Sistema de la Tierra

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Resumen del Sistema de la Tierra

El proceso creativo humano, las observaciones de campo y de laboratorio y los experimentos ayudan a los geocientíficos a formular hipótesis (modelos) comprobables sobre el funcionamiento de la Tierra y su historia. Una hipótesis es una explicación tentativa que centra la atención en las características y relaciones plausibles de un modelo de trabajo. Si una hipótesis comprobable se confirma con un gran número de datos, puede elevarse a teoría.

Las teorías se abandonan cuando las investigaciones posteriores demuestran que son falsas. La confianza crece en aquellas teorías que resisten pruebas repetidas y predicen con éxito los resultados de nuevos experimentos.

Algunos aspectos del sistema de la Tierra:

• Un conjunto de hipótesis y teorías puede convertirse en la base de un modelo científico que representa un sistema completo demasiado complicado para reproducirlo en el laboratorio. A menudo los modelos se prueban y revisan en una serie de simulaciones por ordenador. La confianza en ese modelo aumenta a medida que predice con éxito el comportamiento del sistema.
• Las elevaciones de la topografía de la Tierra tienen una media de 1 a 2 kilómetros sobre el nivel del mar para los accidentes terrestres y de 4 a 5 kilómetros por debajo del nivel del mar para los accidentes de las profundidades oceánicas.
• El principio del uniformitarismo afirma que los procesos geológicos han funcionado de la misma manera a lo largo del tiempo.
• El interior de la Tierra está dividido en capas concéntricas (corteza, manto, núcleo) de composición química y densidad muy diferentes. La composición de las capas de la Tierra está impulsada por la gravedad. Sólo ocho de los 100 elementos representan el 99% de la masa de la Tierra. El elemento más ligero (oxígeno) es el más abundante en la corteza superficial y el manto, mientras que el más denso (hierro) constituye la mayor parte de lo que se encuentra en las profundidades del núcleo.
• Los principales sistemas de interacción de la Tierra son el sistema climático, el sistema de placas tectónicas y el sistema geodinámico. El sistema climático implica interacciones entre la atmósfera, la hidrosfera y la biosfera. El sistema tectónico de placas implica interacciones entre la litosfera, la astenosfera y el manto profundo. El sistema geodinámico implica interacciones dentro del núcleo central que producen inversiones ocasionales del campo magnético de la Tierra.
• Al enfriarse la Tierra, se formó una capa exterior relativamente rígida, llamada litosfera. Los procesos dinámicos impulsados por la transferencia de calor, las diferencias de densidad y la gravedad rompieron la capa exterior en placas que se mueven alrededor de la Tierra a un ritmo de centímetros por año. Los principales componentes (atmósfera, hidrosfera, biosfera) de los sistemas de la superficie de la Tierra son impulsados principalmente por la energía solar. El calor interno de la Tierra da energía a la litosfera, la astenosfera, el manto profundo y el núcleo externo e interno.
• Las rocas más antiguas que se conocen en la superficie de la Tierra tienen 4.000 millones de años.
• El sistema geodinámico de la Tierra funcionaba hace 3.500 millones de años.
• La composición de la atmósfera, los océanos y la historia de la vida de la Tierra cambió profundamente por la adición de oxígeno cuando la vida fotosintética evolucionó hace más de 2.000 millones de años.
• La vida pluricelular se hizo notablemente evidente en el registro fósil, comenzando hace 500 millones de años. Después, la evolución de la vida se vio interrumpida periódicamente por grandes extinciones masivas.

Datos verificados por: Brooks

Exploración del interior de la Tierra: Resumen

Las ondas sísmicas revelan que la Tierra tiene una estructura interna dividida en zonas concéntricas. La corteza rica en silicatos descansa sobre un manto más denso formado por silicatos ricos en hierro. La discontinuidad de Moho o Mohorovicic en las velocidades de las ondas sísmicas marca el límite entre la corteza y el manto. Las placas tectónicas de la Tierra son grandes fragmentos de la litosfera, que incluye la corteza y el manto superior rígido. Debajo de la litosfera, en el manto superior, hay una zona caliente y débil llamada astenosfera.

Los aumentos bruscos de las velocidades de las ondas sísmicas, junto con los estudios de laboratorio de los materiales a alta presión, sugieren que existen zonas a profundidades progresivamente mayores dentro del manto en las que la estructura cristalina de los minerales colapsa bajo la intensa presión para formar estructuras atómicas más compactas y, por tanto, minerales diferentes.

Estos son sus principales aspectos:

• Las zonas de sombra de las ondas P y S revelan un núcleo exterior líquido y un núcleo interior sólido. Las velocidades de las ondas P en el núcleo, la abundancia natural de hierro en la naturaleza, la existencia de meteoritos de hierro-níquel, el fuerte campo magnético de la Tierra y la necesidad de un núcleo muy denso para explicar la masa total de la Tierra apoyan una composición de hierro-níquel para el núcleo de la Tierra.
• El principio de la isostasia propone que los continentes flotan en el manto más denso, apoyados en una raíz flotante que se proyecta en el manto. Las ondas sísmicas revelan la existencia de estas raíces. El principio de isostasia implica que, en períodos más largos, el manto tiene poca fuerza y se comporta como un fluido viscoso cuando se ve obligado a soportar el peso de los continentes y las montañas.
• La Tierra se calentó en el proceso de convertirse en un planeta, y su temperatura aumentó aún más por el calor liberado por la desintegración de elementos radiactivos. Se cree que la transferencia de calor dentro de la Tierra es en gran parte resultado de la convección. La convección se produce cuando un fluido calentado se expande y asciende porque se vuelve menos denso que el material circundante. La convección puede producirse en sólidos que “fluyen” durante periodos más largos, de forma similar a como una bola de Silly Putty se extiende en forma de tortita por su propio peso durante un periodo relativamente corto. La convección está impulsada por la fuerza de la gravedad y las diferencias de densidad entre los materiales más calientes y los más fríos.
• El aumento medio de la temperatura con la profundidad medido para la corteza superior es de unos 20 a 30° C por kilómetro. La tasa de aumento de la temperatura interna de la Tierra debe disminuir rápidamente dentro del manto, de lo contrario toda la Tierra estaría lo suficientemente caliente como para fundirse. Las ondas sísmicas nos indican que la mayor parte de la Tierra es sólida.
• La tomografía sísmica proporciona una visión tridimensional de la estructura del manto. Las secciones tomográficas a través de la Tierra han revelado una pluma del manto que se eleva desde el núcleo, y restos de la Placa Farallón subducida bajo la Placa Norteamericana.
• Se cree que el principal componente del campo magnético de la Tierra está generado por los campos eléctricos dentro de un núcleo externo líquido rico en hierro en movimiento. El campo magnético de la Tierra va y viene a lo largo del tiempo geológico.Entre las Líneas En algunas rocas se conserva un claro registro de los cambios pasados en la orientación del campo magnético de la Tierra. La cronología de las inversiones del campo magnético ha sido elaborada de manera que la dirección de la magnetización remanente de una formación rocosa es a menudo un indicador de su edad estratigráfica.

Datos verificados por: Brooks

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Recursos

Véase También

Bibliografía

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