El Planeta Tierra

Objetivos

Adentrarnos en lo más profundo de
nuestro planeta, conocer su composición interna, su
origen, y saber quiénes han sido las personas que nos han
dejado plasmados sus conocimientos. Aprender más sobre
algo tan cercano pero desconocido.

La Tierra

El Planeta Tierra

La Tierra se formó hace aproximadamente 4530
millones de años y la vida surgió unos
mil millones de años después.17 Es el hogar de
millones de especies, incluyendo los seres
humanos y actualmente el único cuerpo
astronómico donde se conoce la existencia
de vida.18 La atmósfera y otras
condiciones abióticas han sido alteradas
significativamente por labiosfera del planeta, favoreciendo
la proliferación de organismos aerobios, así
como la formación de una capa de ozono que junto
con el campo magnético terrestre bloquean
la radiación solar dañina, permitiendo
así la vida en la Tierra.19 Laspropiedades
físicas de la Tierra, la
historia geológica y su órbita han
permitido que la vida siga existiendo. Se estima que el planeta
seguirá siendo capaz de sustentar vida durante otros 500
millones de años, ya que según las previsiones
actuales, pasado ese tiempo la creciente luminosidad del Sol
terminará causando la extinción de la
biosfera.20 21

La superficie terrestre o corteza está
dividida en varias placas tectónicas que se
deslizan sobre el magma durante periodos de varios
millones de años. La superficie está cubierta
por continentes e islas, estos poseen varios
lagos, ríos y otras fuentes de agua, que junto con
los océanos de agua salada que
representan cerca del 71% de la superficie construyen
lahidrosfera. No se conoce ningún otro planeta con
este equilibrio de agua líquida,nota 6 que
es indispensable para cualquier tipo de vida conocida.
Los polos de la Tierra están cubiertos en su
mayoría de hielo sólido (Indlandsis de la
Antártida) o debanquisas (casquete polar
ártico). El interior del
planeta es geológicamente activo, con una gruesa
capa de mantorelativamente sólido,
un núcleo externo líquido que genera un
campo magnético, y un núcleo de hierro
sólido interior.

La Tierra interactúa con otros objetos en el
espacio, especialmente el Sol y la Luna. En la
actualidad, la Tierra completa una órbita alrededor del
Sol cada vez que realiza 366.26 giros sobre su eje, el cual es
equivalente a 365.26 días solares o a
unaño sideral.nota 7 El eje de rotación 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 período de un año tropical (365.24
días solares).22 La Tierra posee un
único satélite natural, la Luna, que
comenzó a orbitar la Tierra hace 4530 millones de
años, esta produce las mareas, estabiliza la
inclinación del eje terrestre y reduce gradualmente la
velocidad de rotación del planeta. Hace
aproximadamente 3800 a 4100 millones de años, durante
el llamado bombardeo intenso tardío,
numerososasteroides 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 población humana mundial.
Sus habitantes están agrupados en unos 200 estados
soberanos independientes, que interactúan a
través de la diplomacia, los viajes, el comercio, y la
acción militar. Las culturas humanas han
desarrollado muchas ideas sobre el planeta, incluida la
personificación 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
administración.

CRONOLOGÍA

Los científicos han podido reconstruir
información detallada sobre el pasado del planeta.
Según estos estudios el material más antiguo del
Sistema Solar se formó hace 4.5672 ±
0.0006 millardos de años,23 y en torno a
unos 4550 millones de años atrás (con una
incertidumbre del 1%)17 se habían formado ya la
Tierra y los otros planetas del Sistema Solar a partir de
la nebulosa solar; una masa en forma de disco compuesta del
polvo y gas remanente de la formación del sol. Este
proceso de formación de la Tierra a través de
la acreción tuvo lugar mayoritariamente en un
plazo de10-20 millones de años.24 La capa exterior
del planeta, inicialmente fundida, se enfrió hasta
formar una corteza sólida cuando el agua comenzó a
acumularse en la atmósfera. La Luna se
formó poco después, hace unos 4530 millones de
años.25

Representación
gráfica de la teoría del gran
impacto

El actual modelo consensuado26 sobre la
formación de la Luna es la teoría del gran
impacto, que postula que la Luna se creó cuando un objeto
del tamaño de Marte, con cerca del 10% de la masa de la
Tierra,27 impactó tangencialmente contra
ésta.28 En este modelo, parte de la masa de este
cuerpo podría haberse fusionado con la Tierra, mientras
otra parte habría sido expulsada al espacio,
proporcionando suficiente material en órbita como para
desencadenar nuevamente un proceso de aglutinamiento por fuerzas
gravitatorias, y formando así la Luna.

La desgasificación de la corteza y la
actividad volcánica produjeron la
atmósfera primordial de la Tierra. La condensación
de vapor de agua, junto con el hielo y el agua líquida
aportada por los asteroides y
por protoplanetas, cometas y objetos
transneptunianos produjeron
los océanos.29 El recién formado Sol
sólo tenía el 70% de
su luminosidad actual: sin embargo, existen evidencias
que muestran que los primitivos océanos se mantuvieron en
estado líquido; una contradicción denominada la
«paradoja del joven sol débil» ya
aparentemente el agua no debería ser capaz de permanecer
en ese estado debido a la poca energía solar
recibida.30 Sin embargo, una combinación
de gases de efecto invernadero y mayores niveles
de actividad solarcontribuyeron a elevar la temperatura de
la superficie terrestre, impidiendo así que los
océanos se congelaran.31 Hace 3500 millones de
años se formó el campo
magnético de la Tierra, lo que ayudó a evitar
que la atmósfera fuese arrastrada por elviento
solar.32

Se han propuesto dos grandes modelos para el crecimiento
de los continentes:33 el modelo de crecimiento
constante,34 y el modelo de crecimiento rápido en una
fase temprana de la historia de la Tierra.35 Las
investigaciones actuales sugieren que la segunda opción es
más probable, con un rápido crecimiento inicial de
la corteza continental,36 seguido de un largo período
de estabilidad.37 38 39 En escalas de
tiempo de cientos de millones de años de
duración, la superficie terrestre ha estado en constante
remodelación, formando y fragmentando continentes. Estos
continentes se han desplazado por la superficie,
combinándose en ocasiones para formar
un supercontinente. Hace aproximadamente 750 millones
de años (Ma), uno de los primeros supercontinentes
conocidos, Rodinia, comenzó a resquebrajarse. Los
continentes más tarde se recombinaron nuevamente para
formar Pannotia, entre 600 a 540 Ma, y
finalmente Pangea, que se fragmentó hace 180 Ma
hasta llegar a la configuración continental
actual.40

EVOLUCIÓN DE LA VIDA

En la actualidad, la Tierra proporciona el único
ejemplo de un entorno que ha dado lugar a
la evolución de la vida.41 Se cree que
procesos químicos altamente energéticos produjeron
una molécula auto-replicante hace alrededor de 4000
millones de años, y entre hace 3500 y 3800 millones de
años existió el último antepasado
común universal.42 El desarrollo de
la fotosíntesis permitió que los seres
vivos recogiesen de forma directa la energía del Sol; el
oxígeno resultante acumulado en la atmósfera
formó una capa deozono (una forma
de oxígeno molecular [O3]) en la
atmósfera superior. La incorporación de
células más pequeñas dentro de las
más grandes dio como resultado el desarrollo de las
células
complejas llamadas eucariotas.43 Los verdaderos
organismos multicelulares se formaron cuando las células
dentro de colonias se hicieron cada vez más
especializadas. La vida colonizó la superficie de la
Tierra en parte gracias a la absorción de
la radiación ultravioleta por parte de la capa
de ozono.44

En la década de 1960 surgió una
hipótesis que afirma que durante el
período Neoproterozoico, desde 750 hasta los 580 Ma,
se produjo una intensa glaciación en la que gran parte del
planeta fue cubierto por una capa de hielo. Esta hipótesis
ha sido denominada la "Glaciación global", y es de
particular interés ya que este suceso precedió a la
llamada explosión del Cámbrico, en la que las
formas de vida multicelulares comenzaron a
proliferar.45

Tras la explosión del Cámbrico, hace
unos 535 Ma se han producido cinco
grandes extinciones en masa.46 De ellas, el evento
más reciente ocurrió hace 65 Ma,
cuando el impacto de un asteroide provocó la
extinción de los dinosaurios no aviarios,
así como de otros grandes reptiles, excepto algunos
pequeños animales como los mamíferos, que por
aquel entonces eran similares a las
actuales musarañas. Durante los
últimos 65 millones de años los
mamíferos se diversificaron, hasta que hace varios
millones de años, un animal africano con aspecto de simio,
conocido como el orrorin tugenensis, adquirió la
capacidad de mantenerse en pie.47 Esto le permitió
utilizar herramientas y favoreció su capacidad de
comunicación, proporcionando la nutrición y la
estimulación necesarias para desarrollar un cerebro
más grande, y permitiendo así la evolución
de la raza humana. El desarrollo de la agricultura y de la
civilización permitió a los humanos alterar la
Tierra en un corto espacio de tiempo como no lo había
hecho ninguna otra especie,48afectando tanto a la naturaleza como
a la diversidad y cantidad de formas de vida.

El presente patrón de edades de
hielo comenzó hace alrededor
de 40 Ma y luego se intensificó durante
el Pleistoceno, hace alrededor de 3 Ma. Desde
entonces las regiones enlatitudes altas han sido objeto de
repetidos ciclos de glaciación y deshielo, en ciclos de
40-100 mil años. La última glaciación
continental terminó hace
10 000 años.49

Ciclo de la vida
solar

El futuro del planeta está estrechamente ligado
al del sol. Como resultado de la acumulación constante
de helio en el núcleo del Sol,
la luminosidad total de la estrella irá poco a
poco en aumento. La luminosidad del Sol crecerá en un 10%
en los próximos 1.1 Ga (1100 millones de
años) y en un 40% en los próximos
3.5 Ga.50 Los modelos climáticos indican que el
aumento de la radiación podría tener consecuencias
nefastas en la Tierra, incluyendo la pérdida de
los océanos del planeta.51

Se espera que la Tierra sea habitable por alrededor de
otros 500 millones de años a partir de este
momento,20 aunque este periodo podría extenderse
hasta 2300 millones añossi se elimina el
nitrógeno de la atmósfera.52 El aumento de
temperatura en la superficie terrestre acelerará
el ciclo del CO2 inorgánico, lo que
reducirá su concentración hasta niveles letalmente
bajos para las plantas (10 ppm para
la fotosíntesis C4) dentro de aproximadamente
500 millones20 a 900 millones de años. La
falta de vegetación resultará en la pérdida
de oxígeno en la atmósfera, lo que provocará
la extinción de la vida animal a lo largo de varios
millones de años más.53 Después de
otros mil millones de años, todas las aguas superficiales
habrán desaparecido21 y la temperatura media global
alcanzará los 70 °C.53 Incluso si el Sol
fuera eterno y estable, el continuo enfriamiento interior de la
Tierra se traduciría en una gran pérdida de
CO2 debido a la reducción de actividad
volcánica,54 y el 35% del agua de los océanos
podría descender hasta el manto debido a la
disminución del vapor de ventilación en las
dorsales oceánicas.55

El Sol, siguiendo su evolución natural,
se convertirá en una gigante roja en unos
5 Ga. Los modelos predicen que el Sol se expandirá
hasta unas 250 veces su tamaño actual, alcanzando un radio
cercano a 1 UA (unos 150 millones de
km).50 56 El destino que sufrirá la Tierra
entonces no está claro. Siendo una gigante roja, el Sol
perderá aproximadamente el 30% de su masa, por lo que sin
los efectos de las mareas, la Tierra se moverá a una
órbita de 1.7 UA (unos 250 millones de km) del Sol cuando
la estrella alcance su radio máximo. Por lo tanto se
espera que el planeta escape inicialmente de ser envuelto por la
tenue atmósfera exterior expandida del Sol. Aún
así, cualquier forma de vida restante sería
destruida por el aumento de la luminosidad del Sol (alcanzando un
máximo de cerca de 5000 veces su nivel actual).50 Sin
embargo, una simulación realizada en 2008 indica que la
órbita de la Tierra se decaerá debido a los efectos
de marea y arrastre, ocasionando que el planeta penetre en la
atmósfera estelar y se vaporice.56

COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA

La Tierra es un planeta terrestre, lo que significa
que es un cuerpo rocoso y no un gigante
gaseoso como Júpiter. Es el más grande de
los cuatro planetas terrestres del Sistema Solar en tamaño
y masa, y también es el que tiene la mayor densidad, la
mayor gravedad superficial, el campo magnético
más fuerte y la rotación más rápida
de los cuatro.57También es el único planeta
terrestre con placas
tectónicas activas.58

Forma

Comparación de tamaño de
los planetas interiores, (de izquierda a
derecha):Mercurio, Venus, Tierra y Marte.

La forma de la Tierra es muy parecida a la de
un esferoide oblato, una esfera achatada por los polos,
resultando en un abultamientoalrededor
del ecuador.59 Este abultamiento está causado
por la rotación de la Tierra, y ocasiona que el
diámetro en el ecuador sea 43 km más largo que
el diámetro de un polo a otro.60 Hace
aproximadamente 22 000 años la Tierra tenía
una forma más esférica, la mayor parte del
hemisferio norte se encontraba cubierto por hielo, y a medida de
que el hielo se derretía causaba una menor presión
en la superficie terrestre en la que se sostenían causando
esto un tipo de «rebote»,61 este fenómeno
siguió ocurriendo hasta a mediados de los años
noventa cuando los científicos se percataron de que este
proceso se había invertido, es decir, el abultamiento
aumentaba,62 las observaciones del
satélite GRACE muestran que al menos desde el
2002, la pérdida de hielo de Groenlandia y de la
Antártida ha sido la principal responsable de esta
tendencia. El diámetro medio de referencia para el
esferoide es de unos 12 742 km, que es aproximadamente
40 000 km/p, ya que el metro se definió
originalmente como la diezmillonesima parte de la distancia desde
el ecuador hasta el Polo
Norte desde París, Francia.63

La topografía local se desvía de
este esferoide idealizado, aunque las diferencias a escala global
son muy pequeñas: la Tierra tiene una desviación de
aproximadamente una parte entre 584, o el 0.17%, desde el
esferoide de referencia, que es menor a la tolerancia del 0.22%
permitida en las bolas de billar.64 Las mayores
desviaciones locales en la superficie rocosa de la Tierra son
el monte Everest (8 848 m sobre el nivel
local del mar) y el Abismo Challenger, al sur de
la Fosa de las Marianas (10 911 m bajo el
nivel local del mar). Debido a la protuberancia ecuatorial, los
lugares de la superficie más alejados del centro de la
Tierra son
el Huascarán en Perú y el
volcán Chimborazo en Ecuador, siendo este
segundo el más alejado.65 66 67

COMPOSICIÓN
QUÍMICA

La masa de la Tierra es de aproximadamente de
5.98×1024 kg. Se compone principalmente
de hierro (32.1%), oxígeno
(30.1%), silicio (15.1%), magnesio (13.9%), azufre (2.9%), níquel (1.8%), calcio (1.5%)
y aluminio (1.4%), con el 1.2% restante formado por
pequeñas cantidades de otros elementos. Debido a
la segregación de masa, se cree que la zona del
núcleo está compuesta principalmente de hierro
(88.8%), con pequeñas cantidades de níquel (5.8%),
azufre (4.5%), y menos del 1% formado por trazas de otros
elementos.69

El geoquímico F.W. Clarke calcula que
un poco más del 47% de la corteza terrestre se compone de
oxígeno. Los componentes de las rocas más comunes
de la corteza de la Tierra son casi todos los óxidos.
Cloro, azufre y flúor son las únicas excepciones
significativas, y su presencia total en cualquier roca es
generalmente mucho menor del 1%. Los principales óxidos
son los de sílice, alúmina, hierro, cal, magnesia,
potasa y sosa. La sílice actúa principalmente como
un ácido, formando silicatos, y los minerales más
comunes de las rocas ígneas son de esta naturaleza. A
partir de un cálculo en base a 1672 análisis de
todo tipo de rocas, Clarke dedujo que un 99.22% de las rocas
están compuestas por 11 óxidos (véase el
cuadro a la derecha). Todos los demás se producen
sólo en cantidades muy pequeñas.70

ESTRUCTURA INTERNA

.El interior de la Tierra, al igual que el de
los otros planetas terrestres, está dividido en capas
según su composiciónquímica o sus
propiedades físicas (reológicas), pero a diferencia
de los otros planetas terrestres, tiene un núcleo interno
y externo distintos. Su capa externa es
una corteza de silicato sólido,
químicamente diferenciado, bajo la cual se encuentra un
manto sólido de alta viscosidad. La corteza
está separada del manto por la discontinuidad de
Mohorovicic, variando el espesor de la misma desde un promedio de
6 km en los océanos a entre 30 y 50 km en los
continentes. La corteza y la parte superior fría y
rígida del manto superior se conocen
comúnmente como la litosfera, y es de la litosfera de
lo que están compuestas las placas tectónicas.
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 660 km bajo la superficie,
se producen importantes cambios en la estructura cristalina.
Estos cambios generan una zona de transición que
separa la parte superior e inferior del manto. Bajo el manto se
encuentra un núcleo externo líquido de
viscosidad extremadamente baja, descansando sobre
un núcleo interno sólido.71 El
núcleo interno puede girar con unavelocidad
angular ligeramente superior que el resto del planeta,
avanzando de 0.1 a 0.5° por año.72

CALOR

El calor interno de la Tierra proviene de una
combinación del calor residual de la acreción
planetaria (20%) y el calor producido por
la desintegración
radiactiva (80%).75 Losisótopos con mayor
producción de calor en la Tierra son el potasio-40,
el uranio-238, uranio-235 y torio-232.76 En
el centro del planeta, la temperatura puede llegar hasta los
7 000 °K y la presión puede alcanzar los
360 GPa.77 Debido a que gran parte del calor es
proporcionado por la desintegración radiactiva, los
científicos creen que en la historia temprana de la
Tierra, antes de que los isótopos de reducida vida
media se agotaran, la producción de calor de la
Tierra fue mucho mayor. Esta producción de calor extra,
que hace aproximadamente 3000 millones de años era el
doble que la producción actual,75 pudo haber
incrementado los gradientes de temperatura dentro de la Tierra,
incrementando la convección del manto y la
tectónica de placas, permitiendo la producción de
rocas ígneas como las komatitas que no se forman
en la actualidad.78

El promedio de pérdida de calor de la Tierra es
de 87 mW m-2, que supone una pérdida global
de 4.42 × 1013 W.80 Una parte de la
energía térmica del núcleo es transportada
hacia la corteza por plumas del manto; una forma de
convección que consiste en afloramientos de roca a altas
temperaturas. Estas plumas pueden producir puntos
calientes ycoladas de basalto.81 La mayor
parte del calor que pierde la Tierra se filtra entre las placas
tectónicas, en las surgencias del manto asociadas a las
dorsales oceánicas. Casi todas las pérdidas
restantes se producen por conducción a
través de la litosfera, principalmente en los
océanos, ya que allí la corteza es mucho más
delgada que en los continentes.82

PLACAS TECTÓNICAS

La mecánicamente rígida capa externa de la
Tierra, la litosfera, está fragmentada en piezas llamadas
placas tectónicas. Estas placas son elementos
rígidos que se mueven en relación 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 sí. A lo
largo de estos bordes de placa se producen losterremotos,
la actividad volcánica, la formación de
montañas y la formación de fosas
oceánicas.84 Las placas tectónicas se deslizan
sobre la parte superior de la astenosfera, la sólida pero
menos viscosa sección superior del manto, que puede fluir
y moverse junto con las placas,85 y cuyo movimiento
está fuertemente asociado a los patrones de
convección dentro del manto terrestre.

A medida que las placas tectónicas
migran a través del planeta, el fondo oceánico
se subduce bajo los bordes de las placas en los
límites convergentes. Al mismo tiempo, el afloramiento de
material del manto en los límites divergentes crea
las dorsales oceánicas. La combinación de
estos procesos recicla continuamente la corteza
oceánica nuevamente en el manto. Debido a este
proceso de reciclaje, la mayor parte del suelo marino tiene menos
de 100 millones de años de edad. La corteza
oceánica más antigua se encuentra en el
Pacífico Occidental, y tiene una edad estimada de
unos 200 millones de años.86 87 En
comparación, la corteza continental más antigua
registrada tiene 4030 millones de años de
edad.88

Las 7 placas más grandes
son

la Pacífica, Norteamericana, Euroasiática, Africana Antártica, Indoaustraliana y Sudamericana.
Otras placas notables son la Placa Índica,
la Placa Arábiga, la Placa del Caribe,
la Placa de Nazca en la costa occidental
deAmérica del Sur, y la Placa Escocesa en el sur
del Océano Atlántico. La placa de Australia se
fusionó con la placa de la India hace entre 50 y
55 millones de años. Las placas con movimiento
más rápido son las placas oceánicas, con
la Placa de Cocosavanzando a una velocidad de
75 mm/año89 y la Placa del Pacífico
moviéndose 52–69 mm/año. En el otro
extremo, la placa con movimiento más lento es la placa
eurasiática, que avanza a una velocidad típica de
aproximadamente 21 mm/año.90

Superficie

Histograma
de elevación de la corteza terrestre.

Artículos principales: Accidente
geográfico y Anexo:Puntos extremos del
mundo.

El relieve de la Tierra varía
enormemente de un lugar a otro. Cerca del 70.8%91 de la
superficie está cubierta por agua, con gran parte de
la plataforma continental por debajo del nivel del mar.
La superficie sumergida tiene características
montañosas, incluyendo un sistema de dorsales
oceánicas, así como volcanes
submarinos,60 fosas oceánicas,cañones
submarinos, mesetas y llanuras abisales. El
restante 29.2% no cubierto por el agua se compone de
montañas, desiertos, llanuras, mesetas y
otras geomorfologías.

La superficie del planeta se moldea a lo largo de
períodos de tiempo geológicos, debido a
la erosión tectónica. Las
características de esta superficie formada o deformada
mediante la tectónica de placas están sujetas a una
constanteerosión a causa de las precipitaciones,
los ciclos térmicos y los efectos químicos.
La glaciación, la erosión costera, la
acumulación de los arrecifes de coral y los
grandes impactos de meteoritos92 también
actúan para remodelar el paisaje.

Altimetría y batimetría actual.
Datos del Modelo Digital de
Terreno del National Geophysical Data
Center de EE. UU.

La corteza continental se compone de material
de menor densidad, como las rocas ígneas,
el granito y la andesita. Menos común es
el basalto, una densa roca volcánica que es el
componente principal de los fondos
oceánicos.93 Las rocas sedimentarias se
forman por la acumulación de sedimentos compactados. Casi
el 75% de la superficie continental está cubierta por
rocas sedimentarias, a pesar de que estas sólo forman un
5% de la corteza.94 El tercer material rocoso más
abundante en la Tierra son las rocas metamórficas,
creadas a partir de la transformación de tipos de roca ya
existentes mediante altas presiones, altas temperaturas, o ambas.
Los minerales de silicato más abundantes en la superficie
de la Tierra incluyen el cuarzo, los feldespatos,
el anfíbol, la mica, el piroxeno y
el olivino.95 Los minerales de carbonato más
comunes son la calcita (que se encuentra en
piedra caliza) y la dolomita.96

La pedosfera es la capa más externa de
la Tierra. Está compuesta de tierra y está sujeta a
los procesos de formación del suelo. Existe en el
encuentro entre la litosfera, la atmósfera,
la hidrosfera y la biosfera. Actualmente el 13.31%
del total de la superficie terrestre es tierra cultivable, y
sólo el 4.71% soporta cultivos permanentes.8 Cerca
del 40% de la superficie emergida se utiliza actualmente como
tierras de cultivo y pastizales, estimándose un total de
1.3×107 km2para tierras de cultivo y
3.4×107 km2 para tierras de
pastoreo.97

La elevación de la superficie terrestre
varía entre el punto más bajo de -418 m en
el Mar Muerto a una altitud máxima, estimada en
2005, de 8848 m en la cima del Monte Everest. La altura
media de la tierra sobre el nivel del mar es de
840 m.98

El satélite ambiental Envisat de la ESA
desarrolló un retrato detallado de la superficie de la
Tierra. A través del proyecto GLOBCOVER se
desarrolló la creación de un mapa global de la
cobertura terrestre con una resolución tres veces superior
a la de cualquier otro mapa por satélite hasta aquel
momento. Utilizó reflectores radar con antenas
de ancho sintéticas, capturando con sus sensores la
radiación reflejada.99

La NASA completó un nuevo mapa
tridimensional, que es la topografía más precisa
del planeta, elaborada durante cuatro años con los datos
transmitidos por el transbordador
espacial Endeavour. Los datos analizados
corresponden al 80% de la masa terrestre. Cubre los territorios
de Australia y Nueva Zelanda con detalles sin precedentes.
También incluye más de mil islas de la Polinesia y
la Melanesia en el Pacífico sur, así como islas del
Índico y el Atlántico. Muchas de esas islas apenas
se levantan unos metros sobre el nivel del mar y son muy
vulnerables a los efectos de las marejadas y tormentas, por lo
que su conocimiento ayudará a evitar catástrofes;
los datos proporcionados por la misión del Endeavour
tendrán una amplia variedad de usos, como la
exploración virtual del planeta.100

HIDROSFERA

Los océanos poseen el mayor volumen
de agua en la Tierra.

Artículo
principal: Hidrosfera.

La abundancia de agua en la superficie de la Tierra es
una característica única que distingue al "Planeta
Azul" de otros en el Sistema Solar. La hidrosfera de la Tierra
está compuesta fundamentalmente por océanos, pero
técnicamente incluye todas las superficies de agua en el
mundo, incluidos los mares interiores, lagos, ríos y aguas
subterráneas hasta una profundidad de 2000 m. El
lugar más profundo bajo el agua es el Abismo
Challenger de la Fosa de las Marianas, en
el Océano Pacífico, con una profundidad de
-10 911.4 m.nota 11 101

La masa de los océanos es de aproximadamente
1.35×1018 toneladas métricas, o aproximadamente
1/4400 de la masa total de la Tierra. Los océanos cubren
un área de 361.84×106 km2 con una
profundidad media de 3682.2 m, lo que resulta en un volumen
estimado de 1.3324×109 km3.102 Si se nivelase
toda la superficie terrestre, el agua cubriría la
superficie del planeta hasta una altura de más de
2.7 km. El área total de la Tierra es de
5.1×108 km2. Para la primera aproximación, la
profundidad media sería la relación entre los dos,
o de 2.7 km. 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.103

La salinidad media de los océanos es de
unos 35 gramos de sal por kilogramo de agua
(35 ‰).104 La mayor parte de esta sal fue
liberada por la actividad volcánica, o extraída de
las rocas ígneas ya enfriadas.105 Los océanos
son también un reservorio de gases atmosféricos
disueltos, siendo estos esenciales para la supervivencia de
muchas formas de vida acuática.106 El agua de los
océanos tiene una influencia importante sobre el clima del
planeta, actuando como un foco calórico de gran
tamaño.107 Los cambios en la distribución de
la temperatura oceánica pueden causar alteraciones
climáticas, tales como la Oscilación del Sur,
El Niño.108

ATMÓSFERA

.La presión atmosférica media al
nivel del mar se sitúa en torno a los 101.325 kPa,
con una escala de altura de aproximadamente
8.5 km.2 Está compuesta principalmente de un 78%
de nitrógeno y un 21% de oxígeno, con trazas de
vapor de agua, dióxido de carbono y otras moléculas
gaseosas. La altura de la troposfera varía con
la latitud, entre 8 km en los polos y 17 km en el
ecuador, con algunas variaciones debido a la climatología
y los factores estacionales.109

La biosfera de la Tierra ha alterado significativamente
la atmósfera. La fotosíntesis
oxigénica evolucionó hace 2700 millones
de años, formando principalmente la
atmósfera actual de nitrógeno-oxígeno. Este
cambio permitió la proliferación de
los organismos aeróbicos, así como la
formación de la capa de ozono que bloquea la
radiación ultravioletaproveniente del Sol,
permitiendo la vida fuera del agua. Otras funciones importantes
de la atmósfera para la vida en la Tierra incluyen el
transporte de vapor de agua, proporcionar gases útiles,
quemar los meteoritos pequeños antes de que alcancen la
superficie, y moderar la temperatura.110 Este último
fenómeno se conoce como el efecto invernadero: trazas
de moléculas presentes en la atmósfera capturan la
energía térmica emitida desde el suelo, aumentando
así la temperatura media. El dióxido de
carbono, el vapor de agua, el metano y
el ozono son los principales gases de efecto
invernadero de la atmósfera de la Tierra. Sin este
efecto de retención del calor, la temperatura superficial
media sería de -18 °C y la vida probablemente no
existiría.91

Clima y tiempo
atmosférico

Imagen satelital de la nubosidad de la Tierra
usando el espectroradiómetro de imágenes de
media resolución de la NASA.

La atmósfera terrestre no tiene unos
límites definidos, haciéndose poco a poco
más delgada hasta desvanecerse en el espacio
ultraterrestre. Tres cuartas partes de la masa atmosférica
están contenidas dentro de los primeros 11 km de la
superficie del planeta. Esta capa inferior se
llama troposfera. La energía del Sol calienta esta
capa y la superficie bajo ésta, causando la
expansión del aire. El aire caliente se eleva debido a su
menor densidad, siendo sustituido por aire de mayor densidad, es
decir, aire más frío. Esto da como resultado
la circulación atmosférica que genera el
tiempo y el clima a través de la redistribución de
la energía térmica.111

Las líneas principales de circulación
atmosférica las constituyen los vientos
alisios en la región ecuatorial por debajo de los
30° de latitud, y los vientos del oeste en
latitudes medias entre los 30° y 60°.112 Las
corrientes oceánicas también son factores
importantes para determinar el clima, especialmente
la circulación termohalina que distribuye la
energía térmica de los océanos ecuatoriales
a las regiones polares.113

El vapor de agua generado a través de la
evaporación superficial es transportado según los
patrones de circulación de la atmósfera. Cuando las
condiciones atmosféricas permiten la elevación del
aire caliente y húmedo, el agua se condensa y se deposita
en la superficie en forma de precipitaciones.111 La
mayor parte del agua es transportada a altitudes más bajas
mediante los sistemas fluviales y por lo general
regresa a los océanos 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
erosión que modela la superficie terrestre a lo largo de
períodos geológicos. Los patrones de
precipitación varían enormemente, desde
varios metros de agua por año a menos de un
milímetro. La circulación atmosférica,
las características topológicas y las diferencias
de temperatura determinan las precipitaciones medias de cada
región.114

La cantidad de energía solar que llega a la
Tierra disminuye al aumentar la latitud. En las latitudes
más altas la luz solar incide en la superficie en un
ángulo menor, teniendo que atravesar gruesas columnas de
atmósfera. Como resultado, la temperatura media anual del
aire a nivel del mar se reduce en aproximadamente 0.4 °C
por cada grado de latitud alejándose del
ecuador.115 La Tierra puede ser subdividida en franjas
latitudinales más o menos homogéneas con un clima
específico. Desde el ecuador hasta las regiones
polares, se encuentran la zona intertropical (o
ecuatorial), el clima subtropical, el clima
templado y los climas polares.116 El clima
también puede ser clasificado en función de la
temperatura y las precipitaciones, en regiones climáticas
caracterizadas por masas de aire bastante uniformes. La
metodología de clasificación más usada es
la clasificación climática de
Köppen (modificada por el estudiante de Wladimir
Peter Köppen, Rudolph Geiger), que cuenta con cinco grandes
grupos (zonas tropicales húmedas, zonas aridas, zonas
húmedas con latitud media, clima continental y
frío polar), que se dividen en subtipos más
específicos.112

Atmósfera
superior

Por encima de la troposfera, la atmósfera suele
dividir
en estratosfera, mesosfera y termosfera.110 Cada
capa tiene un gradiente adiabático diferente,
que define la tasa de cambio de la temperatura con respecto a la
altura. Más allá de éstas se encuentra
laexosfera, que se atenúa hasta penetrar en
la magnetosfera, donde los campos magnéticos de la
Tierra interactúan con el viento
solar.117 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 línea de
Kármán, definida en los 100 km sobre la
superficie de la Tierra, es una definición práctica
usada para establecer el límite entre la atmósfera
y el espacio.118

La energía térmica hace que algunas de las
moléculas en el borde exterior de la atmósfera de
la Tierra incrementen su velocidad hasta el punto de
poder escapar de la gravedad del planeta. Esto da lugar
a una pérdida lenta pero constante de
la atmósfera hacia el espacio. Debido a que
el hidrógeno no fijado tiene un bajo peso
molecular puede alcanzar la velocidad de escape más
fácilmente, escapando así al espacio exterior a un
ritmo mayor que otros gases.119 La pérdida de
hidrógeno hacia el espacio contribuye a la
transformación de la Tierra desde su inicial
estado reductor a su actual estado oxidante. La
fotosíntesis proporcionó una fuente de
oxígeno libre, pero se cree que la pérdida de
agentes reductores como el hidrógeno fue una
condición previa necesaria para la acumulación
generalizada de oxígeno en la
atmósfera.120 Por tanto, la capacidad del
hidrógeno para escapar de la atmósfera de la Tierra
puede haber influido en la naturaleza de la vida desarrollada en
el planeta.121 En la atmósfera actual, rica en
oxígeno, la mayor parte del hidrógeno se convierte
en agua antes de tener la oportunidad de escapar. En cambio, la
mayor parte de la pérdida de hidrógeno actual
proviene de la destrucción del metano en la
atmósfera superior.122

Campo magnético

El campo magnético de la Tierra tiene
una forma similar a un dipolo magnético, con los
polos actualmente localizados cerca de los polos
geográficos del planeta. En el campo magnético del
ecuador, la fuerza del campo magnético en la superficie
es 3.05 × 10-5T, con un momento magnético
dipolar global de 7.91 × 1015 T
m3.123 Según la teoría del dínamo,
el campo se genera en el núcleo externo fundido,
región donde el calor crea movimientos de
convección en materiales conductores, generando corrientes
eléctricas. Estas corrientes inducen a su vez el campo
magnético de la Tierra. Los movimientos de
convección en el núcleo son caóticos; los
polos magnéticos se mueven y periódicamente cambian
de orientación. Esto da lugar a reversiones
geomagnéticas a intervalos de tiempo irregulares,
unas pocas veces cada millón de años. La
inversión más reciente tuvo lugar hace
aproximadamente 700 000 años.124 125