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Evolución
La formación del sistema solar
La formación de las atmósferas
La formación de la atmósfera de Venus
Las atmósferas de La Tierra y de Marte
Mercurio y Venus
Mercurio
Venus
La atmósfera de Venus
La Tierra
La atmósfera y la magnetosfera de la Tierra
La estructura interna de la Tierra y la tectónica
El recalentamiento climático
La Luna
La Luna
La exploración de la Luna
La superficie de la Luna
El origen de la Luna
Marte
Marte
El agua sobre Marte
La exploración de Marte después del año 2.000
Curiosity
La atmósfera y la magnetosfera de la Tierra
Tras Venus, llegamos a la Tierra. Con un diámetro de 12.800 kilómetros,
ligeramente superior al de Venus, la Tierra es el planeta más grande del sistema
solar interno. Ella orbita en torno al Sol a una distancia media de 150 millones
de kilómetros en un año.
Esta distancia sirve de definición para la unidad astronómica, una unidad de
distancia utilizada para medir las distancias en el sistema solar. El plano de
la órbita de la Tierra en torno al Sol se llama el plano de la eclíptica, y sirve
también de referencia en el sistema solar.
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Una imagen de la Tierra tomada por la sonda Galileo en el momento
de su primer sobrevuelo de nuestro planeta en 1990. Crédito:
NASA |
Las estaciones
La Tierra gira sobre sí misma en un poco menos de 24 horas, lo que da lugar a la
alternancia de los días y las noches.
Su eje de rotación está inclinado 23 grados con relación a la dirección
perpendicular al plano de la eclíptica. Este eje guarda una dirección más o
menos fija con relación a las estrellas, pero, en el curso de la órbita
terrestre, cambia su dirección con relación al Sol. Es esta particularidad que
da lugar a las estaciones.
Así pues, a finales del mes de junio, el hemisferio norte de nuestro planeta
está ligeramente inclinado hacia Sol y recibe más radiación: los días son más
largos y las temperaturas más calientes, el verano comienza en el hemisferio
norte.
Al contrario, a finales del mes de diciembre, es el hemisferio sur el que se
inclina hacia el Sol. En el hemisferio norte, los días son más cortos y las
temperaturas más bajas, es el invierno que comienza.
En los períodos de transición, ninguno de los hemisferios es privilegiado, las
temperaturas son medias, al igual que la duración de los días, es la primavera
o el otoño.
La atmósfera
Una de las características que distinguen nuestro planeta es la composición de
su atmósfera. Esta última contiene el 78 por ciento de nitrógeno, el 21 por
ciento de oxígeno, estando constituido el resto por gases raros como el argón, gas
carbónico, vapor de agua y rastros de otros constituyentes, sin olvidar
numerosas partículas en suspensión.
A modo de comparación, los planetas Venus y Marte tienen una atmósfera dominada
por el gas carbónico, con un poco de nitrógeno y prácticamente ningún oxígeno.
La gran cantidad de oxígeno presente es una consecuencia directa del fenómeno
terrestre más notable: la vida. Es en efecto el desarrollo de organismos vivos
que transformó lentamente nuestra atmósfera inyectando oxígeno.
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Una aurora austral
fotografiada desde el cohete espacial en el momento del máximo solar
de 1991. Crédito:
NASA |
Los límites de la atmósfera no están bien definidos. La densidad desminuye con
la altitud, pero la atmósfera es todavía detectable a millares de kilómetros de
altitud.
Las variaciones de temperatura con la altitud permitieron definir varias capas
en la atmósfera.
A partir del suelo, la temperatura disminuye hasta alcanzar un mínimo de -55
grados Celsius a una altura de aproximadamente 10 kilómetros. Esta capa se llama
la troposfera, y contiene las tres cuartas partes de la masa total de la
atmósfera. Es allí donde se producen todos los fenómenos meteorológicos como las
nubes o la lluvia.
Por encima de la troposfera, la temperatura sube hasta alcanzar cero grados
Celsius hacia una altitud de 50 kilómetros: es la estratosfera. Encontramos allí,
en particular las moléculas de ozono que desempeñan un papel esencial
absorbiendo los rayos ultravioletas del Sol, impidiéndoles alcanzar el suelo. Es,
por otra parte, esta absorción que produce el aumento de temperatura en la
estratosfera.
Entonces, la temperatura empieza de nuevo a descender hasta los 85 kilómetros,
esta es la mesosfera; después, al volver a subir, es la termosfera, la capa en la cual
los pequeños cuerpos del sistema solar se consumen dando lugar a meteoros o
estrellas fugaces.
Más allá de 500 kilómetros aproximadamente, se habla de la exosfera. A este
nivel, los principales constituyentes son el hidrógeno y el helio. Éstos apenas
están ya vinculados a la Tierra y pueden, pues, escaparse a su gravedad y huir
hacia el medio interplanetario.
El magnetismo
Otro elemento igualmente importante en la cercanía de la Tierra es el campo
magnético. Como podemos verificarlo todos los días con la ayuda de una brújula,
la Tierra está provista de un campo magnético. Éste, probablemente encuentra su
origen en las corrientes eléctricas que circulan en la parte líquida del núcleo
de hierro de nuestro planeta.
El eje del campo magnético no está alineado sobre el eje de rotación, sino
inclinado alrededor de 11 grados. Esto explica que el polo Norte magnético se
encuentra en Canadá, relativamente lejos del polo Norte geográfico definido por
el eje de rotación.
La acción del campo magnético da origen a una región del espacio, llamada
magnetosfera, en la cual el movimiento de las partículas está dictado por el
campo magnético terrestre.
La forma de la magnetosfera está definida por la interacción de las partículas
del viento solar con nuestro campo magnético, y depende, pues, de la actividad de
nuestra estrella. En la dirección del Sol, la magnetosfera se extiende por
término medio hasta 60.000 kilómetros, pero, en la dirección opuesta, se estira
formando una cola que puede extenderse hasta millones de kilómetros.
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Una vista de artista
de la interacción entre el viento solar y la magnetosfera terrestre
(escala no respetada). Crédito:
ESA |
Cuando las partículas del viento solar alcanzan nuestro planeta, la inmensa
mayoría son desviadas por el campo magnético y rodean la magnetosfera. Algunas
partículas que consiguen penetrar son cogidas en la trampa y se ponen a girar en
espiral alrededor de las líneas de campo, y a viajar alternativamente de un polo
magnético al otro.
Este movimiento da origen a dos zonas ricas en partículas, los cinturones de
radiación de Van Allen, del nombre de su descubridor. Cada una de estas zonas
tiene la forma de un anillo que rodea la Tierra. La primera se encuentra
aproximadamente a 5000 kilómetros de altitud y contiene sobre todo protones
energéticos. La segunda se encuentra a 25.000 kilómetros y contiene electrones y
protones de energía menor. Anotemos que los cinturones de Van Allen constituyen
el primer gran descubrimiento hecho por los satélites artificiales.
De vez en cuando, en particular después de una erupción solar, electrones y
protones energéticos consiguen penetrar en la alta atmósfera al nivel de las
regiones polares. Ionizan entonces los átomos y las moléculas presentes y dan
lugar a un fenómeno luminoso llamado aurora boreal o austral, según el polo en
cuestión. |
