LA TIERRA EN EL UNIVERSOÍNDICE

1. Concepciones históricas sobre el Universo

2. El Universo y el Sistema Solar

3. Características de la Tierra

4. Las capas de la Tierra

5. Los minerales y las rocas

1. Concepciones históricas sobre el Universo.El Universo es el conjunto de todo lo que existe. Es el conjunto de toda la materia y de toda la energía que hay en un espacio determinado. Son las estrellas, planetas, satélites, etc., pero también lo somos nosotros y todo lo que nos rodea como el aire. Todo lo que no es materia y energía es vacío cósmico.

A día de hoy tenemos un conocimiento más que aceptable de cómo funciona y está distribuido el Universo, pero como es obvio, esto no ha sido así siempre.

En todas las épocas el ser humano ha levantado su mirada al cielo y lo ha contemplado, con todo lo que hay en él. De hecho, la Astronomía es y ha sido una de las ciencias fundamentales a lo largo de la historia. Su evolución ha permitido a la humanidad orientarse, tanto en tierra como en el mar.

Los primeros que tenemos constancia en intentar dar una explicación sobre su distribución y funcionamiento fueron los griegos. Aunque hubo diferentes teorías, prevaleció la llamada teoría geocéntrica de Ptolomeo. En ella, sitúa en el centro del Universo a la Tierra, y el resto de los 5 planetas conocidos, la Luna y las estrellas se encontrarían girando alrededor de ella.

Esta teoría fue válida hasta el renacimiento, donde las ideas de Galileo y sus inventos (el telescopio), unidos al espíritu crítico de la época, llevaron a Copérnico a proponer una teoría diferente, la teoría heliocéntrica. En este caso, el Sol, fuente de vida y de la energía que nos llega, pasa a convertirse en el centro del Universo, con el resto de los astros, incluida la Tierra, girando a su alrededor.

En la actualidad, gracias a los avances en el invento de Galileo y otros avances tecnológicos, somos conscientes de que ninguna de ellas es cierta. Los telescopios cada vez más potentes y las sondas nos han permitido acercar el espacio a nosotros. Pero también los radiotelescopios, que permiten detectar lo que el espacio nos envía, han puesto de manifiesto cómo es el Universo. Y ni la Tierra ni el Sol son su centro. El Universo es un espacio infinito (o tan grande que no se puede calcular su tamaño), donde el Sol solo hace de centro de un sistema solar donde nos encontramos. Pero igual muchos otros sistemas distribuidos por todo el Universo.

2. El Universo y el Sistema Solar.Hemos definido al Universo como todo el conjunto de materia y energía que existen. Pero también el espacio está lleno de un inmenso vacío. Existen diversas teorías acerca de su origen, siendo la más aceptada la conocida como la Gran Explosión o Big Bang. Hace unos 15000 millones de años, toda la energía del Universo se encontraba en un único punto, el cual explosionó, mandando toda esa energía a lo largo de lo que conocemos como Universo a la vez que se formaba la materia.

Nosotros vamos a estudiar aquellos elementos materiales que podemos encontrar en él y que se han ido formando a lo largo de los milenios.

Galaxias: Son las agrupaciones de astros llamados estrellas y de nubes de polvo y gas llamadas nebulosas. Miles de estrellas y nebulosas dan lugar a cada galaxia. La nuestra se llama Vía Láctea (Milky way).Las galaxias no son regulares, la acción de la gravedad hace que evolucionen a lo largo del tiempo. Así, podemos encontrar galaxias irregulares, espirales y elípticas a medida que van madurando. La Vía Láctea tiene forma espiral, encontrándose la Tierra en uno de sus brazos (el brazo de Orión).Las galaxias también se agrupan, formándose los llamados cúmulos de galaxias. El cúmulo de galaxias donde está la Vía Láctea se llama cúmulo de Virgo.

Estrellas: Son enormes masas de gases, sobre todo hidrógeno, que sirven a las estrellas como combustible para que, debido a las grandes temperaturas que hay, se produzcan reacciones termonucleares que liberan enormes cantidades de energía, que llegan a la Tierra en forma de diferentes radiaciones (rayos X, rayos gamma, UV, etc.) entre ellas la luz que nosotros podemos ver.

Según la edad, cada estrella posee un color determinado: blancas, azules, amarillas, anaranjadas, rojas, etc., colores que denotan la cantidad de combustible y energía que les queda. También podemos encontrarnos con distintos tamaños. Antes de finalizar su vida, las estrellas aumentan de tamaño, finalizando aquellas de mayor tamaño en una gran explosión final llamada nova o supernova, de la que surgen otros componentes del Universo como púlsares, estrellas de neutrones o agujeros negros.

La estrella que nos calienta y nos da la vida se llama Sol. Se estima que se encuentra a la mitad de su vida (unos 5000 millones de años).

Tradicionalmente, cuando el ser humano ha observado el cielo ha encontrado parecido entre las estrellas del firmamento y ciertas figuras. A estas asociaciones de estrellas que no tienen nada que ver con si están en la misma galaxia o no se las llama constelaciones.

Sistemas planetarios: Alrededor de las estrellas es común encontrase con astros más pequeños que no emiten energía, y que están compuestos de gases, líquidos y sólidos de diferente naturaleza. A estas masas de materia se las llama planetas y planetoides o planetas enanos. El Sol está rodeado por diversos planetas, formando el llamado Sistema Solar, que es donde se encuentra la Tierra. En nuestro sistema solar hay planetas terrestres, aquellos formados por roca, y que son más pequeños uy planetas gaseosos, cuyo tamaño es mayor.

Planetas: En los sistemas planetarios, los planetas y otros astros similares se encuentran orbitando alrededor de la estrella. Alrededor del Sol orbitan: Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Desde hace unos años, Plutón, tradicionalmente considerado planeta, pasó a denominarse planeta enano, ya que se han encontrado otros asteroides incluso mayores que él en las áreas externas del Sistema Solar.

Satélites: Además, existen otros astros, generalmente más pequeños que los planetas y que orbitan alrededor de ellos. Son los conocidos como satélites. Alrededor de la Tierra gira la Luna, un satélite más bien grande. Otros planetas pueden carecer de ellos o tener varios, como Júpiter que tiene más de 60.

Asteroides: Alrededor de las estrellas también giran otras masas, los asteroides, que son fragmentos sólidos, rocosos, que sobraron cuando se formaron los planetas rocosos interiores. Están por todo el Sistema Solar, pero destacan el cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter y el cinturón de Kuiper, más allá de Neptuno y donde se han encontrado multitud de planetas enanos. La gravedad de los planetas los atrae hacia su superficie, haciendo que se estrellen contra estos. En la Tierra, gracias a la atmósfera, los asteroides se destruyen formando lo que conocemos como meteoritos, que raramente alcanzan la corteza terrestre.

Cometas: Un último elemento de los sistemas planetarios son los cometas. Los cometas son gases congelados, y representan los restos que sobraron cuando se formaron los planetas gaseosos exteriores. Se encuentran más allá de Plutón, y se mueven alrededor del Sol de tal manera que cada cierto tiempo se acercan hacia él. A medida que se acercan se van calentando hasta que parte de los gases dejan de estar congelados formándose lo que se llama la cabellera, que se alarga por el movimiento del cometa y se forma la cola. El más famoso que pasa cercano a la Tierra es el cometa Haley.

3. Características de la TierraLa Tierra es el único planeta en el que conocemos la existencia de vida. Se le calcula una edad de unos 4.500 millones de años. Se originó a partir de una nube de materiales que se juntaron hasta formar una bola de materia fundida, muy caliente, rodeada de gases, que se empezó a enfriar. Al enfriarse, el vapor de agua que había alrededor se condensó y cayó sobre la superficie de la Tierra formando los mares y océanos, mientras el resto de los gases formaban la atmósfera.

La Tierra es un planeta singular en el Sistema Solar. Tiene una serie de características que, aunque unas son compartidas con otros planetas y otras características con otros, en su conjunto hacen que la vida sea posible en nuestro planeta. Las principales son:

Posee una distancia adecuada con el Sol. La energía que llega a la Tierra es adecuada para que exista la vida. Si estuviese más cerca la radiación sería excesiva y si estuviese muchos más lejos no llegaría la suficiente.

Tiene un satélite bastante grande, la Luna. La luna gira alrededor de la Tierra, tardando 28 días en hacerlo. Ese movimiento de traslación está sincronizado con un movimiento de rotación sobre su eje. Este hecho hace que solo veamos una cara de la Luna, por eso la Luna tiene una cara “oculta”.

Sin embargo, como resultado de una iluminación diferente por parte del Sol, vemos a la Luna cambiando a lo largo de los 28 días de su traslación. Son las denominadas fases lunares. La posición relativa del Sol, Luna y Tierra hacen que se observe la Luna en cuatro fases: Luna Llena, Luna Nueva, Cuarto Creciente y Cuarto Menguante.

La luna es también responsable de las mareas sobre la superficie terrestre. La fuerza gravitatoria de la Luna se deja notar en la Tierra mediante la atracción de las masas de agua, que se elevan o descienden dependiendo de la posición lunar.

La Tierra es esférica. O prácticamente, ya que se encuentra un poco achatada en los polos. La idea de una Tierra redonda parece obvia en la actualidad. Las imágenes tomadas desde el espacio nos la muestran. Incluso las naves que salen a la estratosfera son capaces de captar su curvatura. Sin embargo, esto ha sido objeto de controversia a lo largo de los siglos, ya que se pensaba que la Tierra era plana, y que cuando se llegaba al borde se terminaba.

La Tierra está rodeada de un campo magnético. Este se establece entre las capas altas de la atmósfera (cargadas positivamente) y el suelo (cargado negativamente). Sin este campo magnético no sería posible la vida. Una de sus funciones más importantes es la de proteger la Tierra de las radiaciones más energéticas que nos llegan desde el Sol (las radiaciones X y las radiaciones gamma).

Alrededor de la Tierra tenemos también una envoltura gaseosa que denominamos atmósfera. Se trata de una mezcla de gases que resulta imprescindible para la vida porque:

Contiene el oxígeno (O2) que los seres vivos necesitamos para respirar y por tanto para vivir. Entre los gases que la componen y a unos 23 Km hay otro gas, el ozono, que forma otra capa protectora contra otra radiación solar perjudicial, los rayos ultravioleta B y C (UV). Mientras que deja pasar la luz visible y la radiación ultravioleta A, necesaria para los organismos.La atmósfera se encarga de mantener una temperatura media agradable (aprox. 13-15 ºC). Actúa como un invernadero, dejando pasar la luz pero reteniendo parte del calor que se escapa del suelo. Además, en la atmósfera se producen corrientes de aire que distribuyen el calor por todo el planeta.También nos protege contra los asteroides que la Tierra atrae desde el espacio. En la tercera capa de la atmósfera, en la mesosfera, debido a la gran velocidad que llevan los meteoritos y al roce con las moléculas de los gases, la gran mayoría de asteroides son destruidos, formando las llamadas estrellas fugaces.

La temperatura que se mantiene en la Tierra permite la existencia de agua en sus tres estados: sólido, líquido y gaseoso. Esto posibilita al llamado ciclo del agua.

La Tierra es un planeta vivo, no solo por la vida que lo habita sino porque su superficie es cambiante. La energía procedente del Sol junto con la que proviene del centro de la Tierra hacen que por erosión, terremotos, volcanes, etc., el planeta se vea modificado exteriormente.

Al igual que la Luna, la Tierra tiene dos movimientos:

Rotación: Alrededor de un eje imaginario que la atraviesa de polo a polo. Este eje se encuentra desviado 23,5º respecto del plano horizontal. El movimiento dura 24 horas y da lugar a los días y las noches.

Traslación: Alrededor del Sol. El movimiento se da en una elipse poco pronunciada, casi un círculo. Dura 365 días y 6 horas. Estas 6 horas se acumulan y así cada 4 años contamos un día más, o sea 366. Debido a este movimiento y junto con la inclinación sobre el eje se producen las estaciones. La inclinación de la Tierra hace que la incidencia de los rayos del Sol no sean iguales en los dos hemisferios. Así, cuando es el hemisferio sur el orientado hacia el Sol (rayos solares más directos) tenemos el verano en ese hemisferio (diciembre), mientras que será invierno en el hemisferio norte ya que los rayos llegan más oblicuos.

Esto también afecta a la iluminación que recibe cada hemisferio. En invierno hay menos horas de luz porque el hemisferio está menos iluminado.

A los días de más y menos luz se les llama solsticios, mientas que los días en que hay igual cantidad de luz de día y noche se denominan equinoccios.

4.Las capas de la Tierra

Cuando observamos la Tierra no vemos siempre los mismos componentes. Hay agua, tierra, sustancias gaseosas e incluso seres vivos. Podemos distribuir estos componentes en cuatro capas distintas:

Geosfera: Capa sólida o rocosa de la Tierra. La estudiaremos a continuación.Atmósfera: Capa gaseosa que rodea la Tierra y esencial para la vida.Hidrosfera: Capa líquida o acuosa. Forma los ríos, lagos, mares y océanos.Biosfera: Constituye el conjunto de seres vivos que pueblan el planeta.

GEOSFERA

Como hemos dicho es la capa rocosa de la Tierra y abarca desde la superficie que vemos hasta el mismo centro del planeta. Según su estructura material y composición química se pueden distinguir las siguientes capas:

Corteza Capa más externa y conocida de la geosfera. Presenta un espesor irregular, de tal forma que podemos distinguir dos subcapas:

Corteza continental: Forma los continentes y tiene un grosor de entre 40-50 Km. El principal componente es el granito.Corteza oceánica: Es la parte sólida que forma el fondo marino. Su espesor de 8-10 Km. La roca principal es el basalto.

Manto: Después de la corteza viene el manto, que alcanza hasta los 2900 km de profundidad. Al igual que en la corteza podemos distinguir dos partes:

Manto superior: Formado por materiales menos densos. Puede encontrarse sólido o empezando a fundirse (material viscoso) al ir profundizando.Manto inferior: Formado por materiales más densos. Esto hace que su viscosidad sea mayor de lo esperado.

Núcleo: Parte más interna del planeta. Su composición es principalmente hierro y níquel. Sin embargo, aunque los materiales son similares, podemos distinguir dos partes:

Núcleo externo: Se encuentra totalmente líquido debido a las altas temperaturas debidas a los procesos de descomposición radiactiva de los materiales.Núcleo interno: A pesar de que la temperatura sigue creciendo, en esta parte el núcleo es sólido debido a la alta presión ejercida por lo materiales que tiene encima.

También se puede hacer una segunda clasificación en función de su comportamiento físico:

Litosfera : Parte sólida de la geosfera. Está formada por la corteza y el manto superior. No es una capa continua. Está dividida en lo que llamamos placas litosféricas que se desplazan sobre la capa inferior. Astenosfera : Capa formada por el manto inferior. Tiene un comportamiento viscoso,

no siendo totalmente líquida pero tampoco es un sólido. Permite que las placas litosféricas se desplacen sobre ella.

5. Los minerales y las rocasSon los componentes de la geosfera.

MINERALESSon materiales generalmente sólidos formados por combinación de distintos elementos químicos. Para ser minerales deben presentar las siguientes características:

Ser inorgánicos: Es decir, no usan el carbono como elemento estructural en su fórmula química. No proceden de seres vivos. Son naturales: Son sustancias puras: Son homogéneos, es decir, formados por una única sustancia de tipo molecular.

Se pueden clasificar en dos grandes grupos:

Silicatos: Minerales que contienen silicio en su fórmula química. Entre ellos podemos encontrar el feldespato o el cuarzo.

No silicatos: No contienen silicio en su estructura. Podemos distinguir:

Elementos nativos: Minerales formados por un único elemento. Ejemplos: azufre, carbono, metales como el oro o la plata. Óxidos: Minerales que contienen el oxígeno (O2-) en su composición. Ejemplo: Oligisto (óxido de hierro). Sulfuros: Contienen el ión sulfuro (S2-). Ejemplo: Cinabrio (sulfuro de mercurio). Sulfatos: Contienen al ión sulfato (SO42-). Ejemplo: Baritina (sulfato de bario). Carbonatos: Tienen el ión carbonato. (CO32-). Ejemplo: Calcita (carbonato de calcio). Haluros: Contienen iones haluro (X-). Ejemplo: Halita (cloruro de sodio).

Algunas de las propiedades que distinguen a los minerales son:

Color: Es color que presenta el mineral. Color de raya: Color del polvo producido al rayar el mineral (puede ser diferente e color del mineral. Dureza: Resistencia a ser rayado. Los minerales se clasifican según la escala de Mohs, donde el diamante es el mineral más duro (10) y el talco el más blando (1). Brillo: Los minerales pueden presentar tres tipo de brillo: brillo metálico, vítreo (como un cristal) o graso. Exfoliación: Posibilidad de fracturarse en fragmentos laminares o en cubos.

En cuanto a los usos de los minerales se puede destacar:

Orfebrería: Metales y piedras preciosas. Ornamentación. Construcción. Alimentación: Saborizantes como la halita.

Menas: Para la obtención de metales.

LAS ROCASSon materiales heterogéneos, formados por la combinación de dos o más minerales unidos entre sí. Se clasifican en tres grandes grupos:

Rocas sedimentarias : Están formadas por sedimentos. Es decir, por partes pequeñas de rocas y otros materiales que se acumulan y compactan para dar lugar a una roca. Dependiendo del origen de los sedimentos se clasifican en:

Rocas detríticas: El origen de los sedimentos son otras rocas. Dependiendo del tamaño del sedimento tenemos:

o Conglomerados: Los sedimentos son mayores de 2 mm.o Areniscas: Sedimentos comprendidos entre 1/16 y 2 mm.o Arcillas: Tamaño inferior a 1/16 de mm

Rocas no detríticas: El origen de los sedimentos es diferente de los anteriores:o Carbonatadas: Se forman por la precipitación de carbonato cálcico (caliza).o Evaporíticas: Formadas por la evaporación del agua (yeso).o Organógenas: Formadas con la participación de seres vivos (carbón o petróleo).

Rocas magmáticas o ígneas : Son las que provienen del enfriamiento y solidificación de los materiales fundidos del interior de la Tierra, es decir, del magma. Dependiendo de cómo se produzca este enfriamiento podemos tener:

Rocas plutónicas: El enfriamiento es lento en el interior de la tierra. Los mineralestienen tiempo de cristalizar separadamente. Ejemplo: el granito.

Rocas volcánicas: El enfriamiento y la solidificación se dan fuera de la tierra a gran velocidad, dando lugar a materiales amorfos y generalmente porosos debido a la expulsión de gases mientras se enfrían. Ejemplo: Piedra Pómez.

Rocas metamórficas : Se forman al someter a otros tipos de rocas a altas temperaturas y presiones. No se llega a fundir la roca como pasa en las magmáticas, la alta presión impide que pasen al estado líquido. Dependiendo de cómo se fragmenten se clasifican en:

Cristalinas: Se rompen en trozos amorfos. Ejemplo: Mármol. Laminares. Se fragmentan en trozos laminares. Ejemplo: Pizarra.

El ciclo de las rocas es el siguiente:

En cuanto a las principales aplicaciones de las rocas se pueden destacar:

Construcción: Arcillas para fabricar ladrillos; pizarra para tejados; áridos (fragmentos de diferentes rocas) para el cemento

Ornamentación: Por ejemplo mármol, pizarra y granito. Combustibles fósiles: Carbón y petróleo se usan para obtener energía.