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viernes, 25 de marzo de 2016

La gravedad de la Tierra por el satélite GOCE


Aunque el satélite GOCE de la ESA ha dejado de existir, todo el conjunto mediciones que se han reunido durante estos años viajando por la periferia de nuestra atmósfera, van a permitir a los científicos medir la gravedad de la Tierra con una precisión sin precedentes.

Este estudio de la gravedad terrestre se ha producido gracias al primer sensor de gravedad en 3D en el espacio, con el que se ha obtenido una visión de nuestro planeta que nunca antes habíamos tenido.

En los cuatro años que Goce ha estado en órbita ha completado con éxito cuatro modelos de gravedad, cada uno más preciso que la anterior. Estos modelos se han utilizado para generar correspondientes 'geoides' que sigfnifica "La superficie de un océano global moldeado por gravedad".

Formado por las diferencias en la gravedad, el geoide es una referencia fundamental para la comprensión de la circulación oceánica, los cambios del nivel del mar y la dinámica del hielo.

El satélite fue diseñado para orbitar a muy baja altitud, de unos 255 km, hasta obtener las mejores mediciones de la gravedad posibles. A finales de 2012, el bajo consumo de combustible de la nave, permitió a los técnicos extender su vida y comenzaron a descender a GOCE unos 31 km para realizar mediciones aún más precisas. En este punto llegó el límite de su capacidad, pero ha sido un gran éxito científico.

Después de más del doble de su vida útil prevista en órbita, el satélite se quedó sin combustible y se dejó llevar de vuelta hacia la atmósfera en noviembre de 2013.

El quinto modelo de gravedad y geoide, que la ESA ha publicado recientemente, incluye estas mediciones finales, justo hasta que el satélite finalmente dejó de funcionar e irónicamente sucumbió a la fuerza que fue diseñado para medir.

Aunque el satélite ya no está en órbita, los científicos tienen ahora la mejor información posible a la mano acerca, de la gravedad de la Tierra.

GOCE ya ha arrojado nueva luz sobre diferentes aspectos de la Tierra y superado su objetivos originales en gran número.

Está siendo utilizado para entender cómo los océanos transportan enormes cantidades de calor por todo nuestro planeta y desarrollar un sistema global de referencia de la altura.

Se ha proporcionado información sobre la densidad y los vientos atmosféricos, mapeado el límite entre las diferentes capas de la tierra como la corteza terrestre y el manto superior, y se utiliza para entender lo que está pasando en estas capas muy por debajo de nuestros pies.

Y dentro de sus mayores logros se incluye la cartografía de una cicatriz en la gravedad de la Tierra causado por el terremoto de Japón de 2011.

El último modelo de geoide y los datos de la gravedad se utilizarán en los próximos años para un entendimiento más profundo de la Tierra.

lunes, 4 de marzo de 2013

Los movimientos de la Luna


La Luna da un giro completo alrededor de nuestro planeta en un período de 27,3 días respecto a un sistema de referencia fijo como el de las estrellas. En cambio, respecto a un sistema móvil como es el de nuestro planeta, su período de revolución es algo más, de 29,5 días. Este período corresponde al intervalo entre dos fases iguales visibles desde la Tierra. Es importante recalcar que este intervalo es la media porque la influencia de la gravedad solar modifica este valor casi cada mes.
Luna naranja

La órbita de la Luna es elíptica y se describe en torno al baricentro de nuestro planeta y a unos 4.600 km del centro. Los cuerpos celestes de la Luna y la Tierra son tan cercanos que la atracción de la gravedad terrestre obliga a la Luna a girar sobre su eje en 27,3 días, que es el mismo tiempo que tarda la Luna en dar una vuelta a nuestro planeta. Es por este motivo que siempre vemos la misma cara de la Luna.
En la práctica, sin embargo, desde la superficie terrestre es posible observar algo más de media Luna, puesto que su órbita está inclinada unos 5º respecto a la eclíptica, y el eje lunar está inclinado 1,5º respecto a su órbita. Por este motivo se puede observar hasta 6,5º por encima o por debajo de los polos lunares. Este fenómeno es conocido como libración de latitud.
Además la Luna también libra en longitud, porque la velocidad con que se mueve a lo largo de su órbita varía según se acerque o se aleje de la Tierra, mientras que la inclinación de su eje permanece constante. Así, la Luna parece oscilar de este a oeste hasta 7º en cada dirección en el transcurso de su movimiento alrededor de la Tierra.
Se puede observar el 59% de la totalidad de la superficie lunar.

La Tierra, nuestro planeta


La Tierra se formó hace unos 4.500 millones de años junto con el Sol y otros siete planetas del Sistema Solar; tres de ellos terrestres y cuatro planetas gaseosos. Es el tercer planeta del Sistema Solar en orden de distancia al Sol, del que se encuentra a unos 149,6 millones de kilómetros. La órbita de nuestro planeta es similar a una elipse achatada, por esto la distancia varía entre 147 millones de km y 152 millones de km, que es cuando está más cerca y más lejos del Sol, respectivamente.
Se formó a partir de una inmensa nube de gas y polvo estelar llamada nebulosa solar. En el centro de esta nube que se contraía se formó el Sol, que al calentarse empezó a emitir luz. La elevada temperatura del Sol produjo la evaporación al espacio de buena parte de los materiales volátiles que se hallaban en la región donde se estaba formando la Tierra.
La Tierra
La Tierra

El nacimiento de la Tierra

Debido a la fuerza de la gravedad, cada vez se acumulaba más materia procedente de la nebulosa solar sobre la Tierra en formación. Pero como ésta se encontraba en estado de fusión, debido a su elevada temperatura, los componentes más densos, como el hierro y el níquel, se hundían cada vez más hacia el centro del planeta, mientras que los más ligeros, como los silicatos de varios metales, permanecían en la superficie. Este proceso es conocido por el nombre de diferenciación.
Cuando se terminó el proceso de diferenciación, la temperatura de la Tierra bajó hasta que se solidificó la materia. En la superficie de la Tierra pudo permanecer agua en estado líquido, y hoy en día se supone que la temperatura del núcleo de nuestro planeta es de unos 6.200 ºC. La parte interna continúa enfriándose debido a un proceso gradual de agotamiento de los elementos radiactivos.
Datos de la Tierra:
Distancias mínima y máxima al Sol147 y 152 millones de km
Diámetro en el ecuador12.756 km
Velocidad orbital media alrededor del Sol29,79 km/s
Rotación (tiempo empleado para completar una rotación entera sobre su propio eje)23 horas y 56 minutos
Revolución (tiempo empleado para recorrer una órbita alrededor del Sol)365 días, 6 horas y 9 minutos
Número conocido de satélites1 (la Luna)
Masa5,976 x 1027 g
Volumen1,084 x 1012 km3
Densidad media (agua = 1)5,52
Temperatura media en la superficie22 ºC
Temperatura del núcleo6.200 ºC
Inclinación del eje23º 27′

El interior de la Tierra

El interior de la Tierra está compuesto por el núcleo interno, el núcleo externo, el manto inferior y el manto superior. Finalmente se encuentra la corteza que da en la superfície.
El núcleo de la Tierra está constituido por níquel y hierro, y puede dividirse en dos partes: el núcleo interno y el núcleo externo. El núcleo interno está formado por materiales metálicos sólidos de unos 1.300 km de radio. El núcleo externo descansa sobre el anterior y tiene una viscosidad extremadamente baja, de un espesor de 2.200 km.
En dirección hacia el exterior se encuentra el manto rocoso de un espesor de 3.000 km, y éste también se divide en dos partes: el manto inferior, que es una zona inferior más rígida; y el manto superior, una zona más plástica. Los últimos 100 km del manto reciben el nombre de litosfera, sobre la cual hay una fina capa de roca de un espesor que varía de 5 km o poco más en tierra firme. La litosfera está compuesta por una serie de placas que están en continuo movimiento.
El interior de la Tierra
El interior de la Tierra

Las erupciones volcánicas

La colisión que producen las placas tectónicas de la litosfera terrestre puede generar un aumento de presión entre ellas y una acumulación de energía que se libera en forma de terremotos.
Cuando las placas tectónicas se alejan se forma una fractura a través de la cual aflora el magma procedente del manto. Cuando el magma se solidifica se crea una nueva corteza.

El movimiento de los continentes

Hace centenares de millones de años, las tierras emergidas estaban divididas en continentes diferentes de los actuales. Esta fase inicial se conoce como Pre-Pangea. Hace 300 millones de años, los continentes se unieron en un enorme continente: la Pangea, que más tarde empezó a fragmentarse. Hace 135 millones de años, las placas de la corteza hacían que los continentes se separasen cada vez más. Las placas en la actualidad continúan moviéndose lentamente, causando terremotos y erupciones volcánicas.

El campo magnético terrestre

El campo magnético de la Tierra deriva de unas corrientes que se originan en el núcleo metálico fundido a causa de la rotación del planeta sobre sí mismo. La extensión del campo magnético forma una especie de capa que es conocida como magnetosfera. La magnetosfera protege a la Tierra contra el flujo de partículas cargadas eléctricamente que provienen del Sol, llamado viento solar.

La atmósfera de la Tierra

La atmósfera es atraída hacia nuestro planeta por la fuerza de la gravedad y puede dividirse en diferentes capas a partir de la superficie terrestre.
La capa inferior en la que se encuentran las nubes y donde suceden todos los fenómenos meteorológicos es conocida como troposfera, y tiene un espesor de 10-15 km de altitud. La temperatura disminuye a mayor altura hasta alcanzar los -40 o -50 ºC.
Por encima de la troposfera se encuentra la estratosfera, que se encuentra a unos 50 km y contiene una capa de ozono, un gas formado por un tipo particular de molécula de oxígeno compuesta de tres átomos en lugar de dos. El ozono nos protege de las peligrosas radiaciones ultravioletas procedentes del Sol. La temperatura en la parte más alta de la estratosfera aumenta hasta los 15 ºC.
Por encima de la estratosfera, en la altura de 500 km, se encuentra la ionosfera, que refleja las ondas de radio procedentes de la Tierra. En la ionosfera se encuentran también las nubes de brillo nocturno que se forman cuando el vapor de agua que hay en la parte alta de la atmósfera se condensa en cristales de polvo meteórico que cae sobre la Tierra desde el espacio.
La ionosfera, a su vez, contiene la mesosfera, de un espesor entre 50 y 85 km, y la termosfera, de un espesor de 200 km. Por encima de la ionosfera está la exosfera, que se funde con el vacío del espacio interplanetario del Sistema Solar.

La superficie

El relieve de la superficie de nuestro planeta es muy diversa y varía mucho de un lugar a otro. Cerca del 71% de la superficie está cubierta por agua. La superficie terrestre que queda sumergida en el agua tiene características montañosas, además incluye volcanes submarinos, mesetas, llanuras y más de 60 fosas oceánicas. El restante 29% de la superficie que no está cubierta por el agua está formada de montañas, desiertos, llanuras y mesetas.
Histograma de elevación de la corteza terrestre
Histograma de elevación de la corteza terrestre. Cada línea de marca representa el 10% de la superficie terrestre.

La hidrosfera

La gran cantidad de agua que hay en la superficie de la Tierra, alcanzando casi los dos tercios del total, es una característica que distingue al Planeta Azul de otros en el Sistema Solar. La hidrosfera de nuestro planeta está compuesta por océanos, aunque en la teoría incluye todas las superficies de agua del mundo: mares, lagos, ríos y aguas subterráneas hasta los 2.000 metros de profundidad.
El lugar más profundo bajo el agua es el Abismo Challenger de la Fosa de las Marianas, en el Océano Pacífico, con una profundidad de -10.911,4 metros. Aproximadamente el 97,5% del agua es salada, mientras que el restante 2,5% es agua dulce. La mayor parte del agua dulce, aproximadamente el 68,7%, se encuentra actualmente en estado de hielo.