Ciencias para el Mundo Contemporáneo. 1º de Bachillerato

Nuestro lugar en el universo

2.4 - La Tierra como planeta
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Habitamos el tercer planeta del sistema solar

Tiene unas características propias.
Algunas comunes a los otros planetas y otras específicas.

En este capítulo vamos a estudiar las características de la Tierra como un cuerpo del Sistema Solar

 


Características principales del planeta Tierra

Órbita

La Tierra gira alrededor del Sol en un plano describiendo una trayectoria curva casi circular como el resto de los planetas. En realidad todas las órbitas son elípticas.

 

  • Radio medio: 149.6 E6 Km
  • Alejamiento máximo 152.1 E6 Km . Llamado Afelio. Ocurre el 4 de Julio
  • Acercamiento máximo 147.1 E6 Km . Llamado Perihelio. Ocurre el 3 Enero
  • Excenticidad de la órbita 0.0167
  • Velocidad orbital no constante: Velocidad media 29.79 Km/s
  • Periodo orbital 365d 6h 9min 9.5 seg

Diámetro aparente del Sol en el afelio y perihelio terrestre

Rotación

  • Periodo de rotación: 23h 56m 04 s .
    Antihoraria vista desde el polo norte
    Frenando por las mareas de modo que en el pasado fue más corto
  • Inclinación del eje de rotación: 23º 26' .
    Variable con el tiempo y en su dirección en el espacio.
    Responsable de las estaciones del año

La rotación terrestre hace que no todas las zonas del planeta sean iguales. Permite definir las coordenadas geográficas para localizar una zona en la Tierra

  • El eje de giro es constante en el espacio
  • Los puntos imaginarios por los que el eje de giro corta la superficie terrestre se llaman Polos geográficos.
    Hay, por tanto dos polos: Polo Norte (N) y Polo sur (S)
  • La circunferencia máxima que equidista de los dos polos se demomina Ecuador
  • Entre las circunferencias desde los polos al ecuador se denominan Paralelos
  • Los paralelos situados a 23º23' de los polos se denominan Círculos polares Ártico (N) y Antártico (S)
  • Los paralelos situados a 23º23' al norte y al sur del ecuador se denominan Trópicos de Cáncer (N) y Capricornio (S)
  • Las semicírculos máximos que pasan por los dos polos se denomina Meridianos.
  • El ángulo que forma un paralelo con el centro de la Tierra se denomina Latitud (0º para el ecuador. 90º para los polos)
    El la latitud se ha de indicar el hemisferio N o S
  • Para determinar el meridiano se ha de definir uno arbitrario que sirva como origen de coordenadas. Este es el meridiano 0 que pasa por el observatorio de Wreenwich en Inglaterra
    Los ángulos que forma el eje de rotación con el meridiano 0 y un punto dado a la misma latitud se denomina Longitud
    Las longitudes se miden al E y W del meridiano 0

Forma

  • Esfera
    En una primera aproximación la Tierra es una esfera bastante perfecta
    Esto es debido a la atracción de la gravedad
  • Elipsoide de revolución
    Si entramos más en detalle la tierra es un elipsoide. Más ancha en el ecuador que en los polos
    Radio ecuatorial : 6.378 Km. Diametro: 12.756 Km
    Radio polar: 6.357 Km. Diametro: 12.713 Km
    Relación de radios 1/300 Achatamiento 0.0034
    Esto es debido a la rotación de la Tierra que hace que g crezca con la latitud
  • Geoide
    Si entramos más en detalle este elipsoide no es perfecto sino que tiene desviaciones de unos cientos de metros debido a la diferente densidad de las rocas internas de la Tierra
    Se denomina Geoide a la superficie en que todos los puntos tienen la misma atracción terrestre. El océano se adapta al geoide
    El geoide terrestre se utiliza como origen de loas diferencias topográficas (0 m es el nivel del mar)
  • Topografía o relieve
    La superficie sólida de la Tierra no es un geoide sino que tiene zonas más elevadas y más deprimidas
    Sobre el elipsoide se desarrollan los accidentes topográficos

Masa y densidad

  • Masa terrestre: 5.89 E12 Tm
    Está
    distribuida por densidades
  • Densidad media 5.52 g/cm3 .
    - Corteza: 3 g/cm3 .
    - Manto: 4 g/cm3 .
    - Núcleo: 12 g/cm3
  • Aceleración de la gravedad ecuatorial 9.78 m/s2
  • Velocidad de escape 11.2 Km/s

Otras características

  • Campo magnético biporar importante 5 E-5 T
    Responsable de desviar las partículas cargadas que vienen del Sol hacia los polos causando auroras boreales
    Marnetizan minerales ricos en hierro
  • Albedo 0.39
    Principales elementos reflectantes son las nubes de la atmósfera y el hielo
  • Radiación solar media 330 cal/m2/s
    Luz y calor recibido del sol.
    Distribución muy asimétrica en hora del día, nubosidad, latitud y estación del año
  • Emisión interna 1.4 E-2 cal/m2/s
    Responsable de la tectónica y el vulcanismo terrestre
  • Temperatura superficial media 15ºC
    Muy variable del ecuador a los polos. Muy variable en altitud
    Muy variable en estaciones del año sobre todo en latitudes altas

Las capas terrestres

La estructura de la Tierra está formada por una cserie de capas concéntricas de densidad creciente.

El motivo de esta estratificación por densidades es la diferencia de energía potencial de los materiales según su peso y el que el planata estuvo fundido en su periodo de formación, lo que permitió a los materiales densos introducirse.

Capas externas fluidas

Atmósfera

Gaseosa con cantidades variables de agua disuelta
Disminuye rápidamente en densidad
Presión a nivel del mar 1016 gr/cm2 = 1 atmósfera
Densidad nivel del mar 6 E-4 g/cm3 = 0.6 g/l Si toda aatmósfera tuviera la misma densidad ocuparía unos 16 Km
Casi toda la masa de la atmósfera se encuentra en la Troposfera que alcanza entre 8 y 16 Km de altitud
El contacto entre la infruencia de la Tierra y el Solk se denomina Magnetopausa. Alcanza 64.000 Km muy variable

Hidrosfera

Capa líquida. Mayoritariamentre agua con algunos solutos.
Densidad 1 g/cm3
Adaptada al geoide
No es una capa contínua. Se interrumpe en los continentes emargidos (29% de la superficie terrestre)
Espesor 0 - 12 Km. Media unos 4 Km

Capas internas

Corteza

Delgada 10-80 Km
Formada por silicatos
Sólida

Manto

Gruesa 2900 Km
Formado por silicatos
Sólida hasta los 100 km. Luego plástica

Núcleo

Grueso
Formado por aleaciones de hierro
Primera parte líquido
Interior sólido

Hasta 6000ºC


Satélite

La Tierra tiene un satélite muy grande para su tamaño: la Luna
Se supone formada por impacto durante las últimas etapas de formación de la Tierra

Características de la Luna

  • Masa 7.3 E19 Tm : 1/81 terrestre
  • Órbita 385.000 Km
    Afelio 356.000 Km
    Perihelio 407.000 Km
  • Rotación: 27d 7h 43m
    Coincide con traslación: siempre presenta la misma cara a la Tierra
  • Gravedad ejercida sobre la Tierra: 2 E-6 m/s2
    Suficiente para provocar mareas de varios metros y un lento frenado de la rotación terrestre

Los periodos lunares que observamos corresponden a la parte iluminada por el sol


Cambios en la órbita y la rotación terrestre

Los movimientos orbitales terrestres no son constanes sino que sigen ciclos o cambian lentamente

  • Precesión
    Cambio de orientación en el espacio del eje de giro.
    Periodo de 26.000 años al ritmo de 1´ anual
  • Perturbación
    Cambio en órbita circular a elíptica.
    Periodo de 90 a 100 años
  • Nutación
    Cambio en la inclinación del eje de giro: Varía de 21,8º a 24,4º .
    Periodo de 40.000 años. Ahora está disminuyendo
  • Frenado de rotación
    Producido por mareas lunares y solares
    1 s cada 59.000 años

Energías y Campos

  • Campo gravitatorio. Energía potencial
  • Radiación - Principalmente en forma de luz solar
  • Calor interno - Remanente de formación y radioactividad
  • Movimiento de las mareas por gravedad lunar y solar
  • Energía química en forma de enlaces entre átomos en determimadas moléculas.
  • Campo magnético

Movimientos de las capas externas

La atmósfera y la hidrosfera al ser capas fluidas y haber fuentes de energía disponibles son capaces de moverse.
Sus moviminetos son muy importantes pues determinan las características externas del planeta.

Atmósfera

La atmósfera se mueve principalmente por los cambios de temperatura producidos por la diferente incidencia de los rayos solares
Los movimientos de la atmósfera se conocen como vientos

Los vientos transportan calor, producen oleaje y son importantes en la evaporación y precipitación del agua en la atmósfera

Precipitaciones

El agua es soluble en el aire
La cantidad de agua que es capaz de disolver el agua depende de manera muy importante de la temperatura
- Cuando el aire se calienta es capaz de evaporar agua
- Cuando el aire se enfría precipita el agua que lleva disulta . Produce nieblas, nubes, agua o nieve.

El aire se enfría y por tanto se produce nubosidad por::

  • Ascenso por convección
    El sol calienta el terreno. El aire caliente asciende. Al ascender se enfría por tener menor presiuón
    Si el descenso e temperatura es importante se produce nubosidad (la propia generación de nubes genera más calor)
    La nubosidad produce precipitaciones de tipo tormentoso
  • Ascenso topográfico.
    Una zona elevada del terreno fuerza al aire a ascender
    El ascenso hace que disminuya la temperatura y se condense el agua
    Este es el motivo por el que las zonas montañosas son más húmedas
    La zona de descenso de la masa de aire es más seca
  • Choques de frentes de masas de aire
    El aire de procedencia ecuatorial es más cálido que el de procedencia polar
    Cuando una masa de aire cçalido se encuentra con una de aire frío se produce nubosidad en la zona de contacto porque el aire caliente se enfría
    • Frentes fríos
      Una masa de aire frío desplaza a una de aire caliente
    • Frentes cálidos
      Una masa de aire cçalido desplaza a una de aire fríoi
  • Enfriamiento en el lugar
    En determinadas circunstancias y lugares con abundante humedad la propia pérdida de calor del terreno produce nubosidad cercana al suelo en forma de nieblas o brumas.

Las masas de aire más cargadas de agua se acentúa estos procesos

Movimiento general de la atmósfera

Corriente de convección ecuatorial
Desciende el los trópicos

Mezcla de frentes en latitudes medias
Aire frío desciende de los polos

Zonas humedas y secas alternantes

Las franjas se desplazan con las estaciones

Hidrosfera

.Movida principalmente por la atmósfera

Olas

Ondas en la superficie de contacto con atmósfera.
Genaralmente originadas por el viento.
También por seismos (sumami) por deslizamientos o popr impacto.

Corrientes superficiales

Grandes masas poco profundas movidas por el viento.
Transportan calor.

Corrientes oceánicas profundas

Movimientos lentos de granbdes masas de agua fría por los fondos oceánicos.

Mareas

Ascensos y descensos periódicos del nivel del mar debido a la atracción lunar y solar


Aproximación al clima terrestre

Los movimientos de las capas fluídas, la situación de las masas de agua y la inclinación del eje de giro condicionan los climas de la Tiera

Temperaturas

Más elevadas en zonas más próximas al ecuador por radiación solar

Más bajas en zonas más elevadas. Gradiente de temperatura en la atmósfera aprox 3ºC cada 1000 m ?

 

Precipitaciones

Zona de convergencia ecuatorial. Nubosidad por convección

Zona árida tropical. Descenso de la convección ecuatorial

Zona de confluencia de frentes fríos y cálidos

Zona seca polar

Estacionalidad

Las bandas de temperatura y precipitaciones se desplzan al norte en verano y al sur en invierno

 

Influencia de masas de tierra y océanos

El calor específico del agua es muy superior al de las rocas superficiales. Esto significa que el agua se calienta y se enfría con más dificultad que las áreas continentales.

Este diferente ritmo de calentamiento da lugar a:

  • Brisas marinas que atemperan en clima costero
  • Climas monzónicos

Los océnos además transportan calor de zonas ecuatoriales a las polares mediante las corrientes marinas superficiales.
Estas corrientes producen

  • Mayor aridez en zonas ecuatoriales situadas al oeste de los continentes
  • Menor aridez al este
  • Calentamiento de zonas N y S
  • Corrientes frías

Precipitación

Lluvias intensas ecuatoriales por convección

Lluvias en latitudes altas por choque de masas de aire frías y cálidas

Desplazamiento de las franjas con las estaciones

Temperatura

La latitud terrertre tiene influencia fundamental sobre la temperatura

La inclinación del eje de giro modifica esta temperatura en verano e invierno

La altitud dsiminuye la temperatura media

La continentalidad da lugar a valores exteremos


Movimientos de las capas internas

El manto y el núcleo externo también sufren convección

En el manto se generan corrientes desde el núcleo a la litosfera

Son lentas del orden de cm/año

Son de gran importancia pues dan lugar a los movimientos litosféricos que:
-
Desplazan continentes
- Levantan montañas
- Crean fosas oceánicas
- Provocan vulcanismo
- Provocan la sismicidad terrestre

 

Las corrientes de convección del núcleo externo generan en campo magnético de la Tierra

 


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