Tema I: Origen del universoEdwin Hubble descubri que el Universo se expande. La teora de la relatividad general de Albert Einstein ya lo haba previsto.

Se ha comprobado que las galaxias se alejan, todava hoy, las unas de las otras. Si pasamos la pelcula al revs, dnde llegaremos?

Los cientficos intentan explicar el origen del Universo con diversas teoras. Las ms aceptadas son la del Big Bang y la teora Inflacionaria, que se complementan.MomentoSuceso

Big BangDensidad infinita, volumen cero.

10 e-43 segs.Fuerzas no diferenciadas

10 e-34 segs.Sopa de partculas elementales

10 e-10 segs.Se forman protones y neutrones

1 seg.10.000.000.000 . Universo tamao Sol

3 minutos1.000.000.000 . Nucleos de tomos

30 minutos300.000.000 . Plasma

300.000 aostomos. Universo transparente

1.000.000 aosGrmenes de galaxias

100 millones de aosPrimeras galaxias

1.000 millones de aosEstrellas. El resto, se enfra

5.000 millones de aosFormacin de la Va Lctea

10.000 millones de aosSistema Solar y Tierra

Teora del Big BangLa teora del Big Bang o gran explosin, supone que, hace entre 12.000 y 15.000 millones de aos, toda la materia del Universo estaba concentrada en una zona extraordinariamente pequea del espacio, y explot. La materia sali impulsada con gran energa en todas direcciones.

Los choques y un cierto desorden hicieron que la materia se agrupara y se concentrase ms en algunos lugares del espacio, y se formaron las primeras estrellas y las primeras galaxias. Desde entonces, el Universo contina en constante movimiento y evolucin.

Esta teora sobre el origen del Universo se basa en observaciones rigurosas y es matemticamente correcta desde un instante despus de la explosin, pero no tiene una explicacin para el momento cero del origen del Universo, llamado "singularidad".

Teora inflacionariaLa teora inflacionaria de Alan Guth intenta explicar el origen y los primeros instantes del Universo. Se basa en estudios sobre campos gravitatorios fortsimos, como los que hay cerca de un agujero negro.

Supone que una fuerza nica se dividi en las cuatro que ahora conocemos, produciendo el origen al Universo.

El empuje inicial dur un tiempo prcticamente inapreciable, pero fue tan violenta que, a pesar de que la atraccin de la gravedad frena las galaxias, el Universo todava crece.

No se puede imaginar el Big Bang como la explosin de un punto de materia en el vaco, porque en este punto se concentraban toda la materia, la energa, el espacio y el tiempo. No haba ni "fuera" ni "antes". El espacio y el tiempo tambin se expanden con el universo.

Edad del universoEl proyecto WMAP de la NASA estim la edad del Universo en:

(13,7 0,2) 109 aos.

Esto es, el Universo tiene unos 13.700 millones de aos,[1] con una incertidumbre de 200 millones de aos. Sin embargo, esta edad est basada en la suposicin de que el modelo utilizado en el proyecto es correcto; otros mtodos de estimacin de la edad del Universo podran dar edades diferentes.

Esta medida est realizada utilizando la localizacin del primer pico acstico en el espectro de potencia de la radiacin de fondo de microondas para determinar el tamao de la superficie desacople (tamao del Universo en el momento de la recombinacin). El tiempo de viaje de la luz a esta superficie (dependiendo de la geometra utilizada) produce una edad fiable para el Universo. Asumiendo la validez de los modelos utilizados para determinar esta edad, la precisin residual proporciona un margen de error cercano al 1%.[2]Este es el valor ms citado por los astrnomos contemporneos.

La edad del Universo puede determinarse midiendo la constante de Hubble actual y extrapolando hacia atrs en el tiempo con los valores observados de los parmetros de densidad (O).

Algunos estudios recientes de gran controversia demuestran que el ciclo CNO es dos veces ms lento de lo que previamente se crea, llegando a la conclusin de que el Universo podra ser mil millones de aos ms viejo (unos 15.000 millones de aos) que las estimaciones anterioresPlaneta Tierra:

La Tierra (de Terra, nombre latino de Gea, deidad griega de la feminidad y la fecundidad) es un planeta del Sistema Solar que gira alrededor de su estrella en la tercera rbita planetaria ms interna, es el quinto ms grande de sus planetas, y el ms grande de los terrestres.

La Tierra se form hace 4 567 millones de aos y la vida surgi unos mil millones de aos despus.[17] La atmsfera y otras condiciones abiticas han sido alteradas significativamente por la biosfera del planeta, favoreciendo la proliferacin de organismos aerobios, as como la formacin de una capa de ozono que junto con el campo magntico terrestre bloquean la radiacin solar daina, permitiendo as la vida en la Tierra.[18] Las propiedades fsicas de la Tierra, la historia geolgica y su rbita ha permitido que la vida siga existiendo. Se estima que el planeta seguir siendo capaz de sustentar vida durante otros 500 millones de aos, ya que segn las previsiones actuales, pasado ese tiempo la creciente luminosidad del Sol terminar causando la extincin de la biosfera.[19] [20]La superficie terrestre o corteza est dividida en varias placas tectnicas que se deslizan sobre el magma durante periodos de varios millones de aos. Cerca del 71% de la superficie est cubierta por ocanos de agua salada, el resto consiste en continentes e islas que en conjunto poseen varios lagos, ros y otras fuentes de agua que construyen la hidrosfera. No se conoce ningn otro planeta con este equilibrio[nota 6] de agua liquida, que es indispensable para cualquier tipo de vida conocida. Los polos de la Tierra estn cubiertos en su mayora de hielo slido (Indlandsis de la Antrtida) o de banquisas (casquete polar rtico). El interior del planeta es geolgicamente activo, con una gruesa capa de manto relativamente slido, un ncleo externo lquido que genera un campo magntico, y un ncleo de hierro slido interior.

La Tierra interacta con otros objetos en el espacio, especialmente el Sol y la Luna. En la actualidad, la Tierra completa una rbita alrededor del Sol cada vez que realiza 365.26 giros sobre su eje. Este lapso de tiempo se denomina un ao sideral, el cual es igual a 365.26 das solares.[nota 7] El eje de rotacin de la Tierra se encuentra inclinado 23.4 con respecto a la perpendicular a su plano orbital, lo que produce las variaciones estacionales en la superficie del planeta con un perodo de un ao tropical (365.24 das solares).[21] La Tierra posee un nico satlite natural, la Luna que comenz a orbitar la Tierra hace 4.530 millones de aos, esta produce las mareas, estabiliza la inclinacin del eje terrestre y reduce gradualmente la velocidad de rotacin del planeta. Hace aproximadamente 3.800a4.100 millones de aos, durante el llamado bombardeo intenso tardo, numerosos asteroides impactaron en la Tierra, causando significativos cambios en la mayor parte de su superficie.

Tanto los recursos minerales del planeta como los productos de la biosfera aportan recursos que se utilizan para sostener a la poblacin humana mundial. Sus habitantes estn agrupados en unos 200 estados soberanos independientes, que interactan a travs de la diplomacia, los viajes, el comercio, y la accin militar. Las culturas humanas han desarrollado muchas ideas sobre el planeta, incluida la personificacin de una deidad, la creencia en una Tierra plana o en la Tierra como centro del universo, y una perspectiva moderna del mundo como un entorno integrado que requiere administracin.

El actual modelo consensuado[25] sobre la formacin de la Luna es la teora del gran impacto, que postula que la Luna se cre cuando un objeto del tamao de Marte, con cerca del 10% de la masa de la Tierra,[26] impact tangencialmente contra sta.[27] En este modelo, parte de la masa de este cuerpo podra haberse fusionado con la Tierra, mientras otra parte habra sido expulsada al espacio, proporcionando suficiente material en rbita como para desencadenar nuevamente un proceso de aglutinamiento por fuerzas gravitatorias, y formando as la Luna.

La desgasificacin de la corteza y la actividad volcnica produjeron la atmsfera primordial de la Tierra. La condensacin de vapor de agua, junto con el hielo y el agua lquida aportada por los asteroides y por protoplanetas, cometas y objetos transneptunianos produjeron los ocanos.[28] El recin formado Sol slo tena el 70% de su luminosidad actual: sin embargo, existen evidencias que muestran que los primitivos ocanos se mantuvieron en estado lquido; una contradiccin denominada la paradoja del joven sol dbil ya aparentemente el agua no debera ser capaz de permanecer en ese estado debido a la poca energa solar recibida.[29] Sin embargo, una combinacin de gases de efecto invernadero y mayores niveles de actividad solar contribuyeron a elevar la temperatura de la superficie terrestre, impidiendo as que los ocanos se congelaran.[30] Hace 3.500 millones de aos se cre el campo magntico de la Tierra, lo que ayud a evitar que la atmsfera fuese arrastrada por el viento solar.[31]Se han propuesto dos grandes modelos para el crecimiento de los continentes:[32] el modelo de crecimiento constante,[33] y el modelo de crecimiento rpido en una fase temprana de la historia de la Tierra.[34] Las investigaciones actuales sugieren que la segunda opcin es ms probable, con un rpido crecimiento inicial de la corteza continental,[35] seguido de un largo perodo de estabilidad.[36] [37] [38] En escalas de tiempo de cientos de millones de aos de duracin, la superficie terrestre ha estado en constante remodelacin, formando y fragmentando continentes. Estos continentes se han desplazado por la superficie, combinndose en ocasiones para formar un supercontinente. Hace aproximadamente 750 millones de aos (Ma), uno de los primeros supercontinentes conocidos, Rodinia, comenz a resquebrajarse. Los continentes ms tarde se recombinaron nuevamente para formar Pannotia, entre 600a540 Ma, y finalmente Pangea, que se fragment hace 180 Ma hasta llegar a la configuracin continental actual.[39]En la actualidad, la Tierra proporciona el nico ejemplo de un entorno que ha dado lugar a la evolucin de la vida.[40] Se cree que procesos qumicos altamente energticos produjeron una molcula auto-replicante hace alrededor de 4.000 millones de aos, medio milln de aos despus existi el ltimo antepasado comn universal.[41] El desarrollo de la fotosntesis permiti que los seres vivos recogiesen de forma directa la energa del Sol; el oxgeno resultante acumulado en la atmsfera form una capa de ozono (una forma de oxgeno molecular [O3]) en la atmsfera superior. La incorporacin de clulas ms pequeas dentro de las ms grandes dio como resultado el desarrollo de las clulas complejas llamadas eucariotas.[42] Los verdaderos organismos multicelulares se formaron cuando las clulas dentro de colonias se hicieron cada vez ms especializadas. La vida coloniz la superficie de la Tierra en parte gracias a la absorcin de la radiacin ultravioleta por parte de la capa de ozono.[43]En la dcada de 1960 surgi una hiptesis que afirma que durante el perodo Neoproterozoico, desde 750 hasta los 580 Ma, se produjo una intensa glaciacin en la que gran parte del planeta fue cubierto por una capa de hielo. Esta hiptesis ha sido denominada la "Glaciacin global", y es de particular inters ya que este suceso precedi a la llamada explosin del Cmbrico, en la que las formas de vida multicelulares comenzaron a proliferar.[44]Tras la explosin del Cmbrico, hace unos 535 Ma se han producido cinco grandes extinciones en masa.[45] De ellas, el evento ms reciente ocurri hace 65 Ma, cuando el impacto de un asteroide provoc la extincin de los dinosaurios no aviarios, as como de otros grandes reptiles, excepto algunos pequeos animales como los mamferos, que por aquel entonces eran similares a las actuales musaraas. Durante los ltimos 65 millones de aos los mamferos se diversificaron, hasta que hace varios millones de aos, un animal africano con aspecto de simio, conocido como el orrorin tugenensis, adquiri la capacidad de mantenerse en pie.[46] Esto le permiti utilizar herramientas y favoreci su capacidad de comunicacin, proporcionando la nutricin y la estimulacin necesarias para desarrollar un cerebro ms grande, y permitiendo as la evolucin de la raza humana. El desarrollo de la agricultura y de la civilizacin permiti a los humanos alterar la Tierra en un corto espacio de tiempo como no lo haba hecho ninguna otra especie,[47] afectando tanto a la naturaleza como a la diversidad y cantidad de formas de vida.

El presente patrn de edades de hielo comenz hace alrededor de 40 Ma y luego se intensific durante el Pleistoceno, hace alrededor de 3 Ma. Desde entonces las regiones en latitudes altas han sido objeto de repetidos ciclos de glaciacin y deshielo, en ciclos de 40-100,000aos. La ltima glaciacin continental termin hace 10.000aos

El futuro del planeta est estrechamente ligado al del sol. Como resultado de la acumulacin constante de helio en el ncleo del Sol, la luminosidad total de la estrella ir poco a poco en aumento. La luminosidad del Sol crecer en un 10% en los prximos 1.1 Ga (1,100millonesdeaos) y en un 40% en los prximos 3.5Ga.[49] Los modelos climticos indican que el aumento de la radiacin podra tener consecuencias nefastas en la Tierra, incluyendo la prdida de los ocanos del planeta.[50]El aumento de temperatura en la superficie terrestre acelerar el ciclo del CO2 inorgnico, lo que reducir su concentracin hasta niveles letalmente bajos para las plantas (10 ppm para la fotosntesis C4) dentro de aproximadamente 500 millones[19] a 900 millones de aos. La falta de vegetacin resultar en la prdida de oxgeno en la atmsfera, lo que provocar la extincin de la vida animal a lo largo de varios millones de aos ms.[51] Despus de otros mil millones de aos, todas las aguas superficiales habrn desaparecido[20] y la temperatura media global alcanzar los 70C.[51] Se espera que la Tierra sea habitable por alrededor de otros 500 millones de aos a partir de este momento,[19] aunque este periodo podra extenderse hasta 2,300 millones aos si se elimina el nitrgeno de la atmsfera.[52] Incluso si el Sol fuera eterno y estable, el continuo enfriamiento interior de la Tierra se traducira en una gran prdida de CO2 debido a la reduccin de actividad volcnica,[53] y el 35% del agua de los ocanos podra descender hasta el manto debido a la disminucin del vapor de ventilacin en las dorsales ocenicas.[54]El Sol, siguiendo su evolucin natural, se convertir en una gigante roja en unos 5Ga. Los modelos predicen que el Sol se expandir hasta unas 250 veces su tamao actual, alcanzando un radio cercano a 1 UA (unos 150 millones de km).[49] [55] El destino que sufrir la Tierra entonces no est claro. Siendo una gigante roja, el Sol perder aproximadamente el 30% de su masa, por lo que sin los efectos de las mareas, la Tierra se mover a una rbita de 1,7UA (254.316.600km) del Sol cuando la estrella alcance su radio mximo. Por lo tanto se espera que el planeta escape inicialmente de ser envuelto por la tenue atmsfera exterior expandida del Sol. An as, cualquier forma de vida restante sera destruida por el aumento de la luminosidad del Sol (alcanzando un mximo de cerca de 5000 veces su nivel actual).[49] Sin embargo, una simulacin realizada en 2008 indica que la rbita de la Tierra se decaer debido a los efectos de marea y arrastre, ocasionando que el planeta penetre en la atmsfera estelar y se vaporice.[La Tierra es un planeta terrestre, lo que significa que es un cuerpo rocoso y no un gigante gaseoso como Jpiter. Es el ms grande de los cuatro planetas terrestres del Sistema Solar en tamao y masa, y tambin es el que tiene la mayor densidad, la mayor gravedad superficial, el campo magntico ms fuerte y la rotacin ms rpida de los cuatro.[56] Tambin es el nico planeta terrestre con placas tectnicas activas.[57]FormaLa forma de la Tierra es muy parecida a la de un esferoide oblato, una esfera achatada por los polos, resultando en un abultamiento alrededor del ecuador.[58] Este abultamiento est causado por la rotacin de la Tierra, y ocasiona que el dimetro en el ecuador sea 43km ms largo que el dimetro de un polo a otro.[59] Hace aproximadamente 22 000 aos la Tierra tena una forma ms esfrica, la mayor parte del hemisferio norte se encontraba cubierto por hielo, y a medida de que el hielo se derreta causaba una menor presin en la superficie terrestre en la que se sostenan causando esto un tipo de rebote,[60] este fenmeno sigui ocurriendo hasta a mediados de los aos noventa cuando los cientficos se percataron de que este proceso se haba invertido, es decir, el abultamiento aumentaba,[61] las observaciones del satlite GRACE muestran que al menos desde el 2002, la prdida de hielo de Groenlandia y de la Antrtida ha sido la principal responsable de esta tendencia. El dimetro medio de referencia para el esferoide es de unos 12.742km, que es aproximadamente 40.000km/, ya que el metro se defini originalmente como 1/10.000.000 de la distancia desde el ecuador hasta el Polo Norte desde Pars, Francia.[62]Composicin qumicaLa masa de la Tierra es de aproximadamente de 5.981024kg. Se compone principalmente de hierro (32.1%), oxgeno (30.1%), silicio (15.1%), magnesio (13.9%), azufre (2.9%), nquel (1.8%), calcio (1.5%) y aluminio (1.4%), con el 1.2% restante formado por pequeas cantidades de otros elementos. Debido a la segregacin de masa, se cree que la zona del ncleo esta compuesta principalmente de hierro (88.8%), con pequeas cantidades de nquel (5.8%), azufre (4.5%), y menos del 1% formado por trazas de otros elementos.[68]El geoqumico F.W. Clarke calcula que un poco ms del 47% de la corteza terrestre se compone de oxgeno. Los componentes de la rocas ms comunes de la corteza de la Tierra son casi todos los xidos. Cloro, azufre y flor son las nicas excepciones significativas, y su presencia total en cualquier roca es generalmente mucho menor del 1%. Los principales xidos son los de slice, almina, hierro, cal, magnesia, potasa y sosa. La slice acta principalmente como un cido, formando silicatos, y los minerales ms comunes de las rocas gneas son de esta naturaleza. A partir de un clculo en base a 1672 anlisis de todo tipo de rocas, Clarke dedujo que un 99.22% de las rocas estn compuestas por 11 xidos (vase el cuadro a la derecha). Todos los dems se producen slo en cantidades muy pequeas.[69]Estructura internaArtculo principal: Estructura interna de la TierraEl interior de la Tierra, al igual que el de los otros planetas terrestres, est dividido en capas segn su composicin qumica o sus propiedades fsicas (reolgicas), pero a diferencia de los otros planetas terrestres, tiene un ncleo interno y externo distintos. Su capa externa es una corteza de silicato slido, qumicamente diferenciado, bajo la cual se encuentra un manto slido de alta viscosidad. La corteza est separada del manto por la discontinuidad de Mohorovii, variando el espesor de la misma desde un promedio de 6km en los ocanos a entre 30 y 50km en los continentes. La corteza y la parte superior fra y rgida del manto superior se conocen comnmente como la litosfera, y es de la litosfera de lo que estn compuestas las placas tectnicas. Debajo de la litosfera se encuentra la astenosfera, una capa de relativamente baja viscosidad sobre la que flota la litosfera. Dentro del manto, entre los 410 y 660km bajo la superficie, se producen importantes cambios en la estructura cristalina. Estos cambios generan una zona de transicin que separa la parte superior e inferior del manto. Bajo el manto se encuentra un ncleo externo lquido de viscosidad extremadamente baja, descansando sobre un ncleo interno slido.[70] El ncleo interno puede girar con una velocidad angular ligeramente superior que el resto del planeta, avanzando de 0.1 a 0.5 por ao

Capas geolgicas de la Tierra[72]

Corte de la Tierra desde el ncleo hasta la exosfera (no est a escala).Profundidad[73]kmComponentes de las capasDensidadg/cm3

060Litosfera[nota 8]

035Corteza[nota 9]2.22.9

3560Manto superior3.44.4

352890Manto3.45.6

100700Astenosfera

28905100Ncleo externo9.912.2

51006378Ncleo interno12.813.1

CalorEl calor interno de la Tierra proviene de una combinacin del calor residual de la acrecin planetaria (20%) y el calor producido por la desintegracin radiactiva (80%).[74] Los istopos con mayor produccin de calor en la Tierra son el potasio-40, el uranio-238, uranio-235 y torio-232.[75] En el centro del planeta, la temperatura puede llegar hasta los 7,000K y la presin puede alcanzar los 360GPa.[76] Debido a que gran parte del calor es proporcionado por la desintegracin radiactiva, los cientficos creen que en la historia temprana de la Tierra, antes de que los istopos de reducida vida media se agotaran, la produccin de calor de la Tierra fue mucho mayor. Esta produccin de calor extra, que hace aproximadamente 3.000 millones de aos era el doble que la produccin actual,[74] pudo haber incrementado los gradientes de temperatura dentro de la Tierra, incrementando la conveccin del manto y la tectnica de placas, permitiendo la produccin de rocas gneas como las komatitas que no se forman en la actualidad.[77]Placas tectnicasLa mecnicamente rgida capa externa de la Tierra, la litosfera, est fragmentada en piezas llamadas placas tectnicas. Estas placas son elementos rgidos que se mueven en relacin uno con otro siguiendo uno de estos tres patrones: bordes convergentes, en el que dos placas se aproximan; bordes divergentes, en el que dos placas se separan, y bordes transformantes, en el que dos placas se deslizan lateralmente entre s. A lo largo de estos bordes de placa se producen los terremotos, la actividad volcnica, la formacin de montaas y la formacin de fosas ocenicas.[83] Las placas tectnicas se deslizan sobre la parte superior de la astenosfera, la slida pero menos viscosa seccin superior del manto, que puede fluir y moverse junto con las placas,[84] y cuyo movimiento est fuertemente asociado a los patrones de conveccin dentro del manto terrestre.

A medida que las placas tectnicas migran a travs del planeta, el fondo ocenico se subduce bajo los bordes de las placas en los lmites convergentes. Al mismo tiempo, el afloramiento de material del manto en los lmites divergentes crea las dorsales ocenicas. La combinacin de estos procesos recicla continuamente la corteza ocenica nuevamente en el manto. Debido a este proceso de reciclaje, la mayor parte del suelo marino tiene menos de 100 millones de aos de edad. La corteza ocenica ms antigua se encuentra en el Pacfico Occidental, y tiene una edad estimada de unos 200 millones de aos.[85] [86] En comparacin, la corteza continental ms antigua registrada tiene 4030 millones de aos de edad.[87]Las 7 placas ms grandes son la Pacfica, Norteamericana, Euroasitica, Africana Antrtica, Indoaustraliana y Sudamericana. Otras placas notables son la Placa ndica, la Placa Arbiga, la Placa del Caribe, la Placa de Nazca en la costa occidental de Amrica del Sur, y la Placa Escocesa en el sur del Ocano Atlntico. La placa de Australia se fusion con la placa de la India hace entre 50 y 55 millones de aos. Las placas con movimiento ms rpido son las placas ocenicas, con la Placa de Cocos avanzando a una velocidad de 75mm/ao[88] y la Placa del Pacfico movindose 5269mm/ao. En el otro extremo, la placa con movimiento ms lento es la placa eurasitica, que avanza a una velocidad tpica de aproximadamente 21mm/ao.[89]SuperficieEl relieve de la Tierra vara enormemente de un lugar a otro. Cerca del 70.8%[90] de la superficie est cubierta por agua, con gran parte de la plataforma continental por debajo del nivel del mar. La superficie sumergida tiene caractersticas montaosas, incluyendo un sistema de dorsales ocaicas, as como volcanes submarinos,[59] fosas ocenicas, caones submarinos, mesetas y llanuras abisales. El restante 29.2% no cubierto por el agua se compone de montaas, desiertos, llanuras, mesetas y otras geomorfologas.

La superficie del planeta se moldea a lo largo de perodos de tiempo geolgicos, debido a la erosin tectnica. Las caractersticas de esta superficie formada o deformada mediante la tectnica de placas estn sujetas a una constante erosin a causa de las precipitaciones, los ciclos trmicos y los efectos qumicos. La glaciacin, la erosin costera, la acumulacin de los arrecifes de coral y los grandes impactos de meteoritos[91] tambin actan para remodelar el paisaje.

La corteza continental se compone de material de menor densidad, como las rocas gneas, el granito y la andesita. Menos comn es el basalto, una densa roca volcnica que es el componente principal de los fondos ocenicos.[92] Las rocas sedimentarias se forman por la acumulacin de sedimentos compactados. Casi el 75% de la superficie continental est cubierta por rocas sedimentarias, a pesar de que estas slo forman un 5% de la corteza.[93] El tercer material rocoso ms abundante en la Tierra son las rocas metamrficas, creadas a partir de la transformacin de tipos de roca ya existentes mediante altas presiones, altas temperaturas, o ambas. Los minerales de silicato ms abundantes en la superficie de la Tierra incluyen el cuarzo, los feldespatos, el anfbol, la mica, el piroxeno y el olivino.[94] Los minerales de carbonato ms comunes son la calcita (que se encuentra en piedra caliza) y la dolomita.[95]La pedosfera es la capa ms externa de la Tierra. Est compuesta de tierra y est sujeta a los procesos de formacin del suelo. Existe en el encuentro entre la litosfera, la atmsfera, la hidrosfera y la biosfera. Actualmente el 13.31% del total de la superficie terrestre es tierra cultivable, y slo el 4.71% soporta cultivos permanentes.[7] Cerca del 40% de la superficie emergida se utiliza actualmente como tierras de cultivo y pastizales, estimndose un total de 1.3107km2 para tierras de cultivo y 3.4107km2 para tierras de pastoreo.[96]La elevacin de la superficie terrestre vara entre el punto ms bajo de -418m en el Mar Muerto a una altitud mxima, estimada en 2005, de 8848 men la cima del Monte Everest. La altura media de la tierra sobre el nivel del mar es de 840m.[97]HidrosferaLa abundancia de agua en la superficie de la Tierra es una caracterstica nica que distingue al "Planeta Azul" de otros en el Sistema Solar. La hidrosfera de la Tierra est compuesta fundamentalmente por ocanos, pero tcnicamente incluye todas las superficies de agua en el mundo, incluidos los mares interiores, lagos, ros y aguas subterrneas hasta una profundidad de 2000m. El lugar ms profundo bajo el agua es el Abismo Challenger de la Fosa de las Marianas, en el Ocano Pacfico, con una profundidad de 10 911,4m.[nota 11] [98]La masa de los ocanos es de aproximadamente 1.351018toneladas mtricas, o aproximadamente 1/4400 de la masa total de la Tierra. Los ocanos cubren un rea de 3618108km2 con una profundidad media de 3682m, lo que resulta en un volumen estimado de 1332109km3.[99] Si se nivelase toda la superficie terrestre, el agua cubrira la superficie del planeta hasta una altura de ms de 2,7km.[nota 12] Aproximadamente el 97.5% del agua es salada, mientras que el restante 2.5% es agua dulce. La mayor parte del agua dulce, aproximadamente el 68.7%, se encuentra actualmente en estado de hielo.[100]La salinidad media de los ocanos es de unos 35gramos de sal por kilogramo de agua (35).[101] La mayor parte de esta sal fue liberada por la actividad volcnica, o extrada de las rocas gneas ya enfriadas.[102] Los ocanos son tambin un reservorio de gases atmosfricos disueltos, siendo estos esenciales para la supervivencia de muchas formas de vida acutica.[103] El agua de los ocanos tiene una influencia importante sobre el clima del planeta, actuando como un foco calrico de gran tamao.[104] Los cambios en la distribucin de la temperatura ocenica pueden causar alteraciones climticas, tales como la Oscilacin del Sur, El Nio.[105]AtmsferaLa presin atmosfrica media al nivel del mar se sita en torno a los 101.325kPa, con una escala de altura de aproximadamente 8.5km.[1] Est compuesta principalmente de un 78% de nitrgeno y un 21% de oxgeno, con trazas de vapor de agua, dixido de carbono y otras molculas gaseosas. La altura de la troposfera vara con la latitud, entre 8km en los polos y 17km en el ecuador, con algunas variaciones debido a la climatologa y los factores estacionales.[106]La biosfera de la Tierra ha alterado significativamente la atmsfera. La fotosntesis oxignica evolucion hace 2.700 millones de aos, formando principalmente la atmsfera actual de nitrgeno-oxgeno. Este cambio permiti la proliferacin de los organismos aerbicos, as como la formacin de la capa de ozono que bloquea la radiacin ultravioleta proveniente del Sol, permitiendo la vida fuera del agua. Otras funciones importantes de la atmsfera para la vida en la Tierra incluyen el transporte de vapor de agua, proporcionar gases tiles, quemar los meteoritos pequeos antes de que alcancen la superficie, y moderar la temperatura.[107] Este ltimo fenmeno se conoce como el efecto invernadero: trazas de molculas presentes en la atmsfera capturan la energa trmica emitida desde el suelo, aumentando as la temperatura media. El dixido de carbono, el vapor de agua, el metano y el ozono son los principales gases de efecto invernadero de la atmsfera de la Tierra. Sin este efecto de retencin del calor, la temperatura superficial media sera de 18C y la vida probablemente no existira.[90]Clima y tiempo atmosfricoLa atmsfera terrestre no tiene unos lmites definidos, hacindose poco a poco ms delgada hasta desvanecerse en el espacio ultraterrestre. Tres cuartas partes de la masa atmosfrica estn contenidas dentro de los primeros 11km de la superficie del planeta. Esta capa inferior se llama troposfera. La energa del Sol calienta esta capa y la superficie bajo sta, causando la expansin del aire. El aire caliente se eleva debido a su menor densidad, siendo sustituido por aire de mayor densidad, es decir, aire ms fro. Esto da como resultado la circulacin atmosfrica que genera el tiempo y el clima a travs de la redistribucin de la energa trmica.[108]Las lneas principales de circulacin atmosfrica las constituyen los vientos alisios en la regin ecuatorial por debajo de los 30 de latitud, y los vientos del oeste en latitudes medias entre los 30 y 60.[109] Las corrientes ocenicas tambin son factores importantes para determinar el clima, especialmente la circulacin termohalina que distribuye la energa trmica de los ocanos ecuatoriales a las regiones polares.[110]El vapor de agua generado a travs de la evaporacin superficial es transportado segn los patrones de circulacin de la atmsfera. Cuando las condiciones atmosfricas permiten la elevacin del aire caliente y hmedo, el agua se condensa y se deposita en la superficie en forma de precipitaciones.[108] La mayor parte del agua es transportada a altitudes ms bajas mediante los sistemas fluviales y por lo general regresa a los ocanos 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 erosin que modela la superficie terrestre a lo largo de perodos geolgicos. Los patrones de precipitacin varan enormemente, desde varios metros de agua por ao a menos de un milmetro. La circulacin atmosfrica, las caractersticas topolgicas y las diferencias de temperatura determinan las precipitaciones medias de cada regin.[111]La cantidad de energa solar que llega a la Tierra disminuye al aumentar la latitud. En las latitudes ms altas la luz solar incide en la superficie en un ngulo menor, teniendo que atravesar gruesas columnas de atmsfera. Como resultado, la temperatura media anual del aire a nivel del mar se reduce en aproximadamente 0.4C por cada grado de latitud alejndose del ecuador.[112] La Tierra puede ser subdividida en franjas latitudinales ms o menos homogneas con un clima especfico. Desde el ecuador hasta las regiones polares, se encuentran la zona intertropical (o ecuatorial), el clima subtropical, el clima templado y los climas polares.[113] El clima tambin puede ser clasificado en funcin de la temperatura y las precipitaciones, en regiones climticas caracterizadas por masas de aire bastante uniformes. La metodologa de clasificacin ms usada es la clasificacin climtica de Kppen (modificada por el estudiante de Wladimir Peter Kppen, Rudolph Geiger), que cuenta con cinco grandes grupos (zonas tropicales hmedas, zonas aridas, zonas hmedas con latitud media, clima continental y fro polar), que se dividen en subtipos ms especficos.[109]Atmsfera superiorPor encima de la troposfera, la atmsfera suele dividir en estratosfera, mesosfera y termosfera.[107] Cada capa tiene un gradiente adiabtico diferente, que define la tasa de cambio de la temperatura con respecto a la altura. Ms all de stas se encuentra la exosfera, que se atena hasta penetrar en la magnetosfera, donde los campos magnticos de la Tierra interactan con el viento solar.[114] 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 lnea de Krmn, definida en los 100km sobre la superficie de la Tierra, es una definicin prctica usada para establecer el lmite entre la atmsfera y el espacio.[115]La energa trmica hace que algunas de las molculas en el borde exterior de la atmsfera de la Tierra incrementen su velocidad hasta el punto de poder escapar de la gravedad del planeta. Esto da lugar a una prdida lenta pero constante de la atmsfera hacia el espacio. Debido a que el hidrgeno no fijado tiene un bajo peso molecular puede alcanzar la velocidad de escape ms fcilmente, escapando as al espacio exterior a un ritmo mayor que otros gases.[116] La prdida de hidrgeno hacia el espacio contribuye a la transformacin de la Tierra desde su inicial estado reductor a su actual estado oxidante. La fotosntesis proporcion una fuente de oxgeno libre, pero se cree que la prdida de agentes reductores como el hidrgeno fue una condicin previa necesaria para la acumulacin generalizada de oxgeno en la atmsfera.[117] Por tanto, la capacidad del hidrgeno para escapar de la atmsfera de la Tierra puede haber influido en la naturaleza de la vida desarrollada en el planeta.[118] En la atmsfera actual, rica en oxgeno, la mayor parte del hidrgeno se convierte en agua antes de tener la oportunidad de escapar. En cambio, la mayor parte de la prdida de hidrgeno actual proviene de la destruccin del metano en la atmsfera superior.[119]Campo magnticoEl campo magntico de la Tierra tiene una forma similar a un dipolo magntico, con los polos actualmente localizados cerca de los polos geogrficos del planeta. En el campo magntico del ecuador, la fuerza del campo magntico en la superficie es 3.05 105T, con un momento magntico dipolar global de 7.91 1015 T m3.[120] Segn la teora del dnamo, el campo se genera en el ncleo externo fundido, regin donde el calor crea movimientos de conveccin en materiales conductores, generando corrientes elctricas. Estas corrientes inducen a su vez el campo magntico de la Tierra. Los movimientos de conveccin en el ncleo son caticos; los polos magnticos se mueven y peridicamente cambian de orientacin. Esto da lugar a reversiones geomagnticas a intervalos de tiempo irregulares, unas pocas veces cada milln de aos. La inversin ms reciente tuvo lugar hace aproximadamente 700 000 aos.[121] [122]El campo magntico forma la magnetosfera, que desva las partculas de viento solar. En direccin 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 colisin entre el campo magntico y el viento solar forma los cinturones de radiacin de Van Allen; un par de regiones concntricas, con forma trica, formadas por partculas cargadas muy energticas. Cuando el plasma entra en la atmsfera de la Tierra por los polos magnticos se crean las auroras polares.[LunaCaractersticas

Dimetro3474.8km

Masa7.3491022kg

Semieje mayor384 400km

Periodo orbital27 d 7 h 43.7 m

La Luna es el satlite natural de la Tierra. Es un cuerpo del tipo terrestre relativamente grande: con un dimetro de alrededor de la cuarta parte del de la Tierra, es la luna ms grande del Sistema Solar en relacin al tamao de su planeta, a pesar de que Caronte es mayor en relacin con el planeta enano Plutn. Los satlites naturales que orbitan los dems planetas se denominan "lunas" en referencia a la Luna de la Tierra.

La atraccin 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 perodo de rotacin es idntico a su periodo de traslacin alrededor de la Tierra. Como resultado, 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 est separada de la parte iluminada del terminador solar.

Debido a la interaccin de las mareas, la Luna se aleja de la Tierra a una velocidad de aproximadamente 38mm al ao. Acumuladas durante millones de aos, estas pequeas modificaciones, as como el alargamiento del da terrestre en alrededor de 23s, han producido cambios significativos.[141] Durante el perodo devnico, por ejemplo, (hace aproximadamente 410 millones de aos) un ao tena 400 das, cada uno con una duracin de 21.8 horas.[142]La Luna puede haber afectado dramticamente el desarrollo de la vida, moderando el clima del planeta. Evidencias Paleontolgicas y simulaciones computerizadas muestran que la inclinacin del eje terrestre est estabilizado por las interacciones de marea con la Luna.[143] Algunos tericos creen que sin esta estabilizacin frente al momento ejercido por el Sol y los planetas sobre la protuberancia ecuatorial de la Tierra, el eje de rotacin podra ser caticamente inestable, mostrando cambios caticos durante millones de aos, como parece ser el caso de Marte.[144]Vista desde la Tierra, la Luna est justo a una distancia que la hace que el tamao aparente de su disco sea casi idntico al del sol. El dimetro angular (o ngulo slido) de estos dos cuerpos coincide porque aunque el dimetro del Sol es unas 400 veces ms grande que el de la Luna, tambin est 400 veces ms distante.[131] Esto permite que en la Tierra se produzcan los eclipses solares totales y anulares.

La teora ms ampliamente aceptada sobre el origen de la Luna, la teora del gran impacto, afirma que sta se form por la colisin de un protoplaneta del tamao de Marte, llamado Theia, con la Tierra primitiva. Esta hiptesis explica (entre otras cosas) la relativa escasez de hierro y elementos voltiles en la Luna, y el hecho de que su composicin sea casi idntica a la de la corteza terrestre.[145]La Tierra tiene al menos cinco asteroides co-orbitales, incluyendo el 3753 Cruithne y el 2002 AA29.[146] [147] A fecha de 2011, existen 931 satlites operativos creados por el hombre orbitando la Tierra.[148]ESCALA DE MOHS