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tierra

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tierra Símbolo astronómico de la tierra
La fotografía de Blue Marble de la Tierra, tomada por la misión Apolo 17. La península arábiga, África y Madagascar se encuentran en la mitad superior del disco, mientras que la Antártida está en la parte inferior.
La canica azul , la fotografía de la Tierra más utilizada, [1] [2] tomada por lamisión Apolo 17 en 1972.
Designaciones
Gaia , Gaia , Terra , Tellus , el mundo , el globo
AdjetivosTerrenal, terrestre, terrestre, telúrico
Características orbitales
Época J2000 [n 1]
Afelio152 100 000  km ( 94 500 000  mi) [n 2]
Perihelio147 095 000  kilometro ( 91 401 000  mi) [n 2]
149 598 023  kilometro ( 92 955 902  mi) [3]
Excentricidad0,016 7086 [3]
365,256 363 004  d [4]
( 31 558,149 7635  ks )
Velocidad orbital media
29,78 km / s [5]
( 107 200  km / h; 66 600  mph)
358.617 °
Inclinación
−11.260 64 ° [5] a la eclíptica J2000
02-ene-2021 13:59 [7]
Argumento de perihelio
114.207 83 ° [5]
Satélites
  • 1 satélite natural: la Luna
  • 5 cuasi-satélites
  • > 3 300 satélites artificiales operativos [8]
  • > 18 000 desechos espaciales rastreados [n 3]
Características físicas
Radio medio
6 371,0  km ( 3 958,8  millas) [9]
Radio ecuatorial
6 378,137  km ( 3 963,191  millas) [10] [11]
Radio polar
6 356,752  km ( 3 949,903  mi) [12]
Aplastamiento0,003 3528 [13]
1 /298.257 222 101 ( ETRS89 )
Circunferencia
  • 40 075,017  km ecuatorial ( 24 901,461  mi) [11]
  • 40 007,86  km meridional ( 24 859,73  mi) [14] [n 4]
Área de superficie
  • 510 067 420  km 2 ( 196 938 130  millas cuadradas) [15] [n 5]
  • 148 940 000  km 2 de tierras ( 57 510 000  millas cuadradas)
  • 361 132 000  kilometros 2 agua ( 139 434 000  millas cuadradas)
Volumen1.083 21 × 10 12  km 3 (2.598 76 × 10 11  millas cúbicas ) [5]
Masa5,972 37 × 10 24  kg (1.316 68 × 10 25  libras ) [16]
(3,0 × 10 −6  M ☉ )
Densidad media
5,514 g / cm 3 (0,1992 libras / pulgada cúbica) [5]
Gravedad superficial
9.806 65  m / s 2 (1  g ; 32,1740 pies / s 2 ) [17]
Momento de factor de inercia
0.3307 [18]
Velocidad de escape
11,186 kilometros / s [5]
( 40 270  km / H; 25 020  mph)
Período de rotación sidérea
0,997 269 68  d [19]
(23 h 56 min 4.100 s)
Velocidad de rotación ecuatorial
0,4651 kilometros / s [20]
( 1 674,4  km / H; 1 040,4  mph)
Inclinación axial
23,439 2811 ° [4]
Albedo
  • 0.367 geométrico [5]
  • 0,306 Bono [5]
Temp. De superficieminsignificarmax
Kelvin184 K [21]287,16 K [22] (1961-1990)330 K [23]
Celsius−89,2 ° C14,0 ° C (1961-1990)56,7 ° C
Fahrenheit−128,5 ° F57,2 ° F (1961-1990)134.0 ° F
Atmósfera
Presión superficial
101,325  kPa (a MSL )
Composición por volumen
  • 78,08% de nitrógeno ( N
    2
    ; aire seco) [5]
  • 20,95% de oxígeno ( O
    2
    )
  • ~ 1% de vapor de agua ( variable climática )
  • 0,9340% de argón
  • 0,0413% de dióxido de carbono [24]
  • 0,00182% neón [5]
  • 0,00052% helio
  • 0,00019% metano
  • 0,00011% de criptón
  • 0,00006% de hidrógeno

La Tierra es el tercer planeta desde el Sol y el único objeto astronómico conocido que alberga vida . Aproximadamente el 29% de la superficie de la Tierra es tierra formada por continentes e islas . El 71% restante está cubierto de agua , principalmente por océanos , mares , golfos y otros cuerpos de agua salada , pero también por lagos , ríos y otras aguas dulces , que en conjunto constituyen la hidrosfera . Gran parte de las regiones polares de la Tierraestán cubiertos de hielo . La capa exterior de la Tierra está dividida en varias placas tectónicas rígidas que migran a través de la superficie durante muchos millones de años. El interior de la Tierra permanece activo con un núcleo interno de hierro sólido , un núcleo externo líquido que genera el campo magnético de la Tierra y un manto convectivo que impulsa la tectónica de placas.

La atmósfera de la Tierra se compone principalmente de nitrógeno y oxígeno. Las regiones tropicales reciben más energía solar que las regiones polares, y se redistribuye por la circulación atmosférica y oceánica . Los gases de efecto invernadero también juegan un papel importante en la regulación de la temperatura de la superficie. El clima de una región no solo está determinado por la latitud, sino también por la elevación y la proximidad a los océanos moderadores, entre otros factores. El clima extremo , como ciclones tropicales y olas de calor , ocurre en la mayoría de las áreas y tiene un gran impacto en la vida.

La gravedad de la Tierra interactúa con otros objetos en el espacio, especialmente el Sol y la Luna , que es el único satélite natural de la Tierra . La Tierra orbita alrededor del Sol en unos 365,25 días . El eje de rotación de la Tierra está inclinado con respecto a su plano orbital, produciendo estaciones en la Tierra. La interacción gravitacional entre la Tierra y la Luna provoca mareas , estabiliza la orientación de la Tierra sobre su eje y ralentiza gradualmente su rotación . La Tierra es el planeta más denso del Sistema Solar y el más grande y masivo de los cuatro planetas rocosos .

Según estimaciones de datación radiométrica y otras evidencias, la Tierra se formó hace más de 4.500 millones de años . En los primeros mil millones de años de la historia de la Tierra , la vida apareció en los océanos y comenzó a afectar la atmósfera y la superficie de la Tierra , lo que provocó la proliferación de organismos anaeróbicos y, más tarde , aeróbicos . Alguna evidencia geológica indica que la vida pudo haber surgido hace 4.100 millones de años. Desde entonces, la combinación de la distancia de la Tierra al Sol, las propiedades físicas y la historia geológica han permitido que la vida evolucione y prospere. En elhistoria de la vida en la Tierra , la biodiversidad ha pasado por largos períodos de expansión, ocasionalmente marcados por extinciones masivas . Más del 99% de todas las especies que alguna vez vivieron en la Tierra están extintas . Casi 8 mil millones de seres humanos viven en la Tierra y dependen de su biosfera y recursos naturales para su supervivencia. Los seres humanos impactan cada vez más la superficie de la Tierra, la hidrología, los procesos atmosféricos y otras formas de vida.

Etimología

La palabra inglesa moderna La Tierra se desarrolló, a través del inglés medio , a partir de un sustantivo en inglés antiguo que se escribe con mayor frecuencia eorðe . [25] Tiene cognados en todas las lenguas germánicas , y su raíz ancestral ha sido reconstruida como * erþō . En su primera certificación, la palabra eorðe ya se estaba utilizando para traducir los muchos sentidos del latín terra y del griego γῆ : el suelo, su suelo , la tierra seca, el mundo humano, la superficie del mundo (incluido el mar) y el globo mismo. Como en Roman Terra/ Tellus y la griega Gaia , la Tierra puede haber sido una diosa personificada en el paganismo germánico : la mitología nórdica tardía incluía a Jörð ('Tierra'), una giganta a menudo considerada como la madre de Thor . [26]

Históricamente, la tierra se ha escrito en minúsculas. Desde el inglés medio temprano , su sentido definido como "el globo" se expresó como la tierra. En el inglés moderno temprano , muchos sustantivos se escribieron con mayúscula, y la tierra también se escribió como Tierra , particularmente cuando se hace referencia a ella junto con otros cuerpos celestes. Más recientemente, el nombre a veces se da simplemente como Tierra , por analogía con los nombres de los otros planetas , aunque la Tierra y las formas con los siguen siendo comunes. [25] Los estilos de las casas ahora varían: ortografía de Oxfordreconoce la forma en minúsculas como la más común, con la forma en mayúscula una variante aceptable. Otro capitaliza la convención "tierra" cuando aparecen como un nombre (por ejemplo, "la atmósfera de la Tierra"), pero lo escribe en minúscula cuando es precedido por el (por ejemplo, "la atmósfera de la tierra"). Casi siempre aparece en minúsculas en expresiones coloquiales como "¿qué diablos estás haciendo?" [27]

En ocasiones, el nombre de Terra / t ɛr ə / se utiliza en la redacción científica y sobre todo en la ciencia ficción para distinguir planeta habitado de la humanidad de los demás, [28] mientras que en la poesía Tellus / t ɛ l ə s / se ha utilizado para denotar personificación de la tierra. [29] El nombre poética griega Gaia ( Gea ) / dʒ i ə / es rara, aunque la ortografía alternativa Gaia se ha convertido en común debido a laHipótesis de Gaia , en cuyo caso su pronunciación es / ɡ aɪ ə / en lugar de la más clásica / ɡ eɪ ə / . [30]

Hay varios adjetivos para el planeta Tierra. De la Tierra misma viene lo terrenal . Del latín Terra viene terran / t ɛr ə n / , [31] terrestre / t ə r ɛ s t r i ə l / , [32] y (a través de francés) terrenal / t ə r i n / , [33] y del latín Tellusviene tellurian / t ɛ l ʊər i ə n / [34] y telúrico . [35]

Cronología

Formación

Impresión artística del disco planetario del Sistema Solar primitivo

El material más antiguo encontrado en el Sistema Solar data de 4.5682+0,0002
−0,0004
Ga (mil millones de años). [36] Por4.54 ± 0.04 Ga se había formado la Tierra primordial. [37] Los cuerpos del Sistema Solar se formaron y evolucionaron con el Sol. En teoría, una nebulosa solar divide un volumen de una nube molecular por colapso gravitacional, que comienza a girar y aplanarse en un disco circunestelar , y luego los planetas crecen fuera de ese disco con el Sol. Una nebulosa contiene gas, granos de hielo y polvo (incluidos los nucleidos primordiales ). Según la teoría nebular , los planetesimales formados por acreción, y se estima que la Tierra primordial probablemente tardará entre 70 y 100 millones de años en formarse. [38]

Las estimaciones de la edad de la Luna oscilan entre 4.5 Ga y significativamente más joven. [39] Una de las principales hipótesis es que se formó por acreción de material desprendido de la Tierra después de que un objeto del tamaño de Marte con aproximadamente el 10% de la masa de la Tierra, llamado Theia , chocara con la Tierra. [40] Golpeó la Tierra con un golpe indirecto y parte de su masa se fusionó con la Tierra. [41] [42] Entre aproximadamente 4.1 y3.8 Ga , numerosos impactos de asteroides durante el Bombardeo Intenso Tardío provocaron cambios significativos en el entorno de la mayor superficie de la Luna y, por inferencia, en el de la Tierra. [43]

Historia geologica

Rocas carboníferas que se plegaron , levantaron y erosionaron durante la orogenia que completó la formación del supercontinente Pangea , antes de la deposición de los estratos triásicos suprayacentes , en la cuenca del Algarve , que marcó el inicio de su desintegración

La atmósfera y los océanos de la Tierra se formaron por actividad volcánica y desgasificación . [44] El vapor de agua de estas fuentes se condensó en los océanos, aumentado por el agua y el hielo de asteroides, protoplanetas y cometas . [45] El agua suficiente para llenar los océanos puede haber estado siempre en la Tierra desde el comienzo de la formación del planeta . [46] En este modelo , los gases de efecto invernadero atmosféricos impidieron que los océanos se congelaran cuando el Sol recién formado tenía solo el 70% de su luminosidad actual . [47] Por3.5 Ga , se estableció el campo magnético de la Tierra , que ayudó a evitar que la atmósfera fuera arrastrada por el viento solar . [48]

A medida que la capa exterior fundida de la Tierra se enfrió, se formó la primera corteza sólida , que se cree que tenía una composición máfica . La primera corteza continental , de composición más félsica , se formó por el derretimiento parcial de esta corteza máfica. La presencia de granos del mineral circón de la edad de Hadean en rocas sedimentarias de Eoarchean sugiere que al menos alguna corteza félsica existió tan temprano como4.4 Ga , solo140  Ma después de la formación de la Tierra. [49] Hay dos modelos principales de cómo este pequeño volumen inicial de corteza continental evolucionó para alcanzar su abundancia actual: [50] (1) un crecimiento relativamente constante hasta el día de hoy, [51] que está respaldado por la datación radiométrica de la corteza continental a nivel mundial y (2) un rápido crecimiento inicial en el volumen de la corteza continental durante el Arcaico , formando la mayor parte de la corteza continental que ahora existe, [52] [53] que está respaldada por evidencia isotópica de hafnio en circones y neodimioen rocas sedimentarias. Los dos modelos y los datos que los respaldan pueden conciliarse mediante el reciclaje a gran escala de la corteza continental , particularmente durante las primeras etapas de la historia de la Tierra. [54]

La nueva corteza continental se forma como resultado de la tectónica de placas , un proceso impulsado en última instancia por la pérdida continua de calor del interior de la Tierra. Durante el período de cientos de millones de años, las fuerzas tectónicas han provocado que áreas de la corteza continental se agrupen para formar supercontinentes que posteriormente se han separado. Aproximadamente750 Ma , uno de los primeros supercontinentes conocidos, Rodinia , comenzó a romperse. Los continentes luego se recombinaron para formar Pannotia en600-540 Ma , luego finalmente Pangea , que también comenzó a romperse en180 Ma . [55]

El patrón más reciente de edades de hielo comenzó alrededor de40 Ma , [56] y luego se intensificó durante el Pleistoceno alrededor de3 Ma . [57] de Alto y de mediana latitud regiones tienen desde ciclos sufridas repetida de glaciación y deshielo, repitiendo aproximadamente cada 21.000, 41.000 y 100.000 años. [58] El último período glacial , coloquialmente llamado la "última edad de hielo", cubrió gran parte de los continentes, hasta las latitudes medias, en hielo y terminó hace unos 11.700 años. [59]

Origen de la vida y la evolución

Cronología de la vida
-4500 -
-
-4000 -
-
-3500 -
-
-3000 -
-
-2500 -
-
-2000 -
-
-1500 -
-
-1000 -
-
-500 -
-
0 -
Agua
Vida unicelular
Fotosíntesis
Eucariotas
Vida multicelular
Artrópodos Moluscos
Plantas
Dinosaurios    
Mamíferos
Flores
Aves
Primates
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tierra más temprana ( −4540 )
Agua más temprana
Vida más temprana
Meteoritos LHB
Oxígeno más temprano
Oxígeno atmosférico
Crisis de oxigeno
Hongos más antiguos
Reproducción sexual
Plantas más tempranas
Los primeros animales
Biota ediacárica
Explosión cámbrica
Tetrapoda
Los primeros simios
P h una n e r o z o i c
P r o t e r o z o i c
A r c h e a n
H a d e a n
Pongola
Huroniano
Criogénico
andino
Karoo
Cuaternario
Glaciaciones
(hace millones de años )

Las reacciones químicas dieron lugar a las primeras moléculas autorreplicantes hace unos cuatro mil millones de años. Quinientos millones de años después, surgió el último antepasado común de toda la vida actual . [60] La evolución de la fotosíntesis permitió que las formas de vida recolectaran directamente la energía del Sol. El oxígeno molecular resultante ( O
2
) acumulado en la atmósfera y debido a la interacción con la radiación solar ultravioleta, formó una capa protectora de ozono ( O
3
) en la atmósfera superior. [61] La incorporación de células más pequeñas dentro de las más grandes resultó en el desarrollo de células complejas llamadas eucariotas . [62] Los verdaderos organismos multicelulares formados cuando las células dentro de las colonias se volvieron cada vez más especializadas. Ayudada por la absorción de radiación ultravioleta dañina por la capa de ozono, la vida colonizó la superficie de la Tierra. [63] Entre las primeras pruebas fósiles de vida se encuentran los fósiles de esteras microbianas que se encuentran en areniscas de 348 mil millones de años en Australia Occidental , [64] biogénico grafito encontrado en rocas metasedimentarias de 3.700 millones de años en Groenlandia Occidental , [65] y restos de material biótico encontrados en rocas de 4.100 millones de años en Australia Occidental. [66] [67] La evidencia directa más antigua de vida en la Tierra está contenida en rocas australianas de 3450 millones de años que muestran fósiles de microorganismos . [68] [69]

Durante el Neoproterozoico ,1000 a 541 Ma , gran parte de la Tierra podría haber estado cubierta de hielo. Esta hipótesis ha sido denominada " Tierra bola de nieve " y es de particular interés porque precedió a la explosión del Cámbrico , cuando las formas de vida multicelulares aumentaron significativamente en complejidad. [70] [71] Tras la explosión del Cámbrico,535 Ma , ha habido al menos cinco grandes extinciones masivas y muchas menores. [72] [73] Aparte del actual evento propuesto de extinción del Holoceno , el más reciente fue66 Ma , cuando el impacto de un asteroide provocó la extinción de los dinosaurios no aviares y otros reptiles grandes, pero en gran medida salvó a pequeños animales como insectos , mamíferos , lagartos y aves . La vida de los mamíferos se ha diversificado en el pasado66 Mys , y hace varios millones de años, un simio africano adquirió la capacidad de mantenerse erguido. [74] 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 condujo a la evolución de los humanos . El desarrollo de la agricultura , y luego la civilización , llevó a los humanos a tener una influencia en la Tierra y en la naturaleza y cantidad de otras formas de vida que continúa hasta el día de hoy. [75] Más del 99% de todas las especies que alguna vez vivieron en la Tierra están extintas . [76] [77]

Futuro

Debido a que el dióxido de carbono ( CO
2
) tiene una larga vida en la atmósfera, CO humano moderado
2
Las emisiones pueden posponer el próximo inicio de los glaciares en 100.000 años. [78] El futuro esperado a largo plazo de la Tierra está ligado al del Sol. Durante el proximo1.100 millones de años , la luminosidad solar aumentará en un 10%, y durante los próximos3.5 mil millones de años en un 40%. [79] El aumento de la temperatura de la superficie de la Tierra acelerará el ciclo del carbono inorgánico , reduciendo el CO
2
concentración a niveles letalmente bajos para las plantas (10  ppm para la fotosíntesis C4 ) en aproximadamente100–900 millones de años . [80] [81] La falta de vegetación resultará en la pérdida de oxígeno en la atmósfera, haciendo imposible la vida animal. [82] Debido al aumento de la luminosidad, la temperatura media de la Tierra puede alcanzar los 100 ° C (212 ° F) en 1,5 mil millones de años, y toda el agua del océano se evaporará y se perderá en el espacio dentro de un estimado de 1,6 a 3 mil millones de años. [83] Incluso si el Sol estuviera estable, una fracción del agua de los océanos modernos descenderá al manto , debido a la reducción de la salida de vapor de las dorsales oceánicas. [83] [84]

El Sol evolucionará para convertirse en un gigante rojo en aproximadamente5 mil millones de años . Los modelos predicen que el Sol se expandirá a aproximadamente 1  UA (150 millones de km; 93 millones de millas), aproximadamente 250 veces su radio actual. [79] [85] El destino de la Tierra es menos claro. Como gigante roja, el Sol perderá aproximadamente el 30% de su masa, por lo que, sin efectos de marea, la Tierra se moverá a una órbita a 1,7 AU (250 millones de km; 160 millones de millas) del Sol cuando la estrella alcance su radio máximo. [79]

Características físicas

Forma

La cima del Chimborazo , el punto de la superficie de la Tierra que está más alejado del centro de la Tierra [86]

La forma de la Tierra es casi esférica. Hay un pequeño aplanamiento en los polos y abultamiento alrededor del ecuador debido a la rotación de la Tierra . [87] de manera que una mejor aproximación de la forma de la Tierra es un esferoide achatado , cuyo diámetro ecuatorial es de 43 kilómetros (27 millas) más grandes que el polo diámetro -to-polo. [88]

El punto de la superficie más alejado del centro de masa de la Tierra es la cima del volcán ecuatorial Chimborazo en Ecuador (6.384,4 km o 3.967,1 millas). [89] [90] [91] El diámetro promedio del esferoide de referencia es de 12,742 kilómetros (7,918 millas). La topografía local se desvía de este esferoide idealizado, aunque a escala global estas desviaciones son pequeñas en comparación con el radio de la Tierra: la desviación máxima de solo 0,17% se encuentra en la Fosa de las Marianas (10,925 metros o 35,843 pies por debajo del nivel del mar local), [92] mientras que El monte Everest (8.848 metros o 29.029 pies sobre el nivel del mar local) representa una desviación del 0,14%.[n 6] [94] En geodesia , la forma exacta que adoptarían los océanos de la Tierra en ausencia de tierra y perturbaciones como mareas y vientos se llama geoide . Más precisamente, el geoide es la superficie del equipotencial gravitacional al nivel medio del mar . [95]

Composición química

Composición química de la corteza [96] [97]
CompuestoFórmulaComposición
ContinentalOceánico
síliceSiO
2
60,6%50,1%
alúminaAlabama
2
O
3
15,9%15,7%
LimaCaO6,41%11,8%
magnesiaMgO4,66%10,3%
oxido de hierroFeO T6,71%8,3%
óxido de sodioN / A
2
O
3,07%2,21%
óxido de potasioK
2
O
1,81%0,11%
dióxido de titanioTiO
2
0,72%1,1%
pentóxido de fósforoPAG
2
O
5
0,13%0,1%
óxido de manganesoMnO0,10%0,11%
Total100%99,8%

La masa de la Tierra es aproximadamente5,97 × 10 24  kg (5.970 Yg ). Está compuesto principalmente de hierro (32,1%), oxígeno (30,1%), silicio (15,1%), magnesio (13,9%), azufre (2,9%), níquel (1,8%), calcio (1,5%) y aluminio ( 1,4%), y el 1,2% restante consiste en trazas de otros elementos. Debido a la segregación masiva , se estima que la región del núcleo está compuesta principalmente de hierro (88,8%), con cantidades más pequeñas de níquel (5,8%), azufre (4,5%) y menos del 1% de oligoelementos. [98]

Los constituyentes de roca más comunes de la corteza son casi todos los óxidos : el cloro, el azufre y el flúor son las excepciones importantes y su cantidad total en cualquier roca suele ser mucho menos del 1%. Más del 99% de la corteza está compuesta por 11 óxidos, principalmente sílice, alúmina, óxidos de hierro, cal, magnesia, potasa y sosa. [99] [98]

Estructura interna

Capas geológicas de la Tierra [100]

Corte de la Tierra desde el núcleo hasta la exosfera. No a escala.
Profundidad [101]
km
Capa de componenteDensidad
g / cm 3
0–60Litosfera [n 7]-
0–35Corteza [n 8]2.2–2.9
35–660Manto superior3.4–4.4
  660–2890Manto inferior3.4–5.6
100–700Astenosfera-
2890–5100Núcleo externo9,9-12,2
5100–6378Núcleo central12,8-13,1

El interior de la Tierra, como el de los otros planetas terrestres, está dividido en capas por sus propiedades químicas o físicas ( reológicas ). La capa exterior es una costra sólida de silicato químicamente distinta , que está sustentada por un manto sólido altamente viscoso . La corteza está separada del manto por la discontinuidad de Mohorovičić . [102] El grosor de la corteza varía desde unos 6 kilómetros (3,7 millas) bajo los océanos hasta 30 a 50 km (19 a 31 millas) para los continentes. La corteza y la parte superior fría y rígida del manto superior se conocen colectivamente como la litosfera, que se divide en placas tectónicas que se mueven independientemente. [103]

Debajo de la litosfera está la astenosfera , una capa de viscosidad relativamente baja sobre la que se monta la litosfera. Los cambios importantes en la estructura cristalina dentro del manto ocurren a 410 y 660 km (250 y 410 millas) debajo de la superficie, abarcando una zona de transición que separa el manto superior e inferior. Debajo del manto, un núcleo externo líquido de viscosidad extremadamente baja se encuentra sobre un núcleo interno sólido . [104] El núcleo interno de la Tierra puede estar girando a una velocidad angular ligeramente mayor que el resto del planeta, avanzando entre 0,1 y 0,5 ° por año, aunque también se han propuesto tasas algo más altas y mucho más bajas. [105] El radio del núcleo interno es aproximadamente una quinta parte del de la Tierra.La densidad aumenta con la profundidad, como se describe en la tabla de la derecha.

Calor

Los principales isótopos productores de calor dentro de la Tierra son el potasio-40 , el uranio-238 y el torio-232 . [106] En el centro, la temperatura puede ser de hasta 6.000 ° C (10.830 ° F), [107] y la presión podría llegar a 360  GPa (52 millones de  psi ). [108] Debido a que gran parte del calor proviene de la desintegración radiactiva, los científicos postulan que al principio de la historia de la Tierra, antes de que se agotaran los isótopos con vidas medias cortas, la producción de calor de la Tierra era mucho mayor. AproximadamenteGyr , se habría producido el doble del calor actual, aumentando las tasas de convección del manto y tectónica de placas, y permitiendo la producción de rocas ígneas poco comunes , como las komatiitas, que rara vez se forman en la actualidad. [109] [110]

Principales isótopos productores de calor de la actualidad [109]
IsótopoLiberación de calor
W/kg de isótopo
Años de vida media
Concentración media del manto
kg de isótopo/kg manto
Liberación de calor
W/kg manto
238 U94,6 × 10 −64,47 × 10 930,8 × 10 −92,91 × 10 −12
235 U569 × 10 −60,704 × 10 90,22 × 10 −90,125 × 10 −12
232 mil26,4 × 10 −614,0 × 10 9124 × 10 −93,27 × 10 −12
40 K29,2 × 10 −61,25 × 10 936,9 × 10 −91,08 × 10 −12

La pérdida media de calor de la Tierra es 87 mW m −2 , para una pérdida de calor global de4,42 × 10 13  W . [111] Una parte de la energía térmica del núcleo es transportada hacia la corteza por las plumas del manto , una forma de convección que consiste en afloramientos de rocas de mayor temperatura. Estas plumas pueden producir puntos calientes e inundaciones de basaltos . [112] Más calor en la Tierra se pierde a través de la tectónica de placas, por el afloramiento del manto asociado con las dorsales oceánicas . El último modo principal de pérdida de calor es a través de la conducción a través de la litosfera, la mayoría de la cual ocurre bajo los océanos porque la corteza es mucho más delgada que la de los continentes. [113]

Placas tectonicas

Las placas principales de la Tierra [114]
Nombre de la placaÁrea
10 6  km 2
  Placa del Pacífico
103,3
  Placa africana [n 9]
78,0
  Placa norteamericana
75,9
  Placa euroasiática
67,8
  Placa antártica
60,9
  Plato Indo-Australiano
47,2
  Plato Sudamericano
43,6

La capa exterior mecánicamente rígida de la Tierra, la litosfera, está dividida en placas tectónicas. Estas placas son segmentos rígidos que se mueven entre sí en uno de los tres tipos de límites: en los límites convergentes , dos placas se juntan; en los límites divergentes , se separan dos placas; y en los límites de transformación , dos placas se deslizan lateralmente una al lado de la otra. A lo largo de estos límites de placas, pueden ocurrir terremotos , actividad volcánica , formación de montañas y formación de trincheras oceánicas . [115]Las placas tectónicas viajan sobre la astenosfera, la parte sólida pero menos viscosa del manto superior que puede fluir y moverse junto con las placas. [116]

A medida que las placas tectónicas migran, la corteza oceánica se subduce 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 la corteza oceánica de regreso al manto. Debido a este reciclaje, la mayor parte del fondo del océano es menos de100 Ma de edad. La corteza oceánica más antigua se encuentra en el Pacífico occidental y se estima que es200 Ma de edad. [117] [118] En comparación, la corteza continental más antigua datada es4.030 Ma , [119] aunque se han encontrado circones conservados como clastos dentro de rocas sedimentarias de Eoarchean que dan edades hasta4.400 Ma , lo que indica que al menos existía algo de corteza continental en ese momento. [49]

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 en la costa oeste de América del Sur y la Placa de Scotia en el Océano Atlántico sur. La placa australiana fusionada con la placa india entre50 y 55 Ma . Las placas de movimiento más rápido son las placas oceánicas, con la placa Cocos avanzando a una velocidad de 75 mm / a (3,0 pulg / año) [120] y la placa del Pacífico moviéndose 52-69 mm / a (2,0-2,7 pulg / año) ). En el otro extremo, la placa de movimiento más lento es la placa de América del Sur, que progresa a una velocidad típica de 10,6 mm / a (0,42 pulgadas / año). [121]

Superficie

Tierra actual sin agua, elevación muy exagerada (haga clic / agrandar para "girar" el globo 3D).

La superficie total de la Tierra es de aproximadamente 510 millones de km 2 (197 millones de millas cuadradas). [15] De esto, el 70,8%, [15] o 361,13 millones de km 2 (139,43 millones de millas cuadradas), está por debajo del nivel del mar y cubierto por agua del océano. [122] Debajo de la superficie del océano hay gran parte de la plataforma continental , montañas, volcanes, [88] fosas oceánicas, cañones submarinos , mesetas oceánicas , llanuras abisales y un sistema de cordilleras oceánicas que abarca todo el mundo. El 29,2% restante, o 148,94 millones de km 2 (57,51 millones de millas cuadradas), no cubierto por agua tiene terrenoque varía mucho de un lugar a otro y se compone de montañas, desiertos, llanuras, mesetas y otros accidentes geográficos . La elevación de la superficie terrestre varía desde el punto más bajo de -418 m (-1.371 pies) en el Mar Muerto , hasta una altitud máxima de 8.848 m (29.029 pies) en la cima del Monte Everest. La altura media de la tierra sobre el nivel del mar es de unos 797 m (2.615 pies). [123]

La corteza continental se compone de material de menor densidad, como las rocas ígneas de granito y andesita . Menos común es el basalto , una roca volcánica más densa que es el componente principal de los fondos oceánicos. [124] La roca sedimentaria se forma a partir de la acumulación de sedimentos que se entierran y compactan . Casi el 75% de las superficies continentales están cubiertas por rocas sedimentarias, aunque forman alrededor del 5% de la corteza. [125] La tercera forma de material rocoso que se encuentra en la Tierra es la roca metamórfica , que se crea a partir de la transformación de tipos de rocas preexistentes a través de altas presiones, altas temperaturas o ambas. El más abundanteLos minerales de silicato en la superficie de la Tierra incluyen cuarzo , feldespato , anfíbol , mica , piroxeno y olivino . [126] Los minerales de carbonato comunes incluyen la calcita (que se encuentra en la piedra caliza ) y la dolomita . [127]

La erosión y la tectónica , las erupciones volcánicas , las inundaciones , la meteorización , la glaciación , el crecimiento de los arrecifes de coral y los impactos de meteoritos se encuentran entre los procesos que remodelan constantemente la superficie de la Tierra a lo largo del tiempo geológico . [128] [129]

La pedosfera es la capa más externa de la superficie continental de la Tierra y está compuesta de suelo y sujeta a procesos de formación de suelo . La tierra cultivable total es el 10,9% de la superficie terrestre, siendo el 1,3% tierras de cultivo permanente. [130] [131] Cerca del 40% de la superficie terrestre de la Tierra se utiliza para la agricultura, o un estimado de 16,7 millones de km 2 (6,4 millones de millas cuadradas) de tierras de cultivo y 33,5 millones de km 2 (12,9 millones de millas cuadradas) de pastizales. [132]

Campo gravitacional

Gravedad de la Tierra medida por la misión GRACE de la NASA, que muestra desviaciones de la gravedad teórica . El rojo muestra dónde la gravedad es más fuerte que el valor estándar uniforme, y el azul muestra dónde es más débil.

La gravedad de la Tierra es la aceleración que se imparte a los objetos debido a la distribución de masa dentro de la Tierra. Cerca de la superficie de la Tierra, la aceleración gravitacional es de aproximadamente 9,8 m / s 2 (32 pies / s 2 ). Las diferencias locales en la topografía, la geología y la estructura tectónica más profunda causan diferencias locales y regionales amplias en el campo gravitacional de la Tierra, conocidas como anomalías de la gravedad . [133]

Campo magnético

La parte principal del campo magnético de la Tierra se genera en el núcleo, el sitio de un proceso de dínamo que convierte la energía cinética de la convección impulsada térmica y compositivamente en energía de campo eléctrico y magnético. El campo se extiende hacia afuera desde el núcleo, a través del manto y hasta la superficie de la Tierra, donde es, aproximadamente, un dipolo . Los polos del dipolo se encuentran cerca de los polos geográficos de la Tierra. En el ecuador del campo magnético, la fuerza del campo magnético en la superficie es 3.05 × 10 −5 T , con un momento dipolar magnético de 7.79 × 10 22 Am 2en la época del 2000, disminuyó casi un 6% por siglo. [134] Los movimientos de convección en el núcleo son caóticos; los polos magnéticos se desvían y cambian periódicamente de alineación. Esto provoca una variación secular del campo principal y las inversiones del campo a intervalos irregulares que promedian unas pocas veces cada millón de años. La reversión más reciente ocurrió hace aproximadamente 700.000 años. [135] [136]

Magnetosfera

Esquema de la magnetosfera de la Tierra. El viento solar fluye de izquierda a derecha

La extensión del campo magnético de la Tierra en el espacio define la magnetosfera . Los iones y electrones del viento solar son desviados por la magnetosfera; La presión del viento solar comprime el lado diurno de la magnetosfera, a unos 10 radios terrestres, y extiende la magnetosfera del lado nocturno en una larga cola. [137] Debido a que la velocidad del viento solar es mayor que la velocidad a la que las ondas se propagan a través del viento solar, un arco de choque supersónico precede a la magnetosfera del lado diurno dentro del viento solar. [138] Las partículas cargadas están contenidas dentro de la magnetosfera; la plasmasfera está definida por partículas de baja energía que esencialmente siguen las líneas del campo magnético cuando la Tierra gira. [139] [140]La corriente de anillo está definida por partículas de energía media que se desplazan en relación con el campo geomagnético, pero con trayectorias que todavía están dominadas por el campo magnético, [141] y los cinturones de radiación de Van Allen están formados por partículas de alta energía cuyo movimiento es esencialmente aleatorio, pero contenido en la magnetosfera. [142] [143]

Durante las tormentas magnéticas y las subtormentas , las partículas cargadas pueden desviarse de la magnetosfera exterior y especialmente de la cola magnética, dirigidas a lo largo de las líneas de campo hacia la ionosfera de la Tierra, donde los átomos atmosféricos pueden excitarse e ionizarse, provocando la aurora . [144]

Órbita y rotación

Rotación

Imagen de la rotación de la Tierra obtenida por DSCOVR EPIC el 29 de mayo de 2016, unas semanas antes de un solsticio .

El período de rotación de la Tierra en relación con el Sol, su día solar medio, es de 86.400 segundos de tiempo solar medio ( 86.400,0025 segundos SI ). [145] Debido a que el día solar de la Tierra es ahora un poco más largo que durante el siglo XIX debido a la desaceleración de las mareas , cada día varía entre 0 y 2 ms más que el día solar medio. [146] [147]

El período de rotación de la Tierra en relación con las estrellas fijas , llamado día estelar por el Servicio Internacional de Sistemas de Referencia y Rotación de la Tierra (IERS), es de 86,164.0989 segundos de tiempo solar medio ( UT1 ), o 23 h 56 m 4.0989 s . [4] [n 10] El período de rotación de la Tierra en relación con la media de precesión o movimiento del equinoccio de marzo (cuando el Sol está a 90 ° en el ecuador), es 86,164.0905 segundos de tiempo solar medio (UT1) (23 h 56 m 4.0905 s ). [4] Por tanto, el día sidéreo es más corto que el día estelar en aproximadamente 8,4 ms. [148]

Aparte de los meteoros dentro de la atmósfera y los satélites en órbita baja, el principal movimiento aparente de los cuerpos celestes en el cielo de la Tierra es hacia el oeste a una velocidad de 15 ° / h = 15 '/ min. Para los cuerpos cercanos al ecuador celeste , esto equivale a un diámetro aparente del Sol o la Luna cada dos minutos; desde la superficie de la Tierra, los tamaños aparentes del Sol y la Luna son aproximadamente los mismos. [149] [150]

Orbita

La foto de Pale Blue Dot tomada en 1990 por la nave espacial Voyager 1 muestra la Tierra (centro derecha) desde casi 6.000 millones de kilómetros (3.700 millones de millas) de distancia, aproximadamente 5,6 horas a la velocidad de la luz . [151]

La Tierra orbita alrededor del Sol a una distancia media de unos 150 millones de kilómetros (93 millones de millas) cada 365,2564 días solares medios, o un año sidéreo . Esto da un movimiento aparente del Sol hacia el este con respecto a las estrellas a una velocidad de aproximadamente 1 ° / día, que es un diámetro aparente de Sol o Luna cada 12 horas. Debido a este movimiento, en promedio se necesitan 24 horas, un día solar, para que la Tierra complete una rotación completa alrededor de su eje para que el Sol regrese al meridiano . La velocidad orbital de la Tierra promedia unos 29,78 km / s (107.200 km / h; 66.600 mph), que es lo suficientemente rápida como para viajar una distancia igual al diámetro de la Tierra, unos 12.742 km (7918 mi), en siete minutos, y la distancia a la Luna, 384.000 km (239.000 mi), en unas 3,5 horas. [5]

La Luna y la Tierra orbitan un baricentro común cada 27,32 días en relación con las estrellas de fondo. Cuando se combina con la órbita común del sistema Tierra-Luna alrededor del Sol, el período del mes sinódico , de luna nueva a luna nueva, es de 29,53 días. Visto desde el polo norte celeste , el movimiento de la Tierra, la Luna y sus rotaciones axiales son todos en sentido antihorario . Vista desde un punto de vista por encima de los polos norte tanto del Sol como de la Tierra, la Tierra orbita en sentido contrario a las agujas del reloj alrededor del Sol. Los planos orbital y axial no están alineados con precisión: el eje de la Tierra está inclinado unos 23,44 grados desde la perpendicular al plano Tierra-Sol (la eclíptica), y el plano Tierra-Luna está inclinado hasta ± 5,1 grados contra el plano Tierra-Sol. Sin esta inclinación, habría un eclipse cada dos semanas, alternando entre eclipses lunares y eclipses solares . [5] [152]

La esfera de Hill , o la esfera de influencia gravitacional , de la Tierra tiene un radio de aproximadamente 1,5 millones de km (930.000 millas). [153] [n 11] Esta es la distancia máxima a la que la influencia gravitacional de la Tierra es más fuerte que el Sol y los planetas más distantes. Los objetos deben orbitar la Tierra dentro de este radio, o pueden ser liberados por la perturbación gravitacional del Sol. [153]

La Tierra, junto con el Sistema Solar, está situada en la Vía Láctea y orbita a unos 28.000 años  luz de su centro. Se encuentra a unos 20 años luz por encima del plano galáctico en el Brazo de Orión . [154]

Inclinación axial y estaciones

Inclinación axial (u oblicuidad ) de la Tierra y su relación con el eje de rotación y el plano de la órbita

La inclinación axial de la Tierra es de aproximadamente 23,439281 ° [4] con el eje de su plano orbital, siempre apuntando hacia los polos celestes . Debido a la inclinación axial de la Tierra, la cantidad de luz solar que llega a cualquier punto de la superficie varía a lo largo del año. Esto causa el cambio estacional en el clima, con el verano en el hemisferio norte que ocurre cuando el Trópico de Cáncer está frente al Sol, y el invierno ocurre cuando el Trópico de Capricornio en el Hemisferio Sur está frente al Sol. Durante el verano, el día dura más y el sol sube más alto en el cielo. En invierno, el clima se vuelve más fresco y los días más cortos.[155] Por encima del Círculo Polar Ártico y por debajo del Círculo Antártico no hay luz diurna durante parte del año, lo que provoca una noche polar , y esta noche se extiende durante varios meses en los polos mismos. Estas mismas latitudes también experimentan un sol de medianoche , donde el sol permanece visible todo el día. [156] [157]

Por convención astronómica, las cuatro estaciones pueden ser determinadas por los solsticios (los puntos en la órbita de máxima inclinación axial hacia o lejos del Sol) y los equinoccios , cuando el eje de rotación de la Tierra está alineado con su eje orbital. En el hemisferio norte, el solsticio de invierno ocurre actualmente alrededor del 21 de diciembre; el solsticio de verano es cerca del 21 de junio, el equinoccio de primavera es alrededor del 20 de marzo y el equinoccio de otoño es alrededor del 22 o 23 de septiembre. En el hemisferio sur, la situación se invierte, con los solsticios de verano e invierno intercambiados y las fechas de los equinoccios de primavera y otoño intercambiadas. [158]

El ángulo de inclinación axial de la Tierra es relativamente estable durante largos períodos de tiempo. Su inclinación axial sufre nutación ; un movimiento leve e irregular con un período principal de 18,6 años. [159] La orientación (en lugar del ángulo) del eje de la Tierra también cambia con el tiempo, avanzando en un círculo completo durante cada ciclo de 25.800 años; esta precesión es la razón de la diferencia entre un año sideral y un año tropical . Ambos movimientos son causados ​​por la atracción variable del Sol y la Luna en la protuberancia ecuatorial de la Tierra. Los polos también migran unos pocos metros a través de la superficie de la Tierra. Este movimiento polar tiene múltiples componentes cíclicos, que colectivamente se denominan movimiento cuasiperiódico.. Además de un componente anual de este movimiento, hay un ciclo de 14 meses llamado bamboleo de Chandler . La velocidad de rotación de la Tierra también varía en un fenómeno conocido como variación de la duración del día. [160]

En los tiempos modernos, el perihelio de la Tierra ocurre alrededor del 3 de enero y su afelio alrededor del 4 de julio. Estas fechas cambian con el tiempo debido a la precesión y otros factores orbitales, que siguen patrones cíclicos conocidos como ciclos de Milankovitch . La distancia cambiante Tierra-Sol provoca un aumento de aproximadamente un 6,8% en la energía solar que llega a la Tierra en el perihelio en relación con el afelio. [161] [n 12]Debido a que el hemisferio sur está inclinado hacia el Sol aproximadamente al mismo tiempo que la Tierra alcanza la aproximación más cercana al Sol, el hemisferio sur recibe un poco más de energía del Sol que el norte en el transcurso de un año. Este efecto es mucho menos significativo que el cambio total de energía debido a la inclinación axial, y la mayor parte del exceso de energía es absorbida por la mayor proporción de agua en el hemisferio sur. [162]

Sistema Tierra-Luna

Luna

Caracteristicas
Diámetro3.474,8 kilometros
Masa7.349 × 10 22  kg
Semieje mayor384,400 kilometros
Periodo orbital27 días y 7 horas 43,7 m

La Luna es un satélite natural relativamente grande, terrestre , parecido a un planeta , con un diámetro de aproximadamente una cuarta parte del de la Tierra. Es la luna más grande del Sistema Solar en relación con el tamaño de su planeta, aunque Caronte es más grande en relación con el planeta enano Plutón . [163] [164] Los satélites naturales de otros planetas también se conocen como "lunas", después de la Tierra. [165] La teoría más aceptada del origen de la Luna, la hipótesis del impacto gigante. , afirma que se formó a partir de la colisión de un protoplaneta del tamaño de Marte llamado Theia con la Tierra primitiva. Esta hipótesis explica (entre otras cosas) la relativa falta de hierro y elementos volátiles de la Luna y el hecho de que su composición es casi idéntica a la de la corteza terrestre. [41]

La atracción gravitacional entre la Tierra y la Luna provoca mareas en la Tierra. [166] El mismo efecto en la Luna ha provocado su bloqueo de marea : su período de rotación es el mismo que el tiempo que tarda en orbitar la Tierra. Como resultado, siempre presenta la misma cara al planeta. [167] A medida que la Luna orbita la Tierra, el Sol ilumina diferentes partes de su rostro, lo que conduce a las fases lunares . [168] Debido a la interacción de las mareas, la Luna se aleja de la Tierra a una velocidad de aproximadamente 38 mm / a (1,5 pulgadas / año). Durante millones de años, estas pequeñas modificaciones, y el alargamiento del día de la Tierra en aproximadamente 23  µs / año, se suman a cambios significativos. [169]Durante el período ediacárico , por ejemplo, (aproximadamente620 Ma ) hubo 400 ± 7 días en un año, cada día con una duración de 21,9 ± 0,4 horas. [170]

La Luna puede haber afectado dramáticamente el desarrollo de la vida al moderar el clima del planeta. La evidencia paleontológica y las simulaciones por computadora muestran que la inclinación axial de la Tierra se estabiliza por las interacciones de las mareas con la Luna. [171] Algunos teóricos piensan que sin esta estabilización contra los pares aplicados por el Sol y los planetas a la protuberancia ecuatorial de la Tierra, el eje de rotación podría ser caóticamente inestable, mostrando grandes cambios durante millones de años, como es el caso de Marte, aunque esto es cuestionado. [172] [173]

Vista desde la Tierra, la Luna está lo suficientemente lejos como para tener casi el mismo disco de tamaño aparente que el Sol. El tamaño angular (o ángulo sólido ) de estos dos cuerpos coincide porque, aunque el diámetro del Sol es unas 400 veces más grande que el de la Luna, también está 400 veces más distante. [150] Esto permite que ocurran eclipses solares totales y anulares en la Tierra. [174]

Asteroides y satélites artificiales

Tracy Caldwell Dyson viendo la Tierra desde la cúpula de la ISS , 2010

La población de asteroides coorbitales de la Tierra consiste en cuasi-satélites , objetos con una órbita en herradura y troyanos . Hay al menos cinco cuasi-satélites, incluido 469219 Kamoʻoalewa . [175] [176] Un compañero asteroide troyano , 2010 TK 7 , está librando alrededor del punto triangular principal de Lagrange , L4, en la órbita de la Tierra alrededor del Sol. [177] [178] El diminuto asteroide cercano a la Tierra 2006 RH 120hace aproximaciones al sistema Tierra-Luna aproximadamente cada veinte años. Durante estos enfoques, puede orbitar la Tierra durante breves períodos de tiempo. [179]

En abril de 2020 , hay 2.666 satélites artificiales en funcionamiento en órbita alrededor de la Tierra. [8] También hay satélites inoperativos, incluido Vanguard 1 , el satélite más antiguo actualmente en órbita, y más de 16.000 piezas de desechos espaciales rastreados . [n 3] El satélite artificial más grande de la Tierra es la Estación Espacial Internacional . [180]

Hidrosfera

El agua se transporta a varias partes de la hidrosfera a través del ciclo del agua .

La abundancia de agua en la superficie de la Tierra es una característica única que distingue al "Planeta Azul" de otros planetas del Sistema Solar. La hidrosfera de la Tierra se compone principalmente de océanos, pero técnicamente incluye todas las superficies de agua del mundo, incluidos los mares interiores, lagos, ríos y aguas subterráneas hasta una profundidad de 2.000 m (6.600 pies). La masa de los océanos es de aproximadamente 1,35 × 10 18  toneladas métricas o aproximadamente 1/4400 de la masa total de la Tierra. Los océanos cubren un área de 361,8 millones de km 2 (139,7 millones de millas cuadradas) con una profundidad media de 3.682 m (12.080 pies), lo que da como resultado un volumen estimado de 1.332 millones de km 3 (320 millones de millas cuadradas). [181]Si toda la superficie de la corteza terrestre estuviera a la misma elevación que una esfera lisa, la profundidad del océano mundial resultante sería de 2,7 a 2,8 km (1,68 a 1,74 mi). [182] Aproximadamente el 97,5% del agua es salina ; el 2,5% restante es agua dulce . [183] [184] La mayor parte del agua dulce, aproximadamente el 68,7%, está presente en forma de hielo en los casquetes polares y los glaciares . [185]

En las regiones más frías de la Tierra, la nieve sobrevive durante el verano y se convierte en hielo . Esta nieve y hielo acumulados eventualmente se forma en glaciares , cuerpos de hielo que fluyen bajo la influencia de su propia gravedad. Los glaciares alpinos se forman en áreas montañosas, mientras que grandes capas de hielo se forman sobre la tierra en las regiones polares. El flujo de los glaciares erosiona la superficie cambiándola drásticamente, con la formación de valles en forma de U y otros accidentes geográficos. [186] El hielo marino en el Ártico cubre un área tan grande como los Estados Unidos, aunque está retrocediendo rápidamente como consecuencia del cambio climático. [187]

La salinidad media de los océanos de la Tierra es de unos 35 gramos de sal por kilogramo de agua de mar (3,5% de sal). [188] La mayor parte de esta sal se liberó de la actividad volcánica o se extrajo de rocas ígneas frías. [189] Los océanos también son un reservorio de gases atmosféricos disueltos, que son esenciales para la supervivencia de muchas formas de vida acuática. [190] El agua de mar tiene una influencia importante en el clima del mundo, y los océanos actúan como una gran reserva de calor . [191] Los cambios en la distribución de la temperatura oceánica pueden causar cambios climáticos significativos, como El Niño-Oscilación del Sur . [192]

Atmósfera

Imagen de satélite de la Tierra cubierta de nubes usando la NASA 's de resolución moderada espectrorradiómetro de imágenes

La presión atmosférica al nivel del mar de la Tierra tiene un promedio de 101,325 kPa (14,696 psi), [193] con una altura de escala de aproximadamente 8,5 km (5,3 mi). [5] Una atmósfera seca se compone de 78,084% de nitrógeno , 20,946% de oxígeno, 0,934% de argón y trazas de dióxido de carbono y otras moléculas gaseosas. [193] El contenido de vapor de agua varía entre el 0,01% y el 4% [193], pero en promedio es del 1%. [5] La altura de la troposferavaría con la latitud, oscilando entre 8 km (5 millas) en los polos y 17 km (11 millas) en el ecuador, con algunas variaciones como resultado de factores climáticos y estacionales. [194]

La biosfera de la Tierra ha alterado significativamente su atmósfera . Oxigénica la fotosíntesis evolucionada2.7 Gya , formando la atmósfera principalmente nitrógeno-oxígeno de hoy. [61] Este cambio permitió la proliferación de organismos aeróbicos e, indirectamente, la formación de la capa de ozono debido a la posterior conversión de O atmosférico2en O3. La capa de ozono bloquea la radiación solar ultravioleta , permitiendo la vida en la tierra. [195] Otras funciones atmosféricas importantes para la vida incluyen el transporte de vapor de agua, el suministro de gases útiles, la combustión de pequeños meteoros antes de que golpeen la superficie y la moderación de la temperatura. [196] Este último fenómeno se conoce como efecto invernadero : las moléculas traza dentro de la atmósfera sirven para capturar la energía térmica emitida desde el suelo, elevando así la temperatura promedio. Vapor de agua, dióxido de carbono, metano , óxido nitroso y ozonoson los principales gases de efecto invernadero en la atmósfera. Sin este efecto de retención de calor, la temperatura media de la superficie sería de -18 ° C (0 ° F), en contraste con los +15 ° C actuales (59 ° F), [197] y la vida en la Tierra probablemente no existiría en su forma actual. [198]

Tiempo y clima

La atmósfera de la Tierra no tiene un límite definido, lentamente se vuelve más delgada y se desvanece en el espacio exterior. Tres cuartas partes de la masa de la atmósfera están contenidas dentro de los primeros 11 km (6,8 millas) de la superficie. Esta capa más baja se llama troposfera. La energía del Sol calienta esta capa y la superficie de abajo, provocando la expansión del aire. Este aire de menor densidad luego se eleva y es reemplazado por aire más frío y de mayor densidad. El resultado es la circulación atmosférica que impulsa el tiempo y el clima a través de la redistribución de la energía térmica. [199]

Huracán Félix visto desde la órbita terrestre baja, septiembre de 2007
Nubes masivas sobre el desierto de Mojave , febrero de 2016

Las bandas de circulación atmosférica primarias consisten en los vientos alisios en la región ecuatorial por debajo de los 30 ° de latitud y los vientos del oeste en las latitudes medias entre 30 ° y 60 °. [200] Las corrientes oceánicas también son factores importantes en la determinación del clima, en particular la circulación termohalina que distribuye la energía térmica de los océanos ecuatoriales a las regiones polares. [201]

La cantidad de energía solar que llega a la superficie de la Tierra disminuye al aumentar la latitud. En latitudes más altas, la luz solar llega a la superficie en ángulos más bajos y debe atravesar columnas más gruesas de la atmósfera. Como resultado, la temperatura media anual del aire al nivel del mar disminuye en aproximadamente 0,4 ° C (0,7 ° F) por grado de latitud desde el ecuador. [202] La superficie de la Tierra se puede subdividir en cinturones latitudinales específicos de clima aproximadamente homogéneo. Desde el ecuador hasta las regiones polares, estos son los climas tropical (o ecuatorial), subtropical , templado y polar . [203]

Otros factores que afectan los climas de un lugar son su proximidad a los océanos , la circulación oceánica y atmosférica y la topología. [204] Los lugares cercanos a los océanos suelen tener veranos más fríos e inviernos más cálidos, debido al hecho de que los océanos pueden almacenar grandes cantidades de calor. El viento transporta el frío o el calor del océano a la tierra. [205] La circulación atmosférica también juega un papel importante: San Francisco y Washington DC son ciudades costeras en aproximadamente la misma latitud. El clima de San Francisco es significativamente más moderado ya que la dirección del viento predominante es de mar a tierra. [206] Finalmente, las temperaturas disminuyen con la altura.provocando que las zonas montañosas sean más frías que las zonas bajas. [207]

El vapor de agua generado a través de la evaporación superficial es transportado por patrones circulatorios en la atmósfera. Cuando las condiciones atmosféricas permiten una elevación de aire cálido y húmedo, esta agua se condensa y cae a la superficie en forma de precipitación. [199] La mayor parte del agua se transporta luego a elevaciones más bajas por los sistemas fluviales y, por lo general, se devuelve a los océanos o se deposita en los lagos. Este ciclo del agua es un mecanismo vital para sustentar la vida en la tierra y es un factor principal en la erosión de las características de la superficie durante períodos geológicos. Los patrones de precipitación varían ampliamente, desde varios metros de agua por año hasta menos de un milímetro. La circulación atmosférica, las características topográficas y las diferencias de temperatura determinan la precipitación promedio que cae en cada región. [208]

El sistema de clasificación climática de Köppen comúnmente utilizado tiene cinco grupos amplios ( trópicos húmedos , áridos , latitudes medias húmedas , continentales y polares fríos ), que se dividen en subtipos más específicos. [200] El sistema de Köppen clasifica las regiones en función de la temperatura y la precipitación observadas. [209] La temperatura del aire de la superficie puede elevarse a alrededor de 55 ° C (131 ° F) en los desiertos cálidos , como el Valle de la Muerte , y puede descender hasta -89 ° C (-128 ° F) en la Antártida . [210] [211]

Atmósfera superior

Esta vista desde la órbita muestra la luna llena parcialmente oscurecida por la atmósfera de la Tierra.

Por encima de la troposfera, la atmósfera generalmente se divide en estratosfera , mesosfera y termosfera . [196] Cada capa tiene una tasa de lapso diferente, que define la tasa de cambio de temperatura con la altura. Más allá de estos, la exosfera se adelgaza hacia la magnetosfera, donde los campos geomagnéticos interactúan con el viento solar. [212] Dentro de la estratosfera se encuentra la capa de ozono, un componente que protege parcialmente la superficie de la luz ultravioleta y, por lo tanto, es importante para la vida en la Tierra. La línea de Kármán , definida como 100 km sobre la superficie de la Tierra, es una definición de trabajo para el límite entre la atmósfera y el espacio exterior .[213]

La energía térmica hace que algunas de las moléculas en el borde exterior de la atmósfera aumenten su velocidad hasta el punto en que pueden escapar de la gravedad de la Tierra. Esto provoca una pérdida lenta pero constante de la atmósfera hacia el espacio . Debido a que el hidrógeno no fijado tiene una masa molecular baja , puede alcanzar la velocidad de escape más fácilmente y se filtra al espacio exterior a una velocidad mayor que otros gases. [214] La fuga de hidrógeno al espacio contribuye al cambio de la atmósfera y la superficie de la Tierra desde un estado inicialmente reductorestado a su oxidante actual. La fotosíntesis proporcionó una fuente de oxígeno libre, pero se cree que la pérdida de agentes reductores como el hidrógeno ha sido una condición previa necesaria para la acumulación generalizada de oxígeno en la atmósfera. [215] Por lo tanto, la capacidad del hidrógeno para escapar de la atmósfera puede haber influido en la naturaleza de la vida que se desarrolló en la Tierra. [216] En la atmósfera actual rica en oxígeno, la mayor parte del hidrógeno se convierte en agua antes de que tenga la oportunidad de escapar. En cambio, la mayor parte de la pérdida de hidrógeno proviene de la destrucción del metano en la atmósfera superior. [217]

Vida en la Tierra

Los hongos son uno de los reinos de la vida en la Tierra.

Las formas de vida de un planeta habitan en ecosistemas , cuyo total forma la biosfera . [218] La biosfera se divide en varios biomas , habitados por plantas y animales muy similares. [219] En tierra, los biomas están separados principalmente por diferencias de latitud, altura sobre el nivel del mar y humedad . Los biomas terrestres que se encuentran dentro de los círculos árticos o antárticos, en altitudes elevadas o en áreas extremadamente áridas son relativamente estériles de vida vegetal y animal; la diversidad de especies alcanza un pico en las tierras bajas húmedas en latitudes ecuatoriales .[220] Las estimaciones del número de especies de la Tierra varían actualmente; la mayoría de las especies no han sido descritas . [221]

Un planeta que puede sustentar la vida se denomina habitable , incluso si la vida no se originó allí. La Tierra proporciona agua líquida, un entorno donde las moléculas orgánicas complejas pueden ensamblarse e interactuar, y suficiente energía para mantener el metabolismo . [222] Las plantas pueden absorber nutrientes de la atmósfera, el suelo y el agua. Estos nutrientes se reciclan constantemente entre diferentes especies. [223] La distancia entre la Tierra y el Sol, así como su excentricidad orbital, velocidad de rotación, inclinación axial, historia geológica, atmósfera sustentadora y campo magnético, contribuyen a las condiciones climáticas actuales en la superficie. [224]

El clima extremo, como los ciclones tropicales (incluidos huracanes y tifones ), ocurre en la mayor parte de la superficie de la Tierra y tiene un gran impacto en la vida en esas áreas. De 1980 a 2000, estos eventos causaron un promedio de 11,800 muertes humanas por año. [225] Muchos lugares están sujetos a terremotos, deslizamientos de tierra , tsunamis , erupciones volcánicas, tornados , ventiscas , inundaciones, sequías, incendios forestales y otras calamidades y desastres. [226] El impacto humano se siente en muchas áreas debido a la contaminación del aire y el agua, la lluvia ácida , la pérdida de vegetación (sobrepastoreo , deforestación , desertificación ), pérdida de vida silvestre, extinción de especies , degradación del suelo , agotamiento y erosión del suelo . [227] Existe un consenso científico de que los seres humanos están provocando el calentamiento global al liberar gases de efecto invernadero a la atmósfera. [228] Esto está impulsando cambios como el derretimiento de los glaciares y las capas de hielo , un aumento global en el nivel medio del mar y cambios significativos en el clima. [229]

Geografía Humana

Los siete continentes de la Tierra : [230]
  •   América del norte
  •   Sudamerica
  •   Antártida
  •   Europa
  •   África
  •   Asia
  •   Australia

La población humana de la Tierra superó los siete mil millones a principios de la década de 2010, [231] y se proyecta que alcanzará un máximo de alrededor de diez mil millones en la segunda mitad del siglo XXI. [232] Se espera que la mayor parte del crecimiento se produzca en el África subsahariana . [232] La densidad de población humana varía ampliamente en todo el mundo, pero la mayoría vive en Asia . Para 2050, se espera que el 68% de la población mundial viva en áreas urbanas, en lugar de rurales. [233] El 68% de la masa terrestre del mundo se encuentra en el hemisferio norte. [234] En parte debido al predominio de la masa terrestre, el 90% de los humanos vive en el hemisferio norte. [235]

Se estima que una octava parte de la superficie de la Tierra es adecuada para que los humanos vivan; tres cuartas partes de la superficie de la Tierra están cubiertas por océanos, dejando una cuarta parte como tierra. La mitad de esa superficie terrestre es desierto (14%), [236] montañas altas (27%), [237] u otros terrenos inadecuados. Los estados reclaman toda la superficie terrestre del planeta, excepto partes de la Antártida y algunas otras áreas no reclamadas . La Tierra nunca ha tenido un gobierno planetario, pero las Naciones Unidas es la organización intergubernamental líder a nivel mundial . [238] [239]

El primer ser humano en orbitar la Tierra fue Yuri Gagarin el 12 de abril de 1961. [240] En total, unas 550 personas han visitado el espacio exterior y han alcanzado la órbita en noviembre de 2018 , y, de ellas, doce han caminado sobre la Luna. [241] [242] Normalmente, los únicos humanos en el espacio son los de la Estación Espacial Internacional. La tripulación de la estación , compuesta por seis personas, suele ser reemplazada cada seis meses. [243] Lo más lejos que los humanos han viajado desde la Tierra es 400,171 km (248,655 mi), alcanzado durante la misión Apolo 13 en 1970. [244]

Recursos naturales y uso de la tierra

Uso de la tierra en 2015 como porcentaje de la superficie terrestre sin hielo [245]
Uso del sueloPorcentaje
Tierras de cultivo12-14%
Pastos30–47%
Bosques de uso humano16-27%
Infraestructura1%
Tierra no utilizada24–31%

La Tierra tiene recursos que han sido explotados por los humanos. [246] Los denominados recursos no renovables , como los combustibles fósiles , solo se renuevan en escalas de tiempo geológicas. [247] Grandes depósitos de combustibles fósiles se obtienen de la corteza terrestre, que consta de carbón , petróleo y gas natural . [248] Estos depósitos son utilizados por los seres humanos tanto para la producción de energía como como materia prima para la producción química. [249] Los cuerpos minerales también se han formado dentro de la corteza a través de un proceso de génesis del mineral , como resultado de las acciones del magmatismo., erosión y tectónica de placas. [250] Estos metales y otros elementos se extraen mediante la minería , un proceso que a menudo ocasiona daños al medio ambiente y la salud. [251]

La biosfera de la Tierra produce muchos productos biológicos útiles para los humanos, incluidos alimentos, madera , productos farmacéuticos , oxígeno y el reciclaje de desechos orgánicos. El ecosistema terrestre depende de la capa superficial del suelo y el agua dulce, y el ecosistema oceánico depende de los nutrientes disueltos arrastrados por la tierra. [252] En 2019, 39 millones de km 2 (15 millones de millas cuadradas) de la superficie terrestre de la Tierra consistían en bosques y bosques, 12 millones de km 2 (4,6 millones de millas cuadradas) eran arbustos y pastizales, 40 millones de km 2 (15 millones de millas cuadradas) ) se utilizaron para la producción de piensos y el pastoreo, y se cultivaron 11 millones de km 2 (4,2 millones de millas cuadradas) como tierras de cultivo. [253]Del 12 al 14% de la tierra sin hielo que se utiliza para tierras de cultivo, en 2015 se regó un 2 %. [245] Los seres humanos utilizan materiales de construcción para construir refugios. [254]

Mirador histórico y cultural

Salida de la Tierra , tomada en 1968 por William Anders , un astronauta a bordo del Apolo 8

Las culturas humanas han desarrollado muchas visiones del planeta. [255] El estándar símbolo astronómico de la Tierra consiste en una cruz circunscrita por un círculo , , [256] que representa los cuatro rincones del mundo . La Tierra a veces se personifica como una deidad . En muchas culturas es una diosa madre que también es la deidad principal de la fertilidad . [257] Los mitos de la creación en muchas religiones implican la creación de la Tierra por una deidad o deidades sobrenaturales. [257]El Principio de Gaia, desarrollado a mediados del siglo XX, comparó el medio ambiente y la vida de la Tierra como un único organismo autorregulador que conduce a una amplia estabilización de las condiciones de habitabilidad. [258] [259] [260] Las imágenes de la Tierra tomadas desde el espacio, particularmente durante el programa Apolo, han sido reconocidas por alterar la forma en que las personas veían el planeta en el que vivían, enfatizando su belleza, singularidad y aparente fragilidad. [261] [262]

La investigación científica ha dado lugar a varios cambios culturalmente transformadores en la visión que la gente tiene del planeta. La creencia inicial en una Tierra plana fue desplazada gradualmente en la Antigua Grecia por la idea de una Tierra esférica , que se atribuyó tanto a los filósofos Pitágoras como a Parménides . [263] [264] En general, se creía que la Tierra era el centro del universo hasta el siglo XVI, cuando los científicos concluyeron por primera vez que era un objeto en movimiento , comparable a los otros planetas del Sistema Solar. [265]

Fue solo durante el siglo XIX que los geólogos se dieron cuenta de que la edad de la Tierra era de al menos muchos millones de años. [266] Lord Kelvin utilizó la termodinámica para estimar la edad de la Tierra entre 20 millones y 400 millones de años en 1864, lo que provocó un vigoroso debate sobre el tema; Fue solo cuando se descubrieron la radioactividad y la datación radiactiva a fines del siglo XIX y principios del XX que se estableció un mecanismo confiable para determinar la edad de la Tierra, lo que demuestra que el planeta tiene miles de millones de años. [267] [268]

Ver también

  • Esfera celestial
  • Fase de la tierra
  • Tablas de características físicas de la Tierra
  • Ciencia de la Tierra
  • Contorno de la tierra
  • Tabla de propiedades físicas de los planetas del Sistema Solar
  • Cronología de la historia natural
  • Cronología del futuro lejano

Notas

  1. ^ Todas las cantidades astronómicas varían, tanto secular como periódicamente . Las cantidades dadas son los valores en el instante J2000.0 de la variación secular, ignorando todas las variaciones periódicas.
  2. ^ a b afelio = a × (1 + e ); perihelio = a × (1 - e ), donde a es el semieje mayor ye es la excentricidad. La diferencia entre el perihelio y el afelio de la Tierra es de 5 millones de kilómetros.— Wilkinson, John (8 de enero de 2009). Sondando el Nuevo Sistema Solar . Publicación CSIRO. pag. 144. ISBN 978-0-643-09949-4.
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  4. ^ La circunferencia de la Tierraes casi exactamente 40.000 km porque el medidor se calibró con esta medida, más específicamente, una décima millonésima parte de la distancia entre los polos y el ecuador.
  5. ^ Debido a las fluctuaciones naturales, las ambigüedades que rodean las plataformas de hielo y las convenciones de mapeo para los datums verticales , los valores exactos para la cobertura terrestre y oceánica no son significativos. Según los datos del mapa vectorial y la cobertura terrestre global archivados el 26 de marzo de 2015 en losconjuntos de datos de Wayback Machine , los valores extremos para la cobertura de lagos y arroyos son el 0,6% y el 1,0% de la superficie de la Tierra. Las capas de hielo de la Antártida y Groenlandia se cuentan como tierra, aunque gran parte de la roca que las sostiene se encuentra por debajo del nivel del mar.
  6. ^ Si la Tierra se redujera al tamaño de una bola de billar , algunas áreas de la Tierra, como grandes cadenas montañosas y fosas oceánicas, se sentirían como pequeñas imperfecciones, mientras que gran parte del planeta, incluidas las Grandes Llanuras y las llanuras abisales , se sentiría más suave. [93]
  7. ^ Localmente varía entre5 y 200 km .
  8. ^ Localmente varía entre5 y 70 km .
  9. ^ Incluida la placa somalí , que se está formando a partir de la placa africana. Ver: Chorowicz, Jean (octubre de 2005). "El sistema de ruptura de África Oriental". Revista de Ciencias de la Tierra africanas . 43 (1–3): 379–410. Código bibliográfico : 2005JAfES..43..379C . doi : 10.1016 / j.jafrearsci.2005.07.019 .
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  11. ^ Para la Tierra, el radio de Hill es, donde m es la masa de la Tierra, a es una unidad astronómica y M es la masa del Sol. Entonces el radio en AU es aproximadamente.
  12. ^ El afelio es el 103,4% de la distancia al perihelio. Debido a la ley del cuadrado inverso, la radiación en el perihelio es aproximadamente el 106,9% de la energía en el afelio.

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