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18 - Noviembre - 2019
>>>> Orión H2-34fr > Planeta Tierra III

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La atmósfera terrestre no tiene unos límites definidos, haciéndose poco a poco más delgada hasta desvanecerse en el espacio exterior. 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.

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°.

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.

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. 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. 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. 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. 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 áridas, zonas húmedas con latitud media, clima continental y frío polar), que se dividen en subtipos más específicos.

Por encima de la troposfera, la atmósfera suele dividir en estratosfera, mesosfera y termosfera. 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 la exosfera, que se atenúa hasta penetrar en la magnetosfera, donde los campos magnéticos de la Tierra interactúan con el viento solar. 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. 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. 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. 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. 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.

En muchos países se celebra el 22 de abril el Día de la Tierra, con el objetivo de hacer conciencia de las condiciones ambientales del planeta.

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 ecuador del campo magnético (ecuador magnético), 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. 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. El campo magnético forma la magnetosfera, que desvía las partículas de viento solar. En dirección al Sol, el arco de choque entre el viento solar y la magnetosfera se encuentra a unas 13 veces el radio de la Tierra. La colisión entre el campo magnético y el viento solar forma los cinturones de radiación de Van Allen; un par de regiones concéntricas, con forma tórica, formadas por partículas cargadas muy energéticas. Cuando el plasma entra en la atmósfera de la Tierra por los polos magnéticos se crean las auroras polares.

El período de rotación de la Tierra con respecto al Sol, es decir, un día solar, es de alrededor de 86 400 segundos de tiempo solar (86 400,0025 segundos SIU). El día solar de la Tierra es ahora un poco más largo de lo que era durante el siglo XIX debido a la aceleración de marea, los días duran entre 0 y 2 ms SIU más. El período de rotación de la Tierra en relación a las estrellas fijas, llamado día estelar por el Servicio Internacional de Rotación de la Tierra y Sistemas de Referencia (IERS por sus siglas en inglés), es de 86 164,098903691 segundos del tiempo solar medio (UT1), o de 23h 56m 4,098903691s. El período de rotación de la Tierra en relación con el equinoccio vernal, mal llamado el día sidéreo, es de 86 164,09053083288 segundos del tiempo solar medio (UT1) (23h 56m 4,09053083288s).Por tanto, el día sidéreo es más corto que el día estelar en torno a 8,4 ms. La longitud del día solar medio en segundos SIU está disponible en el IERS para los períodos 1623-2005 y 1962-2005. Aparte de los meteoros en la atmósfera y de los satélites en órbita baja, el movimiento aparente de los cuerpos celestes vistos desde la Tierra se realiza hacia al oeste, a una velocidad de 15°/h = 15'/min. Para las masas cercanas al ecuador celeste, esto es equivalente a un diámetro aparente del Sol o de la Luna cada dos minutos (desde la superficie del planeta, los tamaños aparentes del Sol y de la Luna son aproximadamente iguales).

La Tierra orbita alrededor del Sol a una distancia media de unos 150 millones de kilómetros, completando una órbita cada 365,2564 días solares, o un año sideral. Desde la Tierra, esto genera un movimiento aparente del Sol hacia el este, desplazándose con respecto a las estrellas a un ritmo de alrededor de 1°/día, o un diámetro del Sol o de la Luna cada 12 horas. Debido a este movimiento, en promedio la Tierra tarda 24 horas (un día solar) en completar una rotación sobre su eje hasta que el sol regresa al meridiano. La velocidad orbital de la Tierra es de aproximadamente 29,8 km/s (107 000 km/h), que es lo suficientemente rápida como para recorrer el diámetro del planeta (12 742 km) en siete minutos, o la distancia entre la Tierra y la Luna (384 000 km) en cuatro horas. La Luna gira con la Tierra en torno a un baricentro común, debido a que este se encuentra dentro de la Tierra, a 4541 km de su centro, el sistema Tierra-Luna no es un planeta doble, la Luna completa un giro cada 27,32 días con respecto a las estrellas de fondo.

El centro de la Tierra sigue deparando sorpresas que se deslizan entre la ciencia y la ficción, en el imaginario humano. Cual escena de Julio Verne, ahora sabemos que lejos de ser una esfera de varias capas lisas (núcleo, manto, corteza), la división entre ellas está plagada de irregularidades. Forman montañas intraterrestres que pueden ser más grandes que el Everest. Y eso se ha podido saber sin viajar al centro de la Tierra: ha bastado un antiguo terremoto.

En un estudio publicado en Science, los geofísicos Jessica Irving (@jess_irving) y Wenbo Wu, de Princeton, en colaboración con Sidao Ni del Instituto de Geodesia y Geofísica en China, utilizaron datos del enorme seísmo en Bolivia de 1994 para encontrar montañas y otra topografía sobre la base de la zona de transición, una cuarta capa a 660 kilómetros de profundidad que separa el manto superior y el inferior.

Para mirar en lo más hondo de la Tierra, la ciencia usa las ondas más poderosas del planeta, las generadas por terremotos masivos. «Necesitas un gran terremoto para que todo el planeta se estremezca», señala la doctora Irving desde Nueva Jersey. «Los grandes terremotos son mucho más poderosos que los pequeños: la energía es 30 veces mayor con cada escalón en la escala de Richter, y los terremotos profundos, en lugar de desperdiciar su energía en la corteza, pueden hacer que todo el manto siga funcionando». Ella sacó los mejores datos a partir de los terremotos de magnitud 7 o superior, ya que las ondas de choque que envían en todas las direcciones pueden viajar a través del núcleo hacia el otro lado del planeta, y viceversa. Para este estudio, los datos clave provinieron de ondas recogidas después de un terremoto de magnitud 8,2, el segundo más grande jamás registrado, que sacudió a Bolivia en 1994.

Nuevo esquema del interior de la tierra, con picos a 660 km de profundidad.

«Terremotos tan grandes no aparecen muy a menudo», explica. “Tenemos suerte ahora que hay muchos más sismómetros que hace 20 años. La sismología es un campo diferente de lo que era, entre instrumentos y recursos computacionales», incluida la inteligencia artificial. Los sismólogos y científicos de datos usan ordenadores potentes, incluido el grupo de supercomputadoras Tiger de Princeton, para simular el complicado comportamiento de las ondas dispersas en la Tierra profunda.

La tecnología depende de una propiedad fundamental de las ondas de un terremoto: su capacidad para doblarse y rebotar. Al igual que las de la de luz, que pueden rebotar (reflejarse) en un espejo o doblarse (refractarse) cuando pasan a través de un prisma, las ondas sísmicas viajan directamente a través de rocas homogéneas, pero se reflejan o refractan cuando se encuentran con algún límite o rugosidad. Es como un sónar, que juega con el eco.

«Sabemos que casi todos los objetos tienen asperezas en la superficie y, por lo tanto, dispersan la luz», dice Wu. “Es por eso que podemos ver estos objetos: las ondas dispersas llevan la información sobre la rugosidad de la superficie. En este estudio, investigamos las ondas sísmicas dispersas que viajan dentro de la Tierra para limitar la rugosidad del límite de 660 km de la Tierra».

Los investigadores se sorprendieron por lo áspero que es ese límite: más áspera que la capa superficial en la que todos vivimos. «En otras palabras, una topografía más fuerte que las Montañas Rocosas o los Apalaches está presente en el límite de 660 km», dijo Wu. Su modelo estadístico no permitió determinaciones de altura precisas, pero existe la posibilidad de que estas montañas sean más grandes que cualquier otra en la superficie de la Tierra. La rugosidad no estaba distribuida igualmente, tampoco; Al igual que la superficie de la corteza tiene fondos oceánicos lisos y montañas masivas, el límite de 660 km tiene áreas ásperas y parches lisos. Los investigadores también examinaron una capa 410 kilómetros de profundidad, en la parte superior de la «zona de transición» del manto medio, y no encontraron una rugosidad similar.

La sismóloga Jessica Irving.

«Los límites entre rocas con diferentes propiedades físicas en el interior de la Tierra se dan ante un cambio en la estructura cristalina o un cambio en la composición química», explica Wu en su artículo. «Se ha examinado la rugosidad del límite entre el manto superior e inferior de la Tierra, que se cree que se forma a partir de un cambio en la estructura mineral. Para nuestra sorpresa, en algunos lugares, el límite tiene una rugosidad a pequeña escala que requiere alguna diferencia química. Esta observación proporciona pruebas de una circulación parcialmente bloqueada del manto que conduce a algunas diferencias químicas entre el manto superior y el inferior».

¿Qué podría causar diferencias químicas significativas? La introducción de rocas que solían estar en la corteza ahora descansan tranquilamente en el manto. Los científicos han debatido durante mucho tiempo el destino de las losas del lecho marino que son empujadas hacia el manto en las zonas de subducción, las colisiones que ocurren en todo el Océano Pacífico y en otras partes del mundo. Wu e Irving sugieren que los restos de estas losas ahora pueden estar justo por encima o justo por debajo del límite de 660 km.

«Encontramos que las capas profundas de la Tierra son tan complicadas como lo que observamos en la superficie», añade la sismóloga Christine Houser, profesora del Instituto de Tecnología de Tokio. “Encontrar cambios de elevación de entre 1 y 3 km en un límite que tiene más de 660 km de profundidad es una hazaña inspiradora. Sus hallazgos sugieren que a medida que se producen los terremotos y los instrumentos sísmicos se vuelven más sofisticados, continuaremos detectando nuevas señales a pequeña escala que revelan nuevas propiedades de las capas de la Tierra».

En este sentido, hay ya equipos internacionales –con presencia española– que trabajan en la posibilidad de radiografiar el interior de nuestro planeta con una tecnología literalmente extraterrestre: el uso de neutrinos procedentes del espacio, que bombardean continuamente la Tierra y que, desde hace poco, son capaces de quedar atrapados en un gigantesco cubo de hielo del Polo Sur.

Cuando se combina con la revolución común del sistema Tierra-Luna alrededor del Sol, el período del mes sinódico, desde una luna nueva a la siguiente, es de 29,53 días. Visto desde el polo norte celeste, el movimiento de la Tierra, la Luna y sus rotaciones axiales son todas contrarias a la dirección de las manecillas del reloj (sentido anti-horario). Visto desde un punto de vista situado sobre los polos norte del Sol y la Tierra, la Tierra parecería girar en sentido anti-horario alrededor del Sol. Los planos orbitales y axiales no están alineados: El eje de la Tierra está inclinado unos 23,4 grados con respecto a la perpendicular al plano Tierra-Sol, y el plano entre la Tierra y la Luna está inclinado unos 5 grados con respecto al plano Tierra-Sol. Sin esta inclinación, habría un eclipse cada dos semanas, alternando entre los eclipses lunares y eclipses solares. La esfera de Hill, o la esfera de influencia gravitatoria, de la Tierra tiene aproximadamente 1,5 Gm (o 1 500 000 kilómetros) de radio. Esta es la distancia máxima en la que la influencia gravitatoria de la Tierra es más fuerte que la de los más distantes Sol y resto de planetas. Los objetos deben orbitar la Tierra dentro de este radio, o terminarán atrapados por la perturbación gravitatoria del Sol.

Desde el año de 1772, se estableció que cuerpos pequeños pueden orbitar de manera estable la misma órbita que un planeta, si esta permanece cerca de un punto triangular de Lagrange (también conocido como «punto troyano») los cuales están situados 60° delante y 60° detrás del planeta en su órbita. La Tierra es el cuarto planeta con un asteroide troyano (2010 TK7) después de Júpiter, Marte y Neptuno de acuerdo a la fecha de su descubrimientonota Este fue difícil de localizar debido al posicionamiento geométrico de la observación, este fue descubierto en el 2010 gracias al telescopio WISE (Wide-Field Infrared Survey Explorer) de la NASA, pero fue en abril de 2011 con el telescopio «Canadá-Francia-Hawái» cuando se confirmó su naturaleza troyana, y se estima que su órbita permanezca estable dentro de los próximos 10 000 años. La Tierra, junto con el Sistema Solar, está situada en la galaxia Vía Láctea, orbitando a alrededor de 28 000 años luz del centro de la galaxia. En la actualidad se encuentra unos 20 años luz por encima del plano ecuatorial de la galaxia, en el brazo espiral de Orión.

Debido a la inclinación del eje de la Tierra, la cantidad de luz solar que llega a un punto cualquiera en la superficie varía a lo largo del año. Esto ocasiona los cambios estacionales en el clima, siendo verano en el hemisferio norte ocurre cuando el Polo Norte está apuntando hacia el Sol, e invierno cuando apunta en dirección opuesta. Durante el verano, el día tiene una duración más larga y la luz solar incide más perpendicularmente en la superficie. Durante el invierno, el clima se vuelve más frío y los días más cortos. En la zona del Círculo Polar Ártico se da el caso extremo de no recibir luz solar durante una parte del año; fenómeno conocido como la noche polar. En el hemisferio sur se da la misma situación pero de manera inversa, con la orientación del Polo Sur opuesta a la dirección del Polo Norte.

Por convenio astronómico, las cuatro estaciones están determinadas por solsticios (puntos de la órbita en los que el eje de rotación terrestre alcanza la máxima inclinación hacia el Sol —solsticio de verano— o hacia el lado opuesto —solsticio de invierno—) y por equinoccios, cuando la inclinación del eje terrestre es perpendicular al Sol. En el hemisferio norte, el solsticio de invierno se produce alrededor del 21 de diciembre, el solsticio de verano el 21 de junio, el equinoccio de primavera el 20 de marzo y el equinoccio de otoño el 23 de septiembre. En el hemisferio sur la situación se invierte, con el verano y los solsticios de invierno en fechas contrarias a la del hemisferio norte. De igual manera sucede con el equinoccio de primavera y de otoño. El ángulo de inclinación de la Tierra es relativamente estable durante largos períodos de tiempo. Sin embargo, la inclinación se somete a nutaciones; un ligero movimiento irregular, con un período de 18,6 años. La orientación (en lugar del ángulo) del eje de la Tierra también cambia con el tiempo, precesando un círculo completo en cada ciclo de 25 800 años.

Esta precesión es la razón de la diferencia entre el año sidéreo y el año tropical. Ambos movimientos son causados por la atracción variante del Sol y la Luna sobre el abultamiento ecuatorial de la Tierra. Desde la perspectiva de la Tierra, los polos también migran unos pocos metros sobre la superficie. Este movimiento polar tiene varios componentes cíclicos, que en conjunto reciben el nombre de movimientos cuasiperiódicos. Además del componente anual de este movimiento, existe otro movimiento con ciclos de 14 meses llamado el bamboleo de Chandler. La velocidad de rotación de la Tierra también varía en un fenómeno conocido como variación de duración del día. En tiempos modernos, el perihelio de la Tierra se produce alrededor del 3 de enero y el afelio alrededor del 4 de julio. Sin embargo, estas fechas cambian con el tiempo debido a la precesión orbital y otros factores, que siguen patrones cíclicos conocidos como ciclos de Milankovitch. La variación de la distancia entre la Tierra y el Sol resulta en un aumento de alrededor del 6,9 % de la energía solar que llega a la Tierra en el perihelio en relación con el afelio. Puesto que el hemisferio sur está inclinado hacia el Sol en el momento en que la Tierra alcanza la máxima aproximación al Sol, a lo largo del año el hemisferio sur recibe algo más de energía del Sol que el hemisferio norte. Sin embargo, este efecto es mucho menos importante que el cambio total de energía debido a la inclinación del eje, y la mayor parte de este exceso de energía es absorbido por la superficie oceánica, que se extiende en mayor proporción en el hemisferio sur.

La Luna es el satélite natural de la Tierra. Es un cuerpo del tipo terrestre relativamente grande: con un diámetro de alrededor de la cuarta parte del de la Tierra, es el segundo satélite más grande del Sistema Solar en relación al tamaño de su planeta, después del satélite Caronte de su planeta enano Plutón. Los satélites naturales que orbitan los demás planetas se denominan "lunas" en referencia a la Luna de la Tierra.

La atracción gravitatoria entre la Tierra y la Luna causa las mareas en la Tierra. El mismo efecto en la Luna ha dado lugar a su acoplamiento de marea, lo que significa que su período de rotación es idéntico a su periodo de traslación alrededor de la Tierra. Como resultado, la luna siempre presenta la misma cara hacia nuestro planeta. A medida que la Luna orbita la Tierra, diferentes partes de su cara son iluminadas por el Sol, dando lugar a las fases lunares. La parte oscura de la cara está separada de la parte iluminada del terminador solar. Debido a la interacción de las mareas, la Luna se aleja de la Tierra a una velocidad de aproximadamente 38 mm al año. Acumuladas durante millones de años, estas pequeñas modificaciones, así como el alargamiento del día terrestre, han producido cambios significativos.

Durante el período devónico, por ejemplo, (hace aproximadamente 410 millones de años) un año tenía 400 días, cada uno con una duración de 21,8 horas.

La Luna pudo haber afectado dramáticamente el desarrollo de la vida, moderando el clima del planeta. Evidencias paleontológicas y simulaciones computarizadas muestran que la inclinación del eje terrestre está estabilizada por las interacciones de marea con la Luna. Algunos teóricos creen que sin esta estabilización frente al momento ejercido por el Sol y los planetas sobre la protuberancia ecuatorial de la Tierra, el eje de rotación podría ser caóticamente inestable, mostrando cambios caóticos durante millones de años, como parece ser el caso de Marte. Vista desde la Tierra, la Luna está justo a una distancia que la hace que el tamaño aparente de su disco sea casi idéntico al del Sol. El diámetro angular (o ángulo sólido) de estos dos cuerpos coincide porque aunque el diámetro del Sol es unas 400 veces más grande que el de la Luna, también está 400 veces más distante. Esto permite que en la Tierra se produzcan los eclipses solares totales y anulares. La teoría más ampliamente aceptada sobre el origen de la Luna, la teoría del gran impacto, afirma que ésta se formó por la colisión de un protoplaneta del tamaño de Marte, llamado Tea, con la Tierra primitiva. Esta hipótesis explica (entre otras cosas) la relativa escasez de hierro y elementos volátiles en la Luna, y el hecho de que su composición sea casi idéntica a la de la corteza terrestre.

Un planeta que pueda sostener vida se denomina habitable, incluso aunque en él no se originara vida. La Tierra proporciona las (actualmente entendidas como) condiciones necesarias, tales como el agua líquida, un ambiente que permite el ensamblaje de moléculas orgánicas complejas, y la energía suficiente para mantener un metabolismo. Hay otras características que se cree que también contribuyen a la capacidad del planeta para originar y mantener la vida: la distancia entre la Tierra y el Sol, así como su excentricidad orbital, la velocidad de rotación, la inclinación axial, la historia geológica, la permanencia de la atmósfera, y la protección ofrecida por el campo magnético.

Se denomina "biosfera" al conjunto de los diferentes tipos de vida del planeta junto con su entorno físico, modificado por la presencia de los primeros. Generalmente se entiende que la biosfera empezó a evolucionar hace 3500 millones de años. La Tierra es el único lugar donde se sabe que existe vida. La biosfera se divide en una serie de biomas, habitados por plantas y animales esencialmente similares. En tierra, los biomas se separan principalmente por las diferencias en latitud, la altura sobre el nivel del mar y la humedad. Los biomas terrestres situados en los círculos ártico o antártico, en gran altura o en zonas extremadamente áridas son relativamente estériles de vida vegetal y animal; la diversidad de especies alcanza su máximo en tierras bajas y húmedas, en latitudes ecuatoriales.

La Tierra proporciona recursos que son explotados por los seres humanos con diversos fines. Algunos de estos son recursos no renovables, tales como los combustibles fósiles, que son difícilmente renovables a corto plazo. De la corteza terrestre se obtienen grandes depósitos de combustibles fósiles, consistentes en carbón, petróleo, gas natural y clatratos de metano. Estos depósitos son utilizados por los seres humanos para la producción de energía, y también como materia prima para la producción de sustancias químicas. Los cuerpos minerales también se han formado en la corteza terrestre a través de distintos procesos de mineralogénesis, como consecuencia de la erosión y de los procesos implicados en la tectónica de placas. Estos cuerpos albergan fuentes concentradas de varios metales y otros elementos útiles. La biosfera de la Tierra produce muchos productos biológicos útiles para los seres humanos, incluyendo (entre muchos otros) alimentos, madera, fármacos, oxígeno, y el reciclaje de muchos residuos orgánicos. El ecosistema terrestre depende de la capa superior del suelo y del agua dulce, y el ecosistema oceánico depende del aporte de nutrientes disueltos desde tierra firme. Los seres humanos también habitan la tierra usando materiales de construcción para construir refugios.

Grandes áreas de la superficie de la Tierra están sujetas a condiciones climáticas extremas, tales como ciclones tropicales, huracanes, o tifones que dominan la vida en esas zonas. Muchos lugares están sujetos a terremotos, deslizamientos, tsunamis, erupciones volcánicas, tornados, dolinas, ventiscas, inundaciones, sequías y otros desastres naturales. Muchas áreas concretas están sujetas a la contaminación causada por el hombre del aire y del agua, a la lluvia ácida, a sustancias tóxicas, a la pérdida de vegetación (sobrepastoreo, deforestación, desertificación), a la pérdida de vida salvaje, la extinción de especies, la degradación del suelo y su agotamiento, a la erosión y a la introducción de especies invasoras. Según las Naciones Unidas, existe un consenso científico que vincula las actividades humanas con el calentamiento global, debido a las emisiones industriales de dióxido de carbono y el calor residual antropogénico. Se prevé que esto produzca cambios tales como el derretimiento de los glaciares y superficies heladas, temperaturas más extremas, cambios significativos en el clima y un aumento global del nivel del mar.

La cartografía —el estudio y práctica de la elaboración de mapas—, y subsidiariamente la geografía, han sido históricamente las disciplinas dedicadas a describir la Tierra. La topografía o determinación de lugares y distancias, y en menor medida la navegación, o determinación de la posición y de la dirección, se han desarrollado junto con la cartografía y la geografía, suministrando y cuantificando la información necesaria.

La Tierra tiene aproximadamente 7 000 000 000 de habitantes al mes de octubre de 2011. Las proyecciones indicaban que la población humana mundial llegaría a siete mil millones a principios de 2012, pero esta cifra fue superada a mediados de octubre de 2011 y se espera llegar a 9200 millones en 2050. Se piensa que la mayor parte de este crecimiento tendrá lugar en los países en vías de desarrollo. La región del África subsahariana tiene la tasa de natalidad más alta del mundo. La densidad de población varía mucho en las distintas partes del mundo, pero la mayoría de la población vive en Asia. Está previsto que para el año 2020 el 60 % de la población mundial se concentre en áreas urbanas, frente al 40 % en áreas rurales. Se estima que solo una octava parte de la superficie de la Tierra es apta para su ocupación por los seres humanos; tres cuartas partes está cubierta por océanos, y la mitad de la superficie terrestre es: desierto (14 %),176? alta montaña (27 %), u otros terrenos menos adecuados. El asentamiento permanente más septentrional del mundo es Alert, en la Isla de Ellesmere en Nunavut, Canadá, (82°28'N). El más meridional es la Base Amundsen-Scott, en la Antártida, casi exactamente en el Polo Sur. (90°S).

Históricamente, la Tierra nunca ha tenido un gobierno soberano con autoridad sobre el mundo entero, a pesar de que una serie de estados-nación han intentado dominar el mundo, sin éxito. Las Naciones Unidas es una organización mundial intergubernamental que se creó con el objetivo de intervenir en las disputas entre las naciones, a fin de evitar los conflictos armados. Sin embargo, no es un gobierno mundial. La ONU sirve principalmente como un foro para la diplomacia y el derecho internacional. Cuando el consenso de sus miembros lo permite, proporciona un mecanismo para la intervención armada. El primer humano en orbitar la Tierra fue Yuri Gagarin el 12 de abril de 1961. A partir de la carrera espacial, multitud de personas visitaron el espacio exterior, alcanzado la órbita de la Tierra y caminado sobre la Luna. En circunstancias normales, los únicos seres humanos en el espacio son los de la Estación Espacial Internacional. La tripulación de la estación, suele ser reemplazada cada seis meses. Los seres humanos que más se han alejado de la Tierra se distanciaron 400 171 kilómetros, alcanzados en la década de 1970 durante la misión Apolo 13.

La palabra Tierra proviene del latín Tellus o Terra que era equivalente en griego a Gea, nombre asignado a una deidad, al igual que los nombres de los demás planetas del Sistema Solar. El símbolo astronómico estándar de la Tierra consiste en una cruz circunscrita por un círculo. A diferencia de lo sucedido con el resto de los planetas del Sistema Solar, la humanidad no comenzó a ver la Tierra como un objeto en movimiento, en órbita alrededor del Sol, hasta alcanzado el siglo XVI. La Tierra a menudo se ha personificado como una deidad, en particular, una diosa. En muchas culturas la diosa madre también es retratada como una diosa de la fertilidad. En muchas religiones los mitos sobre la creación recuerdan una historia en la que la Tierra es creada por una deidad o deidades sobrenaturales. Varios grupos religiosos, a menudo asociados a las ramas fundamentalistas del protestantismo o el islam, afirman que sus interpretaciones sobre estos mitos de creación, relatados en sus respectivos textos sagrados son la verdad literal, y que deberían ser consideradas junto a los argumentos científicos convencionales de la formación de la Tierra y el desarrollo y origen de la vida, o incluso reemplazarlos. Tales afirmaciones son rechazadas por la comunidad científica y otros grupos religiosos. Un ejemplo destacado es la controversia entre el creacionismo y la teoría de la evolución. En el pasado hubo varias creencias en una Tierra plana, pero esta creencia fue desplazada por el concepto de una Tierra esférica, debido a la observación y a la circunnavegación.

La perspectiva humana acerca de la Tierra ha cambiado tras el comienzo de los vuelos espaciales, y actualmente la biosfera se interpreta desde una perspectiva global integrada. Esto se refleja en el creciente movimiento ecologista, que se preocupa por los efectos que causa la humanidad sobre el planeta.

Si recordamos las clases de biología, sabremos el porqué la fotosíntesis es tan importante para nosotros, los seres vivos. Las plantas de nuestro planeta usan este proceso químico para capturar los fotones (partículas de luz) y transferirlos a los complejos fotosintéticos que convierten la luz en energía utilizable. Traducción, convierten la energía lumínica en materia orgánica rica en energía. Este proceso se da en la tierra y el mar, desde los bosques hasta los corales marinos, eso lo daban por hecho los científicos. Sin embargo, los investigadores no tenían seguro la forma en la que se alimentan las plantas que viven en los lugares más oscuros del planeta.

A más de 60 metros de profundidad, en el Mar Rojo (entre África y Asia) existe un área conocida como twilight zone (o zona gris). Allí el agua es fría y solo alrededor del 1% de luz solar logra penetrar la capa de agua. Es un mundo oscuro y lleno de vida ¿Por qué?

En el interior de los corales profundos (Stylophora pistillata) viven algas simbióticas, llamadas Symbiodinium, las cuales proporcionan oxígeno y energía de fotosíntesis al coral en cambio de nutrientes y protección. Esta energía la captan a través de antenas fotosintéticas, hechas de diversas proteínas y pigmentos de clorofila. Esto hace relativamente fácil vivir en los arrecifes poco profundos, donde la luz solar es abundante; pero por debajo de los 40 metros el océano se obscurece. La fotosíntesis de las algas que viven en estos corales poseen una “inusual maquinaria” celular que les permite llevar a cabo la fotosíntesis de forma más eficiente que las especies que viven a profundidades menores. La lógica indicaría que a mayor profundidad las algas construirían antenas fotosintéticas enormes (como las que existen en las partes obscuras de los bosques) para captar algo de en proteínas, pero la investigación reveló que las antenas son mucho más pequeñas que el de las algas más superficiales.

Estas algas modificaron su sistema de captación de luz para sobrevivir. Normalmente estas plantas tienen dos formas de convertir la luz en azúcar: Fotosistema I y Fotosistema II, estas algas combinan ambos sistemas para compartir energía y ajustan los tipos de proteínas en sus membranas celulares.

Durante los cuatro años que duró la investigación conjunta entre la Universidad de Haifa; el Departamento de Evolución, el Instituto Interuniversitario de Ciencias del Mar de Eilat; el Sistemas y Ecología de la Universidad Hebrea de Jerusalén y el Departamento de Botánica y Ciencias del Ambiente de la misma institución, junto al Departamento de Ciencias Naturales de la Universidad de Nueva York, buzos tomaron algunas muestras de los arrecifes de coral de profundidad y los transfirieron a los ambientes de poca profundidad.

La “trasplantación” del coral fue lenta (5 metros cada semana). Encontraron que los corales que vivían a poca profundidad pueden aferrarse a la vida hasta los 213 pies (poco más de 64 metros). Por el contrario, los corales de las profundidades no sobrevivieron a el agua cercana a la superficie debido a que no tienen protección contra la luz ultravioleta.

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