Origen de la Tierra y su estructura interna

1. Origen de la Tierra y su estructura interna

2. Origen de la Tierra La Tierra se formó, hace unos 4500 millones de años, a partir de una gran nube de gas y polvo procedente de una supernova (explosión de una estrella antigua) cercana. La nube, que en principio giraba lentamente, se contrajo por la atracción gravitatoria y empezó a girar cada vez más rápido. La energía de los materiales que estaban en el centro de la nube llegó a ser tan alta que se recalentó y empezó a brillar. Se había formado una nueva estrella: El Sol.

3. Origen de la Tierra El resto de la nube giraba tan rápido que se esparció formando una enorme esfera de materia. En el interior de la nube, por procesos de choques y agregación que duraron millones de años, los pequeños granos que componían la nube se fueron uniendo hasta formar cuerpos más grandes llamados “planetoides”.

4. Origen de la Tierra Algunos planetoides alcanzaron una masa lo suficientemente grande como para que su gravedad atrajese la materia de la esfera circundante. Al cabo de unos 3 millones de años, se habían formado unos 20 planetas que orbitaban alrededor del Sol.

5. Origen de la Tierra La atracción gravitatoria entre los planetas afectó a sus órbitas y algunos colisionaron entre sí, hasta que, al final, quedaron los ocho planetas actuales. Una de esas colisiones pudo ser el origen de la Luna.

6. Debido a la energía desprendida en los innumerables choques, hubo un tiempo en que la Tierra fue una bola de fuego. Con las altas temperatura que se alcanzaron, las rocas se fundieron. En ese estado fluido, los metales más pesados, como el hierro, el níquel, o los elementos radiactivos, se hundieron hacia el centro de la Tierra y formaron el núcleo.

7. Otros elementos, más ligeros (como silicio, magnesio aluminio, etc.) quedaron flotando, formando el manto y la corteza y, por último, las moléculas más pequeñas y menos pesadas, como dióxido de carbono (CO2), agua (H2O), amoniaco (NH3), etc., se evaporaron formando espesas nubes que dieron lugar a una atmósfera primitiva, muy diferente de la actual y que se conservó gracias al campo magnético de la Tierra.

8. Origen de la Luna Hay tres teorías sobre la formación de la Luna: • La primitiva Tierra giraba tan rápido que fue lanzando parte de su materia al espacio y, a partir de esta materia, se formó la Luna. 2. La Luna es un planeta que pasó cerca de la Tierra y quedó atrapado por la gravedad de ésta. 3. Una colisión con otro planeta lanzó parte de la corteza terrestre al espacio y a partir de ella se formó la Luna. El análisis de las rocas lunares ha mostrado que son similares a las rocas que se encuentran en la corteza terrestre, por eso la teoría de la colisión es la más aceptada actualmente.

9. Origen de la Luna La teoría de la colisión dice que, hace 4.450 m. a. un planeta muy grande chocó contra la Tierra. El impacto desprendió tanta energía que derritió la Tierra entera, pulverizó parte de su materia rocosa y la lanzó al espacio; donde formó una nube de roca y polvo que quedó en órbita. Los procesos de choques y agregación dentro de la nube dieron lugar a la formación de un cuerpo más grande (con gravedad suficiente para atraer el resto de materiales dispersos que giraba alrededor de la Tierra) que se convirtió en la Luna.

10. Origen de las estaciones del año La colisión tuvo otra consecuencia importante: inclinó el eje de giro de la Tierra y gracias a esa inclinación, en algunos lugares de la Tierra, hay distintas estaciones durante el año.

11. Origen de las estaciones del año Como la Tierra es una esfera y su eje está inclinado (23,5º), hay zonas de la Tierra donde los rayos del sol inciden de forma perpendicular y otras zonas donde llegan oblicuamente. Cuanto más inclinados lleguen los rayos solares, más distancia recorren y la luz se dispersa más en la atmósfera. Por eso no todos los lugares de la Tierra reciben la misma cantidad de luz y calor a lo largo del año.

12. Origen de las estaciones del año En el hemisferio norte es verano porque los rayos solares inciden en esa zona más perpendicularmente. La radiación solar se dispersa menos y hay más horas de luz diurnas, lo que produce un aumento de la temperatura. En el Ecuador no hay estaciones porque los rayos del Sol llegan prácticamente siempre, en el mismo ángulo. En el hemisferio sur es invierno, porque la incidencia de los rayos solares sobre la Tierra es más oblicua y hay menos horas de luz diurnas lo que produceun descenso de las temperaturas.

13. Origen de las estaciones del año El número de horas de luz en el hemisferio norte aumenta a medida que nos acercamos al polo Norte, hasta que, dentro del Círculo Polar Ártico, durante el verano, el día dura 24 horas. El Ecuador recibe, todos los días del año, unas 12 horas de luz solar. En cambio,en el hemisferio sur el número de horas de luz va disminuyendo a medida que nos acercamos al polo Sur, hasta que, dentro del Círculo Polar Antártico, durante el invierno, la noche dura 24 horas.

14. Origen de las estaciones del año Cuando la Tierra se sitúa en el otro extremo de su órbita ocurrirá justamente lo contrario. Los rayos solares incidirán perpendicularmente sobre el trópico de Capricornio. Será invierno en el hemisferio norte y verano en el hemisferio sur. Los solsticios y equinoccios indican el cambio de estación.

15. Origen de las estaciones del año Solsticio de verano: momento del año en que el Sol alcanza su mayor altura aparente en el cielo. Noche más corta del año. Alrededor del 21 de junio. Solsticio de invierno: momento del año en que el Sol alcanza su menor altura aparente en el cielo. Noche más larga del año. Alrededor del 21 de diciembre.

16. Origen de las estaciones del año Equinoccio: momento del año en que los dos polos se encuentran a igual distancia del Sol. El día y la noche tienen igual duración (12 horas), cayendo la luz solar por igual en ambos hemisferios.Hay dos: equinoccio de primavera: alrededor del 21 de marzo y equinoccio de otoño alrededor del 22 de septiembre.

17. Origen de las estaciones del año Cada planeta del Sistema Solar tiene una inclinación del eje de giro diferente.

18. El campo magnético de la Tierra El núcleo interno de la Tierra, formado sobre todo por hierro y níquel, es sólido, pero el núcleo externo está aún en estado líquido. Debido a la rotación de la Tierra, estos materiales fundidos giran en su interior. Como, tanto el hierro como el níquel, son metales ferromagnéticos, producen, al girar, un campo magnético alrededor de la Tierra que la protege del viento solar.

19. El campo magnético de la Tierra El campo magnético es como un escudo que hace que nuestro planeta tenga polo norte y polo sur y se extiende al espacio exterior formando la magnetosfera.

20. El campo magnético de la Tierra El viento solar está formado por partículas de altísima energía (procedentes de las tormentas solares) que viajan a velocidades de unos 1.600.000 km/h. Estas partículas son una forma de radiación que puede causar daños irreversibles a las células vivas y destruir la atmósfera de un planeta, como pasó en Marte.

21. El campo magnético de la Tierra Las partículas del viento solar que consiguen traspasar la magnetosfera se desvían hacia los polos y al penetrar en la atmósfera reaccionan con las partículas del aire y generan las auroras boreal y austral.

22. Origen del agua de la Tierra En sus comienzos, la Tierra apenas tenía agua porque toda la región desde el Sol hasta el cinturón de asteroides era demasiado cálida y la radiación solar demasiado intensa. El agua de nuestros océanos llegó a la Tierra, más tarde, una vez formada la magnetosfera, en el interior de los meteoritos que la bombardearon durante millones de años procedentes de la parte exterior del cinturón de asteroides.

23. Origen del agua de la Tierra Cómo la temperatura era tan alta, al chocar con la superficie de la Tierra, los meteoritos se pulverizaban y el agua contenida en su interior se evaporaba y formaba densa nubes. Poco a poco fue disminuyendo el número de meteoritos que chocaban contra la Tierra y ésta empezó a enfriarse.

24. Origen del agua de la Tierra Hace unos 4400 m.a., cuando la temperatura de la superficie bajó a unos 300°C, el vapor de agua de la atmósfera, se condensó y empezó a llover. Ese agua de lluvia dio lugar a los océanos y mares de nuestro planeta (hidrosfera).

25. Origen del agua de la Tierra En esa época, los océanos tenían un intenso color verde porque contenían una gran cantidad de hierro disuelto. La Luna estaba más cerca de la Tierra y originaba enormes mareas. La atmósfera era mucho más espesa, de color rojizo y se componía, sobre todo, de nitrógeno, dióxido de carbono, y metano. Había fuertes tormentas con gran aparato eléctrico.

26. Origen del oxígeno Hace unos 3000 m.a. aparecieron unos seres vivos que cambiaron el aspecto de la Tierra: las bacterias verdes y azules (cianobacterias), que eran capaces de hacer la fotosíntesis, es decir, capaces de absorber la energía del Sol y convertir el dióxido de carbono en oxígeno. La prueba son los estromatolitos, formaciones rocosas (con aspecto de seta) formadas por la acumulación de carbonato de calcio, que fue segregado por las cianobacterias a lo largo de millones de años.

27. Origen del oxígeno El oxígeno, producido por la cianobacterias, reaccionó con el hierro disuelto en el agua y se formaron distintos óxidos de hierro (herrumbre) que se precipitaron al fondo del océano y, con el paso del tiempo, generaron rocas con alto contenido en hierro. Había tanto hierro en los océanos que, durante más de 1000 m.a., éste absorbió casi todo el oxígeno que producían los estromatolitos.

28. Origen del oxígeno Al ir desapareciendo el hierro, cambió el color de los océanos a un azulado-transparente parecido al actual. Cuando el agua del mar se saturó de oxígeno, el gas comenzó a ser liberado en la atmósfera. Esto hecho, irrelevante al principio, propició otro cambio fundamental para el desarrollo de la vida: al aumentar el nivel de oxígeno en la atmósfera fue posible que, en las tormentas eléctricas, se empezara a producir ozono, el cual, al cabo de unos millones de años, formó una fina capa alrededor de toda la Tierra que la protege de los rayos UV.

29. Origen del oxígeno Hace unos 500 m.a. el nivel de oxígeno en la atmósfera permitió que los seres vivos salieran del mar y colonizaran la Tierra seca.

30. Estructura en capas de la Tierra Debido a cómo se formó la Tierra, hoy en día se puede observar que tiene una estructura en capas concéntricas. Estas capas tienen distintas propiedades físicas y distinta composición química.

31. Capas de la Tierra: la atmósfera Es la capa gaseosa que rodea la Tierra y limita con el espacio exterior. Contiene los gases que respiramos y nos protege de algunas radiaciones solares y de los meteoritos que bombardean la Tierra. En algunas zonas su espesor llega a los 1000 km. Su composición actual (N2 - 78%, O2,-21%, Ar-0'93 %, CO2-0'03 %, vapor de agua y otros gases-0'001%) es variable y disminuye con la altura. Por encima de los 60 km la concentración es tan baja que no es apta para la vida. A su vez está formada por varias capas.

32. Capas de la Tierra: la atmósfera Troposfera- se extiende desde la superficie de la Tierra hasta una altura media de 12 km. En ella se producen todos los fenómenos meteorológicos (lluvia, viento, etc.) y se concentran la mayoría de los gases. Tiene las condiciones necesarias para que haya vida. El cielo azul es un efecto producido por la dispersión de la luz del Sol al pasar a través de estos gases del aire.

33. Capas de la Tierra: la atmósfera Estratosfera- se extiende desde los 12 a los 50 km de altura. No hay movimientos verticales de aire, aunque sí horizontales. A unos 30 km de altura, se encuentra la capa de ozono (O3) que detiene parte de las radiaciones UV que proceden del Sol. Contaminantes como los CFC usados en la fabricación de frigoríficos, aerosoles, etc. pueden destruir esta capa.

34. Capas de la Tierra: la atmósfera Mesosfera- se extiende desde los 50 a los 80 km de altura. Es la zona más fría de la atmósfera, la temperatura puede bajar hasta los -95ºC.

35. Capas de la Tierra Termosfera o ionosfera- Llega hasta los 500 km de altura. La radiación solar disocia las moléculas de oxígeno y nitrógeno produciendo capas de iones que reflejan las ondas de radio y televisión que, de esa manera, pueden ser transmitidas a otras zonas de la Tierra. Las temperaturas pueden llegar a los 1000ºC.Nos protege de la caída de meteoritos y de los rayos X y ultravioletas cortos. En ella se producen las auroras polares.

36. Capas de la Tierra: la atmósfera Exosfera- es la capa más externa. Está en contacto con el espacio exterior. Contiene muy poca cantidad de aire, por eso permite el movimiento de los satélites artificialesalrededor de la Tierra, tan importantes para las comunicaciones por ondas de radio y televisión.

37. Capas del interior de la Tierra Corteza: Capa sólida. Compuesta por silicatos de Mg y Al. • Corteza continental: de 15 a 70 km. • Corteza oceánica: de 5 a 15 km. Manto.- Capa semifluida. • Manto superior: de 70 a 700 km. Abundan los silicatos de Fe y Mg. • Manto inferior: de 700 a 2900 km. Abundan los óxidos de Mg, Si y Fe. Núcleo.- Compuesta de Fe y Ni. • Núcleo externo: de 2900 a 5100 km. Capa líquida. • Núcleo interno: de 5100 a 6371 km. Capa sólida.

38. Corrientes de convección El núcleo de la Tierra es una enorme fuente de calor y el núcleo externo es una inmensa masa líquida. Sobre el núcleo está elmanto cuyocomportamiento plástico permite que se formen corrientes de convección, que propagan, hacia la corteza, el calor procedente del núcleo.

39. Corrientes de convección Cuando un fluido (líquido o gas) se calienta, disminuye su densidad y asciende. A medida que asciende, se va enfriando y haciendo más denso, por lo que acaba por descender. Si por abajo se vuelve a calentar, el ciclo se repite de nuevo.

40. Corrientes de convección ¿Cuál es el origen de las altas temperaturas del núcleo? Calor residual que aún se conserva de las primeras etapas de formación del planeta. Energía liberada por la continua desintegración de átomos radiactivos. El rozamiento de los materiales al moverse.

41. ¿Cómo se estudia el interior de la Tierra? Por métodos directos: analizando muestras de rocas de la superficie y del interior de la Tierra, obtenidas mediante sondeoso perforaciones.

42. ¿Cómo se estudia el interior de la Tierra? El sondeo más profundo alcanzó los 12.262 m de profundidad (algo menos de un 0,2% del radio de la Tierra). Se ha comprobado que a medida que se profundiza van aumentando tanto la temperatura como la presión.

43. ¿Cómo se estudia el interior de la Tierra? Pormétodos indirectos: mediante el estudio de la propagación de las ondas por el interior de la Tierra las vibraciones causadas por los terremotos. Se emplean los sismógrafos.