La atmósfera terrestre no tiene unos límites definidos, haciéndose
poco a poco más delgada hasta desvanecerse en el espacio exterior.
Tres cuartas partes de la masa atmosférica están contenidas
dentro de los primeros 11 km de la superficie del planeta.
Esta capa inferior se llama troposfera. La energía del Sol
calienta esta capa y la superficie bajo ésta, causando la
expansión del aire. El aire caliente se eleva debido a su
menor densidad, siendo sustituido por aire de mayor densidad,
es decir, aire más frío. Esto da como resultado la circulación
atmosférica que genera el tiempo y el clima a través de la
redistribución de la energía térmica.
Las líneas principales de circulación atmosférica las constituyen
los vientos alisios en la región ecuatorial por debajo de
los 30° de latitud, y los vientos del oeste en latitudes medias
entre los 30° y 60°.
Las corrientes oceánicas también son factores importantes
para determinar el clima, especialmente la circulación termohalina
que distribuye la energía térmica de los océanos ecuatoriales
a las regiones polares.
El vapor de agua generado a través de la evaporación superficial
es transportado según los patrones de circulación de la atmósfera.
Cuando las condiciones atmosféricas permiten la elevación
del aire caliente y húmedo, el agua se condensa y se deposita
en la superficie en forma de precipitaciones. La mayor parte
del agua es transportada a altitudes más bajas mediante los
sistemas fluviales y por lo general regresa a los océanos
o es depositada en los lagos. Este ciclo del agua es un mecanismo
vital para sustentar la vida en la tierra y es un factor primario
de la erosión que modela la superficie terrestre a lo largo
de períodos geológicos.
Los patrones de precipitación varían enormemente, desde varios
metros de agua por año a menos de un milímetro. La circulación
atmosférica, las características topológicas y las diferencias
de temperatura determinan las precipitaciones medias de cada
región. La cantidad de energía solar que llega a la Tierra
disminuye al aumentar la latitud. En las latitudes más altas
la luz solar incide en la superficie en un ángulo menor, teniendo
que atravesar gruesas columnas de atmósfera. Como resultado,
la temperatura media anual del aire a nivel del mar se reduce
en aproximadamente 0,4 °C por cada grado de latitud alejándose
del ecuador. La Tierra puede ser subdividida en franjas latitudinales
más o menos homogéneas con un clima específico. Desde el ecuador
hasta las regiones polares, se encuentran la zona intertropical
(o ecuatorial), el clima subtropical, el clima templado y
los climas polares. El clima también puede ser clasificado
en función de la temperatura y las precipitaciones, en regiones
climáticas caracterizadas por masas de aire bastante uniformes.
La metodología de clasificación más usada es la clasificación
climática de Köppen (modificada por el estudiante de Wladimir
Peter Köppen, Rudolph Geiger), que cuenta con cinco grandes
grupos (zonas tropicales húmedas, zonas áridas, zonas húmedas
con latitud media, clima continental y frío polar), que se
dividen en subtipos más específicos.
Por encima de la troposfera, la atmósfera suele dividir en
estratosfera, mesosfera y termosfera. Cada capa tiene un gradiente
adiabático diferente, que define la tasa de cambio de la temperatura
con respecto a la altura. Más allá de éstas se encuentra la
exosfera, que se atenúa hasta penetrar en la magnetosfera,
donde los campos magnéticos de la Tierra interactúan con el
viento solar. Dentro de la estratosfera se encuentra la capa
de ozono; un componente que protege parcialmente la superficie
terrestre de la luz ultravioleta, siendo un elemento importante
para la vida en la Tierra. La línea de Kármán, definida en
los 100 km sobre la superficie de la Tierra, es una definición
práctica usada para establecer el límite entre la atmósfera
y el espacio. La energía térmica hace que algunas de las moléculas
en el borde exterior de la atmósfera de la Tierra incrementen
su velocidad hasta el punto de poder escapar de la gravedad
del planeta. Esto da lugar a una pérdida lenta pero constante
de la atmósfera hacia el espacio. Debido a que el hidrógeno
no fijado tiene un bajo peso molecular puede alcanzar la velocidad
de escape más fácilmente, escapando así al espacio exterior
a un ritmo mayor que otros gases. La pérdida de hidrógeno
hacia el espacio contribuye a la transformación de la Tierra
desde su inicial estado reductor a su actual estado oxidante.
La fotosíntesis proporcionó una fuente de oxígeno libre, pero
se cree que la pérdida de agentes reductores como el hidrógeno
fue una condición previa necesaria para la acumulación generalizada
de oxígeno en la atmósfera. Por tanto, la capacidad del hidrógeno
para escapar de la atmósfera de la Tierra puede haber influido
en la naturaleza de la vida desarrollada en el planeta. En
la atmósfera actual, rica en oxígeno, la mayor parte del hidrógeno
se convierte en agua antes de tener la oportunidad de escapar.
En cambio, la mayor parte de la pérdida de hidrógeno actual
proviene de la destrucción del metano en la atmósfera superior.
En muchos países se celebra el 22 de abril el Día de
la Tierra, con el objetivo de hacer conciencia de las
condiciones ambientales del planeta. |
El campo magnético de la Tierra tiene una forma similar a
un dipolo magnético, con los polos actualmente localizados
cerca de los polos geográficos del planeta. En el ecuador
del campo magnético (ecuador magnético), la fuerza del campo
magnético en la superficie es 3,05 × 10-5T, con un momento
magnético dipolar global de 7,91 × 1015 T m³. Según la teoría
del dínamo, el campo se genera en el núcleo externo fundido,
región donde el calor crea movimientos de convección en materiales
conductores, generando corrientes eléctricas. Estas corrientes
inducen a su vez el campo magnético de la Tierra. Los movimientos
de convección en el núcleo son caóticos; los polos magnéticos
se mueven y periódicamente cambian de orientación. Esto da
lugar a reversiones geomagnéticas a intervalos de tiempo irregulares,
unas pocas veces cada millón de años. La inversión más reciente
tuvo lugar hace aproximadamente 700 000 años. El campo magnético
forma la magnetosfera, que desvía las partículas de viento
solar. En dirección al Sol, el arco de choque entre el viento
solar y la magnetosfera se encuentra a unas 13 veces el radio
de la Tierra. La colisión entre el campo magnético y el viento
solar forma los cinturones de radiación de Van Allen; un par
de regiones concéntricas, con forma tórica, formadas por partículas
cargadas muy energéticas. Cuando el plasma entra en la atmósfera
de la Tierra por los polos magnéticos se crean las auroras
polares.
El período de rotación de la Tierra con respecto al Sol,
es decir, un día solar, es de alrededor de 86 400 segundos
de tiempo solar (86 400,0025 segundos SIU). El día solar de
la Tierra es ahora un poco más largo de lo que era durante
el siglo XIX debido a la aceleración de marea, los días duran
entre 0 y 2 ms SIU más. El período de rotación de la Tierra
en relación a las estrellas fijas, llamado día estelar por
el Servicio Internacional de Rotación de la Tierra y Sistemas
de Referencia (IERS por sus siglas en inglés), es de 86 164,098903691
segundos del tiempo solar medio (UT1), o de 23h 56m 4,098903691s.
El período de rotación de la Tierra en relación con el equinoccio
vernal, mal llamado el día sidéreo, es de 86 164,09053083288
segundos del tiempo solar medio (UT1) (23h 56m 4,09053083288s).Por
tanto, el día sidéreo es más corto que el día estelar en torno
a 8,4 ms. La longitud del día solar medio en segundos SIU
está disponible en el IERS para los períodos 1623-2005 y 1962-2005.
Aparte de los meteoros en la atmósfera y de los satélites
en órbita baja, el movimiento aparente de los cuerpos celestes
vistos desde la Tierra se realiza hacia al oeste, a una velocidad
de 15°/h = 15'/min. Para las masas cercanas al ecuador celeste,
esto es equivalente a un diámetro aparente del Sol o de la
Luna cada dos minutos (desde la superficie del planeta, los
tamaños aparentes del Sol y de la Luna son aproximadamente
iguales).
La Tierra orbita alrededor del Sol a una distancia media
de unos 150 millones de kilómetros, completando una órbita
cada 365,2564 días solares, o un año sideral. Desde la Tierra,
esto genera un movimiento aparente del Sol hacia el este,
desplazándose con respecto a las estrellas a un ritmo de alrededor
de 1°/día, o un diámetro del Sol o de la Luna cada 12 horas.
Debido a este movimiento, en promedio la Tierra tarda 24 horas
(un día solar) en completar una rotación sobre su eje hasta
que el sol regresa al meridiano. La velocidad orbital de la
Tierra es de aproximadamente 29,8 km/s (107 000 km/h), que
es lo suficientemente rápida como para recorrer el diámetro
del planeta (12 742 km) en siete minutos, o la distancia entre
la Tierra y la Luna (384 000 km) en cuatro horas. La Luna
gira con la Tierra en torno a un baricentro común, debido
a que este se encuentra dentro de la Tierra, a 4541 km de
su centro, el sistema Tierra-Luna no es un planeta doble,
la Luna completa un giro cada 27,32 días con respecto a las
estrellas de fondo.
El centro de la Tierra sigue deparando sorpresas que
se deslizan entre la ciencia y la ficción, en el imaginario
humano. Cual escena de Julio Verne, ahora sabemos que
lejos de ser una esfera de varias capas lisas (núcleo,
manto, corteza), la división entre ellas está plagada
de irregularidades. Forman montañas intraterrestres
que pueden ser más grandes que el Everest. Y eso se
ha podido saber sin viajar al centro de la Tierra: ha
bastado un antiguo terremoto.
En un estudio publicado en Science, los geofísicos
Jessica Irving (@jess_irving) y Wenbo Wu, de Princeton,
en colaboración con Sidao Ni del Instituto de Geodesia
y Geofísica en China, utilizaron datos del enorme seísmo
en Bolivia de 1994 para encontrar montañas y otra topografía
sobre la base de la zona de transición, una cuarta capa
a 660 kilómetros de profundidad que separa el manto
superior y el inferior.
Para mirar en lo más hondo de la Tierra, la ciencia
usa las ondas más poderosas del planeta, las generadas
por terremotos masivos. «Necesitas un gran terremoto
para que todo el planeta se estremezca», señala la doctora
Irving desde Nueva Jersey. «Los grandes terremotos son
mucho más poderosos que los pequeños: la energía es
30 veces mayor con cada escalón en la escala de Richter,
y los terremotos profundos, en lugar de desperdiciar
su energía en la corteza, pueden hacer que todo el manto
siga funcionando». Ella sacó los mejores datos a partir
de los terremotos de magnitud 7 o superior, ya que las
ondas de choque que envían en todas las direcciones
pueden viajar a través del núcleo hacia el otro lado
del planeta, y viceversa. Para este estudio, los datos
clave provinieron de ondas recogidas después de un terremoto
de magnitud 8,2, el segundo más grande jamás registrado,
que sacudió a Bolivia en 1994.
Nuevo esquema del interior de la tierra,
con picos a 660 km de profundidad.
«Terremotos tan grandes no aparecen muy
a menudo», explica. “Tenemos suerte ahora que hay muchos
más sismómetros que hace 20 años. La sismología es un
campo diferente de lo que era, entre instrumentos y
recursos computacionales», incluida la inteligencia
artificial. Los sismólogos y científicos de datos usan
ordenadores potentes, incluido el grupo de supercomputadoras
Tiger de Princeton, para simular el complicado comportamiento
de las ondas dispersas en la Tierra profunda.
La tecnología depende de una propiedad
fundamental de las ondas de un terremoto: su capacidad
para doblarse y rebotar. Al igual que las de la de luz,
que pueden rebotar (reflejarse) en un espejo o doblarse
(refractarse) cuando pasan a través de un prisma, las
ondas sísmicas viajan directamente a través de rocas
homogéneas, pero se reflejan o refractan cuando se encuentran
con algún límite o rugosidad. Es como un sónar, que
juega con el eco.
«Sabemos que casi todos los objetos tienen
asperezas en la superficie y, por lo tanto, dispersan
la luz», dice Wu. “Es por eso que podemos ver estos
objetos: las ondas dispersas llevan la información sobre
la rugosidad de la superficie. En este estudio, investigamos
las ondas sísmicas dispersas que viajan dentro de la
Tierra para limitar la rugosidad del límite de 660 km
de la Tierra».
Los investigadores se sorprendieron por
lo áspero que es ese límite: más áspera que la capa
superficial en la que todos vivimos. «En otras palabras,
una topografía más fuerte que las Montañas Rocosas o
los Apalaches está presente en el límite de 660 km»,
dijo Wu. Su modelo estadístico no permitió determinaciones
de altura precisas, pero existe la posibilidad de que
estas montañas sean más grandes que cualquier otra en
la superficie de la Tierra. La rugosidad no estaba distribuida
igualmente, tampoco; Al igual que la superficie de la
corteza tiene fondos oceánicos lisos y montañas masivas,
el límite de 660 km tiene áreas ásperas y parches lisos.
Los investigadores también examinaron una capa 410 kilómetros
de profundidad, en la parte superior de la «zona de
transición» del manto medio, y no encontraron una rugosidad
similar.
La sismóloga Jessica Irving.
«Los límites entre rocas con diferentes
propiedades físicas en el interior de la Tierra se dan
ante un cambio en la estructura cristalina o un cambio
en la composición química», explica Wu en su artículo.
«Se ha examinado la rugosidad del límite entre el manto
superior e inferior de la Tierra, que se cree que se
forma a partir de un cambio en la estructura mineral.
Para nuestra sorpresa, en algunos lugares, el límite
tiene una rugosidad a pequeña escala que requiere alguna
diferencia química. Esta observación proporciona pruebas
de una circulación parcialmente bloqueada del manto
que conduce a algunas diferencias químicas entre el
manto superior y el inferior».
¿Qué podría causar diferencias químicas
significativas? La introducción de rocas que solían
estar en la corteza ahora descansan tranquilamente en
el manto. Los científicos han debatido durante mucho
tiempo el destino de las losas del lecho marino que
son empujadas hacia el manto en las zonas de subducción,
las colisiones que ocurren en todo el Océano Pacífico
y en otras partes del mundo. Wu e Irving sugieren que
los restos de estas losas ahora pueden estar justo por
encima o justo por debajo del límite de 660 km.
«Encontramos que las capas profundas de
la Tierra son tan complicadas como lo que observamos
en la superficie», añade la sismóloga Christine Houser,
profesora del Instituto de Tecnología de Tokio. “Encontrar
cambios de elevación de entre 1 y 3 km en un límite
que tiene más de 660 km de profundidad es una hazaña
inspiradora. Sus hallazgos sugieren que a medida que
se producen los terremotos y los instrumentos sísmicos
se vuelven más sofisticados, continuaremos detectando
nuevas señales a pequeña escala que revelan nuevas propiedades
de las capas de la Tierra».
En este sentido, hay ya equipos internacionales
–con presencia española– que trabajan en la posibilidad
de radiografiar el interior de nuestro planeta con una
tecnología literalmente extraterrestre: el uso de neutrinos
procedentes del espacio, que bombardean continuamente
la Tierra y que, desde hace poco, son capaces de quedar
atrapados en un gigantesco cubo de hielo del Polo Sur.
|
Cuando se combina con la revolución común del sistema Tierra-Luna
alrededor del Sol, el período del mes sinódico, desde una
luna nueva a la siguiente, es de 29,53 días. Visto desde el
polo norte celeste, el movimiento de la Tierra, la Luna y
sus rotaciones axiales son todas contrarias a la dirección
de las manecillas del reloj (sentido anti-horario). Visto
desde un punto de vista situado sobre los polos norte del
Sol y la Tierra, la Tierra parecería girar en sentido anti-horario
alrededor del Sol. Los planos orbitales y axiales no están
alineados: El eje de la Tierra está inclinado unos 23,4 grados
con respecto a la perpendicular al plano Tierra-Sol, y el
plano entre la Tierra y la Luna está inclinado unos 5 grados
con respecto al plano Tierra-Sol. Sin esta inclinación, habría
un eclipse cada dos semanas, alternando entre los eclipses
lunares y eclipses solares. La esfera de Hill, o la esfera
de influencia gravitatoria, de la Tierra tiene aproximadamente
1,5 Gm (o 1 500 000 kilómetros) de radio. Esta es la distancia
máxima en la que la influencia gravitatoria de la Tierra es
más fuerte que la de los más distantes Sol y resto de planetas.
Los objetos deben orbitar la Tierra dentro de este radio,
o terminarán atrapados por la perturbación gravitatoria del
Sol.
Desde el año de 1772, se estableció que cuerpos pequeños
pueden orbitar de manera estable la misma órbita que un planeta,
si esta permanece cerca de un punto triangular de Lagrange
(también conocido como «punto troyano») los cuales están situados
60° delante y 60° detrás del planeta en su órbita. La Tierra
es el cuarto planeta con un asteroide troyano (2010 TK7) después
de Júpiter, Marte y Neptuno de acuerdo a la fecha de su descubrimientonota
Este fue difícil de localizar debido al posicionamiento geométrico
de la observación, este fue descubierto en el 2010 gracias
al telescopio WISE (Wide-Field Infrared Survey Explorer) de
la NASA, pero fue en abril de 2011 con el telescopio «Canadá-Francia-Hawái»
cuando se confirmó su naturaleza troyana, y se estima que
su órbita permanezca estable dentro de los próximos 10 000
años. La Tierra, junto con el Sistema Solar, está situada
en la galaxia Vía Láctea, orbitando a alrededor de 28 000
años luz del centro de la galaxia. En la actualidad se encuentra
unos 20 años luz por encima del plano ecuatorial de la galaxia,
en el brazo espiral de Orión.
Debido a la inclinación del eje de la Tierra, la cantidad
de luz solar que llega a un punto cualquiera en la superficie
varía a lo largo del año. Esto ocasiona los cambios estacionales
en el clima, siendo verano en el hemisferio norte ocurre cuando
el Polo Norte está apuntando hacia el Sol, e invierno cuando
apunta en dirección opuesta. Durante el verano, el día tiene
una duración más larga y la luz solar incide más perpendicularmente
en la superficie. Durante el invierno, el clima se vuelve
más frío y los días más cortos. En la zona del Círculo Polar
Ártico se da el caso extremo de no recibir luz solar durante
una parte del año; fenómeno conocido como la noche polar.
En el hemisferio sur se da la misma situación pero de manera
inversa, con la orientación del Polo Sur opuesta a la dirección
del Polo Norte.
Por convenio astronómico, las cuatro estaciones están determinadas
por solsticios (puntos de la órbita en los que el eje de rotación
terrestre alcanza la máxima inclinación hacia el Sol —solsticio
de verano— o hacia el lado opuesto —solsticio de invierno—)
y por equinoccios, cuando la inclinación del eje terrestre
es perpendicular al Sol. En el hemisferio norte, el solsticio
de invierno se produce alrededor del 21 de diciembre, el solsticio
de verano el 21 de junio, el equinoccio de primavera el 20
de marzo y el equinoccio de otoño el 23 de septiembre. En
el hemisferio sur la situación se invierte, con el verano
y los solsticios de invierno en fechas contrarias a la del
hemisferio norte. De igual manera sucede con el equinoccio
de primavera y de otoño. El ángulo de inclinación de la Tierra
es relativamente estable durante largos períodos de tiempo.
Sin embargo, la inclinación se somete a nutaciones; un ligero
movimiento irregular, con un período de 18,6 años. La orientación
(en lugar del ángulo) del eje de la Tierra también cambia
con el tiempo, precesando un círculo completo en cada ciclo
de 25 800 años.
Esta precesión es la razón de la diferencia entre el año
sidéreo y el año tropical. Ambos movimientos son causados
por la atracción variante del Sol y la Luna sobre el abultamiento
ecuatorial de la Tierra. Desde la perspectiva de la Tierra,
los polos también migran unos pocos metros sobre la superficie.
Este movimiento polar tiene varios componentes cíclicos, que
en conjunto reciben el nombre de movimientos cuasiperiódicos.
Además del componente anual de este movimiento, existe otro
movimiento con ciclos de 14 meses llamado el bamboleo de Chandler.
La velocidad de rotación de la Tierra también varía en un
fenómeno conocido como variación de duración del día. En tiempos
modernos, el perihelio de la Tierra se produce alrededor del
3 de enero y el afelio alrededor del 4 de julio. Sin embargo,
estas fechas cambian con el tiempo debido a la precesión orbital
y otros factores, que siguen patrones cíclicos conocidos como
ciclos de Milankovitch. La variación de la distancia entre
la Tierra y el Sol resulta en un aumento de alrededor del
6,9 % de la energía solar que llega a la Tierra en el perihelio
en relación con el afelio. Puesto que el hemisferio sur está
inclinado hacia el Sol en el momento en que la Tierra alcanza
la máxima aproximación al Sol, a lo largo del año el hemisferio
sur recibe algo más de energía del Sol que el hemisferio norte.
Sin embargo, este efecto es mucho menos importante que el
cambio total de energía debido a la inclinación del eje, y
la mayor parte de este exceso de energía es absorbido por
la superficie oceánica, que se extiende en mayor proporción
en el hemisferio sur.
La Luna es el satélite natural de la Tierra. Es un cuerpo
del tipo terrestre relativamente grande: con un diámetro de
alrededor de la cuarta parte del de la Tierra, es el segundo
satélite más grande del Sistema Solar en relación al tamaño
de su planeta, después del satélite Caronte de su planeta
enano Plutón. Los satélites naturales que orbitan los demás
planetas se denominan "lunas" en referencia a la Luna de la
Tierra.
La atracción gravitatoria entre la Tierra y la Luna causa
las mareas en la Tierra. El mismo efecto en la Luna ha dado
lugar a su acoplamiento de marea, lo que significa que su
período de rotación es idéntico a su periodo de traslación
alrededor de la Tierra. Como resultado, la luna siempre presenta
la misma cara hacia nuestro planeta. A medida que la Luna
orbita la Tierra, diferentes partes de su cara son iluminadas
por el Sol, dando lugar a las fases lunares. La parte oscura
de la cara está separada de la parte iluminada del terminador
solar. Debido a la interacción de las mareas, la Luna se aleja
de la Tierra a una velocidad de aproximadamente 38 mm al año.
Acumuladas durante millones de años, estas pequeñas modificaciones,
así como el alargamiento del día terrestre, han producido
cambios significativos.
Durante el período devónico, por ejemplo, (hace aproximadamente
410 millones de años) un año tenía 400 días, cada uno con
una duración de 21,8 horas.
La Luna pudo haber afectado dramáticamente el desarrollo
de la vida, moderando el clima del planeta. Evidencias paleontológicas
y simulaciones computarizadas muestran que la inclinación
del eje terrestre está estabilizada por las interacciones
de marea con la Luna. Algunos teóricos creen que sin esta
estabilización frente al momento ejercido por el Sol y los
planetas sobre la protuberancia ecuatorial de la Tierra, el
eje de rotación podría ser caóticamente inestable, mostrando
cambios caóticos durante millones de años, como parece ser
el caso de Marte. Vista desde la Tierra, la Luna está justo
a una distancia que la hace que el tamaño aparente de su disco
sea casi idéntico al del Sol. El diámetro 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. Esto permite que en la Tierra
se produzcan los eclipses solares totales y anulares. La teoría
más ampliamente aceptada sobre el origen de la Luna, la teoría
del gran impacto, afirma que ésta se formó por la colisión
de un protoplaneta del tamaño de Marte, llamado Tea, con la
Tierra primitiva. Esta hipótesis explica (entre otras cosas)
la relativa escasez de hierro y elementos volátiles en la
Luna, y el hecho de que su composición sea casi idéntica a
la de la corteza terrestre.
Un planeta que pueda sostener vida se denomina habitable,
incluso aunque en él no se originara vida. La Tierra proporciona
las (actualmente entendidas como) condiciones necesarias,
tales como el agua líquida, un ambiente que permite el ensamblaje
de moléculas orgánicas complejas, y la energía suficiente
para mantener un metabolismo. Hay otras características que
se cree que también contribuyen a la capacidad del planeta
para originar y mantener la vida: la distancia entre la Tierra
y el Sol, así como su excentricidad orbital, la velocidad
de rotación, la inclinación axial, la historia geológica,
la permanencia de la atmósfera, y la protección ofrecida por
el campo magnético.
Se denomina "biosfera" al conjunto de los diferentes tipos
de vida del planeta junto con su entorno físico, modificado
por la presencia de los primeros. Generalmente se entiende
que la biosfera empezó a evolucionar hace 3500 millones de
años. La Tierra es el único lugar donde se sabe que existe
vida. La biosfera se divide en una serie de biomas, habitados
por plantas y animales esencialmente similares. En tierra,
los biomas se separan principalmente por las diferencias en
latitud, la altura sobre el nivel del mar y la humedad. Los
biomas terrestres situados en los círculos ártico o antártico,
en gran altura o en zonas extremadamente áridas son relativamente
estériles de vida vegetal y animal; la diversidad de especies
alcanza su máximo en tierras bajas y húmedas, en latitudes
ecuatoriales.
La Tierra proporciona recursos que son explotados por los
seres humanos con diversos fines. Algunos de estos son recursos
no renovables, tales como los combustibles fósiles, que son
difícilmente renovables a corto plazo. De la corteza terrestre
se obtienen grandes depósitos de combustibles fósiles, consistentes
en carbón, petróleo, gas natural y clatratos de metano. Estos
depósitos son utilizados por los seres humanos para la producción
de energía, y también como materia prima para la producción
de sustancias químicas. Los cuerpos minerales también se han
formado en la corteza terrestre a través de distintos procesos
de mineralogénesis, como consecuencia de la erosión y de los
procesos implicados en la tectónica de placas. Estos cuerpos
albergan fuentes concentradas de varios metales y otros elementos
útiles. La biosfera de la Tierra produce muchos productos
biológicos útiles para los seres humanos, incluyendo (entre
muchos otros) alimentos, madera, fármacos, oxígeno, y el reciclaje
de muchos residuos orgánicos. El ecosistema terrestre depende
de la capa superior del suelo y del agua dulce, y el ecosistema
oceánico depende del aporte de nutrientes disueltos desde
tierra firme. Los seres humanos también habitan la tierra
usando materiales de construcción para construir refugios.
Grandes áreas de la superficie de la Tierra están sujetas
a condiciones climáticas extremas, tales como ciclones tropicales,
huracanes, o tifones que dominan la vida en esas zonas. Muchos
lugares están sujetos a terremotos, deslizamientos, tsunamis,
erupciones volcánicas, tornados, dolinas, ventiscas, inundaciones,
sequías y otros desastres naturales. Muchas áreas concretas
están sujetas a la contaminación causada por el hombre del
aire y del agua, a la lluvia ácida, a sustancias tóxicas,
a la pérdida de vegetación (sobrepastoreo, deforestación,
desertificación), a la pérdida de vida salvaje, la extinción
de especies, la degradación del suelo y su agotamiento, a
la erosión y a la introducción de especies invasoras. Según
las Naciones Unidas, existe un consenso científico que vincula
las actividades humanas con el calentamiento global, debido
a las emisiones industriales de dióxido de carbono y el calor
residual antropogénico. Se prevé que esto produzca cambios
tales como el derretimiento de los glaciares y superficies
heladas, temperaturas más extremas, cambios significativos
en el clima y un aumento global del nivel del mar.
La cartografía —el estudio y práctica de la elaboración de
mapas—, y subsidiariamente la geografía, han sido históricamente
las disciplinas dedicadas a describir la Tierra. La topografía
o determinación de lugares y distancias, y en menor medida
la navegación, o determinación de la posición y de la dirección,
se han desarrollado junto con la cartografía y la geografía,
suministrando y cuantificando la información necesaria.
La Tierra tiene aproximadamente 7 000 000 000 de habitantes
al mes de octubre de 2011. Las proyecciones indicaban que
la población humana mundial llegaría a siete mil millones
a principios de 2012, pero esta cifra fue superada a mediados
de octubre de 2011 y se espera llegar a 9200 millones en 2050.
Se piensa que la mayor parte de este crecimiento tendrá lugar
en los países en vías de desarrollo. La región del África
subsahariana tiene la tasa de natalidad más alta del mundo.
La densidad de población varía mucho en las distintas partes
del mundo, pero la mayoría de la población vive en Asia. Está
previsto que para el año 2020 el 60 % de la población mundial
se concentre en áreas urbanas, frente al 40 % en áreas rurales.
Se estima que solo una octava parte de la superficie de la
Tierra es apta para su ocupación por los seres humanos; tres
cuartas partes está cubierta por océanos, y la mitad de la
superficie terrestre es: desierto (14 %),176? alta montaña
(27 %), u otros terrenos menos adecuados. El asentamiento
permanente más septentrional del mundo es Alert, en la Isla
de Ellesmere en Nunavut, Canadá, (82°28'N). El más meridional
es la Base Amundsen-Scott, en la Antártida, casi exactamente
en el Polo Sur. (90°S).
Históricamente, la Tierra nunca ha tenido un gobierno soberano
con autoridad sobre el mundo entero, a pesar de que una serie
de estados-nación han intentado dominar el mundo, sin éxito.
Las Naciones Unidas es una organización mundial intergubernamental
que se creó con el objetivo de intervenir en las disputas
entre las naciones, a fin de evitar los conflictos armados.
Sin embargo, no es un gobierno mundial. La ONU sirve principalmente
como un foro para la diplomacia y el derecho internacional.
Cuando el consenso de sus miembros lo permite, proporciona
un mecanismo para la intervención armada. El primer humano
en orbitar la Tierra fue Yuri Gagarin el 12 de abril de 1961.
A partir de la carrera espacial, multitud de personas visitaron
el espacio exterior, alcanzado la órbita de la Tierra y caminado
sobre la Luna. En circunstancias normales, los únicos seres
humanos en el espacio son los de la Estación Espacial Internacional.
La tripulación de la estación, suele ser reemplazada cada
seis meses. Los seres humanos que más se han alejado de la
Tierra se distanciaron 400 171 kilómetros, alcanzados en la
década de 1970 durante la misión Apolo 13.
La palabra Tierra proviene del latín Tellus o Terra que era
equivalente en griego a Gea, nombre asignado a una deidad,
al igual que los nombres de los demás planetas del Sistema
Solar. El símbolo astronómico estándar de la Tierra consiste
en una cruz circunscrita por un círculo. A diferencia de lo
sucedido con el resto de los planetas del Sistema Solar, la
humanidad no comenzó a ver la Tierra como un objeto en movimiento,
en órbita alrededor del Sol, hasta alcanzado el siglo XVI.
La Tierra a menudo se ha personificado como una deidad, en
particular, una diosa. En muchas culturas la diosa madre también
es retratada como una diosa de la fertilidad. En muchas religiones
los mitos sobre la creación recuerdan una historia en la que
la Tierra es creada por una deidad o deidades sobrenaturales.
Varios grupos religiosos, a menudo asociados a las ramas fundamentalistas
del protestantismo o el islam, afirman que sus interpretaciones
sobre estos mitos de creación, relatados en sus respectivos
textos sagrados son la verdad literal, y que deberían ser
consideradas junto a los argumentos científicos convencionales
de la formación de la Tierra y el desarrollo y origen de la
vida, o incluso reemplazarlos. Tales afirmaciones son rechazadas
por la comunidad científica y otros grupos religiosos. Un
ejemplo destacado es la controversia entre el creacionismo
y la teoría de la evolución. En el pasado hubo varias creencias
en una Tierra plana, pero esta creencia fue desplazada por
el concepto de una Tierra esférica, debido a la observación
y a la circunnavegación.
La perspectiva humana acerca de la Tierra ha cambiado tras
el comienzo de los vuelos espaciales, y actualmente la biosfera
se interpreta desde una perspectiva global integrada. Esto
se refleja en el creciente movimiento ecologista, que se preocupa
por los efectos que causa la humanidad sobre el planeta.
Si recordamos las clases de biología, sabremos el porqué
la fotosíntesis es tan importante para nosotros, los
seres vivos. Las plantas de nuestro planeta usan este
proceso químico para capturar los fotones (partículas
de luz) y transferirlos a los complejos fotosintéticos
que convierten la luz en energía utilizable. Traducción,
convierten la energía lumínica en materia orgánica rica
en energía. Este proceso se da en la tierra y el mar,
desde los bosques hasta los corales marinos, eso lo
daban por hecho los científicos. Sin embargo, los investigadores
no tenían seguro la forma en la que se alimentan las
plantas que viven en los lugares más oscuros del planeta.
A más de 60 metros de profundidad, en el Mar Rojo (entre
África y Asia) existe un área conocida como twilight
zone (o zona gris). Allí el agua es fría y solo alrededor
del 1% de luz solar logra penetrar la capa de agua.
Es un mundo oscuro y lleno de vida ¿Por qué?
En el interior de los corales profundos (Stylophora
pistillata) viven algas simbióticas, llamadas Symbiodinium,
las cuales proporcionan oxígeno y energía de fotosíntesis
al coral en cambio de nutrientes y protección. Esta
energía la captan a través de antenas fotosintéticas,
hechas de diversas proteínas y pigmentos de clorofila.
Esto hace relativamente fácil vivir en los arrecifes
poco profundos, donde la luz solar es abundante; pero
por debajo de los 40 metros el océano se obscurece.
La fotosíntesis de las algas que viven en estos corales
poseen una “inusual maquinaria” celular que les permite
llevar a cabo la fotosíntesis de forma más eficiente
que las especies que viven a profundidades menores.
La lógica indicaría que a mayor profundidad las algas
construirían antenas fotosintéticas enormes (como las
que existen en las partes obscuras de los bosques) para
captar algo de en proteínas, pero la investigación reveló
que las antenas son mucho más pequeñas que el de las
algas más superficiales.
Estas algas modificaron su sistema de captación de
luz para sobrevivir. Normalmente estas plantas tienen
dos formas de convertir la luz en azúcar: Fotosistema
I y Fotosistema II, estas algas combinan ambos sistemas
para compartir energía y ajustan los tipos de proteínas
en sus membranas celulares.
Durante los cuatro años que duró la investigación conjunta
entre la Universidad de Haifa; el Departamento de Evolución,
el Instituto Interuniversitario de Ciencias del Mar
de Eilat; el Sistemas y Ecología de la Universidad Hebrea
de Jerusalén y el Departamento de Botánica y Ciencias
del Ambiente de la misma institución, junto al Departamento
de Ciencias Naturales de la Universidad de Nueva York,
buzos tomaron algunas muestras de los arrecifes de coral
de profundidad y los transfirieron a los ambientes de
poca profundidad.
La “trasplantación” del coral fue lenta (5 metros cada
semana). Encontraron que los corales que vivían a poca
profundidad pueden aferrarse a la vida hasta los 213
pies (poco más de 64 metros). Por el contrario, los
corales de las profundidades no sobrevivieron a el agua
cercana a la superficie debido a que no tienen protección
contra la luz ultravioleta.
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