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La Tierra

La Tierra vista desde el espacio - en la imagen puede verse la península arábiga, el Océano Índico e India.

LA TIERRA ES EL PLANETA DONDE VIVE LA ESPECIE HUMANA Y TODAS LAS FORMAS DE VIDA CONOCIDAS.

La Tierra no solo es el hogar de la vida, sino que también tiene una atmósfera extraña (en comparación con otros planetas) y una superficie cubierta de agua líquida. Cuando se ve desde el espacio, la Tierra se destaca como un oasis dentro del vasto vacío del espacio.

La Tierra es el quinto planeta más grande del sistema solar y el más grande de los planetas rocosos interiores. La Tierra tiene 12.756 kilómetros de diámetro y está a 150 millones de kilómetros del sol, o lo que los astrónomos llaman una unidad astronómica.

La temperatura media de la superficie de la Tierra es de unos moderados 15 grados centígrados, lo que permite la existencia de agua líquida en la superficie.

La aceleración debida a la fuerza gravitacional de la Tierra es de 9,81 m/s2, lo que significa que los objetos caerán a una velocidad de 9,81 metros por segundo (Ley de Newton).

La atmósfera de la Tierra está compuesta principalmente de nitrógeno y oxígeno; el nitrógeno comprende el 78% de la atmósfera y el oxígeno el 21 %. El 1% restante es una combinación de varios otros elementos y compuestos, de los cuales los más notables son el argón, el dióxido de carbono, el vapor de agua y el metano.

Formación De La Tierra

Nacimiento de estrellas en un grupo denso de ellas (fuente: NASA).
Nacimiento de estrellas en un grupo denso de ellas (fuente: NASA).

La Tierra se formó hace 4.500 millones de años, poco después del nacimiento del sol. Del polvo de estrellas que creó el sol, surgió un vasto disco de material llamado disco protoplanetario.

El gas y el polvo se unieron gradualmente dentro de este disco para formar pequeños objetos llamados planetesimales.

La Tierra Como Un Planetesimal

En términos de tamaño, un planetesimal es similar a un asteroide o cometa, pero su composición es como un planeta en miniatura. Durante millones de años, suficientes planetesimales se combinaron para formar un pequeño planeta, que fue el embrión de la Tierra

A medida que el planeta adquiere más masa, su atracción gravitatoria crece en fuerza, lo que permite que el planeta en formación traiga más material y crezca aún más. El proceso se vuelve exponencial hasta que no queda más material para recolectar y nace un planeta. Así es como probablemente se formó la Tierra.

Los Primeros Años De La Tierra Como Planeta

Después de que la Tierra se convirtiera en un planeta, el ambiente en ella era muy duro. No había agua en la superficie, ni oxígeno en la atmósfera, y la vida aún no se había afianzado.

Durante los primeros cientos de millones de años, la Tierra estuvo cubierta de magma, con constantes erupciones volcánicas. Los asteroides seguían bombardeando constantemente la superficie durante una era conocida como el Bombardeo Intenso Tardío.

Sin embargo, la Tierra no tardó mucho en volverse habitable.

La evidencia más temprana de vida indica que surgió hace entre cuatro y tres mil millones de años. La evidencia concreta más antigua de organismos vivos ubica su existencia durante el Bombardeo Intenso Tardío. Las condiciones necesarias para la evolución de la vida estuvieron presentes poco después de que se formara la Tierra.

Formación De La Luna

Imagen de la Tierra y la Luna obtenida por la sonda Galileo (fuente: NASA).
Imagen de la Tierra y la Luna obtenida por la sonda Galileo (fuente: NASA).

La luna se formó poco después que la Tierra: hace unos 4.500 millones de años.

Durante décadas, la formación de la luna fue un misterio para los astrónomos. Aunque no lo parezca, nuestra luna es muy singular entre los diferentes mundos de nuestro sistema solar. En relación con el tamaño del planeta sobre el que orbita (la Tierra), nuestra luna es la más grande del sistema solar.

Teorías Del Origen De La Luna

La Tierra es también el único mundo rocoso del sistema solar que posee su gran luna. Ni Mercurio ni Venus tienen lunas, y las lunas de Marte son diminutas en comparación con la nuestra.

Quizás la luna era otro planeta en formación que fue capturado por la gravedad de la Tierra. Tal vez simplemente se formó a partir de desechos planetarios en órbita. Los astrónomos debatieron estas y otras cuestiones durante décadas. Cuando los astronautas finalmente llegaron a la superficie lunar a fines de la década de 1960 y principios de la de 1970, los astrónomos encontraron evidencia definitiva sobre el origen de la luna.

Las muestras lunares traídas a la Tierra revelaron una química sorprendente.

Aunque las rocas lunares eran diferentes, contenían un parecido notable con las rocas de la Tierra. Esto obligó a los astrónomos a formar una teoría emocionante pero un tanto extravagante.

La luna probablemente se formó durante una colisión planetaria cuando un planeta del tamaño de Marte llamado Theia impactó la Tierra hace unos 4.500 millones de años. El choque entre estos planetas habría enviado una enorme cantidad de escombros de ambos mundos a la órbita. La Luna contiene rocas similares a las de la Tierra y otras que son diferentes. Esto sugiere que la colisión envió escombros tanto de la Tierra como de Theia a la órbita. Con el tiempo, estos escombros comenzaron a fusionarse en nuestra luna.

Los Océanos

Mapa de los Océanos del Mundo.
Mapa de los Océanos del Mundo. Descargar.

Cuando se ve desde el espacio, la característica más llamativa de la Tierra son sus vastos océanos.

La Tierra es única ya que es el único mundo conocido que posee océanos de agua líquida.

La Tierra tiene la suerte de orbitar dentro de la zona habitable del sol, la región alrededor del sol donde, dadas las condiciones adecuadas, el agua puede existir en forma líquida.

Sin embargo, la ubicación no lo es todo.

¿De Donde Proviene El Agua De La Tierra?

La Tierra tuvo que obtener su agua de alguna parte. Los cometas y los asteroides probablemente proporcionaron parte de su agua. Sin embargo, la evidencia sugiere que los cometas y los asteroides por sí solos no habrían sido suficientes para proporcionar a la Tierra la cantidad de agua que contiene.

Además, los estudios de los cometas han confirmado que su agua es ligeramente diferente a la de la Tierra, por lo que probablemente hubo múltiples procesos en juego que dieron como resultado la abundancia de tanta agua. También es posible que la mayor parte del agua de la Tierra siempre haya estado aquí y que simplemente fuera parte del material que formó la Tierra.

El agua puede haber sido siempre parte de la Tierra, pero ¿en qué momento se volvió líquida y formó los océanos?

Algunas de las rocas más antiguas conocidas en la Tierra muestran clara evidencia de agua líquida, por lo que la Tierra pudo haber tenido líquido en su superficie hace unos cuatro mil millones de años. La mayor parte de esta agua líquida probablemente se encontraba en forma de mares y estanques poco profundos.

Hace unos 3.800 millones de años, la Tierra se enfrió lo suficiente como para que se formaran los primeros océanos.

Hoy, el agua cubre aproximadamente el 70% de la superficie de la Tierra, y la gran mayoría de esa agua pertenece a uno de los muchos océanos de la Tierra.

Ciclos Terrestres

El ciclo del agua es uno de los que se dan en el planeta Tierra.
El ciclo del agua es uno de los que se dan en el planeta Tierra.

Durante los últimos 4500 millones de años, la Tierra ha desarrollado una serie de ciclos diferentes que reciclan el material contenido en nuestro mundo. Dado que la Tierra es un sistema cerrado, la naturaleza ha ideado varias formas de garantizar que la cantidad total de materia permanezca relativamente constante a lo largo del tiempo. Si no fuera por estos ciclos, la vida en la Tierra no podría existir ya que los recursos de la Tierra se consumirían rápidamente. De todos estos ciclos, dos siempre me han parecido alucinantes y más que fascinantes: los ciclos del carbono, del agua y de las rocas.

Ciclo Litológico (o Ciclo De Las Rocas)

Durante muchos cientos de millones de años, todas las rocas de la Tierra se reciclarán a través de un proceso llamado ciclo de las rocas o ciclo litológico.

Este comienza con roca volcánica. Los volcanes son túneles que conducen al interior fundido de la Tierra, donde la roca se derrite para formar magma. Cuando un volcán entra en erupción, el magma sube a la superficie y se solidifica para formar rocas ígneas. Los procesos naturales erosionan esta roca para formar sedimentos durante muchos millones de años. Si el sedimento queda enterrado bajo una inmensa presión, se cementa y forma roca sedimentaria.

Si esa roca sedimentaria se entierra y se calienta a temperaturas extremas, se transformará en roca metamórfica.

Si la roca metamórfica se entierra y se derrite, se convierte en magma y el proceso se reinicia.

Curiosamente, cualquier tipo de roca puede convertirse en cualquier otro tipo omitiendo el proceso. Por ejemplo, la roca sedimentaria podría derretirse y luego solidificarse para formar roca ígnea, o la roca metamórfica podría erosionarse y convertirse en sedimento.

Con el tiempo, todas las rocas de la Tierra se reciclan.

La mayor parte del entierro ocurre en zonas de subducción, donde la roca regresa al interior de la Tierra solo para ser liberada por una erupción volcánica para reiniciar el ciclo de la roca. En los continentes, las rocas son erosionadas por el viento o el agua y eventualmente son transportadas a regiones donde algún día se encontrarán en una zona de subducción. Dado que la Tierra tiene 4.500 millones de años, cada roca que hayas visto ha pasado por la totalidad del ciclo de las rocas. La próxima vez que levantes una roca o la patees por la calle, piensa en cómo el material que forma esa roca estuvo alguna vez en las profundidades de nuestro planeta en algún momento del pasado lejano.

Ciclo Del Agua

El ciclo del agua es interesante porque lo podemos observar en nuestra vida diaria.

En un día caluroso, podemos ver cómo se evapora el agua.

En un día lluvioso, vemos que la misma cascada vuelve a la superficie.

Con el tiempo, la cantidad total de agua en la Tierra se ha mantenido relativamente constante. Cuando las temperaturas suben durante el verano, el agua se evapora en la atmósfera para formar nubes. Eventualmente, la presión en la atmósfera aumenta con todo este contenido adicional de agua y vuelve a caer a la superficie en forma de lluvia o nieve. Cuando la temperatura vuelve a subir, el proceso se repite.

La vida incluso ha añadido sus factores al ciclo del agua. Las plantas y los animales usan agua para sobrevivir, y las plantas incluso liberarán parte de esa agua a la atmósfera a través de la transpiración.

Eventualmente, toda el agua de la Tierra será reciclada y devuelta.

¿Sabías Que…? De hecho, es muy probable que hayas bebido agua que una vez pasó por la vejiga de un dinosaurio. Cada vez que llenas un vaso de agua, cada molécula de agua en ese vaso ha sido reciclada durante los últimos miles de millones de años. Dentro de cada taza de agua, hay una larga historia de dónde han estado esas moléculas para llegar a ti eventualmente.

Ciclo Del Carbono

La mayor parte del carbono de la Tierra se almacena en las rocas, pero… ¿cómo llega allí y cómo se libera?

Aquí es donde encontramos una conexión entre los ciclos del agua y del carbono.

Cuando llueve, el dióxido de carbono se disuelve en el agua de lluvia. Cuando esa lluvia cae sobre las rocas, las gotas de lluvia pueden absorberse en las pequeñas grietas y hendiduras de las rocas. Junto con el agua, el carbono también se almacena dentro de la roca.

Durante muchos años, esas rocas se descomponen y el carbono regresa al medio ambiente. Los elementos que absorben carbono, como las rocas, se denominan sumideros de carbono y ayudan a mantener una cantidad razonablemente constante de carbono en la atmósfera. Además de las rocas, otro gran sumidero de carbono son los océanos.

El dióxido de carbono también puede ser absorbido por los océanos, lo que ayuda a estabilizar el efecto invernadero de la Tierra.

Los bosques son otro gran sumidero de carbono, en el que los árboles y otras plantas absorben dióxido de carbono de la atmósfera para producir su energía.

Cuando los árboles mueren, ese carbono se devuelve a la Tierra. Al igual que el agua, cada átomo de carbono, incluso el carbono que forma la mayor parte de su cuerpo, probablemente haya pasado por el ciclo del carbono varias veces.

El carbono que te produce puede haber sido usado alguna vez para hacer un dinosaurio, o tal vez alguna vez fue absorbido por las rocas o el océano.

Dentro de cada uno de nosotros se encuentra la historia de nuestro mundo.

Placas Tectónicas

Mapa con las placas tectónicas del planeta Tierra.
Mapa con las placas tectónicas del planeta Tierra. Descargar.

Cuando miras un mapa de la Tierra, quizás hayas notado cómo todos los continentes casi parecen piezas de un rompecabezas que, juntos, podrían formar una sola masa terrestre.

Si pudieras mover los continentes, encajarían bastante bien.

Esto no es pura coincidencia.

animación formación pangea planeta tierra
Los continentes de hoy fueron una única masa de tierra hace millones de años

Hace muchos millones de años, todas las masas terrestres de la Tierra se unieron en un supercontinente llamado Pangea.

Si pudieras viajar en el tiempo a hace más de 200 millones de años, no verías varios continentes repartidos por la Tierra. En cambio, verías un continente rodeado por un océano gigantesco y singular. El mundo del pasado nos es ajeno; la superficie misma de nuestro planeta es irreconocible. ¿Cómo terminamos donde estamos hoy, con siete continentes ahora divididos en la superficie de la Tierra?

A lo largo de muchos millones de años, los propios continentes se mueven por la superficie a través de un proceso llamado tectónica de placas.

Las «Capas» De La Tierra

Corteza Terrestre

Para comprender la tectónica de placas, primero debemos hacer un viaje a través de las capas internas de nuestro mundo. Los humanos, junto con todas las demás formas de vida, nos encontramos en la corteza exterior de la Tierra.

A pesar de que la corteza es la capa más importante de nuestra vida diaria, comprende un porcentaje extraordinariamente pequeño de la Tierra.

En promedio, la corteza tiene un espesor de 30 kilómetros en los continentes.

En los océanos, es aún más delgado, con un promedio de solo 5 kilómetros de espesor. Cuando se compara con el volumen total de nuestro planeta, la corteza representa menos del 1% del volumen total de la Tierra. Si la Tierra fuera del tamaño de una manzana, la corteza sería tan gruesa como la piel de la manzana.

Cada evento en la historia de la vida en la Tierra ha ocurrido en esta minúscula capa de roca. Lo que sucede debajo de la corteza es responsable de lo que le sucede a la corteza con el tiempo. Si pudiera viajar por debajo de la corteza, entraría en una capa de la Tierra llamada litosfera.

Litosfera

Debajo de la corteza, las presiones y las temperaturas son mucho más altas que arriba, aunque no son lo suficientemente altas como para derretir completamente la roca y formar magma. En cambio, la roca debajo de la corteza es más dúctil y maleable, como una pasta de dientes altamente viscosa. Durante millones de años, esta forma elástica de roca fluye y se mueve. En la litosfera, la roca puede fluir con el tiempo, aunque todavía es demasiado densa para que suceda de manera eficiente.

Astenosfera

Debajo de la litosfera, nos encontramos con la astenosfera. Aquí, las temperaturas y las presiones pueden derretir parcialmente la roca y permitir que fluya y se mueva mucho más fácilmente que en la litosfera. La astenosfera es lo que hace que la corteza superior se desplace con el tiempo. La roca que fluye literalmente lleva el suelo por encima de ella, moviéndola como una cinta transportadora. La litosfera y la astenosfera comprenden la mayor parte de lo que conocemos como el manto de la Tierra: una capa de roca parcialmente derretida que alcanza los 2.900 kilómetros dentro de la Tierra.

Nucleo Externo

Debajo del manto está el núcleo exterior. Aquí las temperaturas superan las de la superficie del sol, lo que permite que metales como el hierro y el níquel existan en forma líquida. Debajo del núcleo externo se encuentra la capa más misteriosa de nuestro mundo: el núcleo interno.

Nucleo Interno

Aunque las temperaturas en el núcleo interno son más altas que las del núcleo externo, la gran cantidad de presión evita que el hierro y el níquel se vuelvan líquidos.

En cambio, el núcleo de la Tierra es una bola giratoria de hierro y níquel sólidos. El movimiento del hierro en el núcleo de la Tierra genera el campo magnético que rodea nuestro mundo, protegiéndonos de la radiación letal proveniente tanto del sol como del espacio interestelar.

La Formación Y La Evolución De La Vida

Gráfico con la evolución de la vida en la Tierra, desde el Big Bang hasta la actualidad.
Gráfico con la evolución de la vida en la Tierra, desde el Big Bang hasta la actualidad.

El Origen De La Vida

La historia de la vida en la Tierra es una historia de desafíos y cambios. La evidencia concreta más antigua de vida sitúa su origen hace unos 3.500 millones de años. Sin embargo, algunas formas indirectas de evidencia colocan sus raíces aún más atrás, hace unos 4.200 a 4.000 millones de años (la evidencia indirecta se presenta en forma de evidencia química en lugar de fósiles).

Sabemos que en algún momento de los últimos 4.000 millones de años, sucedió algo que generara vida. Curiosamente, incluso si tomamos solo evidencia fósil concreta de vida hace 3.500 millones de años, la vida aparentemente surgió en condiciones difíciles.

En ese momento, la Tierra no era el oasis habitable en el que nos encontramos hoy. En cambio, las temperaturas eran mucho más altas, la atmósfera tenía poco o nada de oxígeno y los asteroides caían en picado hacia la Tierra a una velocidad mucho mayor que la actual. A pesar de estas condiciones infernales, la vida surgió y comenzó a evolucionar. Mucho de lo que sucedió en el momento en que comenzó la vida sigue siendo un misterio. ¿Cómo evolucionaron las sustancias químicas no vivas hasta la vida? ¿Bajo qué condiciones sucedió esto? ¿Ocurrió más de una vez?

Por ahora, la ciencia no tiene una respuesta definitiva a ninguna de estas preguntas.

Para saber dónde pudo haber comenzado la vida, tenemos que buscar tres cosas:

  • ¿estuvieron presentes los productos químicos correctos?
  • ¿había un suministro de energía suficiente para impulsar las reacciones químicas y hacerlas avanzar?
  • ¿estaba presente el agua?

El Carbono Como Origen De La Vida

Afortunadamente, hubo varios lugares en la joven Tierra donde se cumplieron estas tres condiciones.

En primer lugar, los productos químicos adecuados incluyen, en particular, productos orgánicos, todos basados principalmente en el carbono. El carbono forma la base de toda la vida en la Tierra porque puede formar una gran diversidad de moléculas, debido al hecho de que el carbono puede formar cuatro enlaces covalentes a la vez, lo que lo convierte en un elemento fantástico para usar en reacciones químicas. Todos los compuestos orgánicos se basan en el carbono y su capacidad para formar enlaces covalentes.

Afortunadamente, a la joven Tierra no le faltaban moléculas orgánicas.

En segundo lugar, la energía para impulsar las reacciones podría haber venido en forma de relámpagos en la atmósfera de la Tierra o de respiraderos hidrotermales en el fondo del océano.

En tercer lugar, la reacción necesita un solvente para mezclar todo para que la reacción tenga vida. El agua es verdaderamente el solvente universal, que tiene la capacidad de disolver casi cualquier cosa con el tiempo suficiente. La notable capacidad del agua para ser un solvente tan fuerte resulta de su fuerte polaridad como molécula. El agua está compuesta por dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno, teniendo el hidrógeno una carga positiva y el oxígeno una carga negativa. Esto hace que el agua sea su propio imán, lo que le permite disolver y mezclar muchos otros productos químicos. Los primeros océanos en la Tierra aparecieron hace unos 3.800 millones de años, por lo que no había escasez de agua.

El Origen De La Vida Puede Explicarse Científicamente

Cuando se trata de dónde se originó la vida, hay dos ideas principales.

Primero, la vida surgió cerca de la superficie en pequeños charcos de agua líquida y materia orgánica. En este escenario, los rayos en la atmósfera de la Tierra proporcionaron la energía necesaria para iniciar y continuar la reacción.

En segundo lugar, y esta es quizás la principal teoría actual sobre el origen de la vida, la vida surgió en el fondo del océano en y alrededor de los respiraderos hidrotermales. El calor interno de la Tierra alimenta los respiraderos hidrotermales, que son muy ricos en materia orgánica. Incluso hoy, en el fondo de los océanos de la Tierra, los respiraderos hidrotermales ofrecen un oasis para los organismos que se encuentran viviendo en un mundo de oscuridad. Curiosamente, los respiraderos hidrotermales resolverían muchos de los problemas que surgen con el origen de la vida, en particular la observación de que la vida apareció relativamente rápido después de que la Tierra se volviera remotamente habitable a pesar de las condiciones extremas en la superficie. Si la vida se originó debajo de los océanos cerca de los respiraderos hidrotermales, no importaba necesariamente cuán duras fueran las condiciones en la superficie porque la vida no estuvo expuesta a ellas.

Datos Sobre La Tierra

ParametroValor
Diámetro12.756 kilómetros
Masa5,9736×1024 kg.
LunasUna
Distancia del sol150 millones de kilómetros
Duración de 1 año365 días
Duración de 1 día24 horas
Temperatura en superfície15 grados centígrados (Celsius)
Composición atmosférica78% Nitrógeno, 21% Oxígeno, Argón, Dióxido de Carbono, Vapor de Agua, Metano
Composición de la superficieHierro, Silicio, Aluminio, Níquel

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