleo pueden llegar a tener temperaturas alrededor de los 600 °C.
El manto terrestre presenta dos capas definidas: el manto superior y el manto inferior. El manto superior tiene una mayor viscosidad que el inferior, su interior se desplaza muy lentamente y es el responsable del movimiento de las placas tectónicas.
La Tierra
Función del manto terrestre
El manto terrestre se ubica entre el núcleo y la corteza terrestre.
El manto terrestre constituye más del 80 % del volumen del planeta Tierra ysu función principal es ser aislante térmico y refractario de la superficie terrestre.
Los movimientos del manto superior son constantes y están producidos por corrientes de tipo convectivas que mueven las placas tectónicas de la Tierra.
El movimiento de placas tectónicas es vital para el desarrollo geológico del planeta y la supervivencia de los seres vivos que en él habitan, ya que genera nuevas superficies.
El magma expulsado del manto, en procesos como el vulcanismo, forma una nueva corteza en el lugar en el que las placas tectónicas se separan. Estos son procesos que intervienen en el ciclo de carbono, que es indispensable para regular la temperatura terrestre.
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Características del mando terrestre
Algunas de las principales características del manto terrestre son:
- Es la capa más extensa que compone la Tierra y ocupa más del 80 % del planeta.
- Es la capa que se halla entre la superficie o corteza terrestre y el núcleo.
- Está formado por el manto inferior y el manto superior.
- Tiene temperaturas que superan los 600 °C.
- Se extiende a partir de los 8 km en zonas oceánicas, de los 30 km en zonas continentales y de los 70 km en zonas montañosas.
- Está formado principalmente por elementos que contienen silicio, oxígeno, magnesio y hierro.
- Está formado por elementos en estado sólido o viscoso.
- Es responsable del movimiento de las placas tectónicas, debido a las corrientes de convección que ocurren en su interior.
- Su estudio se da en base a los materiales que emergen a la superficie terrestre producto de fenómenos como la actividad volcánica y la orogenia y con el estudio de las ondas sísmicas.
Composición y estructura del manto terrestre
El manto terrestre está formado por el manto superior y el manto inferior.
El manto terrestre se diferencia del núcleo y de la corteza terrestre por su composición. Aunque la composición del manto no es uniforme,está principalmente formado por silicatos, es decir, materiales compuestos por oxígeno y silicio que, además, pueden contener hierro, calcio y aluminio.
Existen dos capas bien diferenciadas del manto terrestre: el manto inferior y el manto superior. Entre ambas capas se produce una particular aceleración de las ondas sísmicas y sus principales características son:
- Manto superior. Comienza en la discontinuidad de Mohorovicic, que es la zona de transición entre la corteza y el manto terrestre, y se divide en dos capas: la litosfera y la astenosfera. El manto superior es una estructura mayormente sólida formada por peridotita y con componentes químicos como el silicio, el oxígeno, el magnesio y el hierro. En la astenosfera los compuestos pueden fluir lo que permite el movimiento de las placas tectónicas. Las temperaturas en el manto superior van desde los 200 a los 900 °C y es una estructura que tiene un grosor de más de 600 km.
- Manto interior. Comienza en la zona de transición que está luego del manto superior y se extiende hasta la discontinuidad de Gutenberg. Tiene un grosor que va desde los 700 km hasta los 2900 km y presenta mayor temperatura y presión que el manto superior y la zona de transición. Es una capa sólida formada por elementos compuestos por silicio y magnesio, como el mineral perovskita. La mayor parte de las evidencias que se conocen de esta capa surge de las investigaciones del magma que emerge de la Tierra tras la actividad volcánica.
Núcleo
El núcleo se encuentra en el centro del planeta. Es la zona central metálica y donde se produce el campo magnético de la Tierra, el núcleo es la porción interna más profunda de la estructura de nuestro planeta, es decir, a su esfera central misma. Está situada por debajo del manto terrestre, a unos 2.900 kilómetros por debajo de la superficie planetaria.
El núcleo empieza a partir de los 2900 kilómetros y tiene un grosor de 3479 km. Representa menos de la quinta parte del volumen terrestre y un tercio de la masa de la Tierra. Es en el núcleo donde la Tierra tiene la mayor densidad.
Al tratarse de la capa más profunda del planeta, es un sitio muy caliente y denso, que posee características muy particulares respecto de las capas más superficiales, y también respecto a los demás planetas conocidos, pues la Tierra es el cuerpo más denso de todos los que existen en el Sistema Solar (con una densidad promedio de 5515 kg/m3).
El núcleo está compuesto principalmente por hierro y níquel, con pequeñas cantidades de oxígeno, azufre, potasio y silicio. Se divide en:
- Núcleo externo: es una capa líquida, con un espesor de 2270 km y temperaturas entre 3000 y 5000 ºC.
- Núcleo interno: es una esfera sólida de hierro, con un radio de más de 1000 km y temperaturas por arriba de los 5000 ºC.
Entre el manto y el núcleo se produce transferencia de calor por convección, es decir, el material caliente de baja densidad sube mientras el material más frío y de mayor densidad baja.
El descubrimiento del núcleo se produjo en 1906 gracias al geólogo Richard Oldham. Treinta años después, Inge Lehmann descubrió que, a los 5000 km de profundidad, se produce una zona de transición que separa el núcleo externo del interno.
La Tierra
Formación del núcleo terrestre
Los componentes del núcleo terrestre estuvieron presentes cuando nació el planeta, hace aproximadamente 4600 millones de años.
Así como el resto del material del Sistema Solar, la Tierra atravesó etapas de intensas temperaturas iniciales, que permitieron la formación de aleaciones metálicas particularmente densas en su centro.
Dichos materiales permanecen aún en su núcleo metálico, sometidos al inmenso efecto de la gravedad y la presión.
Sin embargo, el núcleo como tal surgió mucho después, gracias a la diferenciación de los materiales terrestres conforme el planeta se enfriaba.
Así, los materiales más livianos como la mayoría de los silicatos, formaron las capas exteriores del manto y la corteza, mientras que el hierro y diversos materiales pesados y radiactivos permanecían en el fondo. A este proceso se le conoce como “diferenciación planetaria”.
Temperatura del núcleo terrestre
Como hemos dicho, la temperatura del núcleo terrestre es muy elevada, alcanzando los 6700 grados centígrados: más caliente que la superficie más externa del Sol.
Capas externas de la Tierra
La Tierra presenta tres diferentes tipos de envolturas que interactúan entre sí, y en donde se desarrollan los seres vivos: la litosfera, la hidrosfera y la atmósfera.
Litosfera: la capa sólida de la Tierra
La litosfera es la capa más superficial de la geosfera, cuya denominación responde a sus diferencias dinámicas con respecto a otras partes de la Tierra. De esta manera, en la litosfera se concentran materiales rocosos con unas propiedades muy diferentes a las capas subyacentes.
Por otra parte, la litosfera de la Tierra incluye una intensa interacción con procesos atmosféricos, biológicos e hidrológicos. Por tanto, concentra numerosos procesos híbridos a nivel superficial que van atenuándose a medida que aumenta la profundidad. Aun así, la litosfera posee unas características generales que conviene conocer.
Características de la litosfera
La litosfera de la Tierra contempla espesores de 100 km, incluyendo parte del manto superior. Sin embargo, los espesores pueden disminuir en zonas de corteza oceánica donde la astenosfera es más somera o aumentar en zonas orogénicas.
La litosfera se subdivide en una serie de placas que, debido a sus valores de densidad y composición, flotan sobre la astenosfera.
La interacción entre las diferentes partes se denomina tectónica de placas y su estudio es crucial para entender la formación de los elementos que conforman la litosfera de la Tierra.
Estos fragmentos líticos de gran tamaño incluyen diferentes capas de la litosfera y diversos tipos de límites laterales. Estos márgenes son deslizantes, convergentes o divergentes dependiendo de la dinámica de las placas a causa de los movimientos de convección del manto.
Cada uno de estos límites tendrá su expresión geográfica y dará lugar a fenómenos como terremotos y volcanes, entre otros. Por tanto, la litosfera de la Tierra no solo incluye los procesos provocados por elementos internos.
A ellos debe sumarse los efectos de los agentes externospresentes en la hidrosfera, atmósfera y biosfera.
Los componentes de la litosfera corresponden a materiales rígidos con un comportamiento mecánico frágil en superficie.
Sin embargo, las placas tectónicas tienen un comportamiento mecánico plástico, que bien puede ser elástico cuando los valores de deformación no son suficientemente importantes para deformarla de manera irreversible.
Dentro de cada complejo, la composición de la litosfera puede afectar a sus valores dinámicos. Por tanto, la escala de observación de los elementos de la litosfera y su variabilidad es relevante para determinar sus características mecánicas.
De ahí, la necesidad de señalar las diferentes capas de la litosfera terrestre.
Capas de la litosfera
Corteza oceánica
La corteza oceánica corresponde a una de las partes más superficiales de la litosfera de la Tierra.
Los materiales expulsados por la actividad volcánica en lugares como dorsales, interaccionan con el agua del mar dando lugar a reacciones químicas con productos característicos.
Al mismo tiempo, la cercanía de la astenosfera impide estadios avanzados de cristalización de los magmas, creando una corteza con una composición poco variable.
La composición de la litosfera oceánica incluye rocas muy densas como dunitas, gabros y basaltos.
La actividad volcánica es muy intensa en los límites divergentes de la corteza oceánica, lo que da ambientes de alta temperatura y baja presión, perfectos para albergar rocas metamórficas como los esquistos verdes.
Los valores de densidad de la corteza oceánica permiten que se hunda en límites convergentes por debajo de la corteza continental, creando zonas de subducción.
Debido a la elevada tasa de reciclaje de la corteza oceánica, su edad oscila los 180 Ma y posee espesores pequeños de unos 10 km.
Por otra parte, los procesos biológicos e hidrológicos son de gran importancia para estudiar la corteza oceánica.
La actividad bacteriana en el fondo marino puede condicionar la composición de la litosfera y, por ende, la cristalización de los basaltos hasta 550 metros de profundidad.
Mientras, el agua del mar actúa como fundente y determina las reacciones químicas necesarias para formar minerales hidratados como los incluidos en el grupo de la serpentina.
Corteza continental
La corteza continental incluye la parte superficial de la litosfera y posee una composición muy variable. Su espesor oscila entre 35-40 km, siendo mayor en zonas orogénicas.
Los procesos de meteorización, transporte y erosión son muy intensos, lo que provoca una mayor diversidad lítica que incluye rocas metamórficas y sedimentarias.Además, los materiales ígneos disponen de los mecanismos necesarios para una cristalización fraccionada de los magmas.
Como consecuencia, está formada en su parte más externa por rocas sedimentarias y graníticas félsicas que en profundidad evolucionan a rocas metamórficas como anfibolitas y granulitas. A su complejidad composicional se le suman los efectos de los agentes externos.
Por si fuera poco, la tectónica de placas emborrona los materiales de la corteza continental, dando lugar a la obducción de rocas formadas en la corteza oceánica, entre otros.
Comprender la composición de la litosfera continental implica estudiar cada caso por separado. No obstante, la transición entre la parte granítica superior y la parte basáltica inferior de la corteza continental puede intuirse por la discontinuidad de Conrad.
Este límite indica disimilitudes significativas en el comportamiento de las ondas sísmicas y establece una transición medible en algunos lugares. La tasa de reciclaje de la corteza continental es sensiblemente menor, lo que permite encontrar rocas continentales con edades de 3.960 Ma.
Manto litosférico
Esta zona es la parte más profunda de la litosfera de la Tierra y corresponde a la parte superior del manto sobre la que se apoyan las placas tectónicas.
En esta capa, la composición de la litosfera está compuesta por peridotita. Las diferencias de densidades permiten que las placas tectónicas floten en ella, dando lugar al fenómeno conocido como isostasia.
Este empuje explicado por el principio de Arquímedes permite que, ante la colisión de dos placas tectónicas, el orógeno se levante acelerando su erosión.
Por otro lado, también explica por qué la corteza oceánica no atraviesa el manto litosférico.
En esta capa, los procesos de fusión son lo bastante significativos para provocar la creación y ascensión del magma.
Ya sea por la fricción presente en los márgenes convergentes o por la cercanía de la astenosfera, los materiales se deforman de manera dúctil sin llegar a fundirse del todo.
La transición entre el manto litosférico y la astenosfera se establece alrededor de los 1280 ºC coincidiendo con el límite de fusión de las rocas ultramáficos y por las diferencias en el comportamiento mecánico de los materiales (LAB).
Importancia de la litosfera
En la litosfera de la Tierra se desarrollan los procesos que permiten la formación de suelos y la disponibilidad de elementos químicossobre los que se sustentan la vida.
El conocimiento de los procesos que la afectan y la distribución de sus componentes, permite la obtención de recursos necesarios para nuestra estabilidad económica y social.
Las interacciones con la atmósfera, hidrosfera y biosfera permiten reconstruir la historia geológica del planeta y entender la dinámica de diferentes subsistemas como el clima o los ecosistemas.
La astenosfera
En geología estructural, la astenosfera se define como la capa consecutiva a la litosfera con una mayor tendencia a fluir y menor resistencia a la deformación. Mientras, los geofísicos acuñan el término a una capa de baja velocidad donde existe un evidente cambio en las ondas sísmicas.
Esta ambigüedad se haya en su origen, cuando en 1914 Barrell propuso la astenosfera como una capa plástica de profundidad indefinida. La necesidad de explicar la isostasiay la imposibilidad de una observación directa impulsó la investigación de técnicas alternativas que apoyaran la propuesta de Barrell.
Sin embargo, esta iniciativa ha dado grandes problemas, pues destruye el razonamiento científico basado en la recopilación de datos para construir una teoría, y no en el uso de datos para refutar una teoría determinada.
Aunque ello implique ignorar datos que contradicen las características clásicas que se la atribuyen, algunos libros de texto siguen replicando teorías alejadas de la realidad experimental.
De esta manera, numerosos científicos han seguido la estela de Barrell provocando gran confusión y la aparición de significados apoyados en criterios diversos y difíciles de solapar.
Características de la astenosfera
- En la astenosfera se presupone la existencia de material parcialmente fundido.
- Disminuye la velocidad de las ondas sísmicas hasta niveles de unos 660 km.
- Gracias a ello, la astenosfera recibe el nombre de canal de baja velocidad. Sin embargo, este concepto no posee una continuidad, ya que algunos estudios profundos en cratones han revelado su inexistencia. En el límite de estos con la astenosfera las mediciones reflejan una marcada anisotropía en las ondas sísmicas.
- Por otro lado, la presencia de elementos litosféricos suprayacentes composicionalmente diferentes pone materiales de distinta naturaleza a merced de los procesos de fusión parcial. Al mismo tiempo, temperatura y presión pueden provocar cambios significativos en la densidad y viscosidad del material astenosférico. A pesar del efecto que la diferencia composicional entre corteza oceánica y continental puede conllevar, la composición de la astenosfera subyacente puede considerarse constante.
- Sin embargo, los estudios más recientes desechan el término astenosfera y la estudian en conjunto con el manto. Esto se debe a que los movimientos convectivos responsables de la tectónica de placas se originan en la zona de transición entre el núcleo externo y el manto inferior a unos 2.900 km de profundidad. Por tanto, las plumas térmicas afectan tanto a la mesosfera como a la astenosfera durante su ascenso. Además, los criterios utilizados para caracterizar esta capa de la geosfera son sobrepasados por la cantidad de ejemplos que se quedan fuera. Para entender esto, se necesita una explicación más exhaustiva sobre las corrientes de convección.
Corrientes de convección en la astenosfera
Las características físicas de la astenosfera permiten el equilibrio isostático y el movimiento de las placas sólidas de la litosfera.
No obstante, es en el límite entre manto inferior y núcleo externo donde se producen los penachos térmicos que ascienden y crean las corrientes de convección.
Colocando la astenosfera como una zona de transición mecánica entre litosfera y mesosfera.
El aumento de la temperatura se debe a la pérdida de calor secular de la Tierra y la desintegración de los elementos radiactivos.
Este calor se transmite por convección y difusión y su existencia deriva de la observación experimental y del valor supercrítico del número de Rayleigh.
La zona de transición entre el manto inferior y el núcleo externo es una capa con un importante gradiente térmico conocida como nivel discontinuo o capa D.
Durante la ascensión de los penachos térmicos, la heterogeneidad de las capas puede provocar su estratificación.
Se producen puntos calientes que no están unidos a la fuente magmática original, pero que conservan la temperatura durante millones de años.
En términos generales, las diferencias de temperatura provocan corrientes de convección que calientan el material incluido en la astenosfera y mesosfera. Estas capas arrastran la costra enfriadaconocida como litosfera de la misma forma que pasaría con la capa de grasa superficial en una sopa hirviendo.
Por ende, explicar la tectónica de placas tomando solo la astenosfera es imposible, pues sus características son insuficientes para explicar su dinámica.
Límite entre astenosfera y mesosfera
El límite que establecen las ondas sísmicas a 660 km advierte de un cambio en las propiedades del material producido por la densificación mineral.
Este proceso se debe a ladeshidratación de los minerales durante la subducción como ocurre con la serpentina a niveles de 400 km. A mayor profundidad, lapresión permite que minerales como el olivino se transformen en su fase densa.
Esto ocurre hasta los 700 km donde la presión alcanza valores suficientes para modificar la estructura mineral.
Con profundidades superiores, estos mecanismos desaparecen y se produce la variación en las ondas sísmicas y la ausencia de terremotos profundos.
Así, los materiales subducidos se precipitan como una cascada hasta los límites del nivel discontinuo D debido al aumento de la densidad.
Estas diferencias composicionales y reológicas establecen el límite entre la astenosfera y la mesosfera. Sin embargo, habrá que esperar los avances científicos para profundizar en las características de la astenosfera profunda.
Importancia de la astenosfera
El estudio de la astenosfera es beneficioso para explicar la evolución tectónica del planeta y determinar los entresijos de la dinámica de placas. Conocer sus peculiaridades nos permite establecer una relación entre los materiales y los parámetros físicos y químicos del planeta y descubrir sus efectos.
Siendo la astenosfera una parte importante del complejo térmico terrestre, su evaluación facilita la comprensión de la Tierra como máquina térmica.
Además, reconocer los procesos y características propias de la astenosfera permite establecer una clasificación simplificada para entender su complejidad.
La atmosfera
Laatmósfera terrestre es una franja de aire formada por numerosas capas en función de la temperatura. Gracias a este manto protector, añade el sitio, la vida en la Tierra es posible, ya que éste protege de la radiación solar y el calor emitido por la estrella.
El límite de la atmósfera sigue motivando debates entre los científicos, pues no todos coinciden en un punto preciso para definir dónde es que ésta termina.
No obstante, algunas de las estimaciones señalan que el manto se extiende desde la superficie de la Tierra hasta unos 100 kilómetros de altura.
Sobre el origen de la atmósfera también hay diversas teorías que buscan explicar cómo es que ésta se formó.
Britannica apunta que una de las versiones más reconocidas dice que esta capa es el resultado de una liberación gradual de gases procedentes del interior del planeta y de las actividades metabólicas de las formas de vida.
Ello supondría un surgimiento distinto al de la atmósfera primigenia, misma que se constituyó por desgasificación durante la formación de la Tierra.
Las investigaciones sobre la composición química de la atmósfera han determinado cuáles son los principales elementos que la componen. El predominante es el nitrógeno, al representar el 78% del total. Le sigue el oxígeno con un 21%, un 0.93% de argón y un 0.04% de dióxido de carbono.
A todo esto hay que sumar considerables trazas de neón, helio, metano, criptón, ozono e hidrógeno, además de vapor de agua.
Las capas atmosféricas
Independientemente a los elementos que componen a la atmósfera, están las principales capas que de las cuales consta esta franja. Son cinco: troposfera, estratosfera, mesosfera, termosfera y exosfera.
Troposfera
Esta es la capa más baja. Los cálculos indican que la troposfera va de unos 7 a 15 kilómetros desde la superficie terrestre. Cuenta con la mayor parte de la masa atmosférica y del vapor de agua, junto con el polvo y las partículas de ceniza.
Lo anterior explica por qué aquí se encuentran la mayoría de las nubes.
Estratosfera
En orden ascendente, laestratosfera es la sigue. Ella contiene la mayor parte del ozono de la atmosfera. Es la que protege de los rayos UV del Sol. Su extensión se halla a 50 kilómetros desde la superficie del planeta azul.
A diferencia de la capa anterior, en esta las temperaturas aumentan con la altura, gracias a la absorción de las emisiones solares.
Mesosfera
La mesosfera se encuentra a 85 kilómetros de altura. Nuevamente, entre más altitud se tenga en esta capa, las temperaturas irán disminuyendo. La densidad que alcanza la atmósfera en esta área es la que hace que los meteoritos se quemen al atravesarla.
Termosfera
Conforme latermosfera va llegando a más altura, las temperaturas ascienden. Mucho se desconoce sobre esta capa que, aunque se considera parte de la atmósfera, de la misma manera se le concibe dentro del espacio exterior, pues se ubica a 600 kilómetros.
Exosfera
Ya en este punto, se considera que todo límite de la atmósfera llega a su final. En esta capa, la atracción de la gravedad terrestre es tan pequeña que las moléculas de gas escapan hacia el espacio.
Las principales funciones de la atmósfera son las siguientes:
- Alojamiento de la capa de ozono, sección que filtra la dañina radiación ultravioleta (UV) proveniente del sol.
- Regulación del clima, tanto por el movimiento de las masas de aire frío y caliente sobre los océanos y masas continentales, como por su efecto en las corrientes oceánicas y en el transporte del vapor de agua.
- Participación como reservorio de algunos elementos químicos esenciales para los seres vivos, como carbono y nitrógeno.
La capa de ozono
La capa de ozono es una zona de la atmósfera terrestre que cumple una función crucial para el ser humano, ya que sirve deescudo protector contra la radiación solar.
De este modo, nos protege de enfermedades que derivan de ella, como el cáncer de piel o las cataratas oculares.
El primer paso para conocer su función es situarla correctamente. La atmósfera de la Tierra está dividida en cinco capas, de las cuales las más relevantes para tratar este tema son la troposfera y la estratosfera. La primera, parte desde el suelo de nuestro planeta hasta 12 kilómetros de altura y la segunda, desde esos 12 kilómetros hasta los 50.
La capa de ozono, denominada también ozonosfera, se sitúa en la estratosfera y es la zona donde se encuentra el ozono en cantidades relativamente altas. De hecho, el 90 % de toda la atmósfera se concentra ahí.
Su función principal es absorber entre el 97 y el 99 % de la radiación ultravioleta de baja frecuencia (150-300 nm).
Precisamente, el ozono se crea por esta radiación, ya que reacciona con la energía ultravioleta dividiéndose en una molécula de oxígeno y un átomo simple del mismo elemento.
De modo general, estos átomos simples de oxígeno que quedan sueltos vuelven a unirse con moléculas de oxígeno y se convierten de nuevo en una molécula de ozono.
Este ciclo de ozono-oxígeno hace que la radiación ultravioleta dañina se convierta en calor y, así, el ozono evita que los rayos UV incidan en zonas más bajas de la atmósfera.
Tengamos en cuenta que, si estos rayos llegaran a la troposfera, podrían afectar a nuestra salud fácilmente.
¿Por qué se destruye la capa de ozono?
Para explicar por qué se destruye la ozonosfera debemos citar los átomos de ozono y oxígeno libre de los que hablamos en el anterior apartado.
Estos son muy inestables y reaccionan con mucha facilidad con otros compuestos que se encuentran de forma natural en la atmósfera.
Así, las erupciones volcánicas pueden derivar en una mayor destrucción del ozono al inyectar materiales en la estratosfera.
No obstante, no es algo que ocurra con mucha frecuencia y, de hecho, los propios procesos naturales regulan el equilibrio del ozono en esta zona.
Sin embargo, sí se llegó a determinar que ciertos compuestos químicos, provenientes de actividades humanas, rompían la ozonosfera peligrosamente.
Los primeros en señalarse, encontrados en ciertos productos como los aerosoles, son los que liberaban cloro a la atmósfera, llamados clorofluorocarbonos (CFC).
¿Cómo podemos restablecer la capa de ozono?
Hace décadas que esta capa se convirtió en una gran preocupación, y todos sabemos que debemos hacer lo posible para protegerla.
Así, cada 16 de septiembre se celebra el Día Internacional de la Preservación de la Capa de Ozono, fecha perfecta para recordar la importancia de su cuidado y crear conciencia sobre su preservación.
El daño causado a la ozonosfera provocó, hace algunas décadas, que nuestraexposición a la radiación solar se elevara.
Sin embargo, desde que se prohibieron ciertos productos nocivos en el Protocolo de Montreal de 1987, la capa de ozono se va recuperando lenta pero efectivamente.
Gracias a las mediciones de un satélite, denominado Aura, se ha confirmado que la disminución del cloro en la estratosfera es menor que hace décadas y ha recuperado el 20 % del ozono.
Los expertos aseguran que la recuperación del daño causado a lacapa de ozono será entre 2060 y 2080. No obstante, debemos tener en cuenta que esta baja concentración de ozono, llamada también agujero de ozono, puede perdurar, aunque más pequeña, debido a otros compuestos de duración superior.
Con toda esta información, es fácil deducir que, si seguimos con la reducción de consumo de ciertas sustancias nocivas para ella, se restablecerá de forma natural.
Una de las labores de nuestra empresa es ayudar a las demás a cumplir con sus obligaciones medioambientales.
- Eliminar por completo el uso de aerosoles que contengan clorofluorocarbonos. Aquí se engloban desodorantes, perfumes o insecticidas, entre otros ejemplos. También erradicar completamente halones de extintores.
- Reducir el uso de cualquier vehículo a motor, incluyendo aviones y barcos, pues estos medios de transporte emiten gran cantidad de gases contaminantes a la atmósfera. Animamos a las empresas a apostar por el empleo de vehículos ecológicos, eliminar el uso de aviones (para viajes de menos de tres horas) e intentar que los trabajadores compartan vehículo para acudir al trabajo.
- Para limpiar cualquier zona laboral o particular, nada mejor que hacerlo con aquellos que sean libres de tóxicos, como el vinagre o el bicarbonato sódico.
- Comprar productos locales y de temporada es una acción perfecta para evitar traslados, por las emisiones de gases citadas en el punto anterior.
- Reciclar para no generar residuos es muy importante. Nosotros lo ponemos fácil, pues nuestra labor como profesionales del sector es gestionar y reciclar residuos eléctricos y electrónicos (RAEE).
En conclusión, la capa de ozono es fundamental para el ser humano y debemos protegerla por los motivos ofrecidos en este artículo.
Hacemos un llamamiento a las empresas a ser responsables y a apostar en expertos, como nosotros, para que sus acciones no repercutan en la contaminación atmosférica.
Hidrosfera: la capa de agua de la Tierra
La hidrosfera es la porción de agua que hace de la Tierra un planeta único en el sistema solar. Esta incluye los océanos, los ríos, los lagos y los glaciares, cubriendo tres cuartas partes de la superficie del planeta.
La hidrosfera es importante para la vida. Sabemos que los primeros seres vivos aparecieron en los océanos hace millones de años, para luego moverse hacia la superficie terrestre sólida.
Esta capa está en constante movimiento, formando lo que se conoce como el ciclo del agua. Este movimiento se refleja en las mareas, cuando se evapora el agua y cae como lluvia y en el curso de los ríos hasta los mares.
La hidrosfera es la capa de agua que rodea la Tierra.
El agua circula continuamente de unos lugares a otros, cambiando su estado físico, en una sucesión cíclica de procesos que constituyen el denominado ciclo hidrológico, el cual es la causa fundamental de la constante transformación de la superficie terrestre.
La energía necesaria para que se puedan realizar esos cambios de estado del agua y el ciclo hidrológico procede del Sol.
En resumen, es una cubierta dinámica, con continuos movimientos y cambios de estado, que regula el clima, participa en el modelado del relieve y hace posible la vida sobre la Tierra.
La hidrosfera es también responsable de riesgos geológicos externos como inundaciones, muchos deslizamientos del terreno, algunas subsidencias del terreno.
La hidrosfera se formó por la condensación y solidificación del vapor de agua conteniendo en la atmósfera primitiva.
El agua cubre casi las tres cuartas partes de la superficie de la Tierra.
La mayoría (97%) es agua salada que forma mares y océanos y, una pequeña parte (3%), se encuentra en la atmósfera y sobre los continentes, generalmente en forma de agua dulce.
Esta última parte se encuentra de mayor a menor cantidad de agua:
hielo> agua subterránea> lagos, embalses, pantanos, ríos > atmósfera > biosfera (seres vivos).
Entre las características de la hidrosfera destacamos su composición mineral, salinidad, contenido en oxígeno, variación de la temperatura con la profundidad y densidad:
| -Composición del agua del mar y del agua continental.
La salinidad media de mares y océanos es de 35 gr/l (3,5%), las sales principales son el Cl– y el Na+, y en menor proporción SO4 2-, Mg2+ y otros iones, mientras que la salinidad de las aguas continentales varía muchísimo dependiendo de las rocas por donde discurra el agua (si son rocas muy solubles el agua se carga de sales superando la salinidad del mar), también puede variar su composición química dependiendo de la naturaleza de los terrenos que atraviesan, aunque en general, en las aguas continentales predominan los aniones CO3 2-, HCO3–, SO4 2-, , Cl– y los cationes Na+, K+, Ca2+ y Mg2+.
–Características del agua oceánica: salinidad, temperatura: termoclina. Densidad y contenido en oxígeno. Salinidad: es la concentración total de los iones disueltos presentes en el agua.
La salinidad media de mares y océanos es de 35 gr/l, aunque existen variaciones de unos mares a otros debido a la mayor evaporación que concentra las sales (Mar Mediterráneo 38 g/L, Mar Rojo 40 g/L, Mar Muerto 226 g/L) o al aporte de aguas dulces como las procedentes de la fusión glacial (Mar Báltico 5 g/L).
Temperatura: varía en los océanos con la profundidad y la latitud (latitudes bajas presentan aguas cálidas mientras que latitudes altas aguas frías).
En las latitudes medias y bajas es típica la presencia de 3 capas en profundidad con diferentes características térmicas:
– Capa superficial o epilimnion: afectada por la temperatura exterior y la radiación solar, tiene una profundidad de unos 200 metros, la temperatura (de 12 a 30 ºC según latitud) suele ser bastante uniforme gracias también a la mezcla que produce el oleaje.
– Capa de transición o termoclina: situado debajo de la anterior capa cálida, aquí se produce un descenso brusco de la temperatura con la profundidad, el límite es muy variable, según la latitud y estación del año, pudiendo llegar a 1.000 metros de profundidad.
Esta agua fría (más densa) situada debajo de la cálida (menos densa) impide la mezcla del agua cálida con las aguas profundas.
– Capa profunda o hipolimnion: presenta temperaturas frías (0-5 ºC) y constantes (con poca o nula variación térmica, aunque en algunos casos disminuye la temperatura muy lentamente con la profundidad), ya que la termoclina impide la mezcla con las aguas cálidas superficiales, por lo que también disminuye e incluso puede desaparecer el oxígeno disuelto.
Esta diferenciación térmica se aprecia durante todo el año en las zonas tropicales, en verano en las zonas templadas (en invierno no hay termoclina) y no existe en las regiones frías (en latitudes árticas y antárticas, la temperatura del agua superficial es cercana a los 0 ºC, con lo que varía muy poco con la profundidad y así, no hay diferentes capas).
Densidad: la densidad del agua oceánica es algo mayor que la del agua pura, variando en proporción directa con la salinidad (más sales más densidad) y en proporción inversa con la temperatura (más temperatura menos densidad).
De estos dos factores, tiene una mayor incidencia la temperatura, por lo que el agua más densa es la de los mares polares.
La distinta densidad de las masas de agua provoca su desplazamiento tanto en horizontal como en la vertical, de manera que las más densas se colocan por debajo de las más ligeras. Así las variaciones de densidad constituyen un factor determinante en la dinámica oceánica (responsable junto con la dinámica atmosférica de suavizar las diferencias de temperatura en la Tierra).
Contenido en oxígeno: Los gases disueltos en el agua son los mismos que componen el aire libre, pero en diferentes proporciones, condicionadas por la aportación atmosférica y diversos factores.
La temperatura y la salinidad influyen reduciendo la solubilidad de los gases cuando cualquiera de esos dos parámetros aumenta. Otros factores son la actividad metabólica de los seres vivos.
El oxígeno (O2) abunda sobre todo en la superficie, donde predomina la fotosíntesis sobre la respiración, y suele presentar su mínimo hacia los 400m de profundidad, donde los efectos de la difusión desde el aire libre y de la fotosíntesis ya no alcanzan, pero donde todavía es alta la densidad de organismos consumidores, que lo agotan.
En resumen, las aguas más agitadas, frías y con abundantes organismos fotosintéticos tendrán más oxígeno.
DISTRIBUCIÓN DEL AGUA EN LA TIERRA.
- 97% salada (océanos y mares)
- 3% dulce (hielo > agua subterránea > lagos-embalses, pantanos, ríos > atmósfera > biosfera).
CONCEPTO Y BALANCE DEL CICLO HIDROLÓGICO.
El ciclo hidrológico es posible debido a unos procesos que hacen pasar el agua de unos compartimentos de la hidrosfera a otros, en algunos casos con cambio de estado incluido. Estos procesos son: evaporación, evapotranspiración, condensación, precipitación, infiltración y escorrentía.
Tanto el agua de escorrentía como la infiltrada en el terreno (agua subterránea) se dirigen de vuelta al mar cerrando el ciclo. Para que se produzcan estos procesos es necesaria la energía del Sol (produce la evaporación y evapotranspiración) y la fuerza de la gravedad (causa precipitaciones, escorrentía y la infiltración).
Balance: en los océanos se evapora más cantidad de agua de la que se precipita en los océanos. En los continentes precipita más agua de la que se evapora en los continentes.
Los continentes, por lo tanto, tienen un balance positivo del agua y los océanos tienen un balance negativo. Esta diferencia se ve compensada por el agua que regresa a los océanos desde los continentes. Entonces el balance global del ciclo hidrológico está equilibrado.
