2da semana de geologia

ORIGEN DEL UNIVERSO

El Universo es el conjunto de cuerpos celestes

que existen en el espacio. Está formado por

millones de galaxias, que a su vez constan de

millones de estrellas, cada una de ellas centro de

un sistema solar en torno al cual gravitan otros

astros como planetas, satélites, cometas

y asteroides1

ORIGEN DEL UNIVERSO

Los científicos intentan explicar el origen del

Universo con diversas teorías. Las más

aceptadas son :

1.La del Big Bang, y

2.La teoría Inflacionaria.

Ambas se complementan.

2

1. LA TEORÍA DEL BIG BANG

O de la gran explosión, supone que, hace 20,000 Millones de años, toda la materia del Universoestaba concentrada en una zona muy pequeña delespacio, y explotó.

Luego se produjo el Desplazamiento de luz hacia elrojo, conocido como el Efecto Doppler: Las líneasespectrales de algunas estrellas llegan a la tierra con una frecuencia mas hacia al rojo como normal

3

ORIGEN DEL UNIVERSO

4

La materia salió impulsada con gran energía en

todas direcciones. Los choques y un cierto

desorden hicieron que la materia se agrupara y se

concentrase más en algunos lugares del espacio,

y se formaron las primeras estrellas y las

primeras galaxias.

ORIGEN DEL UNIVERSO

Desde entonces, el Universo continúa en constante

movimiento y evolución. Esta teoría se basa en

observaciones rigurosas y es matemáticamente

correcta desde un instante después de la

explosión, pero no tiene una explicación para el

momento cero del origen del Universo, llamado

"singularidad".

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LA TEORÍA DEL BIG BANG

ORIGEN DEL UNIVERSO

MOMENTO SUCESO

Big Bang Densidad infinita, volumen cero.

10-43 segs. Fuerzas no diferenciadas

10-34 segs. Sopa de partículas elementales

10-10 segs. Se forman protones y neutrones

1 seg. 10.000.000.000 º. Universo tamaño Sol

3 minutos 1.000.000.000 º. Nucleos de átomos

30 minutos 300.000.000 º. Plasma

300,000 años Átomos. Universo transparente

106 años Gérmenes de galaxias

108 millones de años Primeras galaxias

109 millones de años Estrellas. El resto, se enfría

5 x109 millones de años Formación de la Vía Láctea

1010 millones de años Sistema Solar y Tierra

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7


EL UNIVERSO EN EXPANSIÓN

Edwin Hubble famoso astrónomo americano realizó un sorprendente descubrimiento. Encontró que, sin importar en que dirección del espacio mirara, las galaxias distantes parecían estar alejándose de nosotros. Mientras más lejos se encuentra una galaxia de nuestra galaxia, más rápidamente se aleja de nosotros. Hubble estaba observando la expansión del Universo

FLUJO DE HUBBLE – EFECTO DOPPLER

8

ORIGEN DEL UNIVERSO


Para entenderlo mejor:

Imagina que estás horneando un pan con pasas. A

medida que el pan se alza se va expandiendo.

Todas las pasas comienzan a alejarse entre sí.

Desde cada una de las pasas se podría ver cómo

cada una se va alejando de la otra. Todas las

galaxias del Universo son como las pasas

contenidas en el pan.

UNIVERSO EN EXPANSIÓN

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El efecto Doppler, es el cambio en la frecuencia

de una onda producido por el movimiento de la

fuente respecto a su observador. Doppler

propuso este efecto en su tratado (Sobre el color

de la luz en estrellas binarias y otros astros).

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En el caso del espectro visible de la radiación

electromagnética, si el objeto se aleja, su luz se

desplaza a longitudes de onda más largas,

desplazándose hacia el rojo. Si el objeto se acerca,

su luz presenta una longitud de onda más corta,

desplazándose hacia el azul. 11


Esta desviación hacia el rojo o el azul es muy leve incluso para velocidades elevadas, como las velocidades relativas entre estrellas o entre galaxias, y el ojo humano no puede captarlo, solamente medirlo indirectamente utilizando instrumentos de precisión como el espectrómetro. Si el objeto emisor se moviera a fracciones significativas de la velocidad de la luz, entonces sí seria apreciable de forma directa la variación de longitud de onda.


12

Hay ejemplos cotidianos de efecto Doppler en los que la velocidad a la que se mueve el objeto que emite las ondas es comparable a la velocidad de propagación de esas ondas. La velocidad de una ambulancia (50 km/h) puede parecer insignificante respecto a la velocidad del sonido al nivel del mar (unos 1,235 km/h), sin embargo se trata de aproximadamente un 4% de la velocidad del sonido, fracción suficientemente grande como para provocar que se aprecie claramente el cambio del sonido de la sirena desde un tono más agudo a uno más grave, justo en el momento en que el vehículo pasa al lado del observador.

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Corrimiento al rojo de las líneas Espectrales en el espectro visible de un supercúmulo de galaxias distantes (derecha), comparado con el del Sol (izquierda). La longitud de onda se incrementa hacia el rojo y más allá

EFECTO DOPPLER

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Un micrófono inmóvil registra las sirenas de los policías en movimiento en diversos tonos dependiendo de su

dirección relativa.15


EFECTO DOPPLER

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Doppler-effect-two-police-cars-diagram.png

LAS ESTRELLAS, LAS GALAXIAS Y TODO EL UNIVERSO SE MUEVEN

Se ha medido el movimiento de muchos objetos del Universo. Así sabemos que, para desplazarse una distancia aparente igual al diámetro de la luna, la estrella más cercana Alpha Centauro, necesita 506 años. Arturo necesita 815; Sirio, 1.410; Altair, 2.830; Capella, 4270 y Fomalhaut, más de 5.000.

16



17

Se llama órbita la trayectoria de un objeto que gira

alrededor de otro. El periodo orbital es el tiempo

que el objeto tarda en completar una órbita. Parece

que todos los objetos, en el espacio, orbitan

alrededor de otros con más masa.

LAS ESTRELLAS, LAS GALAXIAS Y TODO EL UNIVERSO SE MUEVEN

FUERZAS Y MOVIMIENTOS

La gravedad es la fuerza de atracción entre

objetos. En el Universo toda la materia se mueve

a causa de ésta y otras fuerzas.

La gravedad depende de la masa de los objetos y

de la distancia que los separa. Cuanto más masa

tienen y más cerca están, mayor es la fuerza.

Cuando se separan el doble la fuerza se reduce a

un cuarto.18

19

La gravedad actúa como si toda la masa de un

cuerpo se concentrase en un único punto, el

centro de gravedad. La zona esférica alrededor de

un cuerpo donde actúa su gravedad es el campo

gravitacional. La ley de la gravitación universal

fue formulada por el físico británico Isaac Newton

en el año 1684.

FUERZAS Y MOVIMIENTOS

APLICACIÓN DEL EFECTO DOPPLER EN EL RADAR

20

Ejemplo

Una de las muchas aplicaciones científicas para el

radar es, el radar de clima, este radar es una

importante herramienta que ayuda a mejorar los

pronósticos. Los científicos también usan el radar

para estudiar otros aspectos de la atmósfera tales

como los patrones de los vientos.

21

Radar de Clima

22

Mediante el conocimiento de los patrones de los

vientos en la parte superior de la atmósfera, los

científicos del medio ambiente puede predecir

hacia dónde se desplazará la contaminación. Así

mismo, vehículos de exploración cósmica, usan

radares para hacer mapas de la superficie de otros

planetas.

Radar de Clima

El radar refleja las ondas de radio de las gotas de lluvia en las nubes

23

El radar es parte importante en la predicción del estado del tiempo, ya que puede decirnos dónde están la lluvia y el granizo . El radar rebota ondas de radio en las gotas de lluvia de las nubes. Una computadora mide cuánto tiempo le toma a las ondas reflejarse de vuelta y utiliza ese tiempo para determinar cuán lejos está la lluvia.

Radar de Clima

24

La computadora también mide cuánta energía se

refleja de vuelta hacia el radar y calcula cuanta

lluvia contienen las nubes. Un nuevo tipo de

radar, llamado radar Doppler, puede hacer mucho

más.

Radar de Clima

25

No sólo puede determinar cuán lejos están las

gotas de lluvia, también puede calcular si se están

moviendo en dirección hacia o lejos del radar. Los

metereólogos saben que si la lluvia se está

moviendo, el viento debe estar empujándola. Es

así como saben hacia dónde sopla el viento

dentro de las nubes.

Radar de Clima

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2. LA TEORÍA INFLACIONARIA

Alan Guth intenta explicar los primeros instantes del Universo. Se basa en estudios sobre campos gravitatorios fortísimos, como los que hay cerca de un agujero negro. Supone que una fuerza única se dividió en las cuatro que ahora conocemos, produciendo el origen al Universo.El empuje inicial duró un tiempo prácticamente inapreciable, pero fue tan violenta que, a pesar de que la atracción de la gravedad frena las galaxias, el Universo todavía crece

27

No se puede imaginar el Big Bang como la

explosión de un punto de materia en el vacío,

porque en este punto se concentraban toda la

materia, la energía, el espacio y el tiempo. No

había ni "fuera" ni "antes". El espacio y el tiempo

también se expanden con el Universo.

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2. LA TEORÍA INFLACIONARIA

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EL BIG CRUNCH

Cuando la expansión del Universo disminuya,

disminuirán la gravedad y fuerza de atracción

entre los cuerpos del universo, lo cual provocará

la unificación de las galaxias hasta llegar a un

choque en “Gran Contracción” para luego

producirse una gran implosión o Big Crunch, lo

que provocará la destrucción del Universo.

30

EL SISTEMA SOLAR

EL SISTEMA SOLAR

Está integrado por el Sol y una serie de cuerpos

que están ligados gravitacionalmente por el

centro de atracción y orbitan a su alrededor.

Pertenece a la galaxia llamada Vía Láctea, que

está formada por unos cientos de miles de

millones de estrellas que se extienden a lo largo

de un disco plano de 100.000 años luz.

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FORMACION DEL SISTEMA SOLAR

Es difícil precisar el origen del Sistema Solar. Los

científicos creen que se formó hace unos 5,000 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.

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La mayor parte de la materia se acumuló en el centro. La

presión era tan elevada que los átomos comenzaron a

partirse, liberando energía y formando una estrella. Al

mismo tiempo se iban definiendo algunos remolinos que,

al crecer, aumentaban su gravedad y recogían más

materiales en cada vuelta.

33


34


Los planetas y otros cuerpos en nuestro Sistema Solar en tres categorías:

PRIMERA CATEGORÍA

Un planeta es un cuerpo celeste que está en órbita alrededor del Sol, que tiene suficiente masa para tener gravedad propia para superar las fuerzas rígidas de un cuerpo de manera que asuma una forma equilibrada hidrostática, es decir, redonda, y que ha despejado las inmediaciones de su órbita

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SEGUNDA CATEGORÍA:

Un planeta enano es un cuerpo celeste que está en órbita alrededor del Sol, que tiene suficiente masa para tener gravedad propia para superar las fuerzas rígidas de un cuerpo de manera que asuma una forma equilibrada hidrostática, es decir, redonda; que no ha despejado las inmediaciones de su órbita y que no es un satélite.

TERCERA CATEGORÍA:

Todos los demás objetos que orbitan alrededor del Sol son considerados colectivamente como "cuerpos pequeños del Sistema Solar".

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Casi todos los planetas orbitan alrededor del Sol

en el mismo plano, llamado eclíptica. Plutón es un

caso especial ya que su órbita es la más inclinada

y la más elíptica de todos los planetas. El eje de

rotación de muchos de los planetas es casi

perpendicular al eclíptico. Las excepciones son

Urano y Plutón, los cuales están inclinados hacia

sus lados. 37


El Sol contiene el 99.85% de toda la materia en el

Sistema Solar. Los planetas están condensados

del mismo material del que está formado el Sol,

contienen sólo el 0.135% de la masa del sistema

solar. Júpiter contiene más de dos veces la

materia de todos los otros planetas juntos.

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Los satélites de los planetas, cometas, asteroides,

meteoroides, y el medio interplanetario

constituyen el restante 0.015%.

Casi todo el sistema solar por volumen parece ser

un espacio vacío que llamamos "medio

interplanetario". Incluye varias formas de energía y

se contiene, sobre todo, polvo y gas

interplanetarios.

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TEORIAS DE FORMACION DEL SISTEMA SOLAR

1) TEORIA NATURAL O EVOLUCIONARIA

A partir de una nebulosa que se condensaría por efecto de su giro, de acuerdo con las teorías naturales en 1 y 2 son dos estadios sucesivos de esta concentración.En 3, se representa el momento en que debido a la aparición de fuerzas centrífugas importantes, comienza la formación de un anillo del polvocósmico que constituye la nebulosa, para formar los planetas.

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TEORIA NATURAL

O EVOLUCIONA

RIA

41

TEORIAS DE FORMACION DEL SISTEMA SOLAR

2) TEORIA CATASTROFICA

De un solo chorro de

gas incandescente en

forma de huso que

originaria los

distintos planetas por

su concentración.

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EL SISTEMA SOLAR

El Sistema Solar es un sistema planetario,

que tiene por centro de atracción a la

estrella llamada Sol, y del que forman parte:

1)9 planetas: Mercurio, Venus, Tierra,

Marte, Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno y

Plutón.

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2)32 satélites: Giran en torno a los planetas.

1 corresponde a la Tierra, 2 a Marte y a

Neptuno, 5 a Urano y 12 a Júpiter. Existen

los satélites regulares, que giran en

órbitas casi circulares y de Oeste a Este

en torno a su planeta. También existen

los irregulares,, que describen órbitas

elípticas y de Oeste a Este.

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4)55 cometas periódicos: De los que se ha observado, al menos, un regreso.

5)Cerca de medio centenar de cometas no periódicos: De los que sólo se conoce una aparición.

3)1,600 asteroides: Estos catalogados y algunos más que giran entre Marte y Júpiter.

PLANETAS DEL SISTEMA SOLAR

Se distinguen dos tipos de planetas:

a) Los interiores: Los más cercanos al Sol. Son Mercurio, Venus, la Tierra y Marte. Son más pequeños y densos. Tienen pocos o ningún satélite.

b) Los exteriores: Los planetas más alejados del Sol. Son Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Son poco densos y grandes. Al contrario que los otros, tienen un gran número de satélites.

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Plutón, por su lejanía del Sol, es exterior,

pero sus características se parecen más a

las de un planeta interior. Casi todos los

planetas (menos Mercurio) tienen

atmósfera, debido a las fuerzas

gravitatorias. Mercurio está demasiado

cerca del Sol, lo que le hace alcanzar unas

temperaturas que le impiden crear

atmósfera.

ORIGEN DE LOS PLANETAS

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.

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Cualquier teoría que pretenda explicar la formación del

Sistema Solar deberá tener en cuenta que el Sol gira

lentamente y sólo tiene 1 por ciento del momento angular,

pero tiene el 99,9% de su masa, mientras que los planetas

tienen el 99% del momento angular y sólo un 0,1% de la

masa.


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Hay cinco teorías consideradas razonables:

1)La teoría de Acreción asume que el Sol pasó a través de una densa nube interestelar, y emergió rodeado de un envoltorio de polvo y gas.

2)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


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3)La teoría de Captura explica que el Sol interactuó con una proto-estrella cercana, sacando materia de esta. La baja velocidad de rotación del Sol, se explica cómo debida a su formación anterior a la de los planetas.

4)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.


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5)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.


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EL SOL

EL SOL

Es la estrella más cercana a la Tierra y el mayor elemento del Sistema Solar. Las estrellas son los únicos cuerpos del Universo que emiten luz. El Sol es también nuestra principal fuente de energía, que se manifiesta, sobre todo, en forma de luz y calor.

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El Sol contiene más del 99% de toda la materia del Sistema Solar. Ejerce una fuerte atracción gravitatoria sobre los planetas y los hace girar a su alrededor.El Sol se formó hace 5,000 millones de años y tiene combustible para 5.000 millones 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 trillón de años en enfriarse.

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ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN DEL SOL

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, las que de

dentro a fuera son:

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1)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.

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2) 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

éstos fotones son absorbidos

continuamente y reemitidos en otra

dirección distinta a la que tenían.

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3) 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.

4)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.

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5)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. Está formada por gases

enrarecidos y en ella existen fortísimos campos

magnéticos.

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6) Corona: capa de gran extensión, temperaturas

altas y de bajísima densidad. Está formada por

gases enrarecidos y gigantescos campos

magnéticos que varían su forma de hora en

hora. Ésta capa es impresionante vista durante

la fase de totalidad de un eclipse de Sol.

LA ENERGÍA SOLAR

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.

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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. 65

EL SOL1. El Sol se formó hace 5,000 millones de años.2. Ahora mismo está en la mitad de su vida.3. Está a casi 150 millones de kilómetros de la

Tierra.4. Tarda 25 días en realizar una rotación completa

y 220 millones de años en completar su traslación alrededor de la galaxia.

5. Es del tipo G, tiene color amarillo y una temperatura superficial alrededor de 6.000 ºC. Su diámetro es de 1’393,000 Km.

6. Al final de su vida se convertirá en una enana blanca.

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ENANA BLANCA

Se le dice así a una Estrella fría estable, mantenida por la repulsión debida al principio de exclusión entre electrones.

Una enana blanca es un remanente estelar que se genera cuando una estrella de masa menor a 9-10 masas solares ha agotado su combustible nuclear. De hecho, se trata de una etapa de la evolución estelar que atravesará el 97% de las estrellas que conocemos, incluido el Sol. Las enanas blancas son, junto a las enanas rojas, las estrellas más abundantes en el Universo.

DATOS BASICOS DEL SOL Y LA TIERRA

Datos El Sol La Tierra Tamaño: radio ecuatorial 695.000 km. 6.371 km. Periodo de rotación sobre el eje de 25 a 36 días * 23,93 horas Masa comparada con la Tierra 332.830 1 Temperatura media superficial 6000 º C 15 º C

68

EL PLANETA TIERRA

69

70

La tierra se encuentra dividida en tres capas:

1.CORTEZA

Corteza Superior Corteza Inferior

2.MANTO

Manto Superior Manto Inferior

3.NÚCLEO

Núcleo Superior Núcleo Inferior

LAS CAPAS DE LA TIERRA

Nombre Sub- Composiciòn Densidad Temperatura Velocidad Disconti- Espesor Profundidad

Divisiòn Quìmica 103 kg m-3 ºC

ondas "P" Km/seg. nuidad km. km.

SuperiorGranito

Granodiorita 2.7 400 5.5 - 6.1 17 17Corteza Conrad

Inferior Basalto - Gabro 3.3 600 - 1,000 6.4 - 7.2 33 50Mohorovic

Superior Peridotita ( N.C. ) 3.5 1,500 - 2,000 8 - 8.2 670 700Manto 20º

Inferior Peridotita ( C. ) 5.3 - 6.7 2,000 - 2,700 13.6 2,203 2,903Gutenberg

Superior Ferroniquel 11 - 11.5 3,000 - 4,000 10 - 11.7 2,259 5,162Nùcleo Wiechert

Inferior Ferroniquel 11.5 - 18 4,000 - 6,000 11.7 - màs 1,209 6,371

72

COMPOSICION QUIMICA DE LAS CAPAS DE LA TIERRA

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DATOS GENERALES DE LA TIERRA

1) La tierra no es un globo. A causa de la rotación de la tierra el radio ecuatorial es 21 km más largo que el radio polo N-polo S. La forma de la tierra es un elipsoide de rotación.

2) Radio ecuatorial : 6371 km 3) Radio polo/polo: 6350 km 4) Volumen : 1,083 X 1012 km3 5) Masa : 6 X 1021 ton.6) Peso especifico promedio : 5,517 g/cm3 7) Edad de la tierra : 4,600 millones de años (M.A.)8) Edad de las rocas más antiguas :3,700 (M.A.)9) Tiempo que se demoró en enfriarse las rocas de la

corteza terrestre : 900 (M.A.).74

DATOS GENERALES DE LA TIERRA

La tierra tiene una densidad o peso específico relativamente alto. (una roca común como cuarzo tiene solamente 2,65 g/cm3). La causa es la acumulación de minerales pesados en el núcleo y el manto a causa de la diferenciación. Es decir los minerales pesados durante y después de la formación de la tierra se movieron hacia abajo, los livianos se quedaron en la corteza. • La Gravedad es la atracción de toda masa por parte de

la tierra.• El peso es igual a la gravedad más la fuerza centrífuga

debida a la rotación de la tierra.

75

PROBLEMAS QUE SE PLANTEAN EN EL ESTUDIO DE LA TIERRA

1. No puede acceder a todo el volumen de la Tierra,

solamente se puede estudiar la Corteza que es la

parte más externa de la Tierra.

76

77

2. A través del método inductivo no se pueden

afirmar taxativamente las hipótesis. Los estudios

sobre objetos son muy variables, por ello hay que

aplicar métodos estadísticos.

PROBLEMAS QUE SE PLANTEAN EN EL ESTUDIO DE

LA TIERRA

78

3. Las hipótesis van a tener un grado de

incertidumbre variable. Por ejemplo. Para el caso

de la cristalografía, las hipótesis son más firmes.


LA TIERRA

79

4. La medida del tiempo es importante y la unidad

utilizada es el millón de años, debido a que los

procesos geológicos son muy lentos. Al millón

de años se denomina cron (cr ó m.a.).


LA TIERRA

80

5. Los períodos a los que pertenecen los terrenos

se miden a través de la correlación estratigráfica,

datación absoluta o datación radiactiva.


LA TIERRA

LA CORTEZA TERRESTRE

SUPERFICIE DE LOS CONTINENTES CON RELACION A LA CAPA SUPERIOR DE LA TIERRA

29 %

15 x 107 Km2

81

CORTEZA TERRESTRE

Hace unos 3,700 millones de años la corteza

de la Tierra comenzó a consolidarse y las

erupciones de los volcanes empezaron a

formar la atmósfera, el vapor de agua y los

océanos 82

El progresivo enfriamiento del agua y de la

atmósfera permitió el nacimiento de la vida,

iniciada en el mar en forma de bacterias y

algas, de las que derivamos todos los seres

vivos que habitamos hoy nuestro planeta

tras un largo proceso de evolución biológica83

RASGOS FISIOGRÁFICOS MAYORESDE LA TIERRA

1) CONTINENTES

2) OCÉANOS

84

CORTEZA TERRESTRE

La Corteza terrestre es la envoltura

superior sólida de la tierra, llegando

a tener un espesor aproximado (bajo

las cadenas montañosas) de 50 Km.

En su parte continental y 10 Km.

debajo de la superficie del mar

85

La corteza se encuentra constituidabásicamente de dos capas :

• La corteza continental superior que tiene un espesor promedio de 17 Km.

• La corteza continental inferior llega a tener hasta 33 Km. de espesor

86

La corteza superior se encuentra compuesta por

Silicatos de Aluminio, por ello su denominación

de SIAL. La corteza inferior en cambio se

encuentra compuesta por Silicatos magnésicos,

por ello su denominación de SIMA

87

88

CAPAS EXTERNAS O

RESERVORIOS DE LA TIERRA

Estas capas o reservorios son

dinámicos y espectaculares

cuando se observan desde el espacio.

Son cuatro:

1.ATMÓSFERA2.HIDRÓSFERA3.BIÓSFERA4.LA LITÓSFERA

89

90

1. ATMOSFERA

91

Masa gaseosa que rodea a la Tierra. Hasta cierta altura, está compuesta aproximadamente por 78% de nitrógeno y 21% de oxígeno, el resto es bióxido de carbono, otros gases, vapor de agua y ozono.

Sus características principales comprenden movilidad, elasticidad, capacidad de fluir bajo pequeños gradientes de presión, capacidad de expansión ilimitada, mala conductora del calor, así como capacidad para transmitir vibraciones a alta velocidad.

1. ATMOSFERA

Su origen se remonta a la formación de La Tierra,hace 4,600 millones de años.La volatilidad de gases durante la formación delplaneta fue el ingrediente principal de la atmósfera

prebiótica (anterior a la aparición de la vida). La Interacción gravitatoria, la rotación de La Tierra sobre si misma y la acción del Viento Solar fueronlos principales agentes que alteraron su composición.

ORIGEN DE LA ATMOSFERA

92

1. ATMOSFERA

La atmósfera es una de las capas fluidas

que rodea la Tierra y permite el desarrollo

de la vida:

1)La presencia de oxígeno permite reacciones aeróbicas (intercambio energético celular) y la formación del agua junto con el H.

93

1. ATMOSFERA


94

2) Mantiene la temperatura y determina el clima.

3) Nos protege de la radiación ultravioleta (UV) y partículas cósmicas.

1. ATMOSFERA


La composición ha ido evolucionado desde

entonces.

La aparición de los seres vivos (bacterias) sobre

el planeta fue determinante para formar la

atmósfera que hoy conocemos.

Actualmente, la actividad humana altera su

composición como consecuencia del uso de

combustibles fósiles (PETRÓLEO Y CARBÓN).95

1. ATMOSFERA


AIREEn la atmósfera,

además de gases

existen partículas

sólidas (polvo) y

vapor de agua.

Ese conjunto de

gases, vapor de

agua y partículas,

es lo que

denominamos

aire.96

1) Primera capa : TROPOSFERA

2) Segunda capa : ESTRATÓSFERA

3) Tercera capa : MESOSPERA

4) Cuarta capa : TERMOSFERA

5) Quinta capa : EXOSFERA97

Tiene un espesor de aproximadamente 1,000 Km. y se divide en cinco capas:

1. ATMOSFERA

CAPAS DE LA ATMOSFERA

99

La capa más baja de la atmósfera. Del griego tropos, “cambio“, y su espesor varía entre 10 km en los polos y 16 Km. en el ecuador, oscilando en las latitudes medias entre 11 y 13 km. Su nombre hace referencia a los cambios meteorológicos que en ella tienen lugar. La temperatura disminuye hasta los -70 ºC a los 10 Km.

1) TROPOSFERA

100

Las capas más próximas al suelo, hasta una altura de 3,000 ó 4,000 m, conforman la zona de perturbaciones, por cuanto en ella tienen lugar las grandes alteraciones de la atmósfera (variaciones de temperatura, tempestades, huracanes) y se concentra la mayor parte del vapor de agua que provocan las nubes, y en consecuencia las lluvias y las nevadas. Las capas superiores de la troposfera, entre los 3,500 m. y los 10,000 m., son en comparación mucho más estables y en ellas se desplazan grandes nubes.

1) TROPOSFERA

101

TROPOSFERA

102

Se encuentra por encima de la troposfera. Ambas zonas están separadas por una capa intermedia, la tropopausa. La estratosfera, que llega aproximadamente a los 50 km de altura, es una región muy tranquila.

A medida que se sube, la temperatura en la Estratósfera aumenta de -70 ºC hasta 0 ºC, a los 50 Km. de altura.

2) ESTRATOSFERA

103

En ella encontramos una capa muy delgada, tan sólo de algunos centímetros de espesor, la denominada capa de ozono (O3) (Ozonósfera), la cual absorbe gran parte de las radiaciones ultravioletas letales para los organismos vivos.

104

ESTRATOSFERA

105

Esta capa se encuentra por encima de la estratosfera y se extiende desde los 50 hasta los 85 km y alcanza una temperatura de – 90ºC a los 85 Km. de altura.

Entre ésta y la termosfera se encuentra una capa intermedia, la mesopausa.

Es la zona más fría de la atmósfera.

3) MESOSFERA

106

MESOSFERA

107

Se encuentra por encima de la mesosfera, se caracteriza por presentar un aumento de la temperatura, y llega hasta una altura de unos 500 km, límite en el que se encuentra la termopausa. Si bien su temperatura varía entre la noche y el día, llega a alcanzar los 1,500 ºC. El aire es muy tenue.

4) TERMOSFERA

108

En ella se producen procesos químicos tales como la disociación molecular, ya que tanto las moléculas de nitrógeno como las de oxígeno tienden a disociarse debido a la elevada energía de sus átomos en esta zona. Los iones se encargan de absorber las radiaciones ultravioletas.

En esta cuarta capa se encuentra incluida la región llamada IONÓSFERA.

TERMOSFERA

109

TERMOSFERA

IONÓSFERA

Pertenece a la cuarta capa de la atmósfera de la

tierra. En ella el aire se enrarece cada vez más y la

temperatura aumenta considerablemente. Es

fundamental porque provoca la desintegración de

los Meteoritos que llegan a ella desde el espacio.

110

La ionosfera permite que la atmósfera superior

refleje las ondas de radio emitidas desde la

superficie terrestre posibilitando que éstas puedan

viajar grandes distancias sobre la Tierra, gracias a

las partículas de iones (cargadas de electricidad)

presentes en esta capa

TERMOSFERA

IONÓSFERA

111

TERMOSFERA

112

Esta capa está por encima de la termosfera y es la última de las capas atmosféricas, cuyo límite externo se sitúa en los 1,000 km, que es el propio límite de la atmósfera. En la exosfera el ambiente se encuentra enrarecido y la posibilidad de colisión de dos partículas es muy escasa.

Es fundamental porque provoca la desintegración de los meteoritos que llegan a ella desde el espacio.

5) EXOSFERA

113

El hidrógeno ionizado es abundante y tanto los protones como los electrones se encuentran bajo la influencia del campo magnético terrestre, aunque también pueden llegar a escaparse al espacio exterior gracias a la elevada energía cinética que poseen. Estas pérdidas se compensan gracias a las nuevas partículas aportadas por el viento solar.

EXOSFERA

114

EXOSFERA

115

La hidrosfera o hidrósfera (del griego hydros:

agua y sphaira: esfera) describe en las Ciencias

de la Tierra el sistema material constituido por el

agua que se encuentra bajo, y sobre la superficie

de la Tierra

LA HIDROSFERA

Engloba la totalidad de las aguas del planeta,

incluidos los océanos, mares, lagos, ríos y las

aguas subterráneas. Este elemento juega un papel

fundamental al posibilitar la existencia de vida

sobre la Tierra, pero su cada vez mayor nivel de

alteración puede convertir el agua de un medio

necesario para la vida en un mecanismo de

destrucción de la vida animal y vegetal.

116

117

SUPERFICIE DE LAS AGUAS CON RELACION A LA CAPA SUPERIOR DE

LA TIERRA

71 %

LA HIDROSFERA

EL CICLO DEL AGUAEn la Tierra el agua se encuentra en permanente circulación, realiza un círculo continuo llamado ciclo del agua.

El agua de los océanos, lagos y ríos y la humedad de las zonas con abundante vegetación se evapora debido al calor. Cuando este vapor de agua se eleva comienza a enfriarse y a condensarse en forma de nubes, hasta que finalmente precipita en forma de lluvia, nieve o granizo.

118

EL CICLO DEL AGUA

119

El agua salada: océanos y mares

El agua salada ocupa el 68% de la superficie de la Tierra y se distribuye en los siguientes océanos:

1) El Océano Pacífico, el de mayor extensión, es la tercera parte de la superficie de todo el planeta. Se sitúa entre el continente americano, Asia y Oceanía.

2) El océano Atlántico ocupa el segundo lugar en extensión. Se sitúa entre América y los continentes europeo y africano.

3) El océano Índico es el de menor extensión. Queda delimitado por Asia al Norte, África al Oeste y Oceanía al Este. 120

4) El océano Glacial Ártico se halla situado alrededor del Polo Norte y está cubierto por un inmenso casquete de hielo permanente.

5) El océano Glacial Antártico rodea la Antártida y se sitúa al Sur de los océanos Pacífico, Atlántico e Índico.

Los márgenes de los océanos cercanos a las costas, más o menos aislados por la existencia de islas o por penetrar hacia el interior de los continentes, suelen recibir el nombre de mares.

121

EL AGUA DULCE

El agua dulce, que representa solamente el 3% del agua total del planeta, se localiza en los continentes y en los Polos. En forma líquida en ríos, lagos y acuíferos subterráneos y en forma de nieve y hielo en los glaciares de las cimas más altas de la Tierra y en las enormes masas de hielo acumuladas entorno al Polo Norte y sobre laAntártida.

122

BIOSFERA

Parte del mundo correspondiente a los seres vivos que se ubican en la superficie de la tierra, el

suelo, los mares, el aire

123

LA LITOSFERA

124

Su espesor es de 100 Km., y es la capa externa

de la Tierra, conformada por materiales sólidos

de la Corteza Superior (Sial) y de la Corteza

Inferior (Sima) cuyo espesor es de 50 Km., más 50

Km. de la capa superior más rígida del Manto

Superior. Se presenta dividida en placas

tectónicas que se desplazan lentamente sobre la

Astenósfera. 125

LA LITÓSFERA

126

OTRAS CAPAS DE LA TIERRA

127

Su espesor es de 100 Km, es una capa de

material plástica que se encuentra en la parte

central del manto superior. Debajo de esta capa

se encuentra la Mesósfera.

LA ASTENÓSFERA

Tiene un espesor de 2,703 Km, comprende la parte

última del Manto Superior y todo el Manto Inferior.

Su parte inferior se encuentra en contacto con el

Núcleo Superior.

128

LA MESÓSFERA

129

Tiene un espesor de 3,468 Km, comprende todo el

Núcleo (Superior e Inferior).

LA ENDOSFERA

Espesor variable 5 – 40 Km. ρ = densidad (g / cm3)

130

COORDENADAS GEOGRAFICAS

131

La tierra es como una pelota aplanada en los

polos. Se le dibujan unas líneas imaginarias como

una red de pescar. Estas líneas imaginarias sirven

solo de referencia y para saber la posición o la

ubicación en la que estamos sobre la tierra. El

sistema de coordenadas está formado, por dos

ejes en el plano que permiten definir la posición

de cualquier punto sobre la superficie terrestre.

SISTEMA DE COORDENADAS

132

El sistema de coordenadas cartesianas es una

manera de identificar la posición de un punto

sobre un plano con relación a dos rectas

perpendiculares llamados ejes. El eje horizontal

también se llama eje de x y el eje vertical se llama

eje de y.

SISTEMA DE COORDENADAS

133

LATITUD

Es la distancia angular entre un punto de la Tierra,Norte o Sur, y el ecuador. Se calcula por mediosastronómicos: tomando la altura del sol sobre el horizonte a mediodía. En el hemisferio norte el punto Norte lo marca la estrella Polar, y en el hemisferio sur el punto Sur se encuentra estableciendo la posición de la Cruz del Sur. También se puede calcular la latitud de un lugar tomando como referencia estos puntos. La latitud puede ser Norte (positiva) o Sur (negativa). Lima tiene latitud aproximada de 12º Sur. 134

LATITUD

135

LONGITUD

Es la distancia angular de un punto de la Tierra, al

Este o el Oeste, con respecto al meridiano 0º. Para

conocer la longitud de un punto debemos saber

cuándo es medio día en el meridiano cero y

cronometrar el tiempo de diferencia con el

mediodía local. Esa diferencia dividida entre 4

da la longitud. 136

Lima se encuentra a 75º al oeste de Greenwich, por

tanto su longitud es 75º oeste. La longitud da la

hora. En una rotación, la Tierra recorre los 360

grados de una circunferencia, según el sistema

sexagesimal. En hacer ese recorrido tarda, 24

horas. Esto significa que cada hora recorre 15

grados y cada cuatro minutos un grado

LONGITUD

137

LONGITUD

138

LATITUD LONGITUD

MERIDIANO

PARALELO

139

Ejemplo:

140

Ejemplo:

141

Coordenadas geográficas.- Son líneas imaginarias trazadas sobre la tierra, expresadas en grados, minutos y segundos, usadas para definir una posición en la tierra.

142

Coordenadas UTM. – Son líneas imaginarias trazadas sobre la tierra, expresadas en metros, usadas para definir una posición en la tierra

143

CARTOGRAFÍA.- Es la ciencia de

representar una parte o la totalidad de la

tierra por medio de dibujos o mapas,

considerando siempre una escala.

LÍNEA DEL ECUADOR.- Es una línea

imaginaria que divide la tierra en dos partes

llamados hemisferios (Norte y Sur). El grado

de la línea del Ecuador es 0°.144

MERIADIANO DE GREENWICH.- Es una línea imaginaria que divide la tierra en dos partes, una para el este (naciente) y la otra para el oeste (poniente). Su valor es 0°

MERIDIANOS.-Son líneas imaginarias que cortan la línea del Ecuador y pasan por los polos. No son círculos máximos, sino, la mitad de un círculo máximo.

PARALELOS.- Son líneas imaginarias y paralelas a la línea del Ecuador, que llegan a los polos norte y sur. 145

ALTITUD.- Es la distancia vertical entre un punto situado sobre la superficie terrestre o la atmósfera y el nivel del mar.

ALTURA.- Es la distancia vertical entre dos puntos situados en diferentes posiciones.

COORDENADA UTM.- Es una unidad cartográfica expresada en metros (Universal Transversal Mercator). Es una forma más exacta de indicaruna posición en la tierra.

146

GPS.- Significa Sistema de Posicionamiento Global por satélite. Es una herramienta para determinar la ubicación de cualquier punto en la tierra mediante coordenadas.

SATÉLITE.- Es una nave espacial que da vueltas a la tierra y manda señales a los GPS para determinar su posición cualquiera de la tierra

ZONA GEOGRÁFICA.- Es un área determinada para trabajar con coordenadas UTM. Cada zona ocupa 6 grados y Perú se encuentra en tres zonas geográficas: 17, 18 y 19 (hemisferio sur)

147

Se divide la Tierra en 60 husos de 6º de longitud, la zona de proyección de la UTM se define entre los paralelos 80º S y 84º N. Cada huso se numera con un número entre el 1 y el 60, estando el primer huso limitado entre las longitudes 180° y 174° W y centrado en el meridiano 177º W. Cada huso tiene asignado un meridiano central, que es donde se sitúa el origen de coordenadas, junto con el ecuador. Los husos se numeran en orden ascendiente hacia el este.

HUSOS UTM

148

Por ejemplo, la Península Ibérica está situada en los husos 29, 30 y 31, y Canarias está situada en el huso 28. En el sistema de coordenadas geográfico las longitudes se representan tradicionalmente con valores que van desde los -180º hasta casi 180º (intervalo -180º → 0º → 180º); el valor de longitud 180º se corresponde con el valor -180º, pues ambos son el mismo antimeridiano de Greenwich y en él se produce la conexión de los husos UTM 1 y UTM 60.

HUSOS UTM

149

De manera general podemos decir que los mapas son todos aquellos dibujos que representan la superficie de la tierra de un área sobre una superficie plana y a la vez nos muestra una temática concreta relacionado con la superficie.

MAPA

151

152

Con frecuencia se utiliza el término de mapa para las escalas pequeñas (menores a 1/200,000).

Ejemplos: 1/250,000, 1/500.000, 1/1’000,000

MAPA

LA CARTA NACIONAL.- La carta nacional es una representación gráfica de una porción de la superficie terrestre del Perú, y cubre la totalidad del territorio peruano en varias hojas. Está a una escala 1 : 100 000 y en ella podemos encontrarrepresentados los elementos geográficos como por ejemplo: ríos, quebradas, centros poblados, escuelas, lagos, etc. La carta nacional es elaborada por el Instituto Geográfico Nacional (IGN), que esel organismo responsable en el Perú de elaborar la información cartográfica oficial

153

Ejemplo de carta nacional

154

Otras Características

del mapa

155

PLANO.- Es una representación gráfica en dos dimensiones del terreno. Con frecuencia se utiliza el término de plano para las escalas grandes (mayores 1/100,000) Ejemplos: 1/50,000, 1/25,000, 1/10,000

156

CROQUIS.- El concepto de croquis lo utilizaremos para referirnos a una representación gráfica simple, hecha a mano y sin pretender rigor.

157

ELEMENTOS DE UNA CARTA NACIONAL

ESCALA.- En una carta nacional no se puede dibujar las dimensiones de la superficie terrestre (cerro, lago, ríos, caminos, etc.) en su tamaño real por eso se dibujan más pequeños, es decir a otra escala.

Por ejemplo:1.- La cancha de fútbol de la comunidad en el mapa mide 1 cm de largo pero en el terreno mide 100 m de largo, es decir que la equivalencia de 1 cm en el mapa es de 100 m en el terreno.

1 cm en el mapa 100 cm en el terreno

1 cm en el mapa 10,000 cm en el terreno

158

CURVA DE NIVEL.- Son líneas imaginarias que se dibujan en el mapa para representar los cerros. Cada línea indica la altura de los cerros con respecto al nivel del mar. Cada línea tiene un valor y se llama cota o altitud

159

Las curvas tienen diferentes formas

y tamaños, el espacio entre curvas va a

depender de la pendiente. Por

ejemplo, cuando las curvas de nivel están mas juntas la zona es mas empinada o de

mucha pendiente 160

LOS MOVIMIENTOS DE LA TIERRA

161


La Tierra en su desplazamiento por la órbita solar

realiza dos movimientos principales, Estos

movimientos han servido a los seres humanos

para poder medir el tiempo y hacer sus

calendarios.

162

163

Alrededor del Sol que dura un año y que

determinan la cantidad de luz y calor que llega a

cada lugar de la superficie terrestre a lo largo del

día y del año. El movimiento de traslación lo hace

en 365 días, 6 horas y 9 minutos.

TRASLACIÓN

164

Sobre su propio eje durante un día, el cual es el

causante de la sucesión de los días y las noches y

de la alternancia de las estaciones del año.

El eje de rotación está inclinado 23º hacia el plano

de traslación. La rotación lo realiza en 23 horas y

56 minutos


ROTACIÓN

ELIPSOIDE

La órbita de la Tierra es elíptica. La elipsees una circunferencia con un alargamientoen 2 puntos extremos.

Circunferencia (los puntos O y O’ coinciden en el centro)

Elipse (los puntos O y O’ están separados)

165

DURACIÓN DEL DÍA Y DE LA NOCHE EN DIFERENTES LATITUDES

La duración del día y la noche depende de la fecha ydel lugar en la Tierra donde vivimos:- En enero (verano para el

hemisferio sur), el día dura más tiempo que la noche; pero en el hemisferio norte la noche dura más que el día. Compare la ciudad B y la ciudad F :

B tiene más tiempo de luz que F en una rotación de la Tierra.

166


1) Movimiento de rotación

Período: Aproximadamente 24 horas

167


La Tierra en su viaje alrededor del Sol tarda en dar una vuelta completa 365 días y 6 horas, aproximadamente

TRASLACION

168

169

LAS ESTACIONES DEL AÑO

Son los períodos del año en los que las condiciones climáticas imperantes se mantienen, en una determinada región, dentro de un cierto rango. Estos periodos duran aproximadamente tres meses y se denominan Primavera, Verano, Otoño e Invierno aunque en las regiones de la tierra cercanas al Ecuador las estaciones son sólo dos, la estación seca y la lluviosa ya que en ellas varía drásticamente el régimen de lluvias, pero no así la temperatura.

LAS ESTACIONES

Durante su viaje alrededor del Sol la Tierra

describe una elipse llamada órbita. El cambio de

las estaciones a lo largo del año se produce al

darse la particularidad de que el eje de rotación de

la Tierra se encuentra inclinado respecto del plano

de la órbita, esto hace que los rayos del Sol incidan

de forma diferente a lo largo del año en cada

hemisferio. Por tal razón, en el hemisferio Sur el

verano es mas caluroso que el verano en el

Hemisferio Norte, debido a que el Sol se encuentra

a distancias diferentes en dichas estaciones170

171

LA CAUSA DE LAS ESTACIONES

La sucesión de las estaciones no se debe a que en su movimiento elipse-elíptico la Tierra se aleje y acerque al Sol. Esto tiene un efecto prácticamente imperceptible.

La causa es la oblicuidad de la eclíptica-inclinación del eje de giro del globo terrestre. Este eje se halla siempre orientado en la misma dirección (salvo fenómeno de la precesión de los equinoccios-precesión) y por tanto los hemisferios boreal y austral son desigualmente iluminados por el sol. Cada seis meses la situación se invierte.

172

Si el eje de la Tierra no estuviese inclinado

respecto a la Eclíptica, el Sol se hallaría todo el año

sobre el ecuador; culminaría todos los días del año

a la misma altura sobre el horizonte, que sería igual

a la misma latitud N y S, y tanto menor cuanto

mayor fuese la latitud h=90-latitud, por lo cual no

habría estaciones.

LAS ESTACIONES

174

VERANOSolsticio en el Hemisferio Sur

(21 de Diciembre – 20 de Marzo)

INVIERNOSolsticio en el Hemisferio Norte

(21 de Diciembre – 20 de Marzo)

175

OTOÑOEquinoccio en el Hemisferio Sur

(21 de Marzo – 20 de Junio)

PRIMAVERA Equinoccio en el Hemisferio Norte

(21 de Marzo – 20 de Junio) 176

INVIERNO

Solsticio en el Hemisferio Sur

21 de Junio – 20 de Setiembre

VERANO

Solsticio en el Hemisferio Norte

21 de Junio – 20 de Setiembre177

PRIMAVERA

Equinoccio en el Hemisferio Sur(21 de Setiembre – 20 de Diciembre)

OTOÑO

Equinoccio en el Hemisferio Norte

(21 de Setiembre – 20 de Diciembre) 178

LAS ZONAS TERMICAS DE LA TIERRA

Otra consecuencia del movimiento de traslación de la Tierra alrededor del Sol es la división del planeta en grandes zonastérmicas y climáticas, una cálida en la zona intertropical, dos templadas en las latitudes medias de ambos hemisferios y dos frías o polares, debido a que la cantidad e intensidad de radiación solar que llegan a la superficie terrestre varían con la latitud y las estaciones del año.

179

LAS ZONAS TERMICAS DE LA TIERRA

180

2da semana de geologia

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