FORMAS Y DIMENSIONES DE LA TIERRA

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LA TIERRA

DEFINICION Tierra permite nombrar al planeta que habitamos. Se trata del único planeta en el que, hasta el momento, se ha comprobado la existencia de vida. La Tierra es el tercer planeta desde el Sol y quinto en cuanto a tamaño. Gira describiendo una órbita elíptica alrededor del Sol, a unos 150 millones de km, en, aproximadamente, un año. Al mismo tiempo gira sobre su propio eje cada día. Es el único planeta conocido que tiene vida, aunque algunos de los otros planetas tienen atmósferas y contienen agua. La Tierra no es una esfera perfecta, ya que el ecuador se engrosa 21 km, el polo norte está dilatado 10 m y el polo sur está hundido unos 31 metros. La Tierra posee una atmósfera rica en oxígeno, temperaturas moderadas, agua abundante y una composición química variada. El planeta se compone de rocas y metales, sólidos en el exterior, pero fundidos en el interior. Desde la antigüedad se han elaborado mapas pera representar la Tierra. Con la llegada de la fotografía, los ordenadores y la astronáutica, la superficie terrestre ha sido estudiada con detalle, aunque todavía queda mucho por descubrir.

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ESTRUCTURA La corteza del planeta Tierra está formada por placas que flotan sobre el manto, una capa de materiales calientes y pastosos que, a veces, salen por una grieta formando volcanes. La densidad y la presión aumentan hacia el centro de la Tierra. En el núcleo están los materiales más pesados, los metales. El calor los mantiene en estado líquido, con fuertes movimientos. El núcleo interno es sólido. Las fuerzas internas de la Tierra se notan en el exterior. Los movimientos rápidos originan terremotos. Los lentos forman plegamientos, como los que crearon las montañas. El rápido movimiento rotatorio y el núcleo metálico generan un campo magnético que, junto a la atmosfera, nos protege de las radiaciones nocivas del Sol y de las otras estrellas.

CAPAS DE LA TIERRA Desde el exterior hacia el interior podemos dividir la Tierra en cinco partes: ATMÓSFERA: Es la cubierta gaseosa que rodea el cuerpo sólido del planeta. Tiene un grosor de

más de 1.100 km, aunque la mitad de su masa se concentra en los 5,6 km más bajos. HIDROSFERA: Se compone principalmente de océanos, pero en sentido estricto comprende

todas las superficies acuáticas del mundo, como mares interiores, lagos, ríos y aguas

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subterráneas. La profundidad media de los océanos es de 3.794 m, más de cinco veces la altura media de los continentes.

LITOSFERA: Compuesta sobre todo por la corteza terrestre, se extiende hasta los 100 km de

profundidad. Las rocas de la litosfera tienen una densidad media de 2,7 veces la del agua y se componen casi por completo de 11 elementos, que juntos forman el 99,5% de su masa. El más abundante es el oxígeno, seguido por el silicio, aluminio, hierro, calcio, sodio, potasio, magnesio, titanio, hidrógeno y fósforo. Además, aparecen otros 11 elementos en cantidades menores del 0,1: carbono, manganeso, azufre, bario, cloro, cromo, flúor, circonio, níquel, estroncio y vanadio. Los elementos están presentes en la litosfera casi por completo en forma de compuestos más que en su estado libre. La litosfera comprende dos capas, la corteza y el manto superior, que se dividen en unas doce placas tectónicas rígidas. El manto superior está separado de la corteza por una discontinuidad sísmica, la discontinuidad de Mohorovicic, y del manto inferior por una zona débil conocida como astenosfera. Las rocas plásticas y parcialmente fundidas de la astenosfera, de 100 km de grosor, permiten a los continentes trasladarse por la superficie terrestre y a los océanos abrirse y cerrarse.

MANTO: Se extiende desde la base de la corteza hasta una profundidad de unos 2.900 km.

Excepto en la zona conocida como astenosfera, es sólido y su densidad, que aumenta con la

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profundidad, oscila de 3,3 a 6. El manto superior se compone de hierro y silicatos de magnesio como el olivino y el inferior de una mezcla de óxidos de magnesio, hierro y silicio.

NÚCLEO: Tiene una capa exterior de unos 2.225 km de grosor con una densidad relativa media

de 10 Kg por metro cúbico. Esta capa es probablemente rígida, su superficie exterior tiene depresiones y picos. Por el contrario, el núcleo interior, cuyo radio es de unos 1.275 km, es sólido. Ambas capas del núcleo se componen de hierro con un pequeño porcentaje de níquel y de otros elementos. Las temperaturas del núcleo interior pueden llegar a los 6.650 °C y su densidad media es de 13. Su presión (medida en GigaPascal, GPa) es millones de veces la presión en la superficie. El núcleo interno irradia continuamente un calor intenso hacia afuera, a través de las diversas capas concéntricas que forman la porción sólida del planeta. La fuente de este calor es la energía liberada por la desintegración del uranio y otros elementos radiactivos. Las corrientes de convección dentro del manto trasladan la mayor parte de la energía térmica de la Tierra hasta la superficie.

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La forma de la tierra ha variado mucho a lo largo de la historia. El desconocimiento, miedos, tabúes y limitaciones de la época, hacían pensar que la tierra era plana y tenía un fin. Ningún hombre antiguo llegó nunca al final de la tierra. Aunque se viajara muy lejos, siempre se pensaría que el fin de ésta, estaría más allá de donde ellos habían llegado. Un ejemplo claro del pensamiento anterior, se puede encontrar en los libros escritos por Homero, en el que concebía la tierra como un disco flotando sobre el agua en el interior de una semiesfera transparente. Sobre el borde del disco descansaba la bóveda de los cielos y por debajo el reino de la oscuridad y los muertos.

Anaximandro de Mileto (611-545 a.C.) fue el primero en empezar a cartografiar el mundo globalmente: con los ríos y los mares. Seguía pensando que la tierra era plana, pero con él apareció el concepto ecúmene en el que el mundo habitado era dos veces más grande en eje este-oeste que en norte-sur, es decir como un cilindro oblongo. El mapa abarcaba todo el ámbito de la tierra habitable con todos los mares y ríos conocidos y se distribuía alrededor del mar Mediterráneo que a su vez estaba rodeada por un río-océano.

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Hecateo de Mileto (550-476 A.C), fue un historiador griego que perfeccionó la imagen de la tierra que se tenía según Anaximandro, aportando datos nuevos referidos a las zonas más alejadas del centro del mundo.

Parménides de Elea (514-450 a.C.), filósofo griego al que se le atribuye como el primero en describir la esfericidad de la tierra y la situó en el cetro del universo. Acertó con la forma, aunque no fueron cuestiones geométricas o astronómicas las que indujeron tal afirmación, sino la cabal preferencia por la simetría y el equilibrio. Estos conceptos eran muy gratos a los pensadores griegos, siendo la esfera la forma más pura y perfecta del universo. Por tanto, con este pensamiento, sólo cabía esperar que el universo mismo y la tierra toda, participaran de esta perfección.

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Aristóteles, filósofo y científico sustentó la anterior teoría (filosófica), basándose en razones geométricas y prácticas. Lo argumentó de la siguiente manera: si un observador ve aparecer un barco por la línea de horizonte, verá primero los mástiles y a continuación el casco. Además si ese mismo observador sigue un mismo meridiano, verá cambiar la elevación de la estrella polar y aparecerá en el horizonte estrellas y constelaciones que antes no se veían en el lugar de origen. Calculó la longitud de la circunferencia de la tierra en 72.000 km.

A partir de estos momentos, la tierra será considerada esférica y los siguientes años se dedicarían a tratar de averiguar con precisión la longitud del radio de la tierra, de una manera más precisa. Así el Eratóstenes de Cirene (276-194 a.C.), filósofo, astrónomo, matemático, geógrafo y director de la biblioteca de Alejandría, midió con exactitud la longitud del meridiano terrestre con una precisión sorprendente, equivalente a 39.500 km (no está mal teniendo en cuenta que con los medios actuales se ha obtenido una longitud de 40.000km).

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Este descubrimiento duró poco, ya que uno de sus seguidores Posidonio de Rodas, político, astrónomo, geógrafo, filósofo e historiador (135-50 a.C.), rehízo los cálculos y disminuyó la medida a algo más de 28.000 kilómetros, (un cuarto de superficie terrestre). Su exposición indujo a un equívoco que duraría más de 1.500 años y en virtud del cual partió Colón hacia Occidente con la idea de llegar a Oriente, que presumía a la vuelta de la esquina.

Fue Newton (s. XVII), físico, filósofo, teólogo, inventor, alquimista y matemático, quien da un paso más allá y comenzó a considerar la tierra como una figura elipsoidal cuyo eje mayor se encuentra de Este-Oeste. El razonamiento lo basó en el achatamiento de los polos como consecuencia de las diferentes velocidades rotacionales, siendo mayor en el ecuador e igual a cero en los polos. La tierra tiene forma de elipsoide de revolución achatada por los polos.

En la actualidad, se sabe que la forma de la tierra es más parecida a un Geoide, entendiéndose como tal, la superficie real resultante de los mares en calma y sobre la cual la gravedad en todos sus puntos es normal a ella.

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DIMENSIONES La geodesia, para poder determinar las dimensiones de la Tierra, considera a esta como un elipsoide de revolución. Hoy se sabe que el diámetro ecuatorial es 43 kilómetros mayor que el diámetro polar, que el radio polar norte es ligeramente mayor al radio polar sur, que el abultamiento ecuatorial es máximo al sur del Ecuador geográfico, así mismo se ha comparado que en el hemisferio sur hay mayor concentración de masa. Esta diferencia entre ambos diámetros se debe al achatamiento de nuestro planeta por los polos y a su abultamiento en ecuador. Como consecuencia de lo anterior también hay una diferencia apreciable entre las circunferencias de la Tierra medidas en el ecuador y en los polos. Así, tenemos: Diámetro ecuatorial. 12756 Km. Diámetro polar. 12713 Km. Diferencia entre el Polo y Ecuador. 43 Km. Circunferencia ecuatorial. 40076 Km. Circunferencia polar. 40009 Km. Diferencia entre las circunferencias 67 Km. Superficie total. 510.000.000 Km2. Volumen de la Tierra. 1083.000.000 Km3

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EL GEOIDE TERRESTRE

Se define como GEOIDE a la superficie teórica de la tierra que une todos los puntos que tienen igual gravedad. La forma así creada supone la continuación por debajo de la superficie de los continentes, de la superficie de los océanos en calma y sin ninguna perturbación exterior. El geoide resulta la forma de referencia para todas las medidas a realizar en la Tierra puesto que considera la superficie más homogénea de lo que es en realidad, medida desde el nivel del mar, con medidas positivas o negativas según esté por encima o por debajo de este nivel tal como se muestra en la figura.

Sin embargo, el geoide carece de representación matemática, al tratarse de una superficie equipotencial de la gravedad, o sea, una superficie cuyos puntos poseen el mismo valor de la gravedad. Esto es muy complicado de medir a niveles prácticos. Por ello se recurre al uso de otras aproximaciones a la forma del planeta.

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EL ELIPSOIDE DE REVOLUCIÓN Como la definición matemática del geoide presenta gran complejidad, así como su definición, la superficie de la Tierra puede representarse con mucha aproximación mediante un elipsoide de revolución, definiéndose este sistema con: 

Superficie de referencia: dimensiones (semiejes a, b).



Ejes o líneas de referencia en la superficie.



Sentidos de medida.

Sobre esta superficie se definen las coordenadas geodésicas: 

Latitud geográfica (φ): ángulo medido sobre el plano meridiano que contiene al punto entre el plano ecuatorial y la normal al elipsoide en P.



Longitud geográfica (λ): ángulo medido sobre el plano ecuatorial entre el meridiano origen y el plano meridiano que pasa por P.

El elipsoide de revolución que mejor se adapte al geoide en la zona con un punto donde ambos coinciden o bien la normal a ambos es la solución adoptada, constituyendo el concepto de Sistema Geodésico de Referencia. A lo largo de la historia diversos elipsoides se han utilizado para definir el Sistema de Referencia de cada país, de tal forma que se define aquel que mejor se ajuste al geoide. En geodesia existirán dos Datum: horizontal y el vertical, que es la superficie de referencia respecto a la que se definen las altitudes.

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