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UNIVERSIDAD JOSE CARLOS MARIATEGUI LECCIÓN Nº 03 EL SISTEMA SOLAR OBJETIVO: Identificar las características del sistema solar como lugar de residencia del hombre. 1. EL SISTEMA SOLAR En los albores de la humanidad, la Tierra se reduciría a una gran extensión de tierra se reducía a una gran extensión de tierra rodeada de agua, sobre que durante el día brillaba un círculo luminoso, el Sol, y que durante la noche se cubría de estrellas, entre las que vagaba la Luna. Así debieron transcurrir muchos centenares de siglos antes de que el hombre descubriera que puntos de Luz se movían y alteraban sus posiciones noche a noche. Ya los detectaron los observadores egipcios y babilonios hace unos cinco mil años. Los llamaron planetas, es decir “estrellas errantes”, y los griegos y romanos les otorgaron los nombres con los cuales se les conoce hoy: Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno. La creencia de que sólo existían cinco planetas además de la Tierra persistió durante miles de años. Luego, en 1781, Wilhelm Herschel (1738 – 1822), astrónomo aficionado, observó, según sus propias palabras, “una estrella que parecía mucho mayor que el resto”. Primero creyó que se trataba de un cometa, pero pronto comprobó que era un nuevo EDUCA INTERACTIVA Pág. 15 UNIVERSIDAD JOSE CARLOS MARIATEGUI planeta, mucho más lejano que Saturno. El descubrimiento de Urano, así se le llamó, causó un gran revuelo. No obstante, lo astrónomos que siguieron su trayectoria observaron que su rápida marcha aminoraba en 1822. Sospecharon que un planeta todavía desconocido perturbaba su movimiento, pero su existencia no se pudo demostrar hasta que el francés Le Verrier (1811 – 1877) lo descubrió en 1846. Ese nuevo planeta, bautizado Neptuno, dista 4.500 millones de kilómetros del Sol. A medida que transcurrían los años y se calculó su órbita con más exactitud, se observó que Urano efectuaba unos movimientos erráticos que no podían ser atribuidos a Neptuno. El astrónomo americano Percival Llowell (1855 -1916) sospechó que estoa movimientos los ocasionaba un planeta todavía desconocido. Auque Lowell calculó que se hallaba a unos 6.400.000.000 Km. del Sol, y que su periodo era de 282 años, no fue capaz de localizarlo. Fue Clyde Tombaugh quien lo conseguiría en 1930 desde el observatorio Lowell. Conocido como Plutón, este planeta es mucho más pequeño de lo que predijo Lowell, pero su distancia del Sol, 5.805.000.000 Km, y su periodo orbital de 248 años no difieren mucho de lo que astrónomo americano había supuesto. Dos aspectos singulares de Plutón son su plano orbital, muy inclinado en comparación con el de otros planetas, y su órbita que penetra en la de Neptuno. De hecho, quizá Plutón no sea un miembro genuino del sistema solar sino un asteroide capturado. Por otra parte, Plutón no explica por completo las perturbaciones en la marcha de Urano, por lo cual es posible que exista otro planeta aún más alejado del Sol, cuya masa sería muy reducida. 2. EL SOL Es una estrella pequeña comparada con otras, pero por ser la más próxima a la tierra, de la que dista 150 millones de kilómetros, nos parece el mayor y más brillante de los astros. Como todas las estrellas es una esfera de gases incandescentes. La temperatura de su superficie es de 6,000 grados centígrados y la de su interior es superior a 20,000,000 grado C. La energía que produce es enorme y es la fuente de luz y calor de nuestro planeta. El sol fue considerado durante siglos, un astro fijo. Hoy se le reconoce movimientos de rotación y traslación; el primero demora 25 días en el ecuador solar y 30 días en los polos, demostrando que es una esfera gaseosa y la traslación en torno a la Vía Láctea dura unos 200 millones de años. 2.1. ESTRUCTURA Es una esfera de gases incandescentes, pero se cree que su parte central o Núcleo, se encuentra en estado líquido. La superficie aparente del sol es denominada Fotosfera (esfera de luz). Alrededor de ella se extiende una capa de vapores incandescentes, de colores vivísimos, por lo cual se le llama Cromosfera, (esfera de color). En torno a ellas Pág. 16 EDUCA INTERACTIVA UNIVERSIDAD JOSE CARLOS MARIATEGUI se encuentra la Corona que es un gigantesco halo de gases que envuelve al sol; la corona sólo es visible durante los eclipses. En la fotosfera se observa porciones más brillantes denominadas Fáculas y otras porciones oscuras a las que se las denomina Manchas Solares. En el sol se observan también se observan enormes Prominencias solares, luminosas lenguas de fuego, formadas por gases de hidrógeno y helio que parten desde la fotosfera hasta alcanzar enormes distancias, allá de la cromosfera. 2.2. INFLUENCIA DEL SOL SOBRE LA TIERRA La Zona habitable El la Tierra pudo aparecer vida gracias a que el Sol se halla a una distancia adecuada. Más cerca de Sol, la Tierra se quemaría; más lejos, seria demasiado fría para cobijar vida. El calor de las regiones tropicales y el frió de las polares nos dan una idea de los condiciones reinantes en los planetas interiores y exteriores, respectivamente. La rotación de la Tierra favorece la vida; y la inclinación del eje terrestre origina las estaciones del año. La Luz es atenuada por el aire El efecto agradable de la luz solar se debe a su difusión en la atmósfera terrestre. El aire matiza los colores, hace las sombras más suaves y da al cielo color azul. Sin la atmósfera, el cielo sería negro y las sombras, bruscas. El Sol como fuente de energía Las plantas llevan a cabo la fotosíntesis, fabricando, mediante la luz solar, alimento que aprovechan el hombre y los animales. El carbón y el petróleo son energía solar almacenada. El sol ocasiona la evaporación del agua y las lluvias Fuente de Vida Desde los tiempos más remotos, el hombre ha adorado el Sol. En las metodologías egipcias, india, griega, se le consideraba un dios y, con menos frecuencia una diosa. Por ello en la mayoría de los idiomas la palabra sol es EDUCA INTERACTIVA Pág. 17 UNIVERSIDAD JOSE CARLOS MARIATEGUI masculina. El hecho de que en la Tierra hayan podido desarrollarse seres vivos evolucionados se sabe que el Sol se halla a una distancia adecuada de la Tierra -a unos 150 millones de Km. equivalentes a 8 millones de luz – y a que la atmósfera terrestre es muy compacta. Vivimos en la zona “confortable” del sistema solar, mientras que los planetas interiores, Mercurio y Venus, son materialmente abrasados por el Sol. En los planetas exteriores, desde Marte hasta Plutón, dominan, en cambio, condiciones árticas. La rotación de la Tierra y la inclinación del eje de la misma respecto al plano de la eclíptica provocan la sucesión de días y noches y las diferencias estaciones del año. Las radiaciones peligrosas del Sol son filtradas por la atmósfera terrestre. El Sol es la Tierra (excepto de la atómica). Ello se manifiesta, entre otras cosas, por la evaporación del agua de lagos y mares, a causa del calor del sol; esta agua, transformada en vapor, se precipita luego en forma de lluvia, regando los cultivos y dando a los ríos la fuerza hidráulica que aprovechamos en forma de energía eléctrica. Gracias a la energía solar las plantas convierten en oxígeno e hidratos de carbono el anhídrido carbónico del aire (la llamada fotosíntesis); de este modo existen en la Tierra vegetación que proporciona alimento al hombre y a los animales. La carne de que nos alimentamos los hombres no es otra cosa que un alimento vegetal transformado, de modo que el alimento de los carnívoros es también indirectamente una dádiva del Sol. Los yacimientos de carbón y petróleo existente en la Tierra son asimismo formas de energía solar almacenada. La técnica moderna ha progresado hasta el punto de poder aprovechar directamente la radiación solar, con ayuda de pilas solares y células fotoeléctrica en sondas especiales y satélicas. Llegará un día –en un futuro todavía lejano – en que esté agotada toda la energía almacenada en forma de carbón, petróleo y “combustible” nucleares; sin embargo, todavía nos quedará la energía solar: aprenderemos a construir máquinas accionadas directamente por el Sol. Esperando el amanecer Es probable que en las noches de la luna nueva la mente de los hombres primitivos se llenara de espanto, a causa de la oscuridad. La salida del sol era para ellos una liberación. Esperando la primavera Actualmente la luz artificial y la calefacción nos permiten nivelar las diferencias entre noche y día, invierno y verano. Nuestros antepasados tenían razones mucho más poderosas que nosotros para saludar jubilosos, con hogueras, la llegada del sol y de la primavera. Veneración del Sol La veneración de las antiguas civilizaciones hacia el Sol se manifiesta, p Ej., en los sacrificios humanos que los aztecas le ofrecían: creían que el dios del Sol, Huitzilopochtli, no renacería si no se le ofrendaba sangre humana. El monumento majestuoso de Stonehen, al sur de Inglaterra, levantado hace unos 3500 años, oculta muchos enigmas. Se supone que sirvió para el culto del Sol, puesto que está orientado hacia la salida del sol en el día del solsticio estival. Pág. 18 EDUCA INTERACTIVA UNIVERSIDAD JOSE CARLOS MARIATEGUI 3. LA LUNA Es el único satélite de la tierra y el astro más cercano a nuestro planeta, del cual lo separan 384,000 kms. Por su proximidad la luna nos parece casi de igual tamaño que el sol, aunque su volumen es cincuenta veces menor que el de la tierra. Es el astro más brillante del firmamento, después del sol, actuando como un reflector que envía hacia la tierra la luz que recibe del sol. La luna no posee atmósfera y su superficie se encuentra desnuda y desolada y muestra grandes montañas y enormes cráteres. Su movimiento de traslación alrededor de la tierra dura 27 días, 7 horas y 43 minutos; el movimiento de rotación sobre su eje dura casi exactamente ese tiempo, por lo cual, la luna siempre presenta el mismo hemisferio hacia la tierra. 3.1. FASES DE LA LUNA Durante una vuelta de la luna alrededor de la tierra, que dura un mes, aquella regresa a su posición inicial de: “Luna nueva” a través de “Cuarto creciente”, “Luna llena” y “Cuarto menguante”. Estas fases dependen de las distintas posiciones relativas que ocupan en el espacio la luna, el sol y la tierra en el transcurso del recorrido. EDUCA INTERACTIVA Pág. 19 UNIVERSIDAD JOSE CARLOS MARIATEGUI 4. LOS ECLIPSES Eclipse es toda ocultación de un astro por otro. Cada año ocurren breves ocultaciones de la luna y del sol; estas se producen sólo cuando la tierra se encuentra en la línea de intersección del plano de la órbita lunar con el de la órbita terrestre. Si la luna permaneciese estática en dicho punto, cada seis meses habría un eclipse. Pero a causa de la traslación lunar, la línea de intersección se desplaza constantemente hacia el oeste, y la temporada de eclipses, se adelanta un poco más de medio mes al año. Se explica: El sol ilumina siempre un hemisferio de la tierra y uno de la luna, mientras que el otro hemisferio de estos astros proyecta un gigantesco cono de sombra en el espacio. Cuando la tierra pasa por el cono de sombra de la luna nos parece el sol oculto temporalmente: ocurre un eclipse de sol. Si es la luna la que pasa por el cono de sombra de la tierra, nuestro satélite queda oculto y tenemos un eclipse de luna. Durante una misma temporada se producen uno o dos eclipses solares y uno o ningún eclipse lunar. Por tanto, los eclipses solares son más frecuentes que los lunares. Pero considerando exclusivamente los que pueden observarse desde un mismo lugar, los eclipses lunares son mucho más: por término medio, en 100 años pueden verse 80 eclipses lunares y sólo 40 eclipses solares; por otra parte, entre dos eclipses solares totales sucesivos en un mismo lugar, suelen transcurrir 400 años. Los babilonios fueron los primeros en reparar que los mismos se hallan sujetos a ciertas leyes. Basándose en los datos de eclipses anteriores, descubrieron que las posiciones del sol y de la luna coincidían en el cielo cada 18 meses y 11 días (el llamado ciclo de Saros). Actualmente, partiendo de los movimientos de la tierra y de la luna, se puede calcular los eclipses con mucha antelación y con una precisión de segundos. Como la luna es tan pequeña comparada con el sol, su sombra sólo puede ocultar una pequeña porción del disco solar; por esto un eclipse de sol puede ser visible solamente en una pequeña faja de la superficie terrestre. El mayor ancho de la faja que puede cubrir la sombra lunar o umbra, es de 270 km. mientras que la faja de sombra parcial o penumbra, ven parte del disco solar iluminado, y para ellos el eclipse es parcial. Algunas veces el eclipse de sol anular. Esto ocurre cuando la sombra de la luna se mueve a través del sol cubriendo la parte central mientras alrededor queda un anillo iluminado. El eclipse anular de sol se produce cuando la luna está tan lejos de la tierra que su cono de sombra no llega a nuestro planeta. Los eclipses de luna ocurren cuando nuestro satélite pasa a través del cono de sombra de la tierra. Como la luna carece de luz propia, se hace casi invisible durante el eclipse. Cada eclipse de luna puede ser visto desde todo el hemisferio donde sea de noche y la luna se encuentre sobre el horizonte. Pág. 20 EDUCA INTERACTIVA UNIVERSIDAD JOSE CARLOS MARIATEGUI 5. LA TIERRA 5.1. CARACTERÍSTICAS DEL PLANETA TIERRA La Tierra nos parece a los seres humanos tan grande, tan firme y tan estable, que apenas si alcanzamos a aceptar la insignificante función que realmente desempeña en el universo. Según los conocimientos actuales, hay en el universo un incalculable número de galaxias, cada una de ellas con miles de millones de estrellas. Una de esas galaxias es la Vía Láctea. Debido a que el universo no tiene límites, la Vía Láctea no se halla ni en el centro ni en la periferia de él; el Sol es una estrella más entre los cien mil millones que contiene la Vía Láctea. El Sol está rodeado -como se supone que lo están la mayoría de las estrellas- por una serie de cuerpos que carecen de luz propia. Los nueve mayores son los planetas. El tercero, contando a partir del Sol, es nuestro propio planeta, la Tierra. La Tierra gira alrededor de un Sol cuya luz no ha disminuido en potencia durante miles de millones de años y, según todos los cálculos, continuará así por lo menos otro período de similar duración. La Tierra, por la órbita que describe, se encuentra a una distancia del Sol que le permite disfrutar de la temperatura más favorable a la vida: ni tan caliente que hierva el agua, ni tan fría que se hiele. Es también el único planeta del sistema solar dotado de una atmósfera que durante el día le protege contra las radiaciones peligrosas del Sol y durante la noche constituye una especie de “manta” alrededor del Tierra que mantiene su calor; la atmósfera, a su vez, es el medio que transmite el oxígeno del mundo vegetal al mundo animal, y el anhídrido carbónico en sentido inverso. El campo magnético de la Tierra impide el paso de las radiaciones y partículas emitidas por el Sol. Las partículas con carga eléctrica (electrones y protones) se ven obligadas a seguir las líneas de fuerza magnética de polo a polo. Por ello, la Tierra está rodeada de un enorme anillo, el cinturón de Van AlIen, de partículas en movimiento. Debido al peligro que constituyen estas radiaciones, las órbitas espaciales de los astronautas se calculan de modo que se evite, en lo posible, el paso por este cinturón. 5.2. REDONDEZ DE LA TIERRA Uno de los méritos más notables de la ciencia griega fue descubrir que la Tierra es esférica y se mueve libremente en el espacio. Ya en el s. VII a. de C., Pitágoras afirmó que la Tierra es redonda, aunque no pudo aducir ninguna observación para demostrarlo. Dos siglos más tarde, Aristóteles arguyó que la sombra de la Tierra -que en caso de eclipse parcial de Luna cubre una parte de la superficie lunar- presenta un contorno circular, de lo cual se infiere que la Tierra tiene forma de globo. También se refirió al fenómeno, bien conocido por los griegos, de que lo primero en verse de un barco que se acerca es la punta del mástil; asimismo arguyó que el Sol y las estrellas cambian de posición, cuando se viaja en dirección Norte o Sur. EDUCA INTERACTIVA Pág. 21 UNIVERSIDAD JOSE CARLOS MARIATEGUI En este último argumento se basó Eratóstenes cuando, aproximadamente hacia el año 250 antes de Cristo, efectuó la primera estimación correcta del tamaño de la Tierra. Midió la curvatura de la superficie terrestre comparando la altura del Sol al mediodía sobre el horizonte en dos lugares, uno de ellos situado al sur del otro. Posteriormente se comprobó la exactitud de estos cálculos. Estas teorías sobre la forma esférica de la Tierra cayeron en el olvido, y durante toda la Edad Media se generalizó la opinión de que la Tierra era plana. Cuando la expedición de Magallanes -Elcano realizó en 1522 la primera vuelta al mundo, revivió la antigua teoría. Investigaciones más exactas, realizadas durante los siglos XVI y XVII, demostraron que la Tierra no era exactamente esférica. Más adelante se comprobó, tras ciertas mediciones, que el diámetro del Ecuador era algo mayor que el de los polos; por consiguiente, la Tierra era, en realidad, un elipsoide, lo cual Newton lo había previsto ya en 1687, basándose en cálculos teóricos. Como la Tierra gira alrededor de su eje, el peso en el Ecuador es menor que en los polos, debido a la fuerza centrífuga. Por ello la esfera terrestre está algo achatada por los polos. Con ayuda de los satélites espaciales, se ha comprobado hoy en día que la Tierra tiene más masa al sur del Ecuador que al norte: la forma de nuestro planeta se asemeja un poco a una pera. Sin embargo, las diferencias de forma de la Tierra con relación a una esfera son insignificantes. 5.3. MOVIMIENTOS Y CONSECUENCIAS El movimiento de un cuerpo sólo puede describirse en relación a otro, que entonces se considera inmóvil. Puesto que todos los movimientos son relativos, se considera cualquier punto como inmóvil- un lugar de la Tierra o bien un punto central en una constelación determinada-, para obtener una descripción del movimiento de los cuerpos vecinos. Sin embargo, no tendría ningún sentido, por ejemplo, calcular la velocidad de un coche en relación con el centro de la Vía Láctea, o bien describir el movimiento de las estrellas en relación a Madrid. Es menester siempre elegir un «sistema» coherente. En el caso de la Tierra y la Luna, primeramente debemos considerar su movimiento alrededor del centro de gravedad común a ambos cuerpos celestes. Este movimiento es circular y comprende un período de 27,5 días. Este centro de gravedad (que está muy en el interior de la Tierra) se desplaza en una órbita casi circular alrededor del Sol, a una velocidad de 30 km por segundo. Esa vuelta en torno al Sol, por un espacio de casi mil millones de km, dura un año, o más exactamente, 365,25 días. En su calidad de miembro del sistema solar, la Tierra participa también del movimiento de dicho sistema hacia la constelación de Hércules, con una velocidad de 20 Km. por segundo. Finalmente el Sol, al igual que todas las estrellas próximas a nosotros, forma parte de la Vía Láctea y, por consiguiente, participa de su rotación, lo cual significa que nos movemos en una órbita alrededor del centro de la Vía Láctea, con una velocidad de 250 km por segundo: la Tierra tarda doscientos millones de años en dar esa vuelta. La Tierra tiene también otro tipo de movimiento, la rotación alrededor de su propio eje (una vuelta cada 24 horas), origen de la noche y el día. Este movimiento es bastante complicado. Debido a la acción del Sol y de la Luna sobre el ensanchamiento ecuatorial de la Tierra, el eje de rotación no mantiene una dirección constante en el espacio. La Tierra se asemeja a un trompo cuyo eje describiera una superficie cónica, movimiento que Pág. 22 EDUCA INTERACTIVA UNIVERSIDAD JOSE CARLOS MARIATEGUI se denomina precesión de los equinoccios. El eje de la Tierra tarda 26 000 años en completar una vuelta. El movimiento antedicho no describe una línea circular, ya que la atracción conjunta del Sol y la Luna produce un ligero movimiento del balanceo, la mutación, bastante más rápido que la precesión: un vaivén del eje se realiza en 18,5 años. El ángulo entre el Ecuador y el plano de la órbita terrestre, la eclíptica, se mantiene casi constante (23,5 grados). 5.4. EVOLUCIÓN DE LA TIERRA A TRAVÉS DE LAS ERAS GEOLÓGICAS A. Era Actual: La etapa más reciente de la historia de la Tierra, a partir de la civilización humana, es llamada por algunos Era Actual. B. Era Cenozoica: (¿60 000 de años?). Las tierras se elevaron más y el mundo adquirido los caracteres que hoy predominan en él. Es la edad de los mamíferos. Casi todos los animales domésticos aparecieron en esta era. Las glaciaciones influyeron mucho en la distribución de las especies vivas. C. Era Mesozoica: (¿120 000 000 de años?). En esta era predominaron los grandes reptiles, que vivían en la tierra firme y en lo lagos. Hubo gran actividad volcánica y se formaron las montañas más altas que hay actualmente sobre la tierra. En esta era aparecieron los primeros mamíferos. D. Finales de la Era Paleozoica: En esta etapa algunas tierras se elevaron y sobre ellas se formaron grandes bosques de helechos. El clima era húmedo y aparecieron los primeros animales anfibios. E. Comienzos de la era Paleozoica: En la primera de esta era, que duró en conjunto unos 360 millones de años, el agua cubría la mayor parte de la tierra predominando los moluscos y los peces. EDUCA INTERACTIVA Pág. 23 UNIVERSIDAD JOSE CARLOS MARIATEGUI F. Era Proterozoica: (¿650 millones de años?) En esta era se formaron las primeras rocas sedimentarias. Aparecieron las esponjas, corales y las primeras plantas con raíces. G. Era Arqueozoica: (¿650 millones de años?). Primeras lluvias. Aparecieron océanos, volcanes y altísimas montañas y en los océanos, manifestaciones de vida de seres unicelulares. H. Era Azoica: (Sin vida). Duró millares de millones de años. Al enfriarse las materias líquidas del magma se formaron las primeras rocas ígneas. 5.5. ESTRUCTURA DE LA TIERRA - El núcleo: Es la parte más interna de la Tierra. Tiene un radio de unos 3.500 Km. y se cree que está formado principalmente por níquel y hierro, por lo que recibe el nombre de nife. Para determinar su naturaleza se ha recurrido al estudio de meteoritos, y se ha intentado reproducir experimentalmente la temperatura y la presión que se reinan en su interior. La línea más aprovechable de investigación ha sido el estudio detallado de las ondas sísmicas. Sin embargo, en un trabajo experimental se ha descubierto que cuando el hierro puro se halla sujeto a las grandes presiones de la corteza terrestre, tienen una densidad de diez a quince veces mayor que la de la corteza, según se ha deducido de observaciones de ondas sísmicas. Además se ha experimentado con una aleación compuesta por un 90% de hierro y un 10% de níquel, y ha dado un resultado más exacto de lo que se esperaba. A conclusiones semejantes se ha llegado por medio de los análisis efectuados con fragmentos de meteoritos. Otras investigaciones han permitido deducir que el centro del núcleo es sólido, y que su densidad es de aproximadamente 13,5. El radio de ese centro, o nucléolo, es de unos 1.200 km, y la presión en el centro del planeta se estima en 3.400 kilobares. Se que la temperatura media del núcleo oscila entre 2.500 y 3.500 ºC. Pág. 24 - El manto: Constituye la capa intermedia entre el núcleo y la corteza. Se cree que él predominan el silicio y el magnesio, por lo que se conoce con el nombre de sima. Se ha detectado la presencia en el manto de una capa plástica de 100-200 km de espesor. Esencialmente sólido, su densidad varía entre 3,3 y 6,7 y su temperatura lo hace entre 600ºC y 2.500 ºC. Su espesor es de unos 2.900 km, y a esa profundidad es de unos 2.900 km, y a esa profundidad la presión es enorme. - La corteza: Es la capa sólida exterior de la Tierra, y está cubierta por sedimentos. En ella predominan el silicio y el aluminio, por lo que es conocida con el nombre de sial. Su espesor medio es de 35 km, aunque en algunas partes del fondo oceánico puede situarse en torno a los 5 km y bajo mayores cadenas montañosas quizá alcance los 100 km. EDUCA INTERACTIVA UNIVERSIDAD JOSE CARLOS MARIATEGUI 5.6. CAPAS DE LA TIERRA La superficie terrestre consta de dos capas: la litosfera (sólida) y la hidrosfera (líquida), formada esta última por el agua de continentes y océanos. Ambas están contenidas dentro de una envoltura gaseosa conocida como atmósfera, y sobre ella habitan seres vivos, en la llamada biosfera. - Atmósfera: La atmósfera de la Tierra es la única, entre las de todos los planetas, que contiene oxígeno y nitrógeno en abundancia, elementos indispensables para los organismos vivientes. Tiene un espesor de unos 1.000 km. La parte más cercana a la Tierra consiste, principalmente, en nitrógeno, oxígeno, argón, dióxido de carbono y vapor de agua. Esta capa, de un promedio de 11 km de espesor, se llama troposfera, y es la zona donde se desarrollan los fenómenos climáticos. A esta capa le sigue en orden ascendente la estratosfera, compuesta en su mayor parte por un aire fino sin nubes. La estratosfera absorbe muchos de los peligrosos rayos cósmicos del Sol y en ella se consumen la mayoría de los meteoritos. Por último se encuentra la ionosfera, formada por capas conductoras de electricidad; desde ellas las ondas de radio se retransmiten a la Tierra, posibilitando su difusión alrededor de la misma. La atmósfera está sujeta a la Tierra por la fuerza de la gravedad. Su densidad disminuye con la altura; 96 km. es tan sólo la millonésima parte de la correspondiente al nivel del mar. - Hidrósfera: Otro aspecto singular permite la vida en la Tierra: la presencia de agua en forma líquida. El agua es la fuerza que da vida, hasta el punto de que se ha llegado a afirmar que la misma vida tuvo origen en los mares, y fue el agua, en una u otra de sus formas, la encargada de configurar la mayor parte de superficie terrestre. La profundidad máxima de la capa de agua que cubre EDUCA INTERACTIVA Pág. 25 UNIVERSIDAD JOSE CARLOS MARIATEGUI la corteza es superior a los 10.000 m. Se compone casi totalmente de agua, aunque lleva sales disueltas. También los ríos, lagos y casquetes de hielo forman parte de esta capa, auque su importancia es mucho menor. - Litosfera: Esta capa, llamada también corteza terrestre, forma los continentes e islas ahí donde aflora el agua. Aunque su superficie externa se conoce bien, su interior es menos conocido. Al parecer, está formada por varias placas que flotan sobre una envoltura interior en fusión, y se cree que esas placas se forman a partir de materiales del interior de la Tierra en las dorsales oceánicas, y se destruyen en las formas, al penetrar sus bordes de nuevo en el interior. Con el estudio de las ondas producidas durante los terremotos –las llamadas ondas sísmicas- se ha obtenido la mayor parte de la información de que se dispone acerca del interior de la Tierra. Según el tipo de roca que atraviesan las ondas, éstas se pueden acelerar, frenar o pararse por completo. Las ondas se detectan mediante el sismógrafo. Al cotejar los datos recogidos en distintos puntos de la superficie terrestre, es posible localizar el punto en que se originó el terremoto. Si se mide el tiempo que la ondas han empleado para recorrer la distancia que separa el punto de origen de cada uno de los sismógrafos, es posible deducir las características de las rocas atravesadas. Los terremotos generan dos ondas principales que se desplazan a través de las rocas. Son las ondas P y S. Las ondas P (primarias) son de la misma naturaleza que las del sonido y se pueden transmitir a través de sólidos y líquidos. La velocidad de ambas está condicionada por las propiedades de las rocas que atraviesan, propiedades entre las cuales destacan la densidad y la elasticidad. Pág. 26 EDUCA INTERACTIVA UNIVERSIDAD JOSE CARLOS MARIATEGUI 5.7. ORIGEN Y EDAD DE LA TIERRA El origen y la edad de la Tierra son dos enigmas que han fascinado a numerosos investigadores de todos los tiempos. Sin embargo, sólo en fechas relativamente recientes han podido establecer con cierta fiabilidad. La disponibilidad de modernas técnicas de dotación que se examinarán más adelante, ha permitido avanzar notablemente en este terreno, que se uno de los más promotores de la ciencia. Origen El origen de nuestro planeta es el mismo que el del sistema solar, aunque las teorías que lo explican son diversas. En el siglo XVIII el filósofo alemán Kant apuntó que probablemente el sistema solar había evolucionado a partir de una masa gaseosa. El marqués de Laplace, que vivió poco después, perfeccionó esta teoría. Actualmente, la concepción de Kant y Laplace se considera la más cercana a la realidad. Una enorme masa o nebulosa de gas y polvo que describía un movimiento giratorio habría dado origen al Sol y a los planetas que se desplazan a su alrededor. Edad Del análisis de la Biblia en el siglo XVI se dedujo que la Tierra fue creada en el año 4000 a. de J.C. Al progresar la investigación geológica en el siglo XIX, esta cifra dejó paso a edades estimadas entre 68 y 350 millones de años. De posteriores investigaciones se ha deducido que la edad de la Tierra es mayor, y puede alcanzar hasta 4.600 millones de años. Métodos de datación La geocronología, ciencia que estudia la determinación de las edades y su correlación, distingue dos tipos de ellas. La edad relativa, como su nombre indica, hace referencia a la correlación de una roca con otra. El otro tipo, mucho más comprometido, intenta determinar la edad absoluta. En este caso, se asigna a una roca o fósil en particular una edad, que a menudo se cuenta por millones de años. EDUCA INTERACTIVA Pág. 27 UNIVERSIDAD JOSE CARLOS MARIATEGUI AUTOEVALUACIÓN Nº 03 1.- Dibuja la estructura del sol. 2.- ¿Por qué se dice que vivimos en una “zona confortable” del sistema solar? 3.- Demuestra que el sol es fuente de toda energía consumida en la tierra, excepto la atómica. 4.- ¿Cómo se puede aprovechar directamente la radiación solar, actualmente? 5.- A simple vista la luna es de igual tamaño que el sol. Explica esto. 6.- ¿Por qué la luna presenta la misma cara a la tierra? 7.- ¿En qué fases de la luna se pueden producir los eclipses de sol y de luna? 8.- ¿Por qué se producen los eclipses? 9.- ¿Si en Moquegua se ha producido un eclipse total de sol en 1995, cuándo volverá a producirse otro eclipse de sol en el mismo sitio? 10.- ¿En qué consiste el Periodo de Saros? 11.- ¿Qué es la umbra y la penumbra en un eclipse solar y qué accede en cada una de estas zonas? 12.- ¿En qué se diferencia un eclipse total de sol de uno total de luna? 13.- ¿Qué es la magnetósfera, atmósfera y la endósfera terrestre? 14.- ¿Qué es el Cinturón de Van Allen y cual es su importancia para la vida terrestre? 15.- ¿Dónde se desarrolla la vida en la tierra? 16.- Indica los estudios griegos sobre la forma de la tierra. 17.- Indica las concepciones modernas sobre la forma de la tierra. 18.- ¿Cuáles son los movimientos de la tierra y cómo se producen? 19.- Explica ¿qué es el sol de medianoche y las estaciones? 20.- Elabora un esquema piramidal de las eras geológicas de la tierra. 21.- Características del núcleo, el manto y la corteza terrestre, de la atmósfera, hidrósfera y la litosfera. 22.- ¿Cómo se trata de explicar el origen y la edad de la tierra? 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