La Atmósfera Terrestre y su Evolución

La composición de la atmósfera ha cambiado mucho a lo largo de la historia de la Tierra y sigue haciéndolo. Algunos gases minoritarios son los que controlan el clima y la vida, como el dióxido de carbono, que es un gas de invernadero. Estos gases, transparentes para la radiación solar aunque opacos para la infrarroja (que es la que emite nuestro planeta), se suman a menos del 0.1% de la masa de la atmósfera. Estos gases atrapan la energía que emite la Tierra, elevando la temperatura superficial de la Tierra más de 30ºC.

Dinámica Atmosférica

La atmósfera es dinámica. Cuando el aire absorbe calor de la superficie terrestre, se expande, por lo que pierde densidad y se eleva. Su sitio es ocupado por otras masas de aire que tienen menos temperatura. Así se forma el viento.

El Efecto Invernadero

El Sol nos envía radiación, tanto luz como radiación no visible. Una parte de la energía del Sol es reflejada por la atmósfera, mientras que la superficie de la Tierra absorbe la mayor parte de la energía y se calienta. La Tierra caliente emite radiación infrarroja. Los gases de invernadero absorben parte de la radiación infrarroja y calientan la atmósfera.

¿Por qué la Tierra tiene agua líquida en su superficie?

  • Por estar más cerca del Sol que los satélites de Júpiter.
  • Por la mayor masa de la Tierra, que implica mayor gravedad y le permite mantener una atmósfera.
  • Por la presencia en su atmósfera de gases de invernadero que impiden la congelación de la hidrosfera.

Estructura Interna de la Tierra

Las ondas sísmicas originadas por los terremotos atraviesan el interior del planeta, al igual que ocurre con el sonido. Hay un tipo de ondas llamadas S que no se propagan en fluidos. Cada cambio brusco en las ondas indica una variación en la estructura terrestre y nos indica sus propiedades físicas.

Composición del Núcleo

El núcleo terrestre está formado por un 90% de hierro y un 10% de níquel. Tiene una parte fundida (la externa) y el núcleo interno también está parcialmente fundido.

Discontinuidades en el Manto

  • En el manto superior está la discontinuidad de Mohorovičić (que es el primer cambio de velocidad brusco).
  • En el manto inferior está la discontinuidad de Gutenberg (donde las ondas S no se propagan y las ondas P reducen su velocidad).
  • En el manto externo está la discontinuidad de Lehman (donde las ondas P aumentan su velocidad).

Energía Interna de la Tierra

Los geoquímicos han deducido que los elementos radiactivos estaban concentrados en la corteza. Sin embargo, el núcleo, donde no hay muchos elementos radiactivos, está caliente. Los objetos que chocan se calientan, por lo que los planetesimales terminaron fundiéndose.

La Deriva Continental de Wegener

Alfred Wegener presentó la teoría de la deriva continental en la que afirmaba que los continentes, hace 200 millones de años, estuvieron unidos formando un supercontinente llamado Pangea. Afirmó que los continentes se desplazaron lentamente hasta que alcanzaron su posición actual. Los geólogos de la época rechazaron esta idea e incluso la ridiculizaron. Wegener aportó muchas pruebas a favor de su teoría, pero no pudo explicar el mecanismo responsable del movimiento de los continentes.

Pruebas de la Deriva Continental

  • Pruebas geográficas: Wegener sospechó que los continentes podrían haber estado unidos en épocas pasadas.
  • Pruebas paleontológicas: Hay fósiles de organismos idénticos que se han encontrado en lugares que hoy distan miles de kilómetros.
  • Pruebas geológicas: Si se unen los continentes, se observa que los tipos de rocas y las cadenas montañosas tendrían continuidad física.
  • Pruebas paleoclimáticas: Wegener descubrió que existían zonas en la Tierra cuyos climas actuales no coincidían con los del pasado.

La Tectónica de Placas

La Litósfera Fragmentada

Si se localizan los focos sísmicos y los volcanes sobre un mapa, se observa que la mayoría de estos no se distribuyen al azar, sino que están alineados. Estos datos, unidos a los procedentes de la investigación oceanográfica, llevaron a los científicos a retomar las ideas básicas de Wegener.

Litosfera en Movimiento

  • Las placas se crean en dorsales oceánicas, donde se produce el fenómeno de expansión del fondo oceánico.
  • Las placas chocan y forman cordilleras de borde continental.
  • La litosfera oceánica se destruye al introducirse en el manto (subducción).
  • En el movimiento de las placas litosféricas, los continentes pueden desplazarse.

El Relieve Terrestre

El relieve es una consecuencia de la dinámica litosférica. La subducción y la colisión de placas tienen importantes efectos térmicos por los que las cordilleras son lugares con deformación, por lo que hay creación de afilados relieves. La destrucción del relieve se realiza por erosión progresiva de la corteza. Las cordilleras dejan de elevarse y la erosión las aplana.

Hitos en la Historia de la Tierra

  • -4470 Ma: La Tierra, tras su formación, es una esfera de roca candente.
  • -4440 Ma: Un objeto rocoso del tamaño de Marte colisionó con la Tierra. Las “escorias” de este impacto orbitan como un anillo y se concentran formando la Luna.
  • -4400 Ma: Indicios de los primeros mares.
  • -850 Ma: Disminución del efecto invernadero congela la práctica totalidad de la superficie del planeta, convirtiendo a la Tierra en un planeta blanco.
  • -250 Ma: Los continentes están unidos (última Pangea).
  • Año 2009: La Tierra hoy.
  • +150 Ma: La geografía de un mundo que nuestra especie no verá (nuevos océanos).
  • +2500 Ma: El Sol ha incrementado su actividad, convirtiéndose en una estrella gigante roja.