La Tierra

La Tierra
• Datos:
Distancia orbital
Periodo orbital
Masa
1.0 UA
1.0 años
1.0 M⊕
Radio
1.0 R ⊕
Densidad (/agua)
5.52
(el más denso)
Velocidad escape
Periodo rotación
Inclinación axial
Satélites conocidos
11 km/s
1 día
23º
1
Pruebas de la
rotación
• Aberración de la luz
– Molyneux y Bradley (~1720):
total 40”
• Péndulo de Foucault
– Foucault (1851): plano
oscilación fijo
• “Fuerza centrífuga”
– Forma achatada: oblata (0.3%)
– Fuerza centrífuga en Ecuador
• Efecto de Coriolis
– Desviación balística (si
3000km/h S: 1km/60km)
– Patrón circulación aire
0.5% menos Ecuador
Edad de la Tierra
• Obtenida a partir de datación radiactiva del 40K
– Decae a 40Ar (+β+) con T1/2=1.2 Gy
– Ar es gas: si roca fundida escapa, si sólida se acumula
– Inicialmente 40K:40Ar=1:0; si 0.25:0.75 → Edad 2.4 Gy
• También otros isótopos: 87Rb, 238U, 235U
• Rocas más antiguas en Groenlandia: ~4 Gy
– Tierra tiene que ser más antigua
• Meteoritos y rocas lunares: 4.6 Gy
• Si 4.6 Gy ~ 1 día:
– Aparición vida:
– Extinción dinosaurios:
– Historia escrita:
5:00 AM
11:40 PM
11:59:59.9 PM
Estructura interna
• Mina más profunda 4km
• Perforación más profunda 15km
→ Se necesitan medios indirectos
• Terremotos/meteoritos/explosiones:
propagación de ondas sísmicas
– P longitudinales (sól, líq)
– S transversales (sól)
• Densidad media es 5.5 g cm-3
– rocas superficie silicatos sólo 3 g cm-3
– interior composición distinta y más denso (Fe, Ni, Mg)
• Presión P> cuando R<: peso capas exteriores:
– cambios estado físico y estructura cristalina
Silicatos de Fe, Mg
(olivino)
Estructura interna
promedio
T~3000K→
Núcleo
rígido
interno
Manto
Núcleo líquido
externo
Núcleo rígido
interno
Litosfera (~70km)
Núcleo
líquido
externo
(m ste
ag no
m s fe
a) ra
Manto
Corteza (~40km)
A
Corteza
T~5000K
Corteza
• En términos geológicos:
– Continentes: rocas graníticas
(~2Gy)
– Fondos marinos: rocas
basálticas, sedimentos (~200My)
• Litosfera: 13 grandes placas
que “flotan” sobre el manto
– Tectónica de placas (Wegener
1920)
• Separadas por dorsales y
fosas:
– Dorsales: creación suelo
oceánico
– Fosas: destrucción corteza
• Continentes “derivan” debido
convección manto (~2cm/año)
• En bordes:
– terremotos, volcanes, montañas
Corteza
• En términos geológicos:
– Continentes: rocas graníticas
(~2Gy)
– Fondos marinos: rocas
basálticas, sedimentos (~200My)
• Litosfera: 13 grandes placas
que “flotan” sobre el manto
– Tectónica de placas (Wegener
1920)
• Separadas por dorsales y
fosas:
– Dorsales: creación suelo
oceánico
– Fosas: destrucción corteza
• Continentes “derivan” debido
convección manto (~2cm/año)
• En bordes:
– terremotos, volcanes, montañas
Atmósfera
•
•
Cambios T definen capas
Troposfera (<10km, meteorología):
– 78% N2, 21% O2, 1% Ar (trazas
H2O,CO2,...)
– h> T< (6.5K/km) convección
– Tropopausa (T~cte)
•
Estratosfera (10-30km, T~200K)
– corrientes de chorro
•
Mesosfera (30-90km, T~300K)
– Capa de ozono: O3
– Mesopausa (Tmin)
•
Termosfera (>90km)
– gas ionizado
– Ionosfera (90-300km)
• reflexión ondas radio, auroras
– Exosfera (>300km)
fuerte absorción en
capa de ozono
Efecto invernadero y cambios humanos
• Efecto invernadero: calentamiento
porque atmósfera impide que IR
escape al espacio
Sin atmósfera
– más densa átm, mayor ef invernadero
– Tierra +14K
• Cambios naturales ~106 años
• Cambios humanos:
Con atmósfera
– CO2: +15% en último siglo
• sistema complejo: sup.↔mares↔átm
• no claro efecto total:
– calentamiento más nubes, más reflexión
– Aerosoles: gotas y partículas suspendidas en átm
• aumentan albedo: compensan ef. invernadero?
– Clorofluorocarbonos (freón): destruyen O3
• destrucción depende zona y estación (mayor primavera Polo Sur)
• Aumenta el flujo UV: cáncer piel y daños cosechas
Campo magnético terrestre
• ~imán lineal, inclinado ~11º
• Originado por efecto dinamo: líquido
conductor que gira y genera campo
magnético
– cuerpos sin líquido conductor o sin
rotación rápida no B
Magnetosfera
• Magnetosfera: zona de la atmósfera dominada por el campo
magnético terrestre
– Plasma muy poco denso de p y e-
• Van Allen (1958): cinturones de Van Allen
–
–
–
–
Sin fronteras abruptas
Cinturón exterior (15000 km): e- energéticos
Cinturón interior (2500 km): p energéticos
Peligrosos para instrumentos y tripulantes
[damage*.mov]
Interacción
con el viento
solar
• Viento solar: plasma caliente que fluye desde el Sol (v~400700 km/s)
• Interacción campo magnético:
– Alcance de magnetosfera distorsionado por viento solar:
• lado diurno: 65 000 km
• lado nocturno: varios × 106 km
[solarwind01.mov, magnetosphere*.mov]
Auroras
Boreales
[aurora01.mov]
• Parte del plasma del viento solar
puede alcanzar la atmósfera
superior a |Φ|>70º
• A h~100km chocan con
átomos/moléc de H,N,O que
emiten luz
• Auroras boreales y australes
• Erupciones solares incrementan
número partículas → Auroras se
pueden ver mucho más al Sur