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EL ORIGEN DE LA TIERRA Y SU FORMACION
Rafael Martínez Muñoz
1º Curso: Claves actuales de la Geografía de Andalucía
Profesor tutor: Antonio García Gómez
Área de conocimiento: Arte y Humanidades
INTRODUCCIÓN
Se pretende con este estudio, penetrar en el complejo mundo de los orígenes del
Universo y mas concretamente de nuestro planeta Tierra, tratando de comprender como
evolucionaron ambos desde los inicios conocido por todos por el término “Big Bang”.
Tratare de, adentrándome en los estudios realizados hasta ahora, buscar explicaciones a
las innumerables incógnitas que se abren en este amplio mundo. No ignorando que a
pesar de los valiosos avances que en este campo se han desarrollado en los últimos
tiempos, el camino por recorrer y la contestación a las innumerables cuestiones que aún
continúan pendientes de descifrar, no son escasas.
Trataré de explicar el origen y la formación del Universo en su conjunto, del
Sistema Solar, del Sol, los Planetas y la Tierra de forma más concisa.
COMO SE FORMÓ EL UNIVERSO
Hace aproximadamente unos 13.700 Ma, se produjo lo que, siguiendo la teoría
del Big Bang, se viene llamando como la gran explosión original y que dio origen a la
formación del Universo.
El término "Big Bang", se utiliza tanto, para referirse específicamente al
momento en el que se inició la expansión observable del Universo, como en un sentido
más general, para referirse al paradigma cosmológico, que explica el origen y la
evolución del mismo. Para llegar al modelo del Big Bang, muchos científicos, con
diversos estudios, han ido construyendo el camino que lleva a la génesis de esta
explicación. Los trabajos de Alexander Friedman, del año 1922, y de Georges Lemaître,
de 1927, utilizaron la teoría de la relatividad para demostrar que el universo estaba en
movimiento constante. Poco después, en 1929, el astrónomo estadounidense Edwin
Hubble, descubrió galaxias más allá de la Vía Láctea que se alejaban de nosotros, como
si el Universo se expandiera constantemente. En 1948, el físico ucraniano nacionalizado
estadounidense, George Gamow, modificó la teoría de Lemaître del núcleo primordial.
Gamow planteó que el Universo se creó en una explosión gigantesca y que los diversos
elementos que hoy se observan, se produjeron durante los primeros minutos, después de
la Gran Explosión o Big Bang, cuando la temperatura extremadamente alta y la
densidad del Universo, fusionaron las partículas subatómicas de los elementos
químicos.
Cálculos más recientes, indican que el hidrógeno y el helio, habrían sido los productos
primarios del Big Bang y los elementos más pesados se produjeron más tarde, dentro de
las estrellas. Sin embargo, la teoría de Gamow, proporciona una base para la
comprensión de los primeros estadios del Universo y su posterior evolución. A causa de
su elevadísima densidad, la materia existente en los primeros momentos del Universo,
se expandió con rapidez. Al expandirse, el helio y el hidrógeno se enfriaron y se
condensaron en estrellas y en galaxias. Esto explica la expansión del Universo y la base
física de la ley de Hubble.
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Según se expandía el Universo, la radiación residual del Big Bang continuó
enfriándose, hasta llegar a una temperatura de unos 3 K (-270 °C). Estos vestigios de
radiación de fondo de microondas, fueron detectados por los radioastrónomos en 1965,
proporcionando así lo que la mayoría de los astrónomos consideran la confirmación de
la teoría del Big Bang.
Recientemente, ingenios espaciales puestos en órbita, han conseguido "oír" los
vestigios de esta gigantesca explosión primigenia.
Uno de los grandes problemas científicos sin resolver, en el modelo del Universo
en expansión, es si el Universo es abierto o cerrado (esto es, si se expandirá
indefinidamente o se volverá a contraer).
Prácticamente, todos los trabajos teóricos actuales en Astronomía tratan de
ampliar o concretar aspectos de la teoría del Big Bang. Gran parte del trabajo actual en
cosmología, trata de entender cómo se formaron las galaxias en el contexto del Big
Bang, comprender lo que allí ocurrió y cotejar nuevas observaciones con la teoría
fundamental.
A finales de los años 1990 y principios del siglo XXI, se lograron grandes
avances en la teoría del Big Bang, como resultado de importantes adelantos en
telescopía, en combinación con grandes cantidades de datos satelitales de COBE
(conocido también como Explorer 66, fue el primer satélite construido especialmente
para estudios de cosmología), el telescopio espacial Hubble y la WMAP, una sonda de
la NASA, cuya misión es estudiar el cielo y medir las diferencias de temperatura que se
observan en la radiación de fondo de microondas, un remanente del Big Bang. Fue
lanzada el 30 de junio de 2001 desde Cabo Cañaveral, en Estados Unidos.
Estos datos, han permitido a los astrónomos, calcular muchos de los parámetros
del Big Bang, hasta un nuevo nivel de precisión y han conducido, al descubrimiento
inesperado de que el Universo está en aceleración.
EL SISTEMA SOLAR
El Sistema Solar, es un sistema planetario en el que se encuentra la Tierra.
Consiste en un grupo de objetos astronómicos que giran en una órbita, por efectos de la
gravedad, alrededor de una única estrella conocida como el Sol, de la cual obtiene su
nombre.
Es difícil precisar el origen del Sistema Solar. Los científicos creen que puede
situarse hace unos 4.650 millones de años. Según la teoría de Laplace, una inmensa
nube de gas y polvo se contrajo a causa de la fuerza de la gravedad y comenzó a girar a
gran velocidad, probablemente, debido a la explosión de una supernova cercana.
También había muchas colisiones. Millones de objetos se acercaban y se unían o
chocaban con violencia y se partían en trozos. Los encuentros constructivos
predominaron y, en sólo 100 millones de años, adquirió un aspecto semejante al actual.
Después cada cuerpo continuó su propia evolución.
Acerca de su origen, hay cinco teorías consideradas razonables:
La teoría de Acreción, asume que el Sol pasó a través de una densa nube
interestelar, y emergió rodeado de un envoltorio en polvo y gas.
La teoría de los Proto-planetas, dice que inicialmente hubo una densa nube
interestelar que formó un cúmulo. Las estrellas resultantes, por ser grandes, tenían bajas
velocidades de rotación, en cambio los planetas, formados en la misma nube, tenían
velocidades mayores cuando fueron capturados por las estrellas, incluido el Sol.
La teoría de Captura, explica que el Sol interactuó con una proto-estrella cercana,
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sacando materia de esta. La baja velocidad de rotación del Sol, se explica como debida a
su formación anterior a la de los planetas
La teoría Laplaciana Moderna, asume que la condensación del Sol contenía
granos de polvo sólido que, a causa del roce en el centro, frenaron la rotación solar.
Después la temperatura del Sol aumentó y el polvo se evaporó.
La teoría de la Nebulosa Moderna, se basa en la observación de estrellas
jóvenes, rodeadas de densos discos de polvo que se van frenando. Al concentrarse la
mayor parte de la masa en el centro, los trozos exteriores, ya separados, reciben más
energía y se frenan menos, con lo que aumenta la diferencia de velocidades.
Se ubica en la actualidad, en la Nube Interestelar Local que se halla en la
Burbuja Local del Brazo de Orión, de la galaxia espiral Vía Láctea, a unos 28 mil años
luz del centro de esta. La mayor parte de su masa, aproximadamente el 99,85%, yace en
el Sol. De los numerosos objetos que giran alrededor de la estrella, gran parte de la masa
restante se concentra en ocho planetas cuyas órbitas son prácticamente circulares y
transitan dentro de un disco casi llano llamado plano eclíptico. Los cuatro más cercanos,
considerablemente más pequeños, Mercurio, Venus, Tierra y Marte, también conocidos
como los planetas terrestres, están compuestos principalmente por roca y metal,
mientras que los planetas externos, gigantes gaseosos nombrados también como
"planetas jovianos", son sustancialmente más masivos que los terrestres. Los dos más
grandes, Júpiter y Saturno, están compuestos principalmente de helio e hidrógeno; los
gigantes helados, como también se suele llamar a Urano y Neptuno, están formados
mayoritariamente por agua congelada, amoniaco y metano.
El Sistema Solar, es también el hogar de varias regiones compuestas por objetos
pequeños. El Cinturón de asteroides, ubicado entre Marte y Júpiter, es similar a los
planetas terrestres, ya que está constituido principalmente por roca y metal, en este se
encuentra el planeta enano Ceres. Más allá de la órbita de Neptuno, está el Cinturón de
Kuiper y el Disco disperso, dos zonas vinculadas de objetos transneptúnicos formados
por agua, amoníaco y metano principalmente. En este lugar existen cuatro planetas
enanos Haumea, Makemake, Eris y Plutón, el cual hasta hace poco, fue considerado el
noveno miembro del sistema solar. Este tipo de cuerpos celestes, ubicados más allá de
la órbita de Neptuno son también llamados plutoides, los cuales junto a Ceres, poseen el
suficiente tamaño para que se hayan redondeado por efecto de su gravedad, pero que se
diferencian principalmente de los planetas, porque no han vaciado su órbita de cuerpos
vecinos.
Adicionalmente a los miles de objetos pequeños de estas dos zonas, algunas
docenas de los cuales son candidatos a planetas enanos, existen otros grupos como
cometas, centauros y polvo cósmico que viajan libremente entre regiones. Seis planetas
y tres planetas enanos poseen satélites naturales. El viento solar, un flujo de plasma del
Sol, crea una burbuja de viento estelar en el medio interestelar conocido como
heliosfera, la que se extiende hasta el borde del Disco disperso. La Nube de Oort, de la
cual se cree es la fuente de los cometas de período largo, es el límite del sistema solar y
su borde está ubicado a un año luz desde el Sol.
EL SOL
El Sol es la estrella única y central del Sistema Solar; por tanto, es la estrella más
cercana a la Tierra y el astro con mayor brillo aparente. Su presencia o su ausencia en el
cielo terrestre determinan, respectivamente, el día y la noche. La energía radiada por el
Sol es aprovechada por los seres fotosintéticos, que constituyen la base de la cadena
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trófica, y es por ello la principal fuente de energía de la vida. También aporta la energía,
que mantiene en funcionamiento los procesos climáticos.
El Sol, es una estrella del tipo espectral G2, que se encuentra en el centro del
Sistema Solar y constituye la mayor fuente de radiación electromagnética de este
sistema planetario. La Tierra y otros cuerpos (incluidos otros planetas, asteroides,
meteoroides, cometas y polvo) orbitan alrededor del Sol. Por sí solo, representa
alrededor del 98,6 por ciento de la masa del Sistema Solar. Su atmósfera, esta
compuesta en su mayoría de hidrógeno y helio y su temperatura es de 5.500 ºC. La
distancia media del Sol a la Tierra es de aproximadamente 149.600.000 kilómetros y su
luz, recorre esta distancia en 8 minutos y 19 segundos. La energía del Sol, en forma de
luz solar, sustenta a casi todas las formas de vida en la Tierra a través de la fotosíntesis
y determina el clima de la Tierra y la meteorología. El Sol, se formó entre 4.568 y 4.570
Ma y permanecerá en la secuencia principal, aproximadamente, 5.000 Ma más.
Después, comenzará a hacerse más y más grande, hasta convertirse en una gigante roja.
Finalmente, se hundirá por su propio peso y se convertirá en una enana blanca, que
puede tardar un billón de años en enfriarse. Se formó a partir de nubes de gas y polvo,
que contenían residuos de generaciones anteriores de estrellas. Gracias a la metalicidad
de dicho gas, de su disco circumestelar (una estructura material con forma de anillo que
lo circunda), surgieron, más tarde, los planetas, asteroides y cometas del Sistema Solar.
En el interior del Sol, se producen reacciones de fusión, en las que los átomos de
hidrógeno se transforman en helio, produciéndose la energía que irradia.
El Sol (todo el Sistema Solar) gira alrededor del centro de la Vía Láctea, nuestra
galaxia. Da una vuelta cada 200 millones de años. Ahora se mueve hacia la constelación
de Hércules a 19 Km./s.
Desde la Tierra sólo vemos la capa exterior. Se llama fotosfera y tiene una
temperatura de unos 6.000 ºC, con zonas más frías (4.000 ºC) que llamamos manchas
solares. El Sol es una bola que puede dividirse en capas concéntricas. De dentro a fuera
son:
Núcleo: es la zona del Sol donde se produce la fusión nuclear debido a la alta
temperatura, es decir, el generador de la energía del Sol.
Zona Radiativa: las partículas que transportan la energía (fotones) intentan
escapar al exterior en un viaje que puede durar unos 100.000 años debido a que
estos fotones son absorbidos continuamente y reemitidos en otra dirección
distinta a la que tenían.
Zona Convectiva: en ésta zona se produce el fenómeno de la convección, es
decir, columnas de gas caliente ascienden hasta la superficie, se enfrían y
vuelven a descender.
Fotosfera: es una capa delgada, de unos 300 Km., que es la parte del Sol que
nosotros vemos, la superficie. Desde aquí se irradia luz y calor al espacio. La
temperatura es de unos 5.000 °C. En la fotosfera aparecen las manchas oscuras y
las fáculas que son regiones brillantes alrededor de las manchas, con una
temperatura superior a la normal de la fotosfera y que están relacionadas con los
campos magnéticos del Sol.
Cromosfera: sólo puede ser vista en la totalidad de un eclipse de Sol. Es de
color rojizo, de densidad muy baja y de temperatura altísima, de medio millón
de grados. Esta formada por gases enrarecidos y en ella existen fortísimos
campos magnéticos.
Corona: capa de gran extensión, temperaturas altas y de bajísima densidad. Está
formada por gases enrarecidos y gigantescos campos magnéticos que varían su
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forma de hora en hora. Ésta capa es impresionante vista durante la fase de
totalidad de un eclipse de Sol.
Su composición esta formada por Hidrogeno en un 92’1 %, de Helio en un 7’8
% y el restante 0’01 %, de Oxigeno, Carbono, Hierro, Silicio y otros.
La energía solar se crea en el interior del Sol, donde la temperatura llega a los 15
millones de grados, con una presión altísima, que provoca reacciones nucleares. Se
liberan protones (núcleos de hidrógeno), que se funden en grupos de cuatro para formar
partículas alfa (núcleos de helio).
Cada partícula alfa, pesa menos que los cuatro protones juntos. La diferencia se
expulsa hacia la superficie del Sol en forma de energía. Un gramo de materia solar
libera tanta energía como la combustión de 2’5 millones de litros de gasolina.
La energía generada en el centro del Sol, tarda un millón de años para alcanzar
la superficie solar. Cada segundo se convierten 700 millones de toneladas de hidrógeno
en cenizas de helio. En el proceso se liberan 5 millones de toneladas de energía pura;
por lo cual, el Sol cada vez se vuelve más ligero.
El Sol también absorbe materia. Es tan grande y tiene tal fuerza, que a menudo
atrae a los asteroides y cometas que pasan cerca. Naturalmente, cuando caen al Sol, se
desintegran y pasan a formar parte de la estrella.
Manchas Solares. Las manchas solares tienen una parte central oscura conocida
como umbra, rodeada de una región más clara llamada penumbra. Las manchas solares
son oscuras ya que son más frías que la fotosfera que las rodea.
Las manchas son el lugar de fuertes campos magnéticos. La razón por la cual las
manchas solares son frías no se entiende todavía, pero una posibilidad es que el campo
magnético en las manchas no permite la convección debajo de ellas.
Las manchas solares generalmente crecen y duran desde varios días hasta varios
meses. Las observaciones de las manchas solares, revelaron primero que el Sol rota en
un período de 27 días (visto desde la Tierra).
El número de manchas solares en el Sol no es constante, y cambia en un período
de 11 años conocido como el ciclo solar. La actividad solar está directamente
relacionada con este ciclo.
Protuberancias solares. Las protuberancias solares son enormes chorros de gas
caliente expulsados desde la superficie del Sol, que se extienden a muchos miles de
kilómetros. Las mayores llamaradas pueden durar varios meses.
El campo magnético del Sol, desvía algunas protuberancias que forman así un
gigantesco arco. Se producen en la cromosfera que está a unos 100.000 grados de
temperatura.
Las protuberancias son fenómenos espectaculares. Aparecen en el limbo del Sol como
nubes flameantes en la alta atmósfera y corona inferior y están constituidas por nubes de
materia a temperatura más baja y densidad más alta que la de su alrededor.
Las temperaturas en su parte central son, aproximadamente, una centésima parte de la
temperatura de la corona, mientras que su densidad es unas 100 veces la de la corona
ambiente. Por lo tanto, la presión del gas dentro de una protuberancia, es
aproximadamente igual a la de su alrededor.
El viento solar. El viento solar es un flujo de partículas cargadas, principalmente
protones y electrones, que escapan de la atmósfera externa del sol a altas velocidades y
penetran en el Sistema Solar.
Algunas de estas partículas cargadas, quedan atrapadas en el campo magnético
terrestre girando en espiral a lo largo de las líneas de fuerza de uno a otro polo
magnético. Las auroras boreales y australes, son el resultado de las interacciones de
estas partículas con las moléculas de aire.
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La velocidad del viento solar es de cerca de 400 kilómetros por segundo en las
cercanías de la órbita de la Tierra. El punto donde el viento solar se encuentra con el que
proviene de otras estrellas, se llama heliopausa y es el límite teórico del Sistema Solar.
Se encuentra a unas 100 UA (unidad astronómica equivalente a 149.597.870’7 Km) del
Sol. El espacio dentro del límite de la heliopausa, conteniendo al Sol y al sistema solar,
se denomina heliosfera.
LOS PLANETAS
Los planetas giran alrededor del Sol. No tienen luz propia, sino que reflejan la
luz solar. Los planetas tienen diversos movimientos. Los más importantes son dos: el de
rotación y el de translación. Por el de rotación, giran sobre sí mismos alrededor del eje.
Esto determina la duración del día del planeta. Por el de translación, los planetas
describen órbitas alrededor del Sol. Cada órbita es el año del planeta. Cada planeta tarda
un tiempo diferente para completarla. Cuanto más lejos, más tiempo. Giran casi en el
mismo plano, excepto Plutón, que tiene la órbita más inclinada, excéntrica y alargada.
Planetas
Mercurio
Venus
La Tierra
Marte
Júpiter
Saturno
Urano
Neptuno
Plutón (*)
Radio
ecuatorial
2.440 Km.
6.052 Km.
6.378 Km.
3.397 Km.
71.492 Km.
60.268 Km.
25.559 Km.
24.746 Km.
1.160 Km.
Distancia
Lunas
al Sol (Km.)
57.910.000
0
108.200.000
0
149.600.000
1
227.940.000
2
778.330.000
63
1.429.400.000
33
2.870.990.000
27
4.504.300.000
13
5.913.520.000
1
Tabla de los planetas.
Periodo de
Rotación
58,6 días
243 días
23,93 horas
24,62 horas
9,84 horas
10,23 horas
17,9 horas
16,11 horas
6,39 días
Órbita
87,97 días
224,7 días
365,256 días
686,98 días
11,86 años
29,46 años
84,01 años
164,8 años
248,54 años
* Plutón dejó de ser considerado un planeta en la Asamblea General de la Unión
Astronómica Internacional (UAI) celebrada en Praga el 24 de agosto de 2006. Aquí, sin
embargo, se siguen facilitando sus datos en la lista de planetas.
Forma y tamaño de los planetas. Los planetas tienen forma casi esférica, como
una pelota un poco aplanada por los polos.
Los materiales compactos están en el núcleo. Los gases, si hay, forman una
atmosfera sobre la superficie. Mercurio, Venus, la Tierra, Marte son planetas pequeños
y rocosos, con densidad alta. Tienen un movimiento de rotación lento, pocas lunas (o
ninguna) y forma bastante redonda. Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno, los gigantes
gaseosos, son enormes y ligeros, hechos de gas y hielo. Estos planetas giran deprisa y
tienen muchos satélites, más abultamiento ecuatorial y anillos.
Formación de los planetas
Los planetas se formaron hace unos 4.650 millones de años, al mismo tiempo
que el Sol.
En general, los materiales ligeros que no se quedaron en el Sol se alejaron más
que los pesados. En la nube de gas y polvo original, que giraba en espirales, había zonas
más densas, proyectos de lo que más tarde formarían los planetas.
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La gravedad y las colisiones, llevaron más materia a estas zonas y el movimiento
rotatorio las redondeó. Después, los materiales y las fuerzas de cada planeta se fueron
reajustando, y todavía lo hacen. Los planetas y todo el Sistema Solar, continúan
cambiando de aspecto. Sin prisa, pero sin pausa.
LA TIERRA
La Tierra, toma su nombre de Terra, nombre latino de Gea, diosa griega de la
feminidad y fecundidad. Es el más denso y el quinto mayor de los ocho planetas del
Sistema Solar.
Cuando estaba en formación, un objeto con cerca del 10% de la masa de la
Tierra impactó tangencialmente contra ella, fusionándose parte del mismo con ella y
otra parte despedida al espacio en forma de infinidad de trozos de rocas, proporcionando
así suficiente material en orbita, para que junto con otros objetos gravitatorios se
fundieran y formaran la Luna.
La tierra que hoy conocemos, tiene un aspecto muy distinto del que tenía poco
después de su nacimiento, hace unos 4.500 millones de años. Entonces era un amasijo
de rocas conglomeradas cuyo interior elevó su temperatura al punto de fundir todo el
planeta. La tierra, era solo un conglomerado de masa volcánica, ríos de lava, masa
fundida y gases (dióxido de carbono, vapor de agua y nitrógeno). Durante su formación
que se desarrollo a los largo de 10/20 Ma, esta actividad se vio incrementada al recibir
el impacto de millones de asteroides que aportaron más gases, rocas e incluso vapor de
agua. Después de un periodo inicial en que la Tierra, como decimos, era una masa
incandescente, las capas exteriores empezaron a solidificarse, pero el calor procedente
del interior las fundía de nuevo. Finalmente, la temperatura fue descendiendo de forma
paulatina (se calcula que el Sol sólo mantenía el 70 % de la luminosidad actual), lo
suficiente como para permitir la formación de una corteza terrestre estable. Los
materiales expulsados por los volcanes, empezaron a solidificarse y se formó una costra
en su superficie. Con el tiempo la corteza se secó y se volvió sólida.
La continua actividad volcánica incrementaba esta corteza, los gases expelidos
junto con los vapores de agua, contribuían a enfriarla y junto con la desgasificación, a
crear una atmosfera primigenia, que algunos autores llaman “Atmósfera 1”.
Su composición era muy distinta de la actual, pero fue la primera capa protectora
y permitió que en las erupciones, a partir del oxígeno y del hidrógeno se generara vapor
de agua, que al ascender por la atmósfera se condensaba, dando origen a las primeras
lluvias. Al cabo del tiempo, con la corteza más fría, el agua de las precipitaciones se
pudo mantener líquida y junto con la aportada por los objetos procedentes del exterior,
formar en las zonas más profundas de la corteza mares y océanos, es decir, la hidrosfera.
El material más antiguo encontrado en la corteza (circonios hallados en
Groenlandia, Canadá y Australia), tiene unos 4.200 Ma, momento en el que aparecen
los fondos oceánicos y parte de la corteza terrestre.
Existen evidencias, que indican que la temperatura media de la superficie
terrestre hace unos 3.500 Ma, podría superar los 50ºC, lo que implicaría la presencia de
un importantísimo efecto invernadero, probablemente producido por grandes cantidades
de dióxido de carbono y metano en la atmósfera, de origen geológico.
HISTORIA GEOLÓGICA DE LA TIERRA
Edad (años)
Eón
4.500.000.000 Precámbrico
Era
Azoica
Periodo
Época
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Edad (años)
3.800.000.000
2.500.000.000
560.000.000
510.000.000
438.000.000
408.000.000
360.000.000
286.000.000
248.000.000
213.000.000
144.000.000
65.000.000
56.500.000
35.400.000
24.000.000
5.200.000
1.600.000
10.000
Eón
Fanerozoico
Era
Arcaica
Proterozoica
Paleozoica
Mesozoica
Cenozoica
Periodo
Cámbrico
Ordovícico
Silúrico
Devónico
Carbonífero
Pérmico
Triásico
Jurásico
Cretáceo
Terciaria
Cuaternaria
Época
Paleoceno
Eoceno
Oligoceno
Mioceno
Plioceno
Pleistoceno
Holoceno
Tabla de los periodos geológicos.
El Eón es la unidad más grande de tiempo geológico. Se divide en diversas eras
geológicas. Cada era comprende algunos periodos, divididos en épocas.
Cuanto más reciente es un periodo geológico, más datos podemos tener y, en
consecuencia, se hace necesario dividirlo en grupos más pequeños.
El descubrimiento de la radiactividad permitió a los geólogos del siglo XX idear
métodos de datación nuevos, pudiendo así asignar edades absolutas, en millones de
años, a las divisiones de la escala de tiempos.
Las divisiones de la escala de tiempos geológicos resultante, se basan en primer
lugar, en las variaciones de las formas fósiles encontradas en los estratos sucesivos. Sin
embargo, los primeros 4.000 a 600 Ma de la corteza terrestre, están registrados en rocas
que no contienen casi ningún fósil, es decir, sólo existen fósiles adecuados de los
últimos 600 Ma. Por esta razón los científicos, dividen la extensa existencia de la Tierra
en dos grandes divisiones de tiempo, el precámbrico (que incluye los eones arcaico y
proterozoico) y el fanerozoico, que comienza en el cámbrico y llega hasta la época
actual.
El Precámbrico. Este larguísimo periodo de la historia de la Tierra abarca, desde su
formación, hace unos 4.500 Ma, hasta hace unos 580 Ma, es decir, casi 4.000 años de
historia del planeta.
El periodo en el que la tierra se estaba transformando desde una bola incandescente
hasta un planeta con corteza, se conoce como "Azoico".
Hace unos 2.500 Ma, se inició el Proteozoico, palabra que significa "tiempo de vida
inicial".
El Paleozoico. Esta era antigua duró unos 315 Ma.
El periodo Cámbrico, iniciado hace 560 Ma.
El periodo Ordovícico, iniciado hace 510 Ma,
Hace 438 Ma se inicia el Silúrico.
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El Paleozoico: Devónico, Carbonífero y Pérmico
El periodo Devónico, comenzó hace 408 Ma,
El periodo Carbonífero, hace unos 360 Ma.
El último periodo del Paleozoico, el Pérmico, comenzó hace 286 Ma. Todas las masas
continentales de la tierra se reunieron en una sola, llamada Pangea.
El Mesozoico. Esta era intermedia duró unos 160 Ma. El Mesozoico se divide en tres
periodos: Triásico, Jurásico y Cretáceo.
El Triásico, fue un periodo geológico que se extendió desde 248 a 213 Ma atrás.
Durante el triásico, el supercontinente Pangea empezó a desmembrarse.
El Jurásico, abarca desde alrededor de 213 a 144 Ma atrás y toma su nombre de los
estratos de roca de la cordillera del Jura. Se caracteriza por la escisión de Pangea en los
continentes Norteamérica, Eurasia y Gondwana.
El Cretáceo o Cretácico, empezó hace unos 145 y duró hasta 65 Ma atrás.
El Cenozoico. La última y más reciente era geológica, abarca los últimos 65 Ma. Los
continentes adquieren, paulatinamente, el aspecto y situación actuales.
La Era Terciaria se divide en varios periodos:
El Paleoceno, abarca el intervalo transcurrido entre 65 y 56,5 Ma. Marca el paso final
en la desmembración del supercontinente Pangea, que empezó a separarse en los
comienzos del mesozoico temprano.
El Eoceno, comenzó hace unos 56,5 Ma y finalizó hace unos 35,4 Ma.
El Cenozoico: Oligoceno, Mioceno y Plioceno
El Oligoceno, se inició hace unos 35,4 Ma y finalizó hace unos 23,3 Ma.
El Mioceno, comenzó hace 23,3 Ma y finalizó hace 5,2 Ma.
El Plioceno se extiende desde hace 5,2 Ma hasta 1,6 Ma atrás.
El Cuaternario, es el periodo del Cenozoico que empezó hace 1,64 Ma y comprende
hasta nuestros días. El cuaternario se divide en pleistoceno y holoceno.
El Pleistoceno. Es la primera parte del Cuaternario.
El Holoceno, comenzó hace unos 10.000 años y se extiende hasta la invención de la
escritura. El primer escrito que se conoce se atribuye a los sumerios de Mesopotamia,
hace unos 5.000 años. A partir de este momento empieza lo que llamamos "historia".
Las propiedades 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 Ma, ya que según las previsiones actuales, pasado ese tiempo, la
creciente luminosidad del Sol, terminará causando la extinción de la biosfera.
La superficie terrestre, está cubierta por continentes e islas, estos poseen lagos, ríos y
otras fuentes de agua, que junto con los océanos de agua salada, representan cerca del
71% de su superficie. No se conoce ningún otro planeta con este equilibrio de agua
líquida, que es indispensable para cualquier tipo de vida conocida. Los polos de la
Tierra, están cubiertos en su mayoría de hielo sólido. El interior del planeta es
geológicamente activo, con una gruesa capa de manto relativamente sólido, un núcleo
externo líquido que genera un campo magnético y un núcleo de hierro sólido interior.
El agua sobre la Tierra, supone sobre 1.409 millones de kilómetros cúbicos, incluyendo
agua de mar, hielo, lagos, ríos, agua subterránea, nubes, etc. Todo el aire de la
atmósfera, sobre 5.140 billones de toneladas.
ESTRUCTURA DE LA TIERRA
La forma de la Tierra es muy parecida a la de un esferoide oblato (geoide), una
esfera achatada por los polos, resultando en un abultamiento alrededor del ecuador. Este
abultamiento, está causado por la rotación de la Tierra y ocasiona que el diámetro en el
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ecuador, sea 43 km más largo que el diámetro de un polo a otro. 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». Este fenómeno siguió ocurriendo hasta mediados de los años noventa, cuando
los científicos se percataron de que este proceso se había invertido, es decir, el
abultamiento aumentaba. Las observaciones del satélite GRACE, muestran que al
menos desde el año 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 de circunferencia,
ya que el metro se definió originalmente como la diezmillonésima parte de la distancia
desde el ecuador hasta el Polo Norte.
La masa de la Tierra 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.
La Tierra, cuenta con un núcleo interno sólido de 1.275 Km. de radio, con una
temperatura de 10.000ºC y una densidad de 11’5-18 g/cm3. Este núcleo, está en
movimiento y gira en sentido contrario al de la superficie, siendo este movimiento
giratorio el origen del campo magnético.
El núcleo externo, tiene un grosor de 2.200 Km. Es liquido, con una densidad de
9-10 g/cm3 y una temperatura de 2.000ºC.
La siguiente capa, es el manto inferior, con un grosor de 1.700 Km, una
densidad de 5’3-6’7 g/cm3 y una temperatura de 3.000-5.500ºC.
La siguiente capa, es la astenósfera, con 1.050 Km de grosor y compuesta de
rocas más fluidas.
El manto superior o litosfera, de 110 km de grosor y una densidad de 3’3-3’5
g/cm3.
Por último, la capa exterior o corteza sólida, dividida en capa continental, con un
grosor de 30-50 km, una densidad de 2’6-2’7 g/cm3 y de 15-600ºC y la capa oceánica,
con un grosor entre 4-6 km, una densidad de 2’9-3 g/cm3 y temperatura de los 6001.200ºC.
FORMACION DE LOS CONTINENTES
Rodinia, fue un supercontinente, que existió hace 1.100 Ma, durante la Era
Neoproterozoica (635-1.000 Ma), reunía gran parte de la tierra emergida del planeta.
Empezó a fracturarse, hace 800 Ma, debido a movimientos magmáticos en la corteza
terrestre, acompañados por una fuerte actividad volcánica. Fue el supercontinente, del
que derivaron todos los continentes subsecuentes. No se descarta la posibilidad de la
existencia de supercontinentes anteriores a Rodinia, formados y desintegrados
cíclicamente durante los 4.600 Ma de existencia de la Tierra. De hecho, se cree que
comenzó a formarse, a partir de tres o cuatro continentes preexistentes, un
acontecimiento conocido como la Orogenia Grenville.
Rodinia, se comenzó a fragmentar en ocho pequeños continentes y después, los
fragmentos, volvieron a reunirse en el supercontinente Pannotia, hace 600 Ma. Pero una
vez más, el supercontinente único se vuelve a fragmentar. Hace 540 Ma, sólo después
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de 60 Ma de su formación, Pannotia se divide en dos fragmentos: Gondwana al sur y
Proto-Laurasia, más pequeño, al norte.
La existencia de Rodinia, se basa en datos paleomagnéticos (el paleomagnetismo
es una ciencia que estudia el campo magnético en el pasado), utilizando datos de las
Islas Seychelles, India y de los Montes Grenville, que se formaron durante la Orogenia
Grenville y que actualmente se distribuyen en varios continentes.
Parece, que la costa oriental de Laurentia (proto-Norteamérica), se asentaba
junto a la costa occidental de Sudamérica, mientras que Australia y Antártida (que en
este momento estaban unidas) parecen haber estado situadas junto a la costa oeste de
proto-Norteamérica. Un tercer cratón (primigenio continente), que se convertiría en
África centro-norte, puede haber quedado atrapado entre estas dos masas que
colisionaban. Otros cratones como el de Kalahari (África meridional) y Congo (África
oeste-central), parecen haber estado separadas del resto de Rodinia.
En contraste con la formación de Rodinia, los movimientos de las masas
continentales durante su ruptura, se entienden bastante bien. Pruebas de amplios flujos
de lava y de erupciones volcánicas durante el límite Precámbrico-Cámbrico,
especialmente en Norteamérica, sugieren que Rodinia comenzó a fragmentarse a más
tardar hace 750 Ma. Otros continentes, incluyendo Báltica y Amazonia, se dislocaron de
Laurentia hace 600-550 Ma, abriendo el océano Iapetus entre ellos. La separación
también llevó al nacimiento del océano Pantalassa (o Paleo-Pacífico). Los ocho
continentes que formaban parte de Rodinia, más tarde, volvieron a reunirse en el
supercontinente global denominado Pannotia y después en otra nueva secuencia, como
Pangea.
Pannotia, es un supercontinente que probablemente existió desde hace unos 600
Ma hasta hace unos 540 Ma, a finales del período Precámbrico. Antes de Pannotia, el
anterior supercontinente fue Rodinia, y el posterior (y último hasta la fecha), Pangea.
Pannotia fue descrito por primera vez, por Ian W. D. Dalziel en 1997. También se
conoce como Supercontinente Vendiano y Gran Gondwana. Este último término, fue
propuesto por Stern en 1994 y reconoce que el supercontinente Gondwana, que se
formó a finales del Precámbrico, fue una vez mucho más grande.
El anterior supercontinente, Rodinia, se fragmentó, en tres continentes: ProtoLaurasia (que a su vez se fragmentó, aunque finalmente se reensambló como Laurasia),
el cratón continental del Congo y Proto-Gondwana (toda Gondwana excepto el cratón
del Congo y Atlántica). Proto-Laurasia giró hacia el Polo Sur, mientras que ProtoGondwana hizo lo propio y el cratón del Congo se situó entre ambos, hace alrededor de
600 Ma. Esto formó Pannotia. Con tanta masa de tierra en torno al Polo Sur,
probablemente fue una de las épocas de la historia geológica con más glaciares.
Pannotia, tenía forma de "V" orientada hacia el noreste. Dentro de la "V", se
encontraba el Océano Panthalassa, que en el futuro se convertiría en el Océano Pacífico.
Había una dorsal oceánica en el medio del Océano Panthalassa. Fuera de la "V",
rodeando a Pannotia, se localizaba un gran océano antiguo, el denominado Océano
Panafricano.
Pannotia, tuvo una corta duración. Los movimientos que formaron Pannotia
continuaron, produciendo su dislocación. Hace unos 540 Ma, sólo unos 60 Ma después
de haberse formado, Pannotia se desintegró en cuatro continentes: Laurentia, Báltica,
Siberia y Gondwana. Más tarde, estos continentes se recombinarían para formar el más
reciente de los supercontinentes, Pangea.
Pangea, procede del prefijo griego “pan” que significa “todo” y de la palabra
griega “gea” que significa “tierra”.
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Pangea, se formó a finales del periodo “carbonífero”, debido al movimiento de
las placas tectónicas, por el agrupamiento de la mayor parte de las tierras emergidas del
planeta, que procedentes de Pannotia, se unieron formando un solo supercontinente
rodeado por un único mar, Panthalassa, hace unos 300 Ma. Posteriormente, hace unos
200 Ma, al final del Triásico y comienzos del Jurásico, Pangea comienza a fracturarse y
el proceso de fragmentación de este supercontinente, condujo primero a dos continentes,
Gondwana al oeste y Laurasia al sur, separados por un mar circumecuatorial (mar de
Tetis) y posteriormente, a los continentes que conocemos hoy. Dicho proceso geológico
de desplazamiento de las masas continentales (deriva continental), se mantiene en
marcha al día de hoy.
LA DERIVA CONTINENTAL
La deriva continental, es el desplazamiento de las masas continentales, unas
respecto a otras. El geofísico y meteorólogo alemán Alfred Wegener, desarrolló esta
teoría en 1912, a partir de diversas observaciones, pero no fue hasta los años 60, con el
desarrollo de la tectónica de placas, cuando pudo explicarse de manera adecuada, el
movimiento de los continentes. La teoría de la deriva continental, se basa, entre otras
cosas, en la manera en que parecen encajar las formas de los continentes a cada lado del
Océano Atlántico, como África y Sudamérica y también teniendo en cuenta el parecido
de la fauna fósil de los continentes septentrionales y ciertas formaciones geológicas. La
teoría de la deriva continental, junto con la de la expansión del fondo oceánico,
quedaron incluidas en la teoría de la tectónica de placas, nacida en los años 1960. Según
esta teoría, el fenómeno del desplazamiento, sucede desde hace miles de Ma, gracias a
la convección global en el manto (exceptuando la parte superior rígida que forma parte
de la litosfera), de la que depende que la litosfera sea reconfigurada y desplazada
permanentemente.
TECTONICA DE PLACAS
Entre los más importantes descubrimientos, gracias al paleomagnetismo,
podemos citar, el movimiento de las placas tectónicas de la Tierra (deriva continental).
El hecho de que en algunos lugares, existan estructuras geológicas, donde la imanación
registrada está orientada hacia el Polo Sur Geográfico, indica que el campo magnético
de la Tierra sufre periódicas inversiones. En 3,6 Ma, ha habido 9 inversiones de la
posición de los polos magnéticos. El ritmo de inversiones magnéticas es caótico, ya que
no se rige por ninguna ley física. Estas inversiones, suelen completarse en varios miles
de años; siendo sus causas completamente desconocidas. En el proceso de inversión,
además de disminuir la intensidad magnética, hay una coincidencia con cambios
climáticos de escala global. Las anomalías magnéticas, son las alteraciones en los
valores de la intensidad del campo magnético terrestre, producto del magnetismo propio
de algunas rocas que se encuentran en la corteza terrestre. Este proceso, ha permitido
una mejor comprensión de los mecanismos de generación del campo geomagnético de
origen interno y sus características, así como de la historia del planeta.
La tectónica de placas, es una teoría geológica que explica la forma en que está
estructurada la litósfera (la porción externa más fría y rígida de la Tierra). La teoría, da
una explicación a las placas tectónicas, que forman la superficie de la Tierra y a los
desplazamientos que se observan entre ellas, en su movimiento sobre el manto terrestre
fluido, sus direcciones e interacciones. También explica la formación de las cadenas
montañosas (orogénesis). Asimismo, da una explicación satisfactoria, de por qué los
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terremotos y los volcanes, se concentran en regiones concretas del planeta (como el
cinturón de fuego del Pacífico) o de por qué las grandes fosas submarinas, están junto a
islas y continentes y no en el centro del océano.
Las placas tectónicas, se desplazan unas respecto a otras, con velocidades de 2,5
cm/año lo que es, aproximadamente, la velocidad con que crecen las uñas de las manos.
Dado que se desplazan sobre la superficie finita de la Tierra, las placas, interaccionan
unas con otras a lo largo de sus fronteras o límites, provocando intensas deformaciones
en la corteza y litosfera de la Tierra, lo que ha dado lugar a la formación de grandes
cadenas montañosas (por ejemplo las cordilleras de Himalaya, Alpes, Pirineos, Atlas,
Urales, Apeninos, Apalaches, Andes, entre muchos otros) y grandes sistemas de fallas
asociadas con éstas (por ejemplo, el sistema de fallas de San Andrés). El contacto por
fricción entre los bordes de las placas, es responsable de la mayor parte de los
terremotos. Otros fenómenos asociados son, la creación de volcanes (especialmente
notorios en el cinturón de fuego del océano Pacífico) y las fosas oceánicas.
Las placas tectónicas, se componen de dos tipos distintos de litosfera: la corteza
continental, más gruesa, y la corteza oceánica, la cual es relativamente delgada. La parte
superior de la litosfera se le conoce como Corteza terrestre, nuevamente de dos tipos
(continental y oceánica). Esto significa que una placa litosférica puede ser una placa
continental, una oceánica, o bien de ambos, si fuese así, se le denomina placa mixta.
El alemán Alfred Wegener, reunió en su tesis original, pruebas convincentes de
que los continentes se hallaban en continuo movimiento. Las más importantes eran las:
A).- Pruebas de la Geografía
Wegener, sospechó que los continentes, podrían haber estado unidos en tiempos
pasados, al observar una gran coincidencia entre la forma de las costas de los
continentes, especialmente entre Sudamérica y África. Si en el pasado, estos continentes
hubieran estado unidos formando solo uno (Pangea), es lógico que los fragmentos
encajen. La coincidencia es aún mayor, si se tienen en cuenta, no las costas actuales,
sino los límites de las plataformas continentales.
B).- Pruebas de la geología
Se basaban en los descubrimientos a partir de esta ciencia. Cuando Wegener reunió
todos los continentes en Pangea, descubrió que existían cordilleras con la misma edad y
misma clase de rocas en distintos continentes, que según él, habían estado unidas. Estos
accidentes, se prolongaban a una edad, que se pudo saber calculando la antigüedad de
los orógenos.
C).- Pruebas de la paleontología
Wegener, también descubrió otro indicio sorprendente. En distintos continentes alejados
mediante océanos, encontró fósiles de las mismas especies, es decir, habitaron ambos
lugares durante el periodo de su existencia. Y lo que es más, entre estos organismos, se
encontraban algunos terrestres, como reptiles o plantas, incapaces de haber atravesado
océanos, por lo que dedujo que durante el periodo de vida de estas especies, Pangea
había existido.
D).- Pruebas de la paleoclimatología
Esta ciencia, pretende descubrir cómo era el clima pasado de las diversas regiones del
planeta, a través del estudio de rocas como el carbón o la existencia de morrenas, como
las dejadas por los glaciares.
Wegener, encontró aquí otra prueba que respaldaba su hipótesis. En su mapa de
Pangea, las regiones ecuatoriales, contenían en los años 60 morrenas de carbón,
consecuencia inevitable de una antigua selva. Gracias a esto, se comprobó el
movimiento de estos continentes desde que Pangea fue destruido. Actualmente, estos
continentes se hallan cerca de los polos.
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Existen ocho placas principales y docenas secundarias. Seis de las principales
reciben el nombre del continente en el que se encuentran, como la Placa
Norteamericana, la Placa Africana o la Placa Antártica. Las placas secundarias son más
pequeñas, pero no menos importantes en cuanto a su influencia sobre la estructura del
planeta. La pequeña placa Juan de Fuca, por ejemplo, es responsable de los volcanes
que salpican la región del Pacífico Noroeste de Estados Unidos.
Las placas conforman la litosfera, la capa superficial de la Tierra (incluye la
corteza y la parte superior del manto). Las corrientes de las rocas más blandas que
tienen debajo las impulsan como si se tratara de una cinta transportadora en mal estado.
La actividad geológica proviene de la interacción de las placas cuando éstas se acercan
o separan.
El movimiento de las placas crea tres tipos de límites tectónicos: límites
convergentes, donde las placas se acercan unas a otras, límites divergentes, donde se
separan, y límites transformantes, donde las placas se mueven de lado en relación unas
con otras.
Límites convergentes. Cuando las placas colisionan, la corteza se «comba»
formando las cordilleras. India y Asia impactaron hace 55 millones de años, provocando
la lenta formación del Himalaya, el sistema montañoso más alto del planeta. Mientras el
choque continúa, las montañas se elevan cada vez más. Por ejemplo, el monte Everest,
el pico más alto de la Tierra, podría ser mañana un poquito más alto que hoy.
Estos límites convergentes también tienen lugar cuando una placa oceánica se hunde
bajo la placa continental en un proceso llamado subducción. Cuando la placa superior se
eleva, también se forman sistemas montañosos. Además, la placa inferior se derrite y a
menudo sale a borbotones a través de erupciones volcánicas como las que formaron
algunas de las montañas de los Andes en Sudamérica.
Al hundirse una placa bajo otra, se suelen formar zanjas como la Fosa de las
Marianas, en el océano Pacífico Norte, el punto más profundo de la Tierra. Este tipo de
colisiones también provocan la formación de volcanes submarinos que pueden
transformarse en arcos insulares como Japón.
Límites divergentes. En los límites divergentes de los océanos, el magma surge
en la superficie desde las profundidades del manto de la Tierra, separando dos o más
placas y renovando el fondo oceánico. Así, montañas y volcanes se elevan por esta
grieta. Una única dorsal oceánica (elevación submarina) conecta los océanos,
convirtiéndola en el sistema montañoso más largo del mundo.
Profundas depresiones como el Gran Valle del Rift se forman en tierra donde se separan
las placas. Si éstas continúan dividiéndose, en millones de años la región oriental de
África se separará del continente formando una nueva masa continental. Así, una dorsal
marcaría la separación entre las placas.
Límites transformantes. La Falla de San Andrés es un ejemplo de límite
transformante, en el que dos placas friccionan la una con la otra a lo largo de fallas de
desgarre. Estos límites no crean espectaculares fenómenos como montañas u océanos,
sin embargo, pueden provocar terremotos como el de 1906 que asoló la ciudad de San
Francisco.
Sus consecuencias: distribución de cordilleras, mesetas y llanuras en la tierra….
La Tierra es un cuerpo en continuo movimiento…. Los bordes continentales y la línea
de costa evolucionan permanentemente….De la Historia Geológica pasamos a la
Geología y de ahí a la Geomorfología.
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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Foros de Internet.
Pagina web de Wikipédia.
Pagina web de Astromía.
Libro: El origen de la vida. Editorial Prensa Científica. Barcelona, 2008.
Conclusiones: El avance experimentado por las ciencias del conocimiento en este inicio
del nuevo siglo, me hace pensar que los estudios y las teorías que continuamente se
vienen generando en el campo de la astronomía, quedan obsoletas en un muy corto
espacio de tiempo. Por lo que como consecuencia, el presente estudio aquí desarrollado,
estoy convencido de que en un plazo relativamente corto, obtendrán respuesta algunas
cuestiones aquí planteadas.
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