Geodinámica y Clima: Conceptos Esenciales de la Tierra

Capas de la Atmósfera y Fenómenos Climáticos

La atmósfera terrestre se compone de varias capas, cada una con características distintivas:

• Tropósfera: Desde 0 km hasta aproximadamente 12-15 km de altitud. La temperatura disminuye con la altura, alcanzando unos -50°C a -60°C en su límite superior. Es donde ocurren la mayoría de los fenómenos meteorológicos.
• Estratósfera: Se extiende desde el final de la tropósfera hasta unos 50 km. Contiene la Ozonósfera (o capa de ozono), ubicada entre los 20 y 40 km (con mayor concentración alrededor de los 25 km), que absorbe la radiación ultravioleta. La temperatura aumenta con la altura, llegando a 0°C.
• Mesósfera: Desde los 50 km hasta los 80-85 km. La temperatura disminuye drásticamente, alcanzando los -90°C. Aquí se desintegran la mayoría de los meteoroides.
• Termósfera: Se extiende desde los 85 km hasta los 600 km. La temperatura aumenta considerablemente con la altura debido a la absorción de radiación solar de alta energía, pudiendo superar los 1000°C. Es donde se producen las auroras boreales y australes.
• Exósfera: La capa más externa, a partir de los 600 km, donde la atmósfera se diluye gradualmente en el espacio. Las partículas son muy dispersas.

Composición de la Atmósfera

La atmósfera está compuesta principalmente por:

• Nitrógeno (N): 78%
• Oxígeno (O): 21%
• Argón (Ar): 1%
• Otros gases traza (dióxido de carbono, neón, helio, metano, etc.)

Conceptos Climáticos Fundamentales

• Efecto Invernadero: Fenómeno natural por el cual ciertos gases presentes en la atmósfera retienen parte del calor emitido por la superficie terrestre, produciendo un aumento de la temperatura media del planeta.
• Borrasca: Sistema de baja presión atmosférica caracterizado por el ascenso de una masa de aire cálido. Se asocia generalmente con inestabilidad meteorológica, vientos fuertes y precipitaciones.
• Anticiclón: Sistema de alta presión atmosférica caracterizado por el descenso de una masa de aire frío. Se asocia con estabilidad meteorológica, cielos despejados y vientos suaves.
• Frente Frío: Zona de contacto donde una masa de aire frío y denso avanza y empuja por debajo a una masa de aire cálido. Al ascender, el aire cálido se enfría, su vapor de agua se condensa y forma nubes, lo que a menudo resulta en lluvias intensas y tormentas.
• Erosión: Proceso de desgaste y modelación de la corteza terrestre causado por agentes naturales como el viento, la lluvia, los procesos fluviales, marítimos y glaciares, así como por la acción de seres vivos.
• Sedimentación: Proceso geológico en el que los materiales transportados por diversos agentes (agua, viento, hielo) se depositan o precipitan, formando capas de sedimentos.

Dinámica Interna de la Tierra: Sismos y Energía

Las ondas sísmicas, originadas en los terremotos, atraviesan el interior del planeta y modifican su dirección y velocidad cuando cambian de medio de propagación. Las ondas S (secundarias o de cizalla) no se propagan en fluidos. La observación de que las ondas S dejan de transmitirse a aproximadamente 2900 km de profundidad indica la presencia de una capa fluida: el núcleo externo. Cada cambio brusco en la velocidad de las ondas sísmicas revela una variación en la estructura interna de la Tierra.

Factores Responsables de la Energía Interna Terrestre

La energía interna de la Tierra, que impulsa procesos geológicos como la tectónica de placas, proviene principalmente de:

• Desintegración de isótopos radiactivos: Elementos como el uranio, torio y potasio, presentes en el manto y la corteza, liberan calor al desintegrarse.
• Calor latente: Desprendido por la solidificación de materiales internos, como el hierro y el níquel en el núcleo, y los silicatos en el manto.
• Energía residual: Calor remanente de la formación del planeta, generado por los choques y la compactación de planetesimales durante su acreción.

Pruebas de la Deriva Continental

Alfred Wegener propuso la teoría de la deriva continental a principios del siglo XX, basándose en diversas evidencias que sugerían que los continentes no siempre estuvieron en sus posiciones actuales, sino que formaron un supercontinente llamado Pangea. Las principales pruebas incluyen:

Evidencias Geográficas

Wegener observó que las formas de las costas de continentes actualmente separados, como África y Sudamérica, encajan de manera notable, como piezas de un rompecabezas. Esta coincidencia es aún mayor si, en lugar de las costas actuales, se consideran los límites de las plataformas continentales.

Evidencias Paleontológicas

Se encontraron fósiles de las mismas especies de plantas y animales terrestres en continentes que hoy están muy separados. Dado que estas especies no habrían podido cruzar los vastos océanos, su presencia en diferentes continentes es una fuerte indicación de que estos estuvieron unidos en el pasado.

Evidencias Geológicas y Tectónicas

Wegener sospechó que los continentes podrían haber estado unidos en tiempos pasados al observar una gran coincidencia entre la forma de las costas de los continentes, especialmente entre Sudamérica y África. Si en el pasado estos continentes hubieran estado unidos formando solo uno (Pangea), es lógico que los fragmentos encajen. La coincidencia es aún mayor si se tienen en cuenta no las costas actuales, sino los límites de las plataformas continentales.

Evidencias Paleoclimáticas

Wegener utilizó ciertas rocas sedimentarias como indicadores de los climas antiguos en los que se originaron. Al dibujar un mapa de estos climas pasados, concluyó que su distribución actual sería inexplicable si los continentes hubieran permanecido en sus posiciones fijas. Por ejemplo, se encontraron tillitas (depósitos glaciares) de antiguas glaciaciones en zonas que hoy tienen climas cálidos, lo que sugiere que estas regiones estuvieron una vez cerca de los polos.

Expansión del Fondo Oceánico

Una de las pruebas más contundentes de la dinámica terrestre es la observación de la edad de las rocas en el fondo oceánico. Se ha descubierto una curiosa simetría: en las dorsales oceánicas (grandes cadenas montañosas submarinas, como las ubicadas en el centro del Atlántico y en el Pacífico oriental), las rocas volcánicas son las más jóvenes (con menos de un millón de años). A medida que nos alejamos de la dorsal, la edad de las rocas aumenta simétricamente a ambos lados.

Esta observación lleva a la conclusión de que en las dorsales oceánicas emergen materiales volcánicos desde el interior de la Tierra, los cuales se añaden continuamente a la litosfera oceánica, provocando la expansión del fondo oceánico. Este proceso fue fundamental para la separación de continentes como Europa y África de las Américas, y es un pilar de la teoría de la tectónica de placas.