Defniciones, justifcacin, yalcancedel libroDefnicin de trminosProcesos de la superfcie de la Tierra incluyen la intemperie; sedimento laproduccin por la erosin y la precipitacin bioqumica o qumica; la erosin,el transporte, y la deposicin de sedimentos bajo la infuencia de lagravedad, fuye agua, aire, y elhielo; terremotos y la Tierra movimientossuperfciales; erupciones volcnicas y movimientos de eyeccionesvolcnicas !studio de los accidentes geogrfcos "mor#ologa$ de lasuperfcie de la Tierra, incluyendo los procesos responsables de tales #ormasde relieve, que se llama la geomor#ologa !l estudio de los sedimentos, enconcreto la naturale%a y origen de los sedimentos no consolidados y rocassedimentarias consolidadas, se llama sedimentologa!stratigra#a signifca estrictamente la descripcin de "sedimentaria$estratos, que, por defnicin, es otro aspecto de sedimentologaImportancia de los procesos de la superfcie de la TierraProcesos de la superfcie terrestre son importantes para el cientfco,ingeniera, ambientales y econmicos ra%ones, como se e&plica acontinuacinDando forma de la superfcie de la Tierra'uchosdela superfciedela Tierraprocesos responsablesdeaccidentesgeogrfcos implican la #ormacin, la erosin, el transporte, y la deposicindesedimentos"(igura))$ !simposibleparaentender la#ormacinde#ormas deposicionales "*omo los deltas y playas, por ejemplo$ sinconocimiento de los sedimentos que las componen+dems, la naturale%a de los depsitos sedimentarios es probable que est,relacionada con los procesos de produccin de sedimentos y la erosin en elrea de origen Por lo tanto, las disciplinas de la geomor#ologa ysedimentologa son ntimamente relacionadasInterpretacin de los procesos de las superfcies antiguas,accidentes geogrfcos, y los depsitos sedimentarios-a .nica manera racional de interpretar el origen de los depsitossedimentarios antiguos "(igura )/$ es comparar con depsitossedimentarios modernos, o con modelos tericos basadosen elconocimientodelosmodernosprocesossedimentarios+continuacin,elregistro sedimentariopuede interpretarse en t,rminos de la superfcie de laTierra ms all procesos y #ormas de relieve, lo que lleva a la reconstruccinde la geogra#a, la tectnica, y el clima del pasado "es decir, 0istoria de laTierra$ !volucin de la vida en la Tierra y los hbitats y estilos de vida delosorganismosanteriores, tambi,nsereconstruyendelaevidencia#silpreservado en depsitos sedimentarios!l conocimientodelosprocesosdelasuperfciedelaTierra, accidentesgeogrfcos, y los depsitos sedimentarios se est utili%ando cada ve% mspara interpretar los ambientes superfcialespresentesy pasadosenotrosplanetas "por ejemplo, 'arte$, y dicha interpretacin requiereatencinparticular a la vista de los di#erentes #sica, condiciones biolgicas sobre otroproducto qumico, y planetasIngeniera, ambientales y cuestiones de seguridad pblica'uchos procesos de la superfcie de la Tierra incluyen la ingeniera,cuestiones ambientales y de seguridad p.blica, incluyendo desli%amientosde tierra y fujos de escombros; inundaciones fuviales; mareas detempestad; orilla delro y de la playa de la erosin; sedimentacin en lanavegacin canales; movimientos de tierra, desli%amientos de tierra ytsunamis asociada a los terremotos; erupciones de ceni%a volcnica y lava,ysuse#ectossobreel clima, inundacionesfuvialesyfuyeporgravedadsedimentos "(igura )1$Procesos de la superfcie de la Tierra deben ser entendidas cuando construircualquier cosa en la superfcie de la Tierra2 los edifcios, carreteras,#errocarriles, canales, diques, presas costerasFIGURA 1.1. Formas deposicionales. (A) Canales, diques, y la grieta se ensancha en elroColum!ia, "C, Canad#. Foto cortesa de $en% "erendsen. &ar de arena (") Issaouame en eleste de Argelia. 'esde la (A)A la *ierra desde el espacio. (C) Glaciar Atha!asca, Canad#,mostrando dep+sitos marginales y la posici+n de la terminal en 1,1,. Foto cortesa de $en%"erendsen. (') de la playa con cresta y runnel, Isla de Gal-eston, *e.as. Foto cortesa deRo!ert *ye. (/) /l deltadel roIndo. 'esdela(A)Ala*ierradesdeel espacio. (F) decar!onato de arena !ancos de arena de marea de las "ahamas. 'e Ciencias de la *ierramundo "anco de im#genes. (0er 1late 1 para las -ersiones de color.)(Figura 1.2). 1rocesos de la super3cie de la *ierra de!en ser tam!i4n entiende al reparar elda5o humano a la de la *ierra am!iente de la super3cie6 por e7emplo, la restauraci+n de losecosistemas naturales8 remediaci+n de aguas contaminadas y el aire.FIGURA 1.9. Una gran a:oramiento de rocas sedimentarias de la &ioceno )i;ali% Group, elnoroeste de 1a%ist#n. (0er 1late 9 para el color -ersi+n.)Los recursos econmicos en depsitos sedimentarios!l conocimiento de depsitos sedimentarios es esencial parala e&ploracin,el desarrollo y la gestin de los derechos econmicos recursos quecontienen2 agua, petrleo y gas en sus espacios de los poros; piedra, arenay grava para la construccin; arcilla para cermica y ladrillos, y como una#uentedealuminioyhierro; cali%aparacemento; evaporitasminerales;carbn y lignito; minerales tales como placer oro "(igura )3$FIGURA1.7$; "1$ piro&eno ""'g, (e, *a$ 9i/>:$; "7$ an#bol"hidratado Ka, *a, (e, 'g aluminosilicatos$; "3$ la mica biotita "H "'g, (e$ 1"+l9i1>)C$ ">0$ /$; ":$ cuar%o "9i>/$; "@$ #eldespato potsico "H+l9i1>B$; y"B$lamicamuscovita"H+l/"+l9i1>)C$ ">0$ /$ -acorte%acontinental yocenica ligeramente la corte%a tienen di#erentes elemental y mineralgicacomposiciones "Tabla//$ +pro&imadamenteel E3Ldelamasadelacorte%a continental se compone de granito rocas gneas y metamrfcas, ensumayoracompuestosporKa;ricaplagioclasa, piro&eno, an#bol, cuar%o,biotita, moscovita, y H;#eldespato -a corte%a ocenica espredominantemente compuesto por gabros y basaltos, gneas rocasmayormente compuestas de *a;ricos #eldespatos plagioclasa y piro&enos*A"DA 9.9. Composici+n elemental de conchas de roca de la *ierra en porcenta7e de masa(Faure, 1,,1)-as rocas delacorte%aultraperi#,ricassongeneralmentecubiertospormaterial suelto, granular "sedimentos$ queseoriginadeladegradacinqumica y #sica de los pre;e&istente rocas -os sedimentos son noconsolidada, mientras que sedimentaria rocas son sus contrapartesconsolidados -os sedimentos y rocas sedimentarias representan sloapro&imadamente 3Lde la masa de la corte%a, pero la coberturaapro&imadamente @3L de la superfcie de la tierra y tal ve% E3L del #ondodel mar -as rocas sedimentarias hasta )3 Ailometros de espesoracumularse en depresiones locales llamados cuencas sedimentarias "v,aselaseccinsobrelatectnicadeplacasacontinuacin$ 9inembargo, lossedimentos y rocas sedimentarias tambi,n ocurrir como un barni%generali%ada "menos de ) Amde espesor$ sobre muchos interiorescontinentalesyocenicasllanurasdelacuenca -asproporcionesdelosdiversos tipos de se dan las rocas sedimentarias comunes en loscontinentes en la Tabla /1FIGURA 9.9./lementos de laplaca tect+nica. (A) Da distri!uci+nde los principales placastect+nicas de la litos>era. 'i>undir crestas (lmites accretionary), Conas de su!ducci+n(con-ergente lmites), y trans>ormar lmites se indican. &odi3cado de *urcotte y )chu!ert(9==9). Das posiciones de esquema secciones trans-ersales a tra-4s de la placas litos>4ricasy su!yacente astenos>era ("), (C) y (') son se indica. Das secciones trans-ersales en>atiCarlos mo-imientos de las placas. &odi3cado de prensa y )ie-er (1,KL).T+G-+/1 +bundanciasvolum,tricasderocassedimentariasen*orte%acontinental de la Tierraropiedades fsicasPropiedades #sicasimportantes de la litos#era incluir la densidad, presin, temperatura, yreolgicas "de#ormacin y el fujo$ propiedades tales como elasticidad,rigide% a la fe&in, la viscosidad y viscoelasticidad Todo estas propiedadesvaran espacialmente dentro de la litos#era -a densidad media de lalitos#era es /@3C AgmM 1 +umenta la presin litosttica linealmente con lapro#undidad como densidad por aceleracin de la gravedad por unidad delongitud2 es decir /@3CM E,B)M /@CCC pascales por metro de pro#undidad9in embargo, tambi,n e&isten presiones dinmicas en la litos#era debido alos movimientos relativos dentro y entre placas -a pendiente mediageot,rmica en la parte superior parte de la litos#era est a unos 1C B* porAilmetrodepro#undidad, pero es mayor enlas %onas volcnicamenteactivas, y menor en las %onas continentales de edad !l gradientegeot,rmico no es constante con la pro#undidad, sin embargo, y debedisminuir hacia abajo-as rocas que se someten a compresin o traccin estr,s someterse a uncambioenlalongitud"llamadacepa$ enel direccindelaaccindelatensin 9i la roca responde a el estr,s sin tiempo de retraso, y la longitudoriginal de la roca se recupera inmediatamente despu,s de la eliminacinde la el estr,s, se dice que la roca a comportarse elsticamente Parmetrosque describen elasticidad "por ejemplo, mdulo de Noung,!l coefciente de Poisson, y la rigide% a la fe&in$ se defnen en Turcotte y9chubert "/CC/$ -as #racturas enlasrocas ocurrir cuandode#ormacinelsticae&cedeel rendimiento#ortale%adelaroca 9inembargo, otros"viscoelstico$ rocassede#ormanelsticamenteypor tantoviscoso"deplstico$ de#ormacin !n este caso, la parte viscosa de la cepa resultantede una tensin aplicada es irreversible, y el cepa puede ser dependiente deltiempo Por ejemplo, elderretimiento de hielo a partir del.ltimo m&imoglacial retira una carga en la litos#era -a respuesta #ue inmediata elsticaelevar2 sin embargo, la respuesta viscoelstica est todava en curso a dade hoy Oocas #undidas se de#orman por completo viscosamente -a fujo deroca #undida es normalmente laminar "v,ase el *aptulo 3$ en vista de sualta viscosidad "de decenas a miles de Pa s$ De#ormacin elstica es tpicode #ro, poco pro#unda rocas bajo peque5as presiones de confnamiento, yalgunos gelogos suponer que la mayor parte de la litos#era se comportaelsticamente *omportamiento viscoelstico es ms probable que latemperatura y confnar aumento de presin con la pro#undidad -a modeloviscoelsticodegeologalitos#eraesmsengeneral, yaquepermitelade#ormacin puramente viscosolacas tectnicas-a tectnica de placas es una teora que describe la geometra y elmovimientodelasplacasrgidasquecomponenel -itos#eradelaTierra"(igura //$ !stas placas estn en movimiento con velocidades relativas delorden de unos pocos decenas de milmetros por a5o -a tectnica de placases responsable para las principales caractersticas topogrfcas de lasuperfcie de la Tierra tales como monta5as y oc,anos -a mayora de losterremotosyerupcionesvolcnicasocurrenenocercadeloslmitesdeplacas, al igual quelas grandes cadenas monta5osas 'onta5aantiguacinturones registran las posiciones anteriores de los lmites de placas-as placassoncontinuamentecreados ydestruidos"(igura//$ Placasadyacentes sealejandecada otro en las dorsales ocenicas "un procesoconocido como lecho marino di#usin$, y calientes, los magmas baslticosmanto derivados ascender a llenar el vaco entre las placas divergentesDorsales ocenicas son sitios de sismos superfciales y circulacin vigorosahidrotermal, donde el agua de mar desciende a trav,s de #racturas,reacciona con basaltos de alto temperaturas, y vuelve al #ondo del mar, yasea como fujo di#uso o concentrado en espectacular minerali%ada g,iseresdel lecho marino "#umadores negros$ *omo las placas se mueven lejos delas dorsales ocenicas, que se en#ran, t,rmicamente contrato, ydesaparecen 9in embargo, tambi,n se espesan por acumulacin de magmase solidifca en su base y los sedimentos en la parte superior (lotando en elmar de cresta lmites de las placas son com.nmente conocido comoacrecin lmites de las placas o los lmites de placas divergentes-as placas se destruyeron donde convergen con y son anulados por otrasplacas, y descender en el manto mediante un proceso llamado subduccinTrincheras ocenicas marcar el lugar donde las placas ocenicas comien%ansudescenso"(igura//$ !stostiposdelmitesdeplacassonaqueserefere como los lmites de placas convergentes (allas importantes separarla placa descendente de la placa superior, y estas #allas son los sitios demuchos terremotos, incluyendoms grandes terremotos, comoel *hileTerremotode)E:C, el terremotode+lasAade)E:7, yel de9umatraterremoto de /CC7 -os epicentros de terremotos delinean la placalitos#,rica, ya queFIGURA9.ormado cuenca oce#nica como el &arRo7o. (") Un cuenca oce#nica maduracomo la Atl#ntico con grandesacumulaciones de sedimentosdesarroll+ !a7o plata>orma continental,talud continental, y emersi+ncontinental. (C) Da su!ducci+n decorteCa oce#nica con resultantede>ormaci+n, metamor3smo, yintrusi+n gnea de edad continentaldep+sitos plata>ormaGtaludaltura(uncu5a de acreci+n). )uper3cieacumulaci+n -ulcanismo y lossedimentos en las cuencas de antepasmarginalesocurrircomotam!i4n. (')el cierre 3nal de un oc4ano cuenca porla colisi+n continenteGcontinente.)edimentosarro7ar>ueradel cintur+nde monta5a acumula en antepasmarginal cuencas.desciendeenel manto !stas%onasplanasdeterremotosenloslmitesconvergentes son conocidos como Ponas Fadati;GenioQ -neas de volcanesactivos en paralelo a la #osa ocenica ocurrir en casicada placa superiorunalosadescendente -aslneasdevolcanessonunapocoscientosdeAilmetros de distancia de la %anja "(igura //$ +rcos de islas volcnicas,como la +leutianas y Rapn, #orman donde la placa primordial es #ondo deloc,ano SDndeseencuentranlastrincherasjuntoaloscontinentes, losvolcanes se desarrollan como parte de una cadena de monta5as, tales comolas monta5as de los +ndes de +m,rica del 9ur "(igura //$-as interacciones entre las placas generan un surtido de depresiones "hasta)3 Am de pro#undidad$ de la superfcie de la Tierra que puede llegar a serlleno de sedimentos, #ormando ascuencas sedimentarias "(igura /1$ -amayorasedimentariacuencas sepuedenponer enunmarcodeplacatectnica conocido como el *iclo de Filson en honor de R Tu%o Filson, unode los pioneros en el estudio de la relacin entre la #ormacin de monta5asy de la tectnica de placasDe acuerdo con el ciclo de Filson, se inician las cuencas ocenicas debido ala dislocacin de los continentes "(igura /1$ -a 9istema del Oi#t de T#rica>riental yel 'ar Oojosonmoderndayejemplosdelasetapasiniciales*omo e&pansin del #ondo marino contin.a y ampla la cuenca ocenica, lacorte%a en el sitio de la antigua ruptura se en#ra y se hunde*ontinentalmargin depsitos enterrar el viejo ruptura 'rgenescontinentales consistir en un poco pro#undo "hasta /CC m de pro#undidad$continental estante, que est inclinado en menos de un grado ocean=ard +lbordedelaplata#orma;talud, laplata#ormacontinental bruscamentedapaso al talud continental, inclinado hacia el mar en 7 grados, quedisminuye gradualmente en la pendiente en un de aguas pro#undasemersin continental *ontinentalshel#; 'oderno Oegiones pendiente alturacomprendenlamayor sedimentaria acumulaciones enlatierra *oneltiempo, lasubduccinseiniciay, obienarcosdeislassedesarrollano,como se muestra en la (igura /1, las monta5as de tipo andino desarrollan-ae&margencontinental quecubrelasubduccin%onasede#ormayaumentada como material de la parte superior de la placa ocenicasubducente se raspa y incorporado en un denominado cu5a de acrecin 9eintroducen intrusivas y e&trusivas rocas gneas en la pila sedimentaria por#usinparcial deladescendiendocorte%aocenicay sedimentos, y elcontacto y se produce metamorfsmo regional la de#ormacin asociado a lasubduccin y la actividad gnea produce monta5as y sedimentaria asociadaadicional cuencas Por .ltimo, el oc,ano es completamente destruidacuandolaplata#ormacontinental ycontinental aumentoenlaplacaseacerca se sueldan en una nueva cadena monta5osa similar a las monta5asdel 0imalayade+sia *uencassedimentariasdesarrollanalolargodelproceso de colisin continente;continente el origen y la evolucin de variascuencas dentro de este placas tectonicasmarco se discuten en el *aptulo/C "l registro estratigrfco8no de los grandes logros cientfcos de los siglos U6U y principios del sigloUU#ueel mapeoyel establecimientodelaedadrelativadetodoslosdi#erentes rocas que cubren la Tierra, lo que resulta en el columna geolgicao columna estratigrfca !l estratigrfca la columna #ue montado sobre labase de la in#ormacin a partir de ")$ el contenido de sedimentos y #silesrocas sedimentarias; "/$ la aplicacin de algunas de sentido com.n reglasbasadas enel hechodequelos sedimentos yrocas sedimentarias sedepositaroncapas y capasde superfciesinclinadas suavemente; y "1$ elreconocimiento de que discordancias en el registro geolgico representan eltiempolagunas "v,ase el +p,ndice$+ mediados y fnales del siglo UU, mapeo y edad relativa datacin de rocasdebajodelasuperfciedelacontinentesylos#ondosocenicos#ueron#acilitadas por ssmica y otras t,cnicas de topogra#a geo#sicos, mejoraronlas plata#ormas de per#oracin en tierra y en el oc,ano en curso capaces deapoyar la per#oracin del suelo ocenico8no de los desarrollos ms importantes de todos la ciencia del siglo UU #ueel desarrollo de t,cnicas de datacin radiactiva isotpicos de rocas "ver el+p,ndice$ !stos permitieron que la escala de tiempo relativa basado en los#siles que se fjar absolutamente en el tiempo Por otra parte, las rocasque no contienen #siles podra ahora ser #echado dentro de los lmites de laprecisin de los di#erentes t,cnicas de datacin radiom,trica !stacombinacindelaedadrelativayabsolutadecitas comoresultadolageolgica escala de tiempo "(igura /7$>trat,cnicadedatacindelaedadrelativaqueeradesarrolladoenlasegundamitad del sigloUUes basadoenel hecho dequeel campomagn,tico de la Tierra cambios de polaridad a intervalos de )C3;)C: a5osel tiempo escala del cambio se estableci utili%ando la datacinradiom,trica de basaltos continentales y el oc,ano de la planta 8nacronologa de pasadas inversiones de polaridad geomagn,tica tiene ahoraha establecido para el .ltimo @C 'as o menos !l ms conocidos uso deesta escala de polaridad;reversin #ue en la interpretacin de los llamadosbandas magn,ticas paralelas a dorsales ocenicas, y que llev a las teorasde #ondo marino di#usin y la tectnica de placas >tros m,todos dedatacin relativa y absoluta se describen en la +p,ndicela atmsfera#omposicin-a atms#era tiene tres componentes importantes2 ")$ una me%clarelativamente constante de los gases conocidos como aire seco; "/$cantidades variables de vapor de agua; y "1$ suspendido materialparticulado -os principales gases que comprenden aire seco son nitrgenomolecular "K/$, @B,CBLenvolumen; o&genomolecular ">/$, /C,E3L; yargn "+r$, C,E17L 'uchos de los gases de menor importancia seencuentran en la atms#era "Tabla /7$, incluyendo el di&ido de carbono,o%ono, y metano -a cantidad de vapor de agua disuelta en el ambiente esmuy variable y #uertemente dependiente de la temperatura, con airecaliente que sostiene ms agua vapor que el aire #resco !l vapor de agua,di&ido de carbono, o%ono y el metano son gases importantes que infuyenla temperatura de la atms#era, porque absorber di#erentes longitudes deonda electromagn,tica energa -a materia particulada en suspensin en laatms#era incluye carbono y otras partculas procedentes de la combustin"*om.nmente agrupados como el holln$, ceni%a volcnica, granos de polvopor el viento, y /;/C mm de dimetro de aerosoles de sal marina +erosoles'ar;sal #orman a partir de las gotitas de agua de mar soplado #uera de lasuperfciedelosoc,anosqueevaporarseydejaratrslaspartculasdehalita y yeso en suspensin en la atms#era ropiedades fsicas-os slidos y lquidos tienen una densidad constante "Agm1M$ !ntemperaturaconstantedebidoaquesonincompresibles 4ases, por elcontrario, notienenunaconstantedensidadaunatemperaturadada, yaque son compresibles !n lugar de ello, un gas llamado ideales sigue el laley de los gases ideales2PI V nOT "/2 )$donde P es la presin "K mM /$, I es el volumen "m1$, n es el n.mero demoles de gas, O es la constante universal de los gases "B,)1) RH 71M ) mol)M$, N T es la temperatura en grados Helvin -a mayora de los gases reales,incluyendoel aire, msomenoscumplirconlaleyideales;gas !notraspalabras, paraunadadon.merodemoles degas aunatemperaturaconstante, los tiempos de presin el volumen es constante -a densidad delaireaumentacomodisminuyelatemperaturayaumentaamedidaqueaumenta la presin !n /3 B*, la densidad de aire esM ),1 Ag mM 1 en lasuperfcie de la Tierra-a temperatura y la presin se utili%an com.nmente para describir el estado#sico de la atms#era -a ambiente se divide en capas basadasprincipalmenteenvariacinvertical desuestructuradelatemperatura"(igura/3+$ Temperaturadisminuyedesdeel 9uperfciedelaTierraaapro&imadamenteM @C B* en la parte superior de la tropos#era "latropopausa$ !sta temperatura disminucin se determina principalmente porun equilibrio entre el en#riamiento radiativo y la conveccin de calor desdeel9uperfcie de la Tierra "0artmann, )EE7$ Por encima de la tropopausa,temperatura aumenta de manera constante en el suprayacenteestratos#era, alcan%ando apro&imadamenteCB*enlaestratopausa, ellmite entre la estratos#era y la mesos#era a una altitud de unos 3C AmT+G-+ /7 -a composicin de la atms#era "0artmann, )EE7$FIGURA 9.2. Da escala geol+gica del tiempo (ta!la estratigr#3ca), modi3cada por la Comisi+nInternacional de /stratigra>a 9==2.FIGURA 9.@. (A) la estructura t4rmica y su!di-isionesde la atm+s>era. 'e $artmann (1,,2). (") con aire apresi+n y distri!uciones de presi+n de -apor deaguaenlaatm+s>eramuestrancomoII (presi+nmedida ? presi+n est#ndar InormaliCadoIen elmarni-el). 'e $artmann (1,,2).!steaumentodelatemperaturasedebeprincipalmente a la absorcin de laradiacin electromagn,tica ultravioleta enel capadeo%ono, unligeroaumentodelaconcentracinde>1queseacumulaenlaestratopausa -atemperaturacaedemaneraconstanteatrav,sdelamesos#erahastaqueel e&terior regindelaatms#era, latermos#era +unque la unidad 96 de presin es el pascal "K mM /$, la unidadde presinutili%adaen meteorologa es la barra,donde)barW)C:dinascmM /W)CCAilopascales !n el nivel del mar, la presin media de laatms#era "8na atms#era estndar ; PC$ es ),C)1/3 milibares W)C)1/3AilopascalsW@:Cmmde mercurio -a mayor parte de la masa de laatms#era se concentra en la tropos#era, la parte baja de )3 a )B Am de laatms#era "(igura /3G$-a temperatura media del aire en superfcie y la presin del aire de la Tierrapara enero y julio se dan en -as fguras /: y /@, y la precipitacin mediaanual se da en la (igura /B -a temperatura media de la superfcie de laTierra es )3 B*, con e&tremos deM BE B* en IostoA, en la +ntrtida, y el 3BB* en +l+%i%iya en elDesierto de -ibia-as variaciones espaciales en latemperaturadelasuperfciesedebenavariaciones latitudinalesenelcalentamientodelas superfcies terrestres yocenicas por laradiacinsolar, a la distribucin de la tierra y el mar, y para la elevacin de la tierraOegiones ecuatoriales tienen el aire ms alta de superfcie temperaturas, y,stas varan poco a lo largo del a5o "(igura /:$ !l Polo 9ur se mantiene aun nivel bastante constante baja temperatura, mientras que el polo norte,sin dejar de #ro en verano, es mucho ms caliente de lo que es en invierno-os mayores cambios de temperatura;verano;invierno a ocurrir en el mediode los continentes, particularmente 9iberia, al noroeste de *anad, lamesetadel Tbet, yel esteDesiertodel 9ahara !l hemis#eriosur tienemucho menos la tierra en relacin con el agua, y e&hibe la temperatura mspeque5a variaciones de verano a invierno -a distribucin de la tierra y elagua es responsable de las interhemis#,rico di#erencias observadasanteriormente !l agua tiene un calor mucho mayor la capacidad de la roca,por lo que los oc,anos cambian la temperatura mucho ms lentamente quelas %onas terrestres hacen-a distribucin de la presin atmos#,rica est relacionada con latemperatura del aire "presin aumenta a medida que la temperaturadisminuciones$, sino tambi,n a la e&istencia de regiones de ascendente odescendente de aire Por ejemplo, las subtropicales %onas de alta presinestn relacionados con aire descendente "(igura /@$ -as variacionesespacialesenlatemperaturadel aireypresinsobreel resultadodelaTierra en los movimientos del aire "viento$-os vientos superfciales tienden a soplar desde las regiones de alta presina regiones de baja presin, pero la conservacin de la masa e&ige un fujode retorno en la atms#era superior !stos fujos de aire de presinimpulsada estn #uertemente infuenciados por la #uer%a de *oriolisasociado con la rotacin de la Tierra, como se discute a continuacin-aprecipitacinsobrelaTierraresultadeen#riamientodeairehastaelpunto de condensacin del vapor de agua -as regiones de alta precipitacinseasocianconascendente"en#riamiento$deairequesehamovidomse&tensa cuerpos de agua De aire ascendente se asocia con la regin %onasdebajapresin, yconmovimientosobretopogrfcamente%onas altas"(igura /B$ +ire descendente es asociado con las %onas y el de alta presinregionales lados de sotavento de las monta5as, lo que lleva a la #alta deprecipitacin 6nterior de los continentes distantes de los cuerpos de aguasuperfcial tambi,n tienden a carecer de la precipitacinFIGURA 9.H. )uper3cie las temperaturas del aire para /nero (A) y 7ulio ("). Dos datos de 0oseet al. (1,,9)."fectos delarotacinde la Tierra sobre laatmsfera y circulacinocenica-as circulaciones a gran escala de la atms#era y oc,ano estn interconectados, y ambos se ven a#ectados #uertemente por la rotacin de la Tierra -a tierra gira una ve% sobre su eje apro&imadamente cada /7 horas "M B:7CC segundos$ -a velocidad angular ">$ es el n.mero de radianes la Tierra gira a trav,s de "1:C grados de ngulo W/p W:/B1/ radianes2 radianes son adimensionales$ por segundo, o /p X B:7CC sM @,/1M )CM 3 sM )The*oriolis vigor, llamado as por el siglo UI666 cientfco que destac su importancia en la Tierra, a#ecta a los cuerpos que se mueven sobre un cuerpo en rotacin "*omo la Tierra$, y act.a en ngulo recto a la un cuerpo de direccin se est moviendo en -a magnitud de la (uer%a de *oriolis es(c W m/8> "/2 /$donde m es la masa del objeto, > es la angular velocidad, y 8 es la velocidad del cuerpo *uerpos movi,ndose sobre un sentido antihorario de rotacin norte hemis#erio de la Tierra son desviados a la derecha >bjetos que se mueven sobre la agujas del reloj;rotacin hemis#erio sur de la Tierra se desva a la la i%quierda Dado que el sentido de la desviacin de *oriolis debe inversa entre los hemis#erios es dependiente de latitud2(c W m/8>sinM "/2 1$SdndeM es la latitud +s, la #uer%a de *oriolis es m&ima !n el Polo Korte"cuerpos a la derecha de desviacin$, dirigida a la derecha del movimientoen el hemis#erio norte, disminuye a C en el ecuador "(igura /E+$, dirigida a FIGURA 9.K. /l (i-el 'el &arAtmos>4rico presi+n (medido ocalculado en mili!ares) paraenero (A) y 7ulio ("). la u!icaci+nde la IntertropicalCon-ergencia(I*C) Cona se muestra medianteuna lnea discontinua pesado.Dos datos de 0ose et al. (1,,9).U!icaciones de de pie alto ($) y!a7a presi+n (D) son se indica.la i%quierda en el hemis#erio sur, y es m&ima !n el Polo 9ur "cuerpos a lai%quierda de desviacin$ -a #uer%a de *oriolis es importante en gran escalaatmos#,rica y el fujo ocenico, dando lugar a que circula movimientos talescomo ciclones, huracanes, y la superfcie giros ocenicos -a #uer%acentr#uga est dada por(centri#ugal W m>/r "/2 7$donde m es la masa de un cuerpo en rotacin, > es la velocidad angular, y resladistanciaradial delacuerpodesdeel ejederotacin -a#uer%acentr#uga en un objeto de ) Ag disminuye deM CC17 K en el ecuador a C enel polo "(igura /Eb$ Dado que la gravitacional vigor este objeto esM )C K, elradial #uer%a centr#uga dirigida es de cuatro rdenes de magnitud menos dela gravedad -a #uer%a centr#uga se dirige radialmente hacia #uera desde elejederotacin, yesresponsabledelasprotuberanciasenlatierrayeloc,ano normal al eje de rotacin de la Tierra -a circulacin atmos#,rica, elclima, y el clima!l tiempo es el estado de la atms#era como el da a da e&presada por losparmetros conocidos, como la temperatura delaire, presin atmos#,rica,velocidad y direccin del viento, porcentaje de cobertura de nubes, cunto yqu, tipo de las precipitaciones han disminuido en las .ltimas /7 horas, enrelacinhumedadypuntoderoco !stas propiedades sepuedenmuyvariable de un lugar a otro y cambiar de minuto a minuto en el transcursode un da -a mayora de tiempo en la superfcie de la Tierra se debe a laatms#era la circulacin en la tropos#era y la ms bajaFIGURA 9.L. anual mundial precipitaci+n (en milmetros). datos de 0ose et al. (1,,9).FIGURA 9.,. (A) /l -alor de la >uerCa deCoriolis en un 1 %g de masamo-i4ndosea1msN1del ecuador (=grados) hasta el 1olo (orte (,= grados).(") /l -alor de la >uerCa centr>uga queactJaso!reun1%gG masadesdeelecuador hasta el 1olo (orte.estratos#era -os llamados sistemas meteorolgicos son com.nmenteasociada a las %onas de baja presin y el aire ascendente que se denominandepresiones, ciclones, huracanes, y ti#ones !stos sistemas meteorolgicosse asocian com.nmente con me%cla de di#erentes masas de aire a lo largode las #ronteras llamados #rentes -os #rentes clidos se producen en el lderbordedelasmasasdeaireclidoqueanulael aire#royel #ro#rentesocurrenenlavanguardiademasasdeaire#roquefujodeairedebajoclido Tormentas y tornados son com.nmente asociados con los #rentes queseparan las masas de aire en los sistemas climticos de baja presin!l clima es el largo pla%o "varios a5os$ promedio de tiempo, y se e&presacom.nmente utili%ando propiedades tales como la temperatura mediaanual, promedio anual precipitacin, presin atmos#,rica, y la direccin delviento Iariacin anual global en estas propiedades "por ejemplo, -as(iguras /: a /B$ resulta en la circulacin general de la atms#era Por otraparte, la circulacin general de la ambiente es importante en elestablecimientodelos oc,anos enmovimiento -acirculacinocenicaglobalen modifca a su ve% circulacin atmos#,rica, de talmanera que laatmos#,rica y circulaciones ocenicas estn ntimamente relacionadosTiempo y el clima tiene un e#ecto importante en la superfcie de la Tierraprocesos -a variacin espacial y temporal del clima sobre la Tierra se revisabrevemente aqu "v,ase tambi,n 0artmann, )EE7; -eeder, )EEE; y Hump etal, /CC7$-a circulacin del aire media a largo pla%o en la tropos#era se puede resolveren componentes este;oeste "(igura /)C$ y los componentes norte;sur"(igura /))$ "0artmann, )EE7$ !l componente este;oeste se conoce comoelviento%onalmediaIientos%onalesen la tropos#erason deloeste"esdecir, de oeste a este$ en la mayora de las latitudes entre 1C y @C grados,pero son oriental "de FIGURA 9.1=. /ste oeste componentes de la -elocidad del -iento (m sN 1) en la tropos>era(media Conal -ientos)6 (A) para diciem!re, enero, y >e!rero8 y (") para 7unio, 7ulio, y agosto.'e $artmann (1,,2). Das #reas !lancas denotan dirigen al esteG -ientos8 #reas som!readasdenotan ;estdirected -ientos. U!icaciones de 7ets su!tropicales se indican por O.FIGURA 9.11. 'e norte a sur (meridional) componentes de la muestra circulaci+n atmos>4ricaagiliCa el transporte de masa, en 1.=1= %g s 1N. 'e $artmann (1,,2). Ponas claras son dondetransporteenlapartesuperior delatropos>eraesel norte, Conasdesom!radondeeltransporteenlapartesuperior delatropos>eraeshaciael sur6 (A) 'iciem!re, eneroy>e!rero8 (") Ounio, Oulio, y agosto8 y (C) promedio anual. -erano y in-ierno est#n dominadospor unac4lulade$adley, conla(I*C) PonaIntertropical deCon-ergenciaseindica. /lpromedio anual comprende dos C4lulas $adley y otras c4lulas como idealiCado en el Figura9.19.este a oeste$ en los trpicos -as caractersticas ms destacadas son las doscorrientes en chorro subtropical centrada sobre )/ Ailometros por encima delasuperfciedelaTierra !stosposicindecambioligeramenteconlasestaciones, y el chorro ms #uerte es ubicada en el hemis#erio de invierno !lnorte del hemis#erio chorro de invierno alcan%a velocidades superiores a 1CmsM ) y las ayudas al oeste;a;este viaje en avin-os componentes norte;sur de la circulacin tropos#,rica que componen lacirculacin meridional media son mucho ms d,bil que la media del viento%onaly tienen un componente verticalsignifcativa tambi,n "(igura /))$'&imovientos meridionales promediosonsloalrededor )msM ), convelocidades verticales de dos rdenes de magnitud ms peque5o Por estasra%ones, lacirculacinmeridional mediaserepresentaenlafgura/))como agili%a de la masa transportado en lugar de la velocidad Durante elhemis#erionorte invierno,la circulacin meridional esdominadopor una.nica c,lula de circulacin que se eleva apro&imadamente )C;)3 grados alsur del ecuador, fuye hacia el norte y, a continuacin, se hunde de nuevohacia la -a superfcie de la Tierra a unos /C;1C grados norte con fuir devuelta hacia el ecuador a lo largo de la superfcie Durante el invierno delhemis#eriosur, el meridianolacirculacinestdominadapor unasolacirculacin celular que se eleva a unos )C;)3 grados al norte del ecuador,fuye hacia el sur, y luego se hunde de nuevo en unos /C;1C grados al surconel fujodevueltahacialaecuadoralolargodelasuperfcie !stasc,lulas son com.nmentellamadas c,lulas 0adley en honor de 4eorge0adley, quien ellos propuesto para e&plicar los vientos alisios !lintertropical %ona de convergencia "6T*$ se encuentra por debajo de la ramaascendente de la celda principal 0adley "(igura /))$ y puedengeneralmente ser #cilmente elegido en el sat,lite y +polo#otogra#as de laTierra como una banda densadenubesen los oc,anos cerca de lalneaecuatorial Tambi,n es elprincipalbanda de precipitacin ecuatorialen la(igura/@ !l meridional circulacincomprendedosc,lulasde0adleydecasi igual #uer%a a ambos lados del ecuador durante primavera y oto5o, ycuando la circulacin se promedia sobre del a5o "(igura /))c$ Dos c,lulasms d,biles, denominadas *,lulas (errel, ocurren centrados sobre laslatitudes 73 y BK 73 Y9 *,lulas de circulacin polares estn centrados sobre@3 YK y @3 Y9 -a circulacin meridional com.nmente se simplifca, con aireascendente en el ecuador y :C YKy :C Y9 asociado con cinturoneslatitudinalesdepiein#eriorlapresinatmos#,rica, ydescendentedeairealrededor 1C YK y 1C Y9 asociados con un cinturn latitudinalde pie msaltalapresinatmos#,rica"(igura/)/$ !l cinturnecuatorial debajapresin es com.nmente denominadas las calmas ecuatoriales porqueveleros FIGURA 9.19. Una representaci+n esquem#tica del campo de -iento glo!al. 'e Bump et al. (9==2).se convertira en becalmed en esta rea 9in embargo, hay seraprecipitaciones casi a diario en los oc,anos abiertos en la %ona deconvergencia intertropical, por lo que la deshidratacin no sera unproblema que en#rentan las tripulaciones 9in embargo, en las %onas de altapresin subtropicales, la descendente masa de aire sera calentar yevaporar lahumedad, loquellevaalascondicionesridas"(igura/@$'arineros becalmed en estas reas tiraran por la borda de ganado, por lotanto,la vieja e&presin 0orse -atitudes para estas %onas'uchos delos desiertos del mundoseencuentranpor debajodeestacinturn subtropical de alta presin + eso de las :C BK y :C B9 es la %onasubpolar;#rontal de baja presin Durante fnales de oto5o, invierno yprimavera, bajo la presin sistemas meteorolgicos "ciclones$ com.nmenteun seguimiento a lo largo del #rontal subpolar Tambi,n, huracanes y ti#onesson generado en las regiones ecuatoriales durante el verano y mes caer -os vientos soplan desde reas de alta presin hacia reas de baja presin,porloqueenunno;rotacindelaTierravientosenel hemis#erionorteseran un golpe en la sur entre 1C y C grados, hacia el norte entre 1C y :Cgrados, y de nuevo hacia el sur entre EC y :C grados !l modelo simple depresin media y la circulacin se complica por2 ")$ la #uer%a de *oriolis; "/$ladistribucindelatierrayel mar; y"1$ estacional variacionesenlatemperatura y la presin !n la rotacin Tierra, los vientos que soplan desdelas %onas de mayor presin para reas de baja presin son desviados por la#uer%a de *oriolis a la derecha de su trayectoria en el hemis#erio norte, y ala i%quierda de su trayectoria en el hemis#erio surFIGURA 9.1erio norte in-ierno (A) y el-erano ("). la presi+n campo es de Figura 9.K, con el -iento -ectores modi3cado a partir de$artmann (1,,2). Da longitud de la m#s larga :echa indica -iento -elocidad deN 1=m s 1N.-a #uer%a de *oriolis no e&iste en el ecuador, pero no llegar a ser importanteunos pocos grados alnorte y alsur "(igura /E+$ !luso de esta imagensimplifcada, lalacirculacinatmos#,ricadelaTierracomprendevariosvientosdesuperfciedelaTierraquesederivandealtaabajapresinreas !stos son los vientos alisios, la que prevalece vientos del oeste, y losvientos del este predominantes, como se muestra en (igura /)/!n la verdadera Tierra, sin embargo, la distribucin desigual de la tierra y elmar interrumpe la simetra %onal de la presin atmos#,rica y la circulacinse representa en la (igura /)/ 4radientes de presin en la atms#era y eloc,ano son casi per#ectamente equilibrada por el (uer%a de *oriolis Por lotanto, las isobaras de presin sobre (igura /)1 tambi,n delinear lacirculacin principal en el 9uperfcie de la Tierra !n el hemis#erio norte, losvientoscircular ensentidohorariosistemasdealtapresinalrededor yhacialai%quierdaalrededordelossistemasdebajapresin tambi,n, lamspronunciadadel gradientedepresin"msdecercaespaciadaslasisobaras$ mayor es el viento media velocidad Por tanto, el patrn de vientoreal enlaTierraesunpocomscomplicadoqueel simpleesquemasemuestra en la (igura /)/-a circulacin en el hemis#erio sur no cambiar tanto de invierno a veranocomo hace que en el hemis#erio norte !l hemis#erio sur tiene un pro#undocanal de baja presin a unos :C B9 y un serie de %onas de alta presin sobreel >c,ano Zndico, el centro sur del +tlntico, el Pacfco oriental y +ustraliaDuranteenero, el 6T*selimitaalahemis#eriosur ypasapor el norte+m,ricadel 9ur, T#ricadel sur yel norte+ustralia Por el contrario, lacirculacinenel hemis#erionortecambiapro#undamentedeinviernoaverano Duranteel invierno, lasc,lulasdemuybajapresinsecentransobre las +leutianas y el sureste de 4roenlandia8nac,luladealtapresinmuygrandesedesarrolladurantela'esetatibetana durante enero, con el ms peque5o de alta presin sistemas sobreel +tlntico Korte oriental y el este del Pacfco Korte Durante el norte delhemis#erio verano, grandes c,lulas de alta presin se desarrollan durante el+tlnticoKorteyPacfcoKorte>c,anosmientrasqueunadec,lulasdebaja presin pro#unda desarrolla con el norte de la 6ndia y PaAistn !l 6T* semueve hacia arriba sobre el norte T#rica y +sia meridional en esta ,poca dela5o !l amplio sistema de alta presin sobre el Korte de julio +tlntico seconocecomolaGermudaalta, yesresponsableparael climaclidoyh.medo sobre el este de Korte +m,rica en el verano del hemis#erio norte-a alternancia de la baja presin sobre el Tbet 'eseta durante elveranoconlapresinaltaeninviernoesresponsabledelaalternanciah.medo;seco?? mon%n?? climadela6ndiayel sudestede+siaadyacente +ltopresin sobre el Tbet produce vientos que soplan sobre la 6ndia desde eloesteynoroesteycondicionessecasprevalecer GajapresinsobreelTbet se traduce en vientos ms -a 6ndia y el sudeste de +sia junto a la quesopla al oeste y al noroeste y la entrega de la humedad;cargado aire desdeel >c,anoZndico Iersionesamenor escaladelacirculacinmon%nicatambi,n a#ectan al sur del 9ahara T#rica$ariaciones orbitales de %ilan&o'itc( y el clima-a cantidad diaria de la radiacin solar que llega a la parte superior de laatms#eradelaTierraesunpocomsenel hemis#eriosur queenelhemis#erio norte, y el hemis#erio sur recibe ms insolacin solar durante suveranoqueel hemis#erionorteno"(igura/)7$ -arbitadelaTierraatrav,s del espacio cambia ligeramente con el tiempo, principalmente debidoa gravitacional las #uer%as del 9ol y la -una que se traducen en pares en laprotuberanciaecuatorial delaTierra, yel e#ectosgravitatoriosdeotrosplanetas del sistema solar, especialmente R.piter !stas variaciones orbitalesproducen los cambios temporales en la cantidad de radiacin solar recibidaen diversas latitudes + principios del siglo UU, un astrnomo serbio, 'ilutan'ilanAovitch, calculado cmo las variaciones orbitales podran infuir en eldistribucin globalde la radiacin solar en escalas de tiempo de )C7;)C:a5os TresvariacionesenlarbitadelaTierrasecombinanparacausarvariaciones en la cantidad de energa solar radiacin recibida por la Tierra2")$ la e&centricidad; "/$ la precesin; y "1$ oblicuidad -a e&centricidad de larbita elptica de la Tierra alrededor del 9ol "(igura /)3$ es la relacin de ladistancia entre los #ocos a la longitud del eje mayor de la elipse !l 9ol secentraenunodelos #ocos Tierradedistanciams cercanaal 9ol esllamadoel perihelio, mientrasqueel a#elioesdistanciamslejanadelaTierra de el 9ol -a fgura /):a muestra cmo la e&centricidad de la Tierracalcula sobre la base de la mecnica orbital vara con el tiempo -ae&centricidad en el .ltimo milln de a5o comprende dos ondas sinusoidalessuperpuestas, una con un periodo deM )CCCCC a5os y uno con un perodode M 7CCCCC a5os !&centricidad actual de la Tierra es M CC): @/ -a ligeravariabilidad de la distancia desde el 9ol cambia la cantidad de energa solarquellegalapartesuperiordelaatms#eraenapro&imadamenteun@Ldurante el curso de un a5o-aprecesinyoblicuidaddelarbitadelaTierrahacenKocambielacantidad total de radiacin solar en el #orma en que la e&centricidad hace,pero cambiar su distribucin sobre la superfcie de la Tierra -a precesinsurge de la hecho de que el eje de rotacin de la Tierra est inclinado conrespecto al su plano ecuatorial de /1,3 grados, dando lugar al verano y lasestaciones de invierno "(igura /)3$ 9in embargo, el eje de giro cambia sudireccinabsolutaenel espaciopor precesin, demanerasimilar auntrompo !staprecesindelaTierrahacequelaubicacindel inviernoysolsticios de verano y la primavera y los equinoccios de oto5o a cambiar conel tiempo "(igura /)3$ moviendo en una #orma retrgrada alrededor de larbita de la Tierra "es decir, en la direccin opuesta a la pista de la Tierra$+ctualmente, el solsticio de junio se produce cuando la Tierra est cerca dela#elio y el solsticio de diciembre se produce cuando la Tierra est cercaFIGURA 9.1@. 0ariaciones de &ilan%o-itch en la +r!ita dela*ierra. 'esdeDeeder(1,,,). (A) Una-istamirandohaciaa!a7oenla+r!itadela*ierraalrededor el )oldesde un punto en el espacio so!re el 1olo (orte de la*ierra, mostrando la +r!ita elptica y las posiciones delperihelio y a>elio en relaci+n con los puntos de solsticio yequinoccio. (") Daprecesi+nde/7edela*ierradelarotaci+n. (C) Dos e>ectos de la precesi+n de la *ierra deposici+n en +r!ita con respecto al perihelio y a>elio.perihelio -as variaciones enlaposicindelos equinoccios ysolsticiosalrededor de la rbita elptica de la Tierra a#ectan insolacin solar "(igura/):G$ -aprecesindela!jedelaTierraproduceunaseriedetiempocomplicadodecambiosdeinsolacinsolar endiversaslatitudesconlosprincipales perodos deM /CCCC y 7CCCCC a5osM "(igura /):G$ -asvariaciones de la insolacin alta latitud debido a la precesin de los puntosorbitales de la Tierra alrededor de la rbita elptica puede ascender a loscambios en del orden de )3L en la cantidad de radiacin solar recibida enlas altas latitudes>blicuidad es el cambio hacia arriba y abajo de la de la Tierra orbitar conrelacinaunplanofjoatrav,s del centrodelaDomingo>blicuidadcontrola el ecuador;Topole medio anual gradiente de la insolacin !l perodoprincipal de la oblicuidad esM 7CCCC a5os "(igura /):*$ >blicuidadvariaciones tambi,n pueden producirM )3L variaciones en verano insolacinen latitudes altas (igura /):D muestra el acumulativa calcula e#ectos de lae&centricidad, oblicuidadylaprecesindelacantidadderadiacinsolarrecibida en la latitud :3 BK para el pasado ) 'yr 'ilanAovitch propuso quetal variacin en la cantidad de insolacin solar que llega las altas latitudesdel norte #ue el responsable de la encerado y menguante de las capas dehielo que cubra gran %onas del hemis#erio norte en el Pleistoceno0oy en da, slo el de 4roenlandia y la +ntrtida tienen gran continental lascapas de hielo en ellos -a teora de 'ilanAovitch de variaciones orbitalesque controlan los avances capas de hielo y retiros, y su papel en laproduccin de cambios en el clima y procesos de la superfcie de la Tierra engeneral, se encuentra actualmente en debate vigorosoLa (idrosferaropiedades )umicas del agua+gua "0/>$ es un compuesto .nico quee&isteentres estados enlasuperfcie de la Tierra, el hielo slido, vapor de agua, y lquido +dems, alas temperaturas elevadas y presiones que se producen en la pro#undidadde la tierra, el agua puede e&istir como un fuido supercrtico !l agua es unamol,cula polar con un rea positiva "los dos protones 0$ y una negativa rea"el tomo >$, y la naturale%a polar de agua cuentas por su singularidad Dosqumicos importantes propiedades del agua son su alto poder de disoluciny muy alta constante diel,ctrica!l agua disuelve ms sustancias en mayores cantidades que cualquier otrolquido0/>lquida pura es di#cil conseguiren la Tierra y prcticamentetodosloselementosdeTierraseencuentradisueltoenel aguademar6nclusoel aguadelluviainvariablementetienematerial disueltoenella*omo resultado, todo aguas naturales en y dentro de la corte%a terrestreson soluciones acuosas que tienen una infuencia importante en procesos dela superfcie de la Tierra *uando la precipitacin cae en materiales de laTierra, reacciona y genera nuevas soluciones acuosas que se fltran en elsuelo, slo para reaccionar adicionalmenteenel subsuelo Todo slidogranos qumicos ybioqumicos sonsedimentarias e&tradadelaTierrasuperfcie soluciones acuosasFIGURA9.1H. e>ectosde&ilan%o-itchor!ital -ariacionesenlatitudH@L(parael pasadomillones a5o calculado por "erger y Doutre (1,,1). 0ariaciones (A) en la e.centricidad de laDa +r!ita de la *ierra. (") Da e>ecto de la precesi+n de -ariaciones de solar insolaci+n a H@L(. (C) Das -ariaciones en el o!licuidad de la +r!ita de la *ierra. (') Dos e>ectos acumulati-osde (A), (") y (C) en insolaci+n llegar a la la parte superior de la atm+s>era a H@L( para elpasado millones a5o.+dems, acuosas soluciones en los poros entre granos participan en muchoscambiosqumicosquea#ectar despu,sdeladeposicindesedimentos,especialmente durante entierro Tales cambios qumicos, junto con diversoscambios #sicos, se hace re#erencia a los procesos como diagen,ticas"*aptulo )E$!l aguapuratienelamsaltaconstantediel,ctricadecualquier lquidodebidoasunaturale%apolar !stosignifcaqueinorgnicacompuestosgeneralmente se disocian en iones en agua -a solucin se mantieneel,ctricamente neutro pero el material en solucin est cargada !jemplosde disociacin reacciones incluyen!l agua en s se disocia como#omposicin de la (idrosfera-as reservas deagua enlahidros#era, y los fujos deagua entrelosdepsitos, sedanenlaTabla/3yla(igura/)@ -as composicionesqumicas de estos embalses se dan en la Tabla /: -a gama de composicinqumica del agua en la superfcie o cerca de la Tierra es enorme, con unadocena deiones comocomponentes comunes"Tabla/:$-osprincipalescationes "6ones con carga positiva$ son *a/ [, Ka [, 'g/\, y H [, mientrasque los principales aniones "carga negativa iones$ son 0*>1 M, *l M, 9>7 / M,*>1/M, y Gr M -a cantidaddeslicedisueltoes bajoy, cuando seencuentran, es com.nmente representado como 079i>7 neutral C +demsa estas especies, cantidades menores de 9r disuelto, Ga, (e, 'n, Pn, +l, K"como nitrato$, P "como orto#os#ato$, y -i tambi,n se encuentran 8nesquema simple de clasifcar agua natural es C;)CCC ppm, #rescos opotable;)CCC;)CCCCppm, salobre;)CCCC;)CCCCCppm, solucinsalina"aguademar esdeapro&imadamente13CCCppm$; y])CC,CCCppm,salmueras +lgunas aguas de metamrfca pro#unda y terrenos gneastienen 3CCCCC ppm^ -a cantidad de material disuelto a#ecta a la densidadde -as aguas superfciales de la Tierra "v,ase ms adelante$ -acomposicin del agua difere entre la varios embalses "Tabla /:$, como see&plica a continuacin -a evaporacin del agua de los oc,anos y lagos, oevapotranspiracin de las plantas terrestres, disuelve pura vapor de aguaenlaatms#era *uandoel aguavaporsecondensaycaeen#ormadeprecipitacin ya sea para la superfcie de los oc,anos y las capas de hielo delas regiones y altas monta5as polares, o con la tierra, que obtiene peque5ascantidades de materiales slidos disueltos y gases atmos#,ricos "v,ase el*aptulo 1$ Precipitacin tiende para nuclear en partculas en suspensin enel aire, incluyendo T+G-+ /3 embalses hidros#era aerosolesmarinos, laspartculasdepolvonaturales, ylaspartculasdeholln de la combustion de #ociles 'as importante, el di&ido de carbonoque se disuelve en la precipitacin produce un cido d,bil "cido carbnico$que interact.a con materiales de la superfcie de la Tierra, como se describeen detalle en *aptulo 1 -os e#ectos ms evidentes son la meteori%acinqumicadelasrocas, lageneracindesueloyponiendovariossolutosdisueltos enlas aguas subterrneas pocopro#undas "metericaaguas$9hallo= subterrnea tiene concentraciones de soluto de hasta unos pocoscientosdepartespor milln, ycomposicionesdesolutotpicasdeestasaguas son *a] Ka, 'g, H, 0*>1] *l, 9>7 "Tabla /:$ la lentes de aguassubterrneas pocopro#undas metericas sonuna#uenteimportantedeagua potable en el mundo y contribuir caudal base a los sistemas fuvialesdel mundo Debajo de los pocos pro#undos lentes metericos hay undepsito ms pro#undo de muy concentrada salmueras -as composicionesde estas salmueras son muy variables pero, en general, son com.nmente T+G-+ /: 9olutos disueltos inorgnicos en diversas partes de la hidros#era"en ppm ; mg por Ag$FIGURA 9.1K. Ciclo hidrol+gico dela *ierra, mostrando em!alses(e.cluyendo la !ios>era) conmasas y :u7os de materialesentre los dep+sitos.dominado por Ka y *l 'uchos tienen alta y baja *a 'g y alto contenidometlico de las reacciones con los minerales durante la diag,nesis !stasaguas son concentrados com.nmente conocida como salmueras aceite decampoysuorigeneimportanciaserecogeenel captulo)E !l altosalinidaddeestas salmueras indicaquesedejansobredespu,s deladeposicin de los depsitos de solucin salina "la llamada residual evaporitasalmueras$ o se #orman por disolucin de evaporitas en pro#undidad-amayorpartedel aguadelaTierraseencuentraenlosoc,anos 8nosmetros c.bicos del agua del oc,ano pesa en promedio )C/B Ailogramos, delos cualesM 1: Ailogramos se disuelve inorgnico slidos "Tabla /:$ yM EE/Ailogramos es el aguaTambi,n habr tpicamente entre CC) y )C gramos "Promedio de ) gramo$de la materia inorgnica en suspensin, en su mayora minerales de arcilla!nestemetroc.bicodeaguademar habrtambi,nestar entreC,CC)gramo y ) gramo de casi muerto materia orgnica en suspensin y algunosftoplancton de estar-a cantidad de materia orgnica es muy variable, especialmente en reasdonde ?? fores ?? costeras de ftoplancton ocurrir Tambi,n esapro&imadamente la misma masa de materia orgnica disuelta, incluyendolos metablicos desechos de los organismos vivos y los productos dedesintegracinapartir deorganismos muertos -os gases atmos#,ricostambi,n se disuelven en el agua de mar !n el metro c.bico de agua de marnopuedehaberhastaBlitrosde>/disuelto *uandoel temperaturadeagua "incluyendo el agua de mar$ aumenta, la cantidad de o&geno disueltoy otros gases disminuye 0ay slo unas pocas regiones del oc,ano pro#undoque tienen sin o&geno disuelto en ellosLas propiedades fsicas de la (idrosfera!l agua tiene la capacidad de calor ms alta de todos los slidos y lquidos"e&cepto amonaco, K01$, y absorbe una gran tratar de calor antes de quecambielatemperatura -acalorasedefnecomolacantidaddecalornecesaria para elevar ) gramo de agua a una atms#era de presin de )7,3a )3,3 B* !l agua tiene un alto calor latente de #usin2 en una temperaturaconstante de C B*, BC caloras por gramo debe ser a5adido para derretir elhielo o se resta para congelar agua !l agua tambi,n tiene un muy alto calorlatentedeevaporacin2 cambiar)gramodeagualquidaa)CCB*a)gramo de vapor de agua a )CC B* requiere la adicin de 37C caloras *alorlatente de evaporacin libera de nuevo en la atms#era sobre lacondensacin de agua vapor es una de las #ormas ms importantes en losque la ambiente se calienta !s bien sabido que el hielo es mucho menosdensa que una masa igualde agua lquida 9in embargo, la densidad delagualquidatambi,ntieneunaanmaladependenciadelatemperatura;agua es ms densa enFIGURA 9.1L. Dos cam!ios en la densidad de hielo y agua lquida entreN 2 y 1= LC.1EBB*"(igura/)B$ Dehecho, launidad96 demasa, laAilogramo, sedefne por la masa de materia contenida en agua lquida a 1,EB B*, donde)m1W),CCCAg -adensidadanmaladeaguapuraesimportanteeneldinmica y ecologa de lagos templados "v,ase *aptulo )7$-agamadetemperaturasdelasuperfciedel oc,ano"(igura/)E$ estestrechamente correlacionada con la temperatura del aire "(igura /:$Temperaturas de la superfcie del oc,ano van de C a casi 1C B* de polo alecuador, ylenguasdelosrelativamentems#roel aguadel oc,anosee&tiendedesdelascostasdel sudoestedeT#ricay+m,ricadel 9ur -oscambios de temperatura deloc,ano "Runto con muchas otras propiedadesde los oc,anos$ son rutinariamente monitoreado por sat,lites y espectacularcolor #also imgenes de las temperaturas superfciales delmar en tiemporeal son #cilmente obtenido en la 6nternet Parcelas en seccin transversalde la distribucin de la temperatura en laparteoccidental dela>c,ano+tlntico y lapartecentral del Pacfco>c,ano "(igura //C$ muestran cristales de agua tibia unos pocos cientos demetros de espesor se centraron en el ecuador que recubren masas de agua#ra en pro#undidad que son continuas con agua superfcial en los polos -assuperiores a /CC metros o menos de los oc,anos tropicales son clidos, perodebajodeestaclidacapademe%claesuna%onadeespesor de3CCmetros o menos conocida como la termoclina, donde los cambios detemperatura bruscamente "(igura //C$ Debajo de esto es una masaenormede #ro agua de mar a apro&imadamente 7 B*2 la %ona pro#unda !nveranoenlaslatitudesmedias, unatermoclinaestacional desarrolla -acapa de me%cla es de hasta 3CC metros de espesor y est sustentada por latermoclina, queasuve%dapasoa7;B*uni#ormeaguaspro#undasenalrededor de un Ailmetro de pro#undidad + altas latitudes, el agua es casiisot,rmica -a capa relativamente delgada de agua caliente que seencuentra sobre la %ona tropical y templado oc,anos se debe a la radiacinsolar 9in embargo, la mayora de la volumen de los oc,anos se llena conagua #ra que FIGURA 9.1,. Da super3cie del mar*emperaturas(QC) deenero(A) yOulio (")seoriginaenlospolos -osdetalles de la variacin de la temperatura en los lagos y en el mar se dan enloscaptulos)7y)3 9alinidadeslasuperfciedel mar"(igura//)$sonmucho menos variable que las temperaturas de la superfcie marina9ecciones cru%adas de la distribucin de la salinidad en la parte occidentalde la >c,ano +tlntico y la parte central del Pacfco >c,ano "(igura ///$sonms di#ciles deinterpretar quelas parcelas detemperatura, peroindican la circulacin del oc,ano pro#undo que se describe adicionalmenteen el *aptulo )B !n t,rminos de salinidad, EE,E3L de agua de mar mundoes entre 1C y 7C partes por mil"ppt$, el ECL del agua de mar mundo esentre 17,11 y 13,)C ppm y 3CL de agua de mar mundial est entre 17,:) y17,@E ppm Descensos de salinidad donde los principales ros desembocanen los oc,anos, y los aumentos en las cuencas aisladas en %onas des,rticascomoel +rabian4ol#o +dems, la#ormacindehielomarinoa#ectalasalinidadlasaguassuperfcialesdel oc,anomediantelaeliminacindeagua dulce 9in embargo, en todo el rango de la salinidad, las proporcionesde los iones disuelto en el agua de mar son notablemente uni#orme, lo queimplica que los oc,anos estn bien me%clados -a salinidad de los lagos sediscute en los captulos )7 y ):-a densidad del agua de mar es controlada por la temperatura "T$, salinidad"9$, y la pro#undidad "presin$ "(igura //1$, y va desde )C/) AgmM 1 a )C@CAgmM1 !l aguaestancompresiblecomoel granitoperolose#ectosdepro#undidadsobreladensidadnosevuelvenimportantesenlosoc,anospro#undos Por ejemplo, agua de mar a C y B* 13 ppt de salinidad tiene unadensidad de ),C/B AgmM 1 en la superfcie, pero a una pro#undidad de aguade mar a 7,CCCmeters la misma temperatura y salinidad tiene una densidadde ),C7B3 AgmM 1 "8n aumento del /L debido a la compresin$ !l cambioen la densidad con la salinidad es casi uni#orme sobre la totalidad 4ama T;9de la fgura //1 9in embargo, el cambio en densidad con la temperatura esmucho ms lineal "(igura //1$ -aadicin de sal reduce lacongelacin FIGURA 9.9=.1ro>undidad temperatura (LC)cruC secciones atra-4sdelaoccidentalAtl#ntico (A) y del1ac3co central (") Dosoc4anos.FIGURA 9.91. Da media anual de lasalinidad de las aguas super3ciales deloc4ano (partes por mil). datos de (AAA.temperatura del agua, que es por qu, la gente en templadas latitudes salaceras heladas y personas de todo el mundo ponen un grani%ado de aguasalada y el hielo en sus mquinas de heladoPara el rango de salinidad de los oc,anos, el agua de mar se congela en sudensidad m&ima, en contraste con agua dulce que congela al menor quesu densidad m&ima Por otra parte, congelacin de hielo de agua de maraumenta la salinidad del restante de agua de mar Tal agua de mar #ra ysolucinsalinatieneune#ectoimportanteenlapro#unda, lacirculacintermohalinadelosoc,anos"*aptulo)B$ -aspropiedadesreolgicasdeagua y hielo, tales como la viscosidad, se discuten en -os captulos 3 y )CLa circulacin en la (idrosfera!l ciclo hidrolgico "(igura /)@$ muestra cmo el agua es movido desde eldepsito al depsito en la Tierra *ada uno de los depsitos tiene su propiacirculacin +tmos#,rico circulacin "descrito anteriormente$ lleva elvaporde agua alrededor en la atms#era y lo deposita en #orma de precipitacin"(igura /@$ (lujo de agua dulce en los ros "*aptulo )1$ y elalmacenamiento en los lagos "captulo )7$ son parte de la circulacin en losacu#eros menos pro#undos, latemadelahidrologasubterrnea"Gear,)E@/; (ree%e y *herry, )E@E$ 'ientras que se sabe mucho sobre lacirculacin en los acu#eros menos pro#undos, la origen y la circulacin delas salmueras pro#undas es mucho menos bien conocido "*aptulo )E$ -acirculacin en las costas y adyacentes plata#ormas continentales estcubierto en el *aptulo )3 -a circulacin en el oc,ano pro#undo se describeen el *aptulo )BFIGURA9.99. 1ro>undidadsalinidad(partessecciones a tra-4s de la occidentalAtl#ntico (A) y del 1ac3cocentral(") Dosoc4anos.FIGURA 9.9unci+ndelatemperaturaylasalinidad. 'esde1ic%ardy/mery(1,,=).Da recuadro som!reado a!arca eltemperatura y salinidad del ,=Rde losoc4anos del mundo8 laestrella indica eloc4ano media la temperatura y lasalinidad.-a bios#eraLos tres dominios de la 'ida +pro&imadamente ),B3 millones de especies han sido nombres latinosbinomiales descritas y dadas por los bilogos "Por ejemplo, el 0omosapiens$ Todos los organismos de la Tierra se hacen por c,lulas quecompartir un increble n.mero de similitudes en sus procesos qumicos -osorganismos en la Tierra son organi%ados en una estructura jerrquicaprosaicamente conocido como elrbolde la vida, y la aclaracin de estajerarqua es la obra de una rama de la biologa conocido como sistemtica8na de las mayores revoluciones en biolgica sistemtica ha sido el uso dequmica celular universales caractersticas tales como cidos nucleicos queresiden en el ribosomas "sistemas subcelulares comunes a todas las c,lulas$a descubrir las relaciones evolutivas entre las especies!sta revolucin est ahora en pleno apogeo, por lo que las descripciones acontinuacin estn sujetos a cambios-a vida en la Tierra se divide en tres mbitos2 ")$ las bacterias; "/$ arqueas;y "1$ los eucariotas -as bacterias y arqueas se distinguen de los eucariotascomo organismos procariotas 0ay slo alrededor de 3CCC son especies deprocariotas conocido, pero que son sin duda subcontada signifcativamente*r)ueas y bacterias +procariotas,-os procariotas son en su mayora unicelulares, pero se pueden organi%aren agregados de c,lulas casi id,nticas, y algunos agregados pueden poseerdos y cincuenta y ocho c,lulas especiali%adas-as c,lulas procariotas tienden a ser peque5os ");3 micrones "mm$ de dedimetro$ y suelen ser es#eroidal, varilla;como, o helicoidal ">, en la jergade los microbilogos, cocoides, bacilos, y espiro$ -os procariotas tienen unahebra dobleo#DK+enla #ormade un anilloconpoca protenaasociadaaella +DKprocariticosepuedeconcentrar enunnucleoideregin, peroprocariotas no tienen un lmite de membrana n.cleo -as c,lulas procariotastienen ribosomas "subcelulares orgnulos donde se produce la sntesis deprotenas$, y algunos han envuelto sistemas de membrana -os procariotastienen una gran diversidad de las paredes celulares distintivos condi#erentes arquitecturas e&teriores para sus membranas celulares ointercaladasentre una interna y una membrana celular e&terna-as c,lulas procariotas no tienen ning.n mecanismo para llevar partculasensus c,lulas2 encambio, producenen%imas queliberenenel medioambientee&terior alac,lulaparadescomponer mol,culascomplejasenproductos que puede entonces pasar a trav,s de la membrana celular en lac,lulaDivisin procariotas, crecer y tener movilidad limitada, pero lo que les #altaen el comportamiento que compensan con metablica diversidad "verabajo$ Oe#erencias generales sobre cmo procariotas a#ectan procesos de lasuperfcie de la Tierra incluyen FestbroeA y De Rong ")EB1$, *ricA ")EB:$,'ann "/CC)$, Dove et al "/CC1$, y Gaeuerlein "/CC7$-as bacterias procariotas yarqueas sonomnipresentes, siendolas msantiguas #ormas de vida en la Tierra, y prosperar en muchos ambientes queson hostiles a los eucariotas!n t,rminos de impacto metablico y n.meros absolutos, procariotasdominar la bios#era !lo&geno es uno de los controles principales en losecosistemas procariotas2 es decir, aerobios necesitan o&geno parasobrevivir, anaerobios obligados son asesinados por el o&geno, yanaerobios #acultativos Puede uso o&geno o no +rchaea en particular, sonprocariotas que viven en los ambientes ms e&tremos de la TierraPor lo tanto, y han atrado la atencin de la denominada astrobilogos, quebuscanse5ales devidaenotros planetas Tres importantes grupos dearqueas son ")$ metangenos "v,ase ms adelante$; "/$ halflos e&tremos"amantesdelasal$ quevivenenlassalmuerasdesalinidadhastadie%concentraciones de agua de mar veces; y "1$ termflos e&tremos "amantesdel calor$ que viven en :C;BC;B* aguas termales-asbacteriasincluyentalesorganismosdeinvestigacinconocidascomo!coli y los patgenos que inducen in#ecciones bacterianas8n grupo geolgicamente importante de las bacterias se constituye por lascianobacterias y su importancia es adems se describe a continuacin!l metabolismo comprende esencialmente de o&idacin;reduccinreacciones -a mayor di#erencia entre procariotas y eucariotas es sudiversidad metablica en llevar a cabo estas reacciones -o que losprocariotasla#altadeuncomportamientocomplejoquecompensanconmetablica la diversidad 'uchas reacciones geoqumicas seran demasiadolento, o cin,ticamente bloqueado, si no #uera por la catali%adoresen%imticos proporcionadas por procariotas !s el diversidad metablica delos procariotas que impulsa muchos importantes ?? ciclos biogeoqumicos ??8nasimpleclasifcacindetipos metablicos procariotas "Tabla/@$ essobre la base de ")$ cmo el organismo obtiene el carbono requerido parasinteti%ar compuestos orgnicos; "/$ cmo el organismo obtiene la energanecesaria para sinteti%ar compuestos orgnicos; "1$ qu, sustancias donar elelectrones; y "7$ qu, sustancias aceptar los electrones-amayoradelas bacterias sonhetertro#os queconsumenmol,culasorgnicas para obtener su carbono para la sntesis orgnica, y obtener suenerga por ?? o&idante ?? algunos de esas mol,culas orgnicas Oespiracinaerbica "esencialmente lo contrario de #otosntesis$ es practicada por todoslos eucariotas y bacterias de descomposicin aerbica2-as mitocondrias son bacterias aerobias que viven en simbiosis en c,lulaseucariotas 9in embargo, el o&geno elemental gratuita, >/, no tiene que serel receptor de electrones que o&ida la materia orgnica >tros aceptores deelectrones incluyen K>1M, 'n7\, (e1 [ y 9>7 / M ecuacionesrepresentativas para algunas de estas reacciones "Rorgenson, /CCC$ son lasiguienteTabla /@ Tipos metablicos de procariotas !stasreaccionesimportantestienenlugarensubacuticasedimentosdegrano fno de todo el mundo "por lo general en el orden indicadoanteriormente$ y muchas de estas reacciones son involucrados en laprecipitacin de minerales en sedimentos-os procariotas son tambi,n los .nicos organismos que pueden tomar K/inorgnicodelaatms#eray?? arreglar?? encompuestosorgnicostalescomo el amoniaco "K01$ (ototro#as obtienen su energa de la lu% solar y sucarbono de cualquiera de *>/ "#otoauttro#os$ o carbono orgnico"#otohetertro#os$ -os procariotas son los .nicos organismos que tienen lasvas metablicas para llevar a cabo la #otosntesis, y hay varios di#erentesvas #otosint,ticas en procariotas -a ms importante grupo de#otoauttro#os es la cianobacteria, un grupo que utili%a un pigmentoconocido como clorofla un >/ y produce como un subproducto metablico*loroplastos, losorgnulosdondela#otosntesistienelugar enlasalgasverdes y las plantas superiores, estn evolucionado desde cyanobacteria +endosimbitica rbol se puede ver como una plata#orma que cianobacteriashan coaccionado eucariotas construir para ellos para conseguir que ms lu%y ms *>/ -a #otosntesis puede ser representada por la ecuacin Ko toda la #otosntesis procariota produce >/ como subproducto "porejemplo, las bacterias #otosint,ticas en la Tabla /@$-ithotrophs pueden utili%ar carbono inorgnico u orgnico para sinteti%ar susmol,culas orgnicas, sino que derivan su energa mediante el uso deen%imas para catali%ar qumica redo& reacciones entre mol,culasinorgnicas en el medio ambiente-ae&trematermfloderiva9ul#olobus energametablicamediantelao&idacin de a%u#re 'uchos minerales, minerales, especialmente hierro, seprecipitan en los alrededores colonias de quimioauttro#os como resultadode la qumica reacciones que utili%an -os ms #amosos son lithotrophs losprocariotas simbiticas que viven en los tejidos de gusanos de tubocobardesyalmejasqueseagrupanentornoalarespiraderostermalesconocidas como #umarolas negras en medio del oc,ano crestas !l campode la geobiologa en parte se refere estudio de cmo procariotas podraninducir la precipitacin de diversos minerales !sta es un rea creciente deestudio, con algunos investigadores que sugieren que todos los entusiastasde baja temperatura reacciones minerales en la Tierra son bien mediada odirectamente controladas por los procariotas!s di#cil subestimar la importancia de las bacterias en el apoyo a la vidaeucariota en la Tierra !llos estn en todas partes en suelos y sedimentos"captulos 1 y ))$ -os procariotasTambi,nsedestacanporsucapacidaddecoloni%arsedimentariaestablesuperfcies Dehecho, muchosinvertebradosbentnicossealimentandetapetes microbianos de #ondo, mantenerlos estrechamente recortadas"*aptulo ))$ 9i invertebrados bentnicos son e&cluido de un rea, la esterapuede forecer y convertirse en muchos milmetros de espesor, como es elcaso en el intermareal y supramareales %onas de planicies de marea en laconfguracin deevaporticos"v,ase*aptulos)),)3y):$Dondequieraque la lu% puede penetrar, los tapetes microbianos de #ondo estndominadas por cianobacteriasTapetes de cianobacterias gruesas desarrollan una sur#aceparallel%onacin con varias bacterias hetertro#as se producen en capas debajo dela cianobacteria !stos esteras pueden ser tan impermeable a los gases que>/ es rpidamente empobrecido dentro de ellos y la respiracin anaerobia,enparticular lareduccindel sul#ato, sehacecargo 4radientes redouertes dentro de las esteras de inducir la precipitacin de muchosminerales+dems, los procariotas, y, en particular, las cianobacterias, secretargruesasvainasviscosasdemucopolisacridosalrededor desuscoloniascocoides o flamentosos que act.an como papel matamoscas para atraparpartculas sedimentarias en las esteras +lgunos cianobacterias, la>scillatoracea, sonmvilesyphotota&icypuededesli%arse#ueradesusvainas y recoloni%ar elnueva superfcie delsedimento -a importancia delos tapetes microbianos a la sedimentacin se discute con ms detalle enlos captulos )), )3, y ): y esta es un rea creciente de la investigacin"ucariotas +lgunossonunicelulareseucariotasperolamayorasonmulticelularconsistemas de rganos especiali%ados complejas-as c,lulas eucariotas son generalmente de )C;)CC mm de dimetro y unac,lula eucariota tiene varios miles de veces ms +DKde una c,lulaprocariota, con el +DKorgani%ado en mol,culas lineales rodeados deprotenas y complejamente plegada para #ormar cromosomas !l n.mero ylamor#ologadeloscromosomasescaractersticadecadaespecies -oscromosomas en una c,lula eucariota estn contenidas en un n.cleo con supropia membrana +dicionalmente a los ribosomas, las c,lulas eucariticastienen una seriedemenor llamados orgnulos, rganos especiali%adossuspendidos en el citoplasma de las c,lulas con #unciones especiali%adas-as mitocondrias y cloroplastos son orgnulos que tienen sus propiascadenas de +DKde bacterias similares y evolucionado de simbiontesbacterianos ser parte de las c,lulas eucariotas+dems, las c,lulas eucariotas poseen un sistema de fbras y losmicrot.bulos de citoplasma que comprenden un citoesqueleto que soportalac,lulaypuedeser moldeadoenseudpodosparalalocomocinolaalimentacin en unicelulares eucariotas tales como las amebas -oseucariotas tienen complejo comportamientos, pero la diversidad metablicalimitada-a mayora de los ),B3 millones o menos especies que han sido descritosson organismos eucariotas !cologistas y-os bilogos estiman que el n.mero realde especies en la Tierra es mscomo un 7 a )C millones -a mayora de especies no identifcadasprovendran de cinco discreta grupos2 bacterias, arqueas, nematodos,insectos, y caros 8na estimacin conservadora es que hay en el orden delos 1 millones de especies eucariotas en la Tierra hoy en da !nPor el contrario, slo alrededor de /@3CCC especies #siles han sido descritoy nombrado, la inmensa mayora de que son eucariotas -a mayora de los#silesseconservanenOocassedimentariasdepositadasen#anero%oicasmarina entornos, confguraciones especialmente cercanos a la costa, perolos #siles organismos deterrestres, comolas plantas ylos tetrpodosvertebrados tambi,n se encuentran en los depsitos de lagos, ro canales yllanuras de inundacin -os #siles comprenden ")$ la duros e&o;esqueletosde protistas e invertebrados multicelulares; "/$ partes duras endo;esqueletode los peces vertebrados y tetrpodos; "1$ #ragmentos vegetales; "7$impresiones de partes duras "moldes y moldes$; "3$ impresiones raras deinvertebrados de cuerpo blando; y ":$ pistas, senderos, y otros rastros degrabacin comportamientos animales !n conserva partes duras, y susmoldesymoldes, seconocencomo#silesdel cuerpo, mientrasquelaspistasysenderossellamanrastro#silesoicno#siles"v,aseel *aptulo))$ Puede parecer e&tra5o que hay tan pocas especies #siles!species#osili%adascubrenunos:CCmillonesdea5osde0istoriadelaTierra, sin embargo, el n.mero de especies #osili%adas es slo el )3L de lade las especies actualmente e&istentes y un #raccin mucho ms peque5ode todas las especies que tienen cada ve% e&istido en la Tierra 0ay variasra%ones para esto aparente paradoja !n primer lugar, de la ),B3 millonesconocida especies, apro&imadamente ),7 millones de especies "M @3L$ sonde los grupos terrestres2 ) milln de especies de insectos, ara5as y caros;/BCCCC especies de plantas de la tierra; )CCCCC especies de hongos; y /3CCCespeciesdereptiles, avesymam#eros !l potencial depreservacin#siles en ambientes terrestres no es alto !n segundo lugar, muchos de los/3CCCC invertebrados marinos e&istentes son animales similares a gusanosde cuerpo blando que se interponen pocas posibilidades de conservacin!cosistemas terrestres Tercero, marina y son muy efcientes en el reciclajetantodelamateriaorgnicayrestosinorgnicos +nimalescarro5erosybacterias en descomposicin "*uadro /@$ y los hongos son particularmentee&pertosenreciclajedelosorganismosdecuerpoblandoylaporcionessuave ;cuerpo de los organismos con endo; o e&oesqueletos-as partes blandas son, despu,s de todo, sobre todo aguaPor .ltimo, la mayora de los organismos son transportados post mortem,con el transporte degradar a.n ms blando y duro partes Taonoma es elestudio de cmo estos procesos a#ectar a la preservacin de los #siles y decmoel #sil registroestrelacionadoconel ensamblajedevidadelosorganismos!s imposible describir aqu en detalle la jerrquica agrupaciones deeucariotas Tabla /B listas de siete de las divisiones de ms alto orden msimportantes de la eucariotas conocido como reinos y algunos de losimportante grupos que se encuentran en esos reinos !l multicelularanimales"meta%oos$ sedividenenunostreintagruposconocidoscomophyla que representan distintivo bsico planes corporales de losorganismos *atorce de los ms importantes phyla meta%oosse muestran,juntoconunoversindesusparentescos, enlafgura//7 -asalgasverdes y las plantas superiores estrechamente aliadas tienen muycomplicado divisiones y subdivisiones 'uchos de los grupos de las plantasse conocen slo de los #siles Tres grupos de plantas han turnado dominanlos ecosistemas terrestres2 ")$ grandes helechos arborescentes y sus aliadosdominada Gosques del Paleo%oico "ver (igura /7 para el tiempo geolgicoescala$; "/$ los rboles de con#eras bosques dominados 'eso%oico hasta el*retcico Tardo, cuando #ueron reempla%ados por "1$ las plantas con foresmodernas -asgramneasparecer desarrolladaafnalesde'eso%oicoydi#undir en todo el mundo en el Kegeno -a mayora de las plantassuperiores son terrestres9in embargo, algunas especies importantes han desarrollado T+G-+/B !ucariota6mportante?? reinos ?? "laclasifcacines a.nsinresolver$ FIGURA 9.92. catorceimportante phyla deanimales y uno -ersi+n desu 3logen4tico relaciones.la tolerancia alagua salada, incluyendo manglares y marismas gramneascomo 9partina 0ierba de la anguila y la tortuga hierba son dos especies deplantas con fores que tienen evolucionado para vivir enteramentesumergido en mares poco pro#undos-a ecologaesel estudiode las interrelacionesentrelosorganismos y elambiente #sico y qumico8necosistemaes unbloquetridimensional delalitos#era, hidros#erayatms#era que contiene organismos especfcos -os ecosistemas se dividenen lneas generales en marina "oc,ano$ y los ecosistemas terrestres "tierra$ecosistemas !l ecosistema marino es com.nmente dividida en la columnade agua o reino pelgico y el inter#ase agua;sedimento o reino bentnico!stos dos reinos son, a su ve%, que tradicionalmente se divide en marinaecosistemas basadosen lapro#undidaddel agua !l reino pelgico esdivididoenel ")$%onaepipelgica, C;/CCmdeep; "/$%onamesopelgica,/CC;),CCCmpro#unda; "1$ batipelgica%ona, ),CCC;/,CCCmpro#unda; "7$%ona pelgica abisal, /,CCC;:,CCCm pro#unda; y "3$ la %ona pelgica hadal,] :CCCm de pro#undidad Del mismo modo, el reino bentnico se divide enel ")$ litoral intermareal "o costera$ %ona; "/$ sublitoral "9ubmareal$ %ona, C;/CCmpro#unda; "1$ Ponabatial, /CC;/,CCCmpro#unda; "7$ %onaabisal,/,CCC;:,CCCmpro#unda;y"3$la%onahadal,]:CCCmdepro#undidad !lmayor #actor que controla la distribucin de los organismos marinos es lapro#undidad de penetracin de la lu% !n el oc,ano abierto, el %onaepipelgicasuperior correspondemsomenosala%ona#tica"M)CCmetros de pro#undidad en el oc,ano ms clara aguas$ -a #otosntesis en eloc,ano abierto es principalmente llevado a cabo organismos biomicroscpicos unicelulares tales como diatomeas, cocolito#ridos,dinofagelados y cianobacterias-os dinofagelados son el unicelulares ms importante grupo de #otosntesisenlasaguascosteras *asi todosmeta%oosvivenpordebajodela%ona#tica debe ser depredadores y X o captadores o de lo contrario derivan sunutricin de sobras de la mesa que la lluvia #uera de la productiva aguassuperfciales Gacterias y arqueas litotro#os lata prescindir de entradaorgnico, y algunos meta%oos raras sobrevivir en aguas pro#undas aberturasvolcnicas acogiendo colonias de lithotrophs, pero estos organismos son ele&cepciones -a pro#undidad de penetracin de la lu% puede ser tan hasta)CC metros en mares costeros tropicales claras de distancia de losprincipalesros, perolapro#undidaddepenetracindelalu%puedeserconsiderablementemenosde)CCmetros"qui%sunospocosdecenasdemetros$ con respecto a otras plata#ormas continentales dondeconcentraciones de sedimentos suspendidos son altos-a %ona intermareal se divide com.nmente en los ecosistemas basado en eltipo de sustrato Divisiones incluyen barro pisos "mareas$, playas de arena,y las costas rocosas-os estuarios son com.nmente salobre y tienen circulacin establecido porla densidad de contrastes entre el agua dulce y agua de mar -agunas sinaportedeaguadulcepuedeconvertidohipersalinos encondiciones deevaporacin Pro#undidad de penetracin de la lu% es crucial para laclasifcacindel bentosecosistemasdelasplata#ormascontinentalespordebajo de la lnea de mareaDondequiera que la lu% en la #uer%a sufciente alcance el #ondo,multicelulares algas, cianobacterias, y la foracin plantas pueden forecerPor lo tanto, los animales que pastan en estos #otosinteti%adores se limitan ala photobenthic poco pro#unda %ona +guas arriba de la photobenthicsuperfcial %ona tambi,n han abundante #otosint,tica suspendidaorganismos y peque5os organismos que se alimentan de ellasPor lo tanto, la alimentacin delfltro es ms e#ectivo en elphotobenthic%ona Por debajo de la %ona #tica en turbia continental estantes, solamentebentnicos, litotro#o, procariotaesteras estndisponibles, juntoconlassobras de la mesadesde el agua suprayacente -a %ona puede #otobentnicose&tenderse a trav,s de claras estantes tropicales, pero no sobrela mayor de las plata#ormas continentales de la Tierra !l bentos %ona de lasplata#ormas continentales puedesubdividirse2 ")$ debajodelabasedeondas de tormenta "] )CC ;/CC m$; "/$ entre tormenta y la base de la ondade buen tiempo; y "1$ por encima de #air=eather base de onda "_)C ;/C m$!l a#tica;#tica lmite de la %ona bentnica no tiene por qu, coincidir con ellmites de onda;base, y todos estos lmites puede cambiar la posicin de latemporada y con subidas y cae en el nivel del mar Por .ltimo, laerosionabilidad y composicin de material del #ondo "es decir, grava, arenaobarro$ infuyeenlaestabilidaddelos#ondosmarinos, laactividaddemadriguera, suministro de alimentos, y eltransporte de sedimentos en lacama y en la columna de agua-os organismos eucariotas que viven en los ecosistemas marinos seclasifcan en #uncin de su m,todo de la obtencin de alimentos "estrategiade alimentacin$ y su locomocin!strategias dealimentacincomunesincluyen")$ la#otosntesis "algas,protistas #otosint,ticos, plantas con fores, tapetes de cianobacterias$; "/$ ladepredacin y la compactacin; "1$ la alimentacin del depsito ; comer el#ondo del mar por su contenido materia y procariotas orgnica; "7$alimentacin por fltracin ; (iltrado de estar suspendida y muertos orgnicapartculas; y "3$ el pastoreo en los tapetes microbianos o pluricelular algas yplantas >rganismos pelgicos son considerados necton "nectnica adjetivo$si tienensustancial poderesdelalocomocinyel plancton"planctnicasadjetivo$ si sonmsomenosalamerceddelacorrientes >rganismosbentnicossonyaseasedentariaomvil yyaseaenvivoenlapartein#erior, dondesecomprendenin#auna"in#aunal adjetivo$, oenel #ondo,dondesecomprendenepi#auna"epi#aunal adjetivo$ !pi#aunasedentariospueden simplemente tumbarse en el #ondo del mar o puede incrustar sobreroca dura en el #ondo del mar +lgunos epi#auna son capaces de cimentar lapartein#eriorparaproducirun#ondoderocaduraparaellosmismos !ltrfca "+limentacin$ interrelaciones entre los organismos marinos soncomplicadasycom.nmentedescritocomounaredalimentaria +dems,invertebrados bentnicos ms tienen una etapa larval de menores que pasasemanas o meses en el plancton superfcie -a distribucin del bentos organismos est #uertemente infuenciada por losmateriales del #ondo, corrientes de agua, y el transporte de sedimentos0ay /3CCCC especies de invertebrados marinos y qui% otros /3CCCespecies de vertebrados marinos, peces principalmente seas !n contraste,hay algunos ),7millones especies deorganismos terrestres2 )CCCCCCespecies de insectos, ara5as y caros; /BCCCC especies de la tierra plantas;)CCCCC especies de hongos; y /3CCC especies de anfbios, reptiles, aves ymam#eros -a ra%n de esta disparidad en la diversidad entre los marinos yterrestres especies deriva del hecho de que ambiental las condiciones en losoc,anosvarangradualmenteenel tiempoyespacio, mientrasquelascondiciones ambientales terrestres cambiar rpidamente en distanciascortas y pla%osPor lo tanto, e&iste una mayor diversidad de los ecosistemas y hbitats enlos ambientes terrestres -os ecosistemas terrestres "!&cepto lagospro#undos ; *aptulos )7 y ):$ son todos construido alrededor de la#otosntesis reali%ada principalmente por plantas multicelulares, la mayoracon los tejidos vasculares, que viven en la litos#era y la atms#era de lmites*onsiderandoqueel grandesecosistemasmarinossontridimensionales,terrestre ecosistemas son esencialmente de dos dimensiones y ladistribucin de las plantas est estrechamente relacionada con la cantidadde energa solar la insolacin, el clima "temperatura y precipitaciones$, y elsuelo "*aptulo 1$ -as relaciones trfcas en ecosistemas terrestres tiendena ser simples cadenas de comida en lugar de complicado redes alimentariascomo en los ecosistemas marinos +limentacin por fltracin y laalimentacin de depsito "dos estrategias comunes de alimentacinmarinas$ son raros en los ecosistemas terrestres !n su lugar, los herbvorosingerir la caracterstica de macrovegetacin ambientes terrestres -osherbvoros incluyen peque5as invertebrados como insectos y grandesvertebrados-os herbvoros se alimentan sobre por carnvoros y carro5eros+ di#erencia de los oc,anos, donde puede haber cuatro o cinco niveles decarnvoros de tama5o creciente, slo hay uno o dos niveles de carnvoros enlos ecosistemas terrestres0ay ocho principales ecosistemas terrestres2 ")$ tropicales selvas tropicales;"/$ pasti%al h.medo;seco estacional conocido como sabana; "1$ ridodesierto con vegetacin limitada; "7$ estacional h.medo;seco, arbustodominadochaparral costero; "3$ pasti%alestempladostambi,nconocidoscomo veldts, estepas, praderas, o pampas; ":$ bosques caduci#oliostemplados; "@$ los bosques de con#eras boreales; y "B$ 0ighmountain rticoy praderas llamados tundra sustentadas por permanentemente sueloscongelados "perma#rost$+dems, en la +ntrtida, 4roenlandia,partesde6slandia, ymuchos dealtamonta5areas estncubiertas por el hieloglacial "'olucin de las esferas a tra's del tiempo -a litos#era, atms#era, hidros#era y bios#era todos han cambiado"evolucionado$ conel tiempo, ycambiosenunadelases#erasa#ectandirectamente a los otros-os registros a largo pla%o de la evolucin de la Tierra es#eras e&teriores sonarchivadosenlossedimentosyrocassedimentariasque#ormanlapiele&terior de la litos#era!s imposible abarcar este tema e&haustivamente aqu, por lo que slo lospuntos que se repetirn en este el libro se describen Para una discusin a#ondodepaleogeogrfcareconstrucciones delos continentes, monta5acinturones, y las cuencas ocenicas, y la evolucin de la bios#era, se remiteal lector a 9tanley "/CC3$ "'olucin de la litosfera-a mayora de los cientfcos estos das se suscriben a la nebulosa hiptesispara el origen del 9ol y los planetas de nuestro sistema solar -a hiptesisde la nebulosa #ue originalmente propuesto por el flso#o alemn 6mmanuelHant en )@33, pero ha evolucionado considerablemente recientementecomoresultadodelosdatosrecolectadosatrav,sdelanaveespacial ymoderno telescopios -a nebulosa era un di#uso, ms o menos es#,rica, giralentamente nube de gas y polvo -os gases eran en su mayora hidrgeno yhelio"doselementosquehacer lamayor partedel 9ol$, yel polvoeraqumicamentesimilar al material quecomponelaTierra *on#ormealahiptesis, la nebulosa se contrajo debido a la gravedad atraccin entre losbitsdelamateria"porquedesumasa$, yestoprovoclavelocidadderotacin a aumentar y aplanamiento de la nebulosa en #orma de disco-a mayor parte de la materia deriv hacia el centro de la nebulosa,#ormando el 9ol -a compresin de este asunto por su propio peso caus unatremendaaumentodela temperatura en lapartecentralde lanebulosa,que con el tiempo se convirti sufciente para #usin del hidrogeno calientereacciones *uandoel 9ol seencendi, materialesligerostalescomoelhidrgeno, el helioyel aguasevapori%aenel sistemasolar interior yarremetihaciaa#ueraporladenominadavientosolar, unacorrientedepartculas ioni%adas e&pulsadaDel dom -a nebulosa en #orma de disco y luego comen% a #resco y muchosde los gases condensados en lquido o slido !n las regiones interiores, mscalientes de la nebulosa, silicatos y el hierro puede condensar en miles degrados centgrados, mientras queel hielodeagua, hielodemetanoyamonacohielocondensadaenms #rescas porciones, e&teriores delanebulosa-aatraccingravitacional causel polvoycondensadacuestinquesepeguen "accrete$ en Ailmetros de tama5otro%os llamados planetesimales, y estos a su ve% chocaron y pegados entres para#ormar losnueveplanetas !l interior planetas"'ercurio, Ienus,Tierray 'arte$ sonrelativamentepeque5ayesthechodemineralesdensosyrocasquecontieneabundantehierroysilicatos -oselementosms ligeros en las porciones e&teriores del sistema solar se convirti en losplanetas gaseosos gigantes "R.piter, 9aturno, 8rano, y Keptuno$ 'eteorites,se cree que los asteroides y cometas ser restos de la etapa deplanetesimales, y su edad "Determinado por la datacin radiom,trica$sugiere que el planetas interiores comen%aron a acretar unos 73:C millonesa5os0ace +crecinplanetariapodrahaber ocurridoenmenosde)CCmillones de a5os6mpactos violentos de planetesimales #ueron comunes en la Tierra primitiva,y la energa cin,tica de ,stos masas que impactan se convierten en calor -a-unaes cree quehan#ormado a partir de una especialmente grandeimpacto de un objeto del tama5o de 'arte que golpe la Tierra un mirandogolpehaceunos7,3millonesdea5os !steimpactoe&pulsadounagrancantidad de desechos en el espacio que en .ltima instancia acretado para#ormar la -una -a rotacindela Tierra tasa y el eje de rotacin secambiaronporestamayorimpacto, yunaenormecantidaddecaloreragenerado *itas de materiales de la superfcie lunar indica que la mayorade los crteres de la -una oscilan entre 7,7 y 1BCC millones a5os de edad'uchas grandes impactos con laTierra duranteestetiempo genera mucho calor, y adicionales el calorgenerado por la desintegracin radiactiva de ciertos elementos de la Tierra"por ejemplo, uranio$ *omo la ms antigua rocas que se encuentran en laTierra son cerca de 7 mil millones de a5os, la mayor parte de la evidenciadirectadeestatempranabombardeo#asehadesaparecidodesdehacemucho tiempo de la Tierra debido a la posterior la erosinTal ve% 3CL de la Tierra era ya sea #undido o en una estado plstico duranteel bombardeo de la Tierra primitiva!ste estado #undido y plstico permiti relativamente pesado material a laderiva hacia el centro de la Tierra para #ormar el n.cleo y el material msligero para moverse hacia la superfcie para #ormar la corte%a y manto "esdecir, la Tierra se convirti en conc,ntricamente %onal, o di#erenciada$ -an.cleo est compuesto principalmente de hierro y otros elementos pesados,mientras que el manto y la corte%a estn hechos principalmente de silicatos"compuestos de silicio, o&geno, aluminio, hierro, magnesio, calcio, sodio, ypotasio$ !l ascensomaterial #undidotrajocaloralasuperfcieyradiadahacia #uera en el espacio Por lo tanto, la Tierra se en#ri y se convirti en sumayor parte slida, aparte de la e&terno lquido parches de n.cleo yaislados de material #undido caliente en el manto y la corte%a Parece que la#ormacin y movimiento de las placas litos#,ricas sobre la superfcie de laTierra, asociada a los terremotos y las erupciones volcnicas, y dando lugara los continentes, monta5as, y cuencas ocenicas, e&istan por lo menos 1mil millones hace a5os Durante esta etapa de di#erenciacin, el ms ligeroel material se escap de la Tierra slida como el gas y el lquido para #ormarlos oc,anos y atms#era "discutido a continuacin$+unque los oc,anos y la atms#era han evolucionado a trav,s del tiempo,procesos de la superfcie de la Tierra como resultado de la interaccin de laatms#era, la hidros#era, ysuperfcie de la Tierra debe haber estado en e&istencia porapro&imadamente 1,B3 4a-a mayora "(igura /7$ rocas +rchean conservan en la Tierra se producen enloscinturonesdepiedraverdelinealesdechlorite; gradometamor#osemfcas y ultramfcas volcnica rocas que com.nmente presentan te&turasde almohada, y bajo grado metamor#ose rocas sedimentarias "+reniscas,lutitas, sle& y vulcanog,nico rica en hierro sedimentos$ -os cinturones depiedra verde se producen entre las masas de 7Ca 3C Ailmetros dedimetro, de alto grado metamrfca gneis #eldespticas !ste conjunto delasrocassecreequerepresentanantiguosarcosdeislasasociadaalas%onas de subduccin -as almohadas de la rocas volcnicas y lossedimentos indican que sustancial cantidades de agua lquida ya laintemperie actuado para producir las partculas sedimentarias -oscinturonesdepiedraverdeybloques#,lsicosasociados#ueronsuturadosjuntos y haba producido bloques continentales sustanciales por parte de lafnal del +rcaico -a ms antigua conocida como continente "]1 milmillonesdea5os$seconservaen9ud#ricayesnotableenquelasdosgrandes cuencas sedimentarias en que bloque continental "Fit=atersrand yPongola cuencas$ contienen secuencias sedimentarias /,@;1)CCCCCCCCa5os de edad -os depsitos de agua aur#eros son contados comodepsitos de fujo tren%ado, y el 9e cree que el oro para haber acumuladocomo colocador detrtico depsitos -a cuenca Pongola contiene areniscasde cuar%o y lutitas contados ser marea;plana y otros depsitos marinos pocopro#undos, as como glaciog,nica rocas sedimentarias!l Protero%oico#uesustancialmenteigual queel (anero%oicoenquelossedimentos acumulados en las cuencas asociado a la deriva continental y elciclo de Filson"(igura /1$ 9in embargo, las rocas sedimentarias de los Protero%oicodiferenenalgunosas