La estructura de la Tierra está formada por capas esféricas concéntricas: una corteza sólida de silicatos exterior, una astenosfera y un manto altamente viscosos, un núcleo externo líquido (mucho menos viscoso que el manto) y un núcleo interno sólido. La comprensión científica de la estructura interna de la Tierra se basa en observaciones de topografía y batimetría, el estudio de rocas en afloramientos, muestras traídas a la superficie desde grandes profundidades por volcanes o actividad volcánica, el análisis de las ondas sísmicas que atraviesan el interior del planeta, las mediciones de los campos gravitacionales y magnéticos planetarios, y los experimentos con sólidos cristalinos a presiones y temperaturas características del interior profundo.
Evolución de la superficie
Pangea y la deriva continental Hace aproximadamente 270 millones de años, existía un supercontinente llamado Pangea (que incluía casi todos los continentes de la Tierra) que cubría un tercio de la superficie planetaria, y el océano mundial Panthalassa lo rodeaba. La fragmentación del supercontinente comenzó hace aproximadamente 200 millones de años (a principios del Jurásico), proceso del cual surgieron los continentes actuales (Asia, África, América del Norte, América del Sur, la Antártida, Europa y Australia) y los cinco océanos (Pacífico, Atlántico, Índico, Antártico y Ártico). La teoría de la deriva continental, propuesta por Alfred Wegener a principios del , fue el precursor de la moderna tectónica de placas.
Características físicas
Masa, volumen y densidad +Masa de las capas de la TierraCapaPorcentaje en masaCorteza0.473Manto67.3Núcleo externo30.8Núcleo interno1.7 izquierda|miniaturadeimagen|250x250px|Comparación de la Tierra con otros planetas internos del sistema solar. De derecha a izquierda: Marte, Tierra, Venus, Mercurio.
La masa de la Tierra es aproximadamente 5.9722 × 1024 kg,ME = 5·9722×1024 kg ± 6×1020 kg. "2016 Selected Astronomical Constants " in con un volumen cercano a 1.08321 × 1012 km³ y una densidad media de 5.513 g/cm³, lo que la convierte en el planeta más denso del sistema solar. Si no hubiera compresión gravitacional, Mercurio sería el planeta más denso.
La Tierra es el más grande de los cuatro planetas interiores (rocosos), pero es muy pequeño en comparación con los gigantes gaseosos. Mercurio es el planeta más pequeño del sistema solar y tiene aproximadamente el 4.5% del tamaño (volumen) de la Tierra. Venus tiene aproximadamente el 86% del tamaño de la Tierra y es el planeta más cercano a ella. Marte tiene aproximadamente el 15% del tamaño de la Tierra. Júpiter es el planeta más grande y puede albergar 1.321 planetas del tamaño de la Tierra en su volumen. Saturno es el segundo más grande, con capacidad para 764 planetas del tamaño de la Tierra.
Gravedad de la Tierra
La gravedad es la fuerza de atracción universal que ejerce la Tierra sobre todos los objetos. A principios del , astrónomos como Galileo Galilei y Tycho Brahe establecieron el modelo heliocéntrico, y Johannes Kepler demostró que los planetas giran en órbitas elípticas alrededor del Sol. Fue Isaac Newton quien formuló la ley de gravitación universal, explicando que la misma fuerza que hace caer una manzana mantiene a la Luna en órbita. En la Tierra, todos los objetos tienen peso debido a la atracción gravitatoria, que es proporcional a su masa.
La fuerza ejercida por la gravedad terrestre se utiliza para calcular la masa de la Tierra. Los astrónomos también pueden calcular la masa de la Tierra observando el movimiento de los satélites en órbita. La gravedad estándar en la superficie terrestre es de 9.80665 m/s² (aproximadamente 32.1740 ft/s²). Este valor es la gravedad promedio a 45° de latitud al nivel del mar y se utiliza en cálculos de ingeniería. La gravedad varía por varias razones:
Rotación de la Tierra: la fuerza centrífuga reduce la gravedad aparente, por lo que una persona pesa ligeramente menos en el ecuador que en los polos. La rotación afecta la gravedad en aproximadamente 0.03 m/s². Altitud: a mayor altitud, los objetos están más lejos del centro de la Tierra, lo que reduce la gravedad. A 1,000 metros de altura, la gravedad disminuye aproximadamente 0.0001 m/s². Variaciones de densidad del subsuelo: la gravedad es función de la masa local; la presencia de rocas densas (como minerales de hierro) o menos densas (como cuencas sedimentarias) causa anomalías gravimétricas. Efectos de marea: las atracciones gravitacionales del Sol y la Luna provocan variaciones periódicas muy pequeñas en la gravedad (aproximadamente 0.0000003 m/s²).
Elementos y compuestos constituyentes La Tierra está compuesta de minerales, lava, líquidos y compuestos volátiles. El oxígeno es el elemento más abundante en la parte rocosa del planeta (corteza y manto). Además del oxígeno, la mayoría de las rocas son silicatos. Solo algunas rocas sedimentarias, como la caliza, carecen de silicio pero contienen oxígeno en forma de carbonatos. Estas rocas se encuentran cerca de la superficie de la corteza. Los principales compuestos de la corteza y el manto son óxidos: dióxido de silicio (SiO2), óxido de aluminio (Al2O3), óxido de magnesio (MgO), óxido de hierro (FeO), óxido de calcio (CaO), óxido de sodio (Na2O) y óxido de potasio (K2O).
Algunos elementos de la estructura terrestre se conocen como elementos de tierras raras o metales de tierras raras (REE, por sus siglas en inglés). Estos incluyen: escandio (Sc), itrio (Y), lantano (La), cerio (Ce), praseodimio (Pr), neodimio (Nd), prometio (Pm), samario (Sm), europio (Eu), gadolinio (Gd), terbio (Tb), disprosio (Dy), holmio (Ho), erbio (Er), tulio (Tm), iterbio (Yb) y lutecio (Lu). Cuando se alean con otros metales, algunos pueden mejorar las propiedades magnéticas, la resistencia a altas temperaturas y otras características. Por ejemplo, los imanes de alta resistencia (neodimio-hierro-boro, NdFeB) son esenciales en muchas tecnologías modernas.
+Porcentaje de elementos constituyentes de la TierraElementoSímboloCortezaMantoNúcleoTotalHierroFe568532OxígenoO4744630SilicioSi282215MagnesioMg2.12314AzufreS22.9NíquelNi51.8CalcioCa3.62.31.5AluminioAl82.21.4SodioNa2.80.2PotasioK2.6Otros elementos0.90.321.4
Estructuras externas de la Tierra
Magnetósfera
miniaturadeimagen|350x350px|Zonas de reconexión magnética en la magnetosfera terrestre.
La magnetósfera de la Tierra es la región del espacio que rodea al planeta donde las partículas cargadas del viento solar interactúan con el campo magnético terrestre. La presión del viento solar comprime la magnetosfera en el "lado diurno" (orientado al Sol) a aproximadamente 10 radios terrestres (unos 63,700 km). En el "lado nocturno", la magnetosfera se extiende formando una larga cola magnética (magnetotail) que puede alcanzar cientos de radios terrestres. Las partículas cargadas atrapadas en la magnetosfera interactúan con la atmósfera superior cerca de los polos, creando las auroras boreales y australes.
Capas superficiales (Geosfera)
Las tres capas composicionales de la superficie de la Tierra son:
Litosfera: la capa rocosa sólida que comprende la corteza y la parte superior del manto. Incluye los continentes y las islas, también conocida como tierra firme. Hidrosfera: comprende todos los cuerpos de agua dulce o salada (océanos, mares, lagos, ríos, aguas subterráneas, glaciares). Cubre aproximadamente el 71% de la superficie terrestre. Atmósfera: la capa de gases que rodea la Tierra, compuesta principalmente por nitrógeno (78%) y oxígeno (21%).
Litósfera
La litosfera es la capa exterior sólida de la Tierra, formada por la corteza y la porción superior del manto. Se extiende desde la superficie hasta una profundidad de entre 50 y 280 km (31 a 174 millas). La variación en el espesor se debe a la diferencia entre la corteza oceánica (más delgada, de 5-10 km) y la corteza continental (más gruesa, de 25-70 km).
Deriva continental y placas tectónicas
miniaturadeimagen|Separación de los continentes a partir de Pangea.
A principios del , el científico alemán Alfred Wegener propuso la teoría de que los continentes estaban en movimiento, a la que denominó deriva continental. Wegener observó que la costa occidental de África y la oriental de Sudamérica encajaban como piezas de un rompecabezas. No fue el primero en notarlo, pero fue el primero en reunir abundante evidencia geológica y biológica para apoyar la idea. Por ejemplo, fósiles del antiguo reptil Mesosaurus (de aproximadamente 1 metro de longitud) se han encontrado tanto en Sudáfrica como en América del Sur, pero este animal no podía nadar largas distancias a través del Océano Atlántico.
Wegener propuso que todos los continentes estuvieron unidos en un supercontinente al que llamó Pangea (del griego "todas las tierras").
+Continentes actualesmuestra la extensión y los límites de las placas tectónicas, con contornos superpuestos de los continentes que los soportan|sinmarco|alt=|300x300pxNombreTamaño (km²)44 391 16230 244 04924 247 33917 821 02914 245 00010 354 6367 686 884
El colapso de Pangea comenzó hace aproximadamente 200 millones de años durante el Jurásico. Los pasos principales fueron: Hace ~180 millones de años: formación del Océano Atlántico central entre el noroeste de África y América del Norte, y del suroeste del Océano Índico entre África y la Antártida. Hace ~140 millones de años: separación de África y América del Sur, formándose el Atlántico Sur. Hace ~80 millones de años: América del Norte se separa de Europa; Australia se separa de la Antártida; la India se separa de Madagascar. Hace ~50 millones de años: colisión de la India con Eurasia, formando la cordillera del Himalaya.
Continentes y océanos Actualmente se reconocen siete continentes: Asia, África, América del Norte, América del Sur, Europa, Australia y la Antártida. Algunos geógrafos combinan Asia y Europa en un solo continente (Eurasia), resultando en seis continentes. En algunos lugares se enseñan cinco continentes: Eurasia, Australia, África, la Antártida y las Américas. El concepto de continente no es puramente físico sino también cultural: por ejemplo, Asia y Europa son una única masa terrestre (Eurasia), pero se consideran continentes separados por razones históricas y culturales. Las islas cercanas a los continentes suelen considerarse parte de ese continente (por ejemplo, Groenlandia es políticamente parte de Europa pero geográficamente parte de América del Norte). Algunas islas, como Nueva Zelanda, Hawái y las islas de Polinesia, no se consideran parte de ningún continente; la región del Pacífico junto con Australia se denomina Oceanía.
El Monte Everest, con 8,850 metros (29,035 pies) sobre el nivel del mar, es el punto más alto de la Tierra. Se encuentra en el Himalaya, en la Región Autónoma del Tíbet (China), Asia.
Los océanos cubren el 71% de la superficie de la Tierra y son fundamentales para la vida y la regulación del clima. Los cinco océanos interconectados son:
+Océanos de la Tierracentro|sinmarco|220x220pxNombreTamaño (km²)Océano Pacífico155 557 000Océano Atlántico76 762 000Océano Índico68 556 000Océano Antártico20 337 000Océano Ártico14 056 000
La Fosa de las Marianas es el punto más bajo de la superficie de la Tierra, alcanzando una profundidad de 10,924 metros (35,840 pies) bajo el nivel del mar en su punto más profundo (el Challenger Deep). Se encuentra en el Océano Pacífico occidental.
Accidentes geográficos
Los accidentes geográficos pueden ser de gran escala (montañas, colinas, mesetas, llanuras) o de menor escala (buttes, cañones, valles, cuencas hidrográficas). Son el resultado de procesos tectónicos (movimiento de placas, levantamiento) y de la erosión (agua, viento, hielo). Ambos procesos actúan durante largos períodos, a veces millones de años.
Los principales tipos de relieve incluyen: