La Tierra

Cuando por primera vez pudimos ver a la Tierra desde el espacio, tuvimos una perspectiva única e inimaginable hasta ese momento. Desde las profundidades del espacio, la Tierra se ve como una pequeña y frágil esfera rodeada por una vasta negrura. Estas vistas espectaculares, despertaron nuestra humildad: la pequeñez del planeta azul frente al inconmensurable universo.  Pero también cambió nuestra forma de comprenderlo.

La Teledetección, de la mano del proyecto LANDSAT (1972), y el uso masivo de las imágenes satelitales  provocaron una verdadera revolución  en la investigación de nuestro planeta. En la actualidad, los programas de satélites y la tecnología espacial se transformaron en fundamentales no sólo para nuestra vida cotidiana sino para la comprensión del real funcionamiento del planeta. Los satélites son como verdaderos “ojos en el cielo” miran hacia la Tierra y permiten monitorear y descifrar sus signos vitales, con precisión  suficiente  como para predecir  cambios futuros. Los satélites tienen la habilidad de distinguir entre los ciclos naturales y los cambios antropogénicos.

"Bienvenidos al planeta Tierra: un lugar de cielos azules de nitrógeno, de océanos de agua líquida, bosques frescos y prados suaves, un mundo donde se oye de modo evidente el murmullo de la vida.
Este mundo es conmovedormente bello y raro;[ ...].
hasta el momento es el único donde sabemos con certeza que la materia del Cosmos se ha hecho viva y consciente".

Carl Sagan, Cosmos 1980

Atmósfera, hidrósfera, criósfera , geósfera y biósfera

Desde el espacio nos damos cuenta que el planeta es mucho más que roca y suelo. Llaman la atención  esos dos enormes mares globales de aire y agua: la atmósfera y el océano.

La Tierra está básicamente formada por diferentes componentes; algunos son sólidos, otros líquidos y otros gaseosos. Las aguas componen la hidrosfera,  los hielos la criósfera, los gases forman la atmósfera y  las tierras  la geósfera. Todos ellos tienen un denominador común: la presencia de vida. La biosfera  es uno de sus  componentes fundamentales.

Todas “las esferas” pueden estudiarse por separado. Sin embargo, cada una de esas partes no están aisladas. Interaccionan permanentemente: el aire con las rocas, las rocas con el agua, el agua con el aire, los seres vivos con el agua, el aire, el suelo y las rocas. Esa interacción puede apreciarse claramente en las zonas costeras: las olas del mar son movidas por el viento que al romper en la costa producen erosión. Una gran variedad de seres se han adaptado a vivir al ritmo de las mareas.  Cada componente se relaciona de alguna manera con los otros para producir un todo complejo  y continuamente interactuante, el siste­ma Tierra.

Debido a su tamaño, su gravedad  y su distancia al Sol, la Tierra  ha podido desarrollar y retener una atmósfera y una hidrosfera. Pero es el agua, más que ningún otro componente, el que hace que el planeta Tierra sea único. El sistema Tierra autorregula su temperatura permitiendo la presencia de agua líquida (entre 0 y 100 grados centígrados). En realidad, los rangos de temperatura son tales que el agua puede existir en su superficie en estado liquido, sólido y gaseoso. Esta condición,  hizo posible la aparición y evolución de la vida como la conocemos.

La hidrosfera actúa como un verdadero sistema dentro del sistema Tierra. Su rasgo más destacado es el océano global que cubre el 71 % de la superficie terrestre y que representa el 97 % del agua de la Tierra.  Por los océanos circulan las corrientes marinas transportando  energía no sólo de un hemisferio al otro sino también a la atmósfera. El agua dulce del planeta, ríos, lagos, glaciares  y aguas subterráneas,  tan importante para la vida,  sólo representa el 3 % de la hidrosfera. Estas características hacen del agua un tesoro preciado y codiciado.

La atmósfera, ese manto gaseoso y delgado que Neil Armstrong llamara la piel azul del planeta,  proporciona el aire que respiramos, nos protege del intenso calor del Sol y de sus peligrosas radiaciones. Los intercambios energéticos continuos entre la atmósfera, los océanos,  la superficie terrestre y biosfera producen el clima; pero también actúan en la circulación de los océanos y en los procesos erosivos.  Todos estos fenómenos son accionados por la energía del Sol. Sin la atmósfera, la meteorización y la erosión no tendrían lugar y nuestro planeta no cambiaría. Se parecería a la Luna.

La geosfera involucra a las rocas y a las tierras sólidas. Examinando los rasgos superficiales más destacados y su extensión global, obtenemos pistas para explicar los procesos dinámicos que conforman nuestro planeta.  

La biosfera es la envoltura viviente del planeta. Es única en el Sistema Solar. Incluye toda la vida en la Tierra desde el suelo oceánico hasta varios kilómetros de altura en la atmósfera.  Influye en el agua, el aire, en las rocas a tal punto que sin la vida, la atmósfera,  los océanos y la geosfera  serían muy diferentes.  Los minerales de la superficie de la Tierra han coevolucionado con los seres vivos. De hecho, hasta dos tercios de los 4.300 tipos de minerales conocidos pueden ser relacionados con la actividad biológica, lo que demuestra la importante conexión entre la biosfera y la geología de la Tierra. Pero la evolución de los seres vivos está a su vez condicionada por la mineralogía. La biosfera es el producto de millones de años de evolución registrada en rocas y fósiles en los sucesivos momentos históricos.

El sistema Tierra es realmente complejo; se encuentra en equilibrio delicado y dinámico: cualquier cambio en uno de sus componentes requiere un cambio en uno de ellos o en todos los demás componentes para restablecer dicho equilibrio. Por ejemplo, cuando un volcán entra en erupción, la lava del interior de nuestro planeta puede fluir en la superficie y bloquear un valle próximo. Esta nueva obstrucción influye en el sistema de drenaje de la región creando un lago o haciendo que las corrientes de agua cambien su curso.

Los seres humanos somos parte del sistema Tierra, un sistema en el cual los componentes vivos y no vivos están entrelazados,  interconectados. Por consiguiente, nuestras acciones producen cambios en todas las otras partes. Cuando quemamos combustibles, construimos muelles a lo largo de la línea de costa, eliminamos nuestros residuos y preparamos los terrenos para cultivo, hacemos que otras partes del sistema respondan, a menudo de manera imprevista.

Para conocer estas múltiples interacciones resulta necesaria la intervención de un conjunto de ciencias, las Ciencias de la Tierra: climatología, oceanografía, geología, geomorfología, hidrología, geografía, biología, entre otras.  En este contexto, las Ciencias de la Tierra adquieren especial importancia ya que no sólo conducen a la educación y a la divulgación sino que sus avances en los últimos años y los avances tecnológicos con los que trabajan, las colocan en una posición clave para la comprensión de la Tierra como un todo.

En el disco, las partículas más pesadas se fueron acumulando cerca del centro; en cambio las más ligeras se desplazaron hacia el exterior. Entre ellas se producían choques y fusiones que generaron estructuras mayores, los planetesimales, que también giraban, chocaban y se fusionaban, formando grandes rocas que fueron el origen de los planetas, satélites y meteoritos de Sistema Solar.

Los investigadores encontraron, recientemente,  en la composición química de los meteoritos que llegan del distante borde del cinturón de asteroides, elementos claves de una supernova. El mismo proceso que dio origen al Sol dio origen a la Tierra y los demás planetas.

Esta teoría es conocida como teoría nebular o planetesimal, tiene su origen en la teoría nebular clásica, elaborada  por Emanuel Kant y Simón Laplace. Existen otras teorías sobre el origen del Sistema Solar pero hasta el momento no han sido convalidadas.

La Tierra se originó entonces por acreción o agregación de la materia circundante cuando se estaba formando el Sistema Solar. A partir de ellos se formaron las distintas capas de este planeta, incluyendo el manto terrestre.

Las elevadas temperaturas superficiales en los planetas interiores y sus débiles campos gravitacionales, hicieron que la Tierra y sus vecinos fueran incapaces de conservar cantidades apreciables de los componentes más ligeros de la nube primordial. Esos materiales ligeros, entre los que se cuentan el hidrógeno, el helio, el amoniaco, el metano y el agua, se evaporaron de sus superficies y  fueron finalmente barridos de la parte interna del Sistema Solar por corrientes de partículas procedentes del Sol, el viento solar.

Poco después de su formación, gradualmente la Tierra comenzó a enfriarse. Algunos elementos empezaron a combinarse y  por  diferenciación química formaron minerales. Los elementos más livianos como los silicatos se combinaron y formaron las rocas del manto, la astenósfera y la corteza terrestre. Al principio la corteza era muy delgada y surcada por fracturas que dejaban salir permanentemente lava incandescente y gas. Los elementos más pesados como el hierro y el níquel, se precipitaron al interior de la Tierra y formaron el núcleo.  Allí, un aumento gradual de la temperatura, la presión y  la densidad con la profundidad, determinaría el probable  estado líquido del núcleo. El movimiento del hierro líquido en el núcleo de la Tierra generó un gigantesco campo magnético a escala planetaria.