El planeta Tierra: características, estructura, movimientos y la Luna

1. El planeta Tierra y sus características

La Tierra es el tercer planeta del Sistema Solar y se encuentra en la Vía Láctea, en el brazo de Orión. Es el mayor de los planetas rocosos. Su atmósfera regula la temperatura y su hidrósfera cubre aproximadamente el 71 % de la superficie. Su forma no es una esfera perfecta, sino que está ligeramente achatada en los polos y ensanchada en el ecuador.

Datos principales

• Radio ecuatorial: 6.378 km.
• Distancia media al Sol: 149.600.000 km.
• Rotación: 23 h, 56 min y 4 s.
• Traslación: 365,256 días.
• Temperatura media: 15 °C.
• Gravedad ecuatorial: 9,78 m/s².

2. Formación de la Tierra

La Tierra se formó hace aproximadamente 4.600 millones de años a partir de polvo cósmico y gas. El calentamiento interno provocó la separación de los materiales según su densidad. Los más livianos formaron la corteza y el manto, mientras que el hierro y el níquel se concentraron en el núcleo. Los gases volcánicos originaron la atmósfera primitiva y la condensación del vapor de agua formó los primeros océanos.

3. Estructura interna de la Tierra (geósfera)

Las capas internas están separadas por discontinuidades.

Corteza

Es la capa superficial, sólida y rocosa. Tiene entre 5 y 10 km en los océanos y hasta 70-80 km en los continentes. Está separada del manto por la discontinuidad de Mohorovičić o Moho.

Manto

Llega hasta los 2.900 km de profundidad y representa el 87 % del volumen terrestre. Es mayormente sólido y se divide en manto superior, zona de transición y manto inferior. La astenosfera es una zona plástica que facilita el movimiento de las placas tectónicas. El manto está separado del núcleo por la discontinuidad de Gutenberg.

Núcleo o endósfera

Está compuesto principalmente por hierro y níquel. El núcleo externo es líquido y el interno es sólido. Ambos están separados por la discontinuidad de Lehmann. Hacia el centro aumentan la presión, la densidad y la temperatura.

4. Capas externas

A. Atmósfera

Es la envoltura gaseosa que rodea la Tierra y se mantiene por la gravedad. Está compuesta principalmente por nitrógeno (78 %), oxígeno (21 %) y pequeñas cantidades de otros gases.

• Troposfera: es la más cercana a la superficie. Allí ocurren los fenómenos meteorológicos, como lluvias, vientos y formación de nubes.
• Estratosfera: contiene la capa de ozono, que absorbe gran parte de la radiación ultravioleta solar.
• Mesosfera: es donde se desintegran la mayoría de los meteoros.
• Termosfera: alcanza temperaturas elevadas y allí se producen las auroras polares.
• Exosfera: es la capa más externa y representa la transición hacia el espacio.

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B. Hidrósfera

Es el conjunto de toda el agua terrestre. Incluye océanos, ríos, lagos, glaciares, aguas subterráneas y vapor de agua. El agua circula mediante el ciclo hidrológico, que incluye evaporación, condensación y precipitación.

5. Magnetismo y electricidad terrestre

• Campo magnético: la Tierra actúa como un imán debido al movimiento de los metales líquidos del núcleo externo. Su campo magnético protege al planeta de gran parte de las partículas del viento solar.
• Auroras polares: son fenómenos luminosos producidos por la interacción de partículas solares con la atmósfera. Se llaman boreales en el hemisferio norte y australes en el sur.
• Electricidad terrestre: incluye fenómenos eléctricos de la atmósfera y del planeta. En las nubes, las cargas eléctricas pueden separarse y acumularse; cuando la diferencia de cargas es muy grande, se produce una descarga eléctrica, como un rayo. También existen procesos de ionización y corrientes eléctricas en la Tierra y la atmósfera.

6. Movimientos de la Tierra

• Rotación: la Tierra gira sobre su eje de oeste a este. Dura aproximadamente 23 h, 56 min y 4 s y produce el día y la noche.
• Traslación: es el movimiento alrededor del Sol y dura 365,25 días. El excedente de horas explica la existencia de los años bisiestos.

Puntos de la órbita

• Afelio: punto más alejado del Sol, a principios de julio.
• Perihelio: punto más cercano al Sol, a principios de enero.

Estaciones del año

Se originan principalmente por la inclinación del eje terrestre de 23,5° respecto al plano de la órbita. Esto hace que cada hemisferio reciba distinta cantidad de luz solar a lo largo del año.

• Equinoccios: ocurren aproximadamente en marzo y septiembre, cuando ambos hemisferios reciben una iluminación similar y el día y la noche tienen una duración cercana a 12 horas.
• Solsticios: ocurren aproximadamente en junio y diciembre, cuando se da la mayor diferencia entre la duración del día y la noche. Marcan el comienzo del invierno en un hemisferio y del verano en el otro.

Otros movimientos del eje

• Precesión: es el lento movimiento del eje terrestre, que describe un cono en aproximadamente 25.868 años.
• Nutación: es un pequeño movimiento oscilatorio del eje que se superpone a la precesión y completa un ciclo en 18,6 años.

7. La esfera celeste y los sistemas de coordenadas astronómicas

Esfera celeste: es una esfera imaginaria donde parecen proyectarse los astros. Su movimiento aparente de este a oeste se debe a la rotación terrestre.

Elementos principales

El ecuador celeste es la proyección del ecuador terrestre; los polos celestes son las prolongaciones del eje terrestre; la eclíptica es la trayectoria aparente del Sol. También están los puntos Aries y Libra.

Elementos del observador

El horizonte separa el cielo visible del no visible; el cenit está directamente sobre el observador; el nadir es el punto opuesto y la meridiana es la línea de referencia norte-sur.

Sistemas de coordenadas

• Altacimutales u horizontales: utilizan la altura y el acimut. Dependen de la ubicación del observador.
• Horarias o ecuatoriales locales: utilizan el ángulo horario y la declinación, tomando como referencia el ecuador celeste y el meridiano local.
• Ecuatoriales absolutas: utilizan la ascensión recta y la declinación. Son independientes del lugar de observación.
• Eclípticas: utilizan la longitud y la latitud celestes. Son útiles para estudiar las posiciones de los planetas.

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8. La Luna

La Luna es el satélite natural de la Tierra. Su rotación y traslación duran aproximadamente 27,32 días, por eso siempre vemos prácticamente la misma cara. El ciclo completo de sus fases dura 29,53 días.

• Baricentro: es el centro de masas del sistema Tierra-Luna y se encuentra dentro de la Tierra.
• Libración: es un movimiento aparente que permite observar aproximadamente el 59 % de la superficie lunar a lo largo del tiempo.

Fases lunares

• Luna nueva: la cara iluminada no es visible desde la Tierra.
• Cuarto creciente: se ilumina la mitad derecha en el hemisferio sur.
• Luna llena: vemos iluminada toda la cara lunar que mira hacia nosotros.
• Cuarto menguante: se ilumina la mitad izquierda en el hemisferio sur.