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ciencias de la tierra
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TIPOS DE MOVIMIENTOS DE LA TIERRA
La tierra es un pequeño cuerpo celeste en el sistema solar, pero aún es más pequeña en comparación con la
Vía Láctea y el Universo. El planeta que nos acoge está rodeado de otros cuerpos celestes como el Sol y la
Luna, e interaccionan entre ellos de diferentes maneras. Existen 4 tipos de movimientos de la
tierra principales: rotación, traslación, precesión y nutación.
La Tierra está en continuo movimiento. Se desplaza, con el resto de planetas y cuerpos del Sistema Solar, girando alrededor del centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Sin embargo, este movimiento afecta poco
nuestra vida cotidiana.
Más importante, para nosotros, es el movimiento que efectua describiendo su órbita alrededor del Sol, ya que
determina el año y el cambio de estaciones. Y, aún más, la rotación de la Tierra alrededor de su propio eje,
que provoca el día y la noche, que determina nuestros horarios y biorritmos y que, en definitiva, forma parte
inexcusable de nuestras vidas.
ROTACIÓN La rotación es el movimiento
principal del planeta Tierra.
Este movimiento es el que
realiza el planeta sobre su
propio eje, determinando así
el día y la noche.
La Tierra rota sobre un eje
imaginario denominado eje
terrestre el cual pasa a través de sus polos.
Cada 24 horas (cada 23 h 56
minutos), Una vuelta
completa sobre su propio eje tomando como referencia las
estrellas, tiene una duración
de 23 horas, 56 minutos y 4
segundos.
A esta rotación se la denomina día sidéreo. Por otro lado si se utiliza como referencia el Sol, la rotación dura
24 horas y se la llama día solar.
La Tierra da una vuelta completa alrededor de un eje ideal que pasa por los polos. Gira en dirección Oeste-
Este, en sentido directo (contrario al de las agujas del reloj), produciendo la impresión de que es el cielo el
que gira alrededor de nuestro planeta.
A este movimiento, denominado rotación, se debe la sucesión de días y noches, siendo de día el tiempo en
que nuestro horizonte aparece iluminado por el Sol, y de noche cuando el horizonte permanece oculto a los rayos solares. La mitad del globo terrestre quedará iluminada, en dicha mitad es de día mientras que en el
lado oscuro es de noche. En su movimiento de rotación, los distintos continentes pasan del día a la noche y de
la noche al día.
TRASLACIÓN
Por el movimiento de traslación, la
Tierra se mueve alrededor del Sol,
impulsada por la gravitación, en 365
días, 5 horas y 57 minutos,
equivalente a 365,2422 días, que es
la duración del año.
Determina las estaciones del año.
Este movimiento dura 356 días con
6 horas, la duración de un año más 6
horas.
Estas 6 horas restantes son las
responsables de que cada 4 años
tengamos un año bisiesto con 366
días, ya que estas 6 horas cada 4
años dan el resultado de 24 horas y
así se agrega un día.
LOS EQUINICCIOS
Los equinoccios no son fijos porque el plano del ecuador gira en relación al plano de la eclíptica; completa
un giro cada 25.868 años.
El movimiento de los equinoccios en la eclíptica se llama precesión de los equinoccios. Para establecer la
posición real de las estrellas en un momento determinado tiene que aplicarse una corrección de precesión a
las cartas celestes. En Enero la Tierra alcanza su máxima proximidad con el Sol acercándose
aproximadamente 147,5 millones de km, produciéndose el llamado perihelio. Por otra parte en los primeros
días de Julio es cuando estos cuerpos celestes se mantienen más alejados, aproximadamente a 152,6 millones
de km. A esto se llama afelio.
Nuestro planeta describe una trayectoria elíptica de 930 millones de kilómetros, a una distancia media del Sol de 150 millones de kilómetros. El Sol se encuentra en uno de los focos de la elipse. La distancia media Sol-
Tierra es 1 U.A. (Unidad Astronómica), que equivale a 149.675.000 km.
Como resultado de ese larguísimo camino, la Tierra viaja a una velocidad de 29,5 kilómetros por segundo,
recorriendo en una hora 106.000 kilómetros, o 2.544.000 kilómetros al día.
La excentricidad de la órbita terrestre hace variar la distancia entre la Tierra y el Sol en el transcurso de un
año. A primeros de enero la Tierra alcanza su máxima proximidad al Sol y se dice que pasa por el perihelio.
A principios de julio llega a su máxima lejanía y está en afelio. La distancia Tierra-Sol en el perihelio es de
142.700.000 kilómetros y la distancia Tierra-Sol en el afelio es de 151.800.000 kilómetros.
Este movimiento elíptico describe una trayectoria de 930 millones de kilómetros, durante el cual la Tierra
mantiene una distancia promedio de 150 millones de kilómetros entre el Sol y la Tierra. Durante este
recorrido la velocidad promedio alcanzada por la tierra es de 106 200 km/h o 29,5 km/s.
La precesión o movimiento de trompo
La Tierra es un elipsoide de forma irregular, aplastado por los polos y deformado por la atracción
gravitacional del Sol, la Luna y, en menor medida, de los planetas. Esto provoca una especie de lentísimo
balanceo en la Tierra durante su movimiento de traslación llamado "precesión de los equinoccios", que se
efectúa en sentido inverso al de rotación, es decir en sentido retrógrado (sentido de las agujas del reloj).
Es el que hace el planeta Tierra sobre su propio eje. El eje terrestre cuenta con una inclinación de 23,46
grados con respecto a un eje perfecto que se trazara en dirección al Sol. Esta inclinación hace que además de
los dos movimientos ya anteriormente mencionados, la Tierra gire sobre sí misma en forma de trompo.
Bajo la influencia de dichas atracciones, el eje va describiendo un doble cono de 47º de abertura, cuyo vértice
está en el centro de la Tierra. Debido a la precesión de los equinoccios, la posición del polo celeste va
cambiando a través de los siglos. Actualmente la estrella Polar no coincide exactamente con el Polo Norte
Celeste.
Los demás planetas también tienen este comportamiento.
Una vuelta completa de precesión es llamada un año platónico, y aunque es difícil de calcular dados los movimientos que alteran los grados de inclinación de la tierra (terremotos, tsunamis y demás) se presume que
dura aproximadamente entre 25700 y 25900 años.
Nutación
Hay otro movimiento que se superpone con la precesión, es la nutación, un pequeño vaivén del eje de la Tierra o un leve balanceo que
experimenta la Tierra a causa de la
atracción gravitacional de la Luna
Como la Tierra no es esférica, la
atracción de la Luna sobre el
abultamiento ecuatorial de la Tierra
provoca el fenómeno de nutación.
Para hacernos una idea de este
movimiento, imaginemos que,
mientras el eje de rotación describe el
movimiento cónico de precesión, recorre a su vez una pequeña elipse o
bucle en un periodo de 18,6 años.
En una vuelta completa de precesión
(25.767 años) la Tierra realiza más de 1.300 bucles de nutación. El
movimiento de nutación de la Tierra
fue descubierto por el astrónomo
británico James Bradley.
La nutación es un movimiento
sobrepuesto a la precesión. Como ya
dijimos, la tierra funciona como un trompo debido al movimiento de
precesión, y al igual que este juguete
cuando está por detenerse, comienza a
tener oscilaciones entre caer y volver a
su posición en cuestión de segundos.
La nutación de la Tierra es exactamente
la misma que la del trompo, solo que la
Tierra nunca se está por detener. Gira
gracias a la precesión y a la vez hace
oscilar su eje alrededor de su posición
media, esto hace que se cree un vaivén
a la vez que la Tierra se encuentra
girando gracias a la precesión. En la
imagen de abajo se puede entender esta
oscilación.
Todos estos movimientos hacen que los
días sean más largos o más cortos, que
sean más calurosos o fríos y por
supuesto también son los que determinan las estaciones del año y algunos fenómenos como los solsticios y
los equinoccios.
LOS CINCO MOVIMIENTOS DE LA TIERRA
Cuando éramos chicos, en el colegio nos enseñaron cómo pese a que en la antigüedad se creía que la Tierra
era plana y el centro del universo, gracias a grandes personajes de la historia, se demostró que la tierra ni era
plana, ni era el centro del universo. De hecho, ésta es la que gira en torno al sol, realizando el movimiento
conocido como de translación, y mientras gira en torno al sol también gira en torno a sí misma, realizando el
movimiento de rotación.
Pero más allá de todo esto, no nos contaron nada más, pese a que sí que lo hay. La Tierra no se mueve
únicamente en torno al sol y sobre sí misma, sino que además tiene otros tres movimientos principales
adicionales: precesión de los equinoccios, nutación y el bamboleo de Chandler.
Además de estos cinco movimientos principales, existen otros movimientos históricamente considerados
secundarios como son las variaciones del plano elípticoen el que se describe el movimiento de translación,
las variaciones en la excentricidad de la elipse descrita en este movimiento, o los movimientos que realiza
la Tierra por estar dentro del Sistema Solar, o por estar dentro de la Vía Láctea.
A continuación, una breve descripción de cada uno de los cinco movimientos principales:
Movimiento de Rotación
Este movimiento, de sobra conocido por todos, se
define como el que hace la Tierra sobre su propio eje.
La rotación es el movimiento por el cual existen los
días y las noches, y cada rotación tiene una duración
de prácticamente un día (más concretamente son 23
horas 56 minutos y 4.1 segundos).
No se puede decir que exista un único descubridor de
la existencia de este movimiento, aunque el primero
que hizo una propuesta firme al respecto
fue Johannes Müller en el siglo XV, aunque no fue
hasta más tarde, con la ayuda
de Copérnico y Newton, cuando la existencia de la
rotación terrestre quedó totalmente demostrada.
Movimiento de Translación
Al igual que el movimiento de rotación, el de
translación es de sobra conocido por todos. Se define
como el movimiento que hace la Tierra en torno al
sol, describiendo una elipse que tarda en ser recorrida 365 días, 5 horas y 47 minutos. Debido al
hecho de recorrer una órbita, la Tierra varía su
distancia respecto al sol mientras describe esta
trayectoria, dándose el perihelio (punto más cercano
al sol) los primeros días de Enero, y el afelio (punto
más alejado del sol) los primeros días de Julio.
El primero en proponer firmemente la existencia de
este movimiento fue el griego Filolao de Crotona,
aunque los seguidores de la teoría geocéntrica
mantuvieron este pensamiento enterrado hasta que en el siglo XVI Copérnico revolucionó la astronomía con
su modelo heliocéntrico que, pese a no ser el primero, sí que fue el primero en recibir un gran apoyo y
respeto por la sociedad de la época.
Movimiento de Precesión de los Equinoccios
Si bien al comienzo del artículo he afirmado que en las escuelas sólo
se enseñan los movimientos de translación y rotación, bien es cierto
que algunos afortunados han podido ser ilustrados en un tercer
movimiento de la tierra no tan conocido como los dos anteriores.
El movimiento de precesión de los equinoccios es el que describe el
inclinado eje de la tierra de forma circular. Más concretamente,
es el movimiento que hace el polo norte terrestre respecto al punto
central de la elipse que describe la Tierra en el movimiento de
translación.
Este movimiento fue descrito y calculado por primera vez en la antigua Grecia por Hiparco de Nicea. La
causa física fundamental de la existencia de este movimiento es el momento de fuerza que ejerce el Sol sobre
la Tierra, aunque este movimiento también se ve fuertemente afectado por el movimiento de las placas
tectónicas, por lo cual su periodicidad no es tan precisa como en el caso de los movimientos de rotación y
translación. Aún así, su duración estimada es de 25 780 años, lo que también es conocido como año
platónico.
Movimiento de Nutación
Entrando ya en movimientos más complejos, nos
encontramos con el movimiento de nutación. El eje
de la Tierra, como acabamos de describir en el
punto anterior, se mueve de forma circular mediante
el movimiento de precesión, pero los círculos que
describe no son exactos. De hecho, el movimiento
de nutación lo que hace es generar oscilaciones
haciendo que el eje de la tierra se incline un poco
más o un poco menos respecto a la circunferencia
que describe el movimiento de precesión.
Este movimiento, fue descubierto en 1728
por James Bradly, pero cuando lo dio a conocer no
conocía aún la causa de la existencia del mismo.
Esto fue demostrado 20 años más tarde, cuando los
cálculos de distintos físicos y astrónomos
determinaron que este movimiento era causado
directamente por la atracción gravitatoria de la Luna.
Bamboleo de Chandler
Por si no eran pocos los cuatro movimientos ya
existentes, en 1891 el astrónomo Seth Carlo
Chandler descubrió una nueva irregularidad en la
oscilación del eje de la Tierra. Este nuevo movimiento,
conocido como el bamboleo de Chandler, se trata de un
movimiento oscilatorio del eje de la Tierra que hace que
se desplace hasta 9 metros de la posición predicha para
un momento concreto.
La causa real de la existencia de este movimiento aún no
ha sido averiguada a día de hoy, aunque ha habido varias
teorías al respecto, desde que podría estar causado por los
cambios climáticos hasta que la causa real podría ser las variaciones de concentración salina en el mar. El
máximo rango registrado por esta oscilación ocurrió en el año 1910, y por razones que aún se desconocen,
este movimiento desapareció durante seis semanas en el año 2006.
La Tierra. Características, movimientos y estructura
Introducción. Todos sabemos que en verano hace calor y que en invierno hace frío, pero si nos preguntamos el motivo veremos
que la respuesta no es fácil. Si miramos el primer dibujo de este tema tendremos la tentación de pensar que simplemente se trata de
un tema de distancia al Sol, pero esto querría decir que, por ejemplo, cuando la Tierra está cerca del Sol tendría que ser el verano tanto en el hemisferio Norte como en el hemisferio Sur y todos sabemos que no es así, es decir que cuando nosotros estamos en
verano, por ejemplo en Argentina están en invierno.
La razón es otra muy diferente y que tiene que ver con si los rayos solares caen sobre la superficie terrestre perpendicularmente,
como pasa en verano, en el cual el Sol está muy alto, o caen de forma oblicua, como pasa en invierno, en el cual el Sol no está nunca tanto alto como en verano. Pensemos en que si caen verticalmente su energía calorífica se dispersa en una superficie más
pequeña que si caen inclinados y, por lo tanto, cada centímetro cuadrado se calienta más. Pero ¿Por qué los rayos solares inciden
de forma diferente a lo largo del año? En este capítulo encontrarás la respuesta a esta y a otras preguntas sobre las estaciones y
sobre la estructura de nuestro planeta, por cierto el único cuerpo celeste habitado que conocemos.
1. El planeta Tierra. La Tierra es un planeta de forma esférica ligeramente aplanado en los polos. Su radio ecuatorial es de
6.371km y su radio polar es 14km inferior. Dado su distancia al Sol presenta una temperatura superficial media de 20 ºC, lo cual le
permito mantener seres vivos, característica que no se da en ningún otro astro conocido.
2. Los movimientos de la Tierra. La Tierra presenta un movimiento de rotación sobre su eje realizando una vuelta completa
cada 23 horas y 56 minutos. Debido a este movimiento hay noche y día. También presenta un movimiento de traslación alrededor
del Sol dando una vuelta completa cada 365,25 días. Por esto y para evitar desfases, tras tres años de 365 días hay un año bisiesto,
es decir un año que tiene 366 días (por acuerdo este día es el 29 de febrero). Se traslada alrededor del Sol a una velocidad de
aproximadamente 40 km/s describiendo una elipse en un plano denominado plano de la eclíptica.
3. El origen de las estaciones. La sucesión de estaciones (primavera, verano, otoño e invierno) se produce debido a que el eje de
rotación de la Tierra no es perpendicular al plano de la eclíptica, sino que forma con él un ángulo de unos 67º. Debido a esta
inclinación, a medida que la Tierra se traslada alrededor del Sol varía mucho la inclinación de la radiación solar que incide en una
misma zona a lo largo del año, originándose así épocas de mayor calor (cuando los rayos solares inciden más perpendicularmente
sobre la superficie) y épocas de menor calor (cuando los raigs solares inciden más oblicuamente sobre la superficie). En el
siguiente dibujo se puede observar como cuando en el hemisferio Norte es invierno en el hemisferio Sur es verano y viceversa.
Posición 1. Esta es la posición del ciclo anual en la que al hemisferio Norte llegan más rayos solares y de forma más perpendicular
y en la que al hemisferio Sur llegan menos rayos solares y de forma más oblicua. Por esto, en el hemisferio Norte se dan las
temperaturas más altas del año, es el verano, y en el hemisferio Sur, se dan las más bajas, es el invierno. En el hemisferio Norte, el
día del año en el que los rayos solares llegan más perpendiculares y hay más horas de luz es el 21 de junio. Es el día que empieza
el verano. Se denomina por ello solsticio de verano.
Posición 2. En el hemisferio Norte, tras el verano, el día en el cual hay tantas horas de luz como de oscuridad es entre el 22 y el 23
de septiembre. Es el día que empieza el otoño. Se denomina equinoccio de otoño.
Posición 3. Esta es la posición del ciclo anual en la que al hemisferio Norte llegan menos rayos solares y de forma más oblicua, y
en la que al hemisferio Sur llegan más rayos solares y de forma más perpendicular. Debido a ello en el hemisferio Norte se dan las
temperaturas más bajas del año, es el invierno, y en el hemisferio Sur se dan las más altas, es el verano. En el Hemisferio Norte, el
día del año en el cual los rayos solares llegan más oblicuamente y hay menos horas de luz es el 21 de diciembre. Es el día que
empieza el invierno. Se denomina solsticio de invierno.
Posición 4. En el hemisferio Norte, tras el invierno, el día que hay tantas horas de luz como de oscuridad es entre el 20 y el 21 de
marzo. Es el día que empieza la primavera. Se denomina equinoccio de primavera.
4. La estructura de la Tierra. En la Tierra tradicionalmente se distinguen cuatro zonas que de fuera a adentro son:
1. Atmósfera. Es la capa de gases (básicamente nitrógeno y oxígeno) que envuelve el resto del planeta
2. Hidrosfera. Es la capa de agua que recubre el 75% de la superficie del planeta. Está formada por los océanos,
los mares, los ríos y los lagos.
3. Biosfera. Es la zona de la atmósfera, hidrosfera y de la superficie rocosa en la cual hay seres vivos. 4. Cuerpo central rocoso. Es la enorme masa de rocas y magmas que forma el planeta. En ella se distinguen tres capas:
Corteza. Es la capa sólida superficial. Se distinguen dos tipos de corteza:
Corteza oceánica. Es la corteza que está bajo los océanos, es decir la que constituye los fondos oceánicos. Sólo tiene un
espesor de 7 a 10 km y está formada por rocas volcánicas, básicamente por basalto.
Corteza continental. Es la corteza que constituye los continentes. Tiene un espesor de unos 40 a 60 km y básicamente está
formada por rocas plutòniques, principalmente granito, y por rocas sedimentarias, principalmente arcillas y calcáreas.
Manto. Es la capa que hay bajo la corteza. Está constituida por silicatos de hierro y de magnesio. Llega hasta 2900 km de
profundidad y presenta zonas sólidas y zonas pastosas.
La capa superficial es sólida. Junto con la corteza recibe el nombre de litosfera
La capa pastosa que hay debajo se denomina astenosfera.
La capa sólida que hay bajo la astenosfera se denomina mesosfera.
Núcleo. Es la parte central del planeta y por ello también recibe el nombre de endosfera. Está formado de hierro (Fe) y
níquel (Ni) por lo que también recibe el nombre de Nife. Presenta dos capas:
El núcleo externo que es pastoso
El núcleo interno que es sólido.
A) El movimiento de traslación
La Tierra en su viaje alrededor del Sol
tarda en dar una vuelta completa 365 días
y 6 horas, aproximadamente. Este es el
denominado movimiento de traslación,
que corresponde con el año solar.
B) Las estaciones
Durante su viaje alrededor del Sol la Tierra describe una elipse llamada órbita. El cambio de las
estaciones a lo largo del año se produce al darse la particularidad de que el eje de rotación de la Tierra se
encuentra inclinado respecto del plano de la órbita, esto hace que los rayos del Sol incidan de forma
diferente a lo largo del año en cada hemisferio.
Debido a esta característica la Tierra pasa por cuatro momentos importantes durante su movimiento de
traslación:
En el Solsticio de Verano, 21 ó 22 de
junio, el Hemisferio Norte se inclina
hacia el Sol. Los días son más largos que
las noches y los rayos del Sol inciden de
forma más perpendicular, al situarse el
Sol en la vertical del Trópico de Cáncer,
iniciándose en este hemisferio la estación
más calurosa, el verano. Sin embargo en
el Hemisferio Sur se produce la situación
contraria, iniciándose entonces el
invierno.
En el Equinoccio de Otoño, 22 ó 23 de
septiembre, los días y las noches tienen
igual duración en todo el planeta, al
situarse el Sol en la vertical del Ecuador,
comenzando el otoño en el Hemisferio
Norte y la primavera en el Sur.
En el Solsticio de Invierno, 22 ó 23 de
diciembre, es el Hemisferio Norte el que
tiene los días más cortos que las noches,
a la vez que los rayos del Sol inciden de
una forma más oblicua, al situarse el Sol
en la vertical del Trópico de Capricornio,
comenzando en este hemisferio la
estación más fría, el invierno. En el
Hemisferio Sur se produce la situación
contraria, iniciándose entonces el
verano.
En el Equinocio de Primavera, 20 ó 21
de marzo, los días y las noches tienen
igual duración en todo el planeta, al
situarse de nuevo el Sol en la vertical del
Ecuador, comenzando la primavera en el
Hemisferio Norte y el otoño en el
Hemisferio Sur.
C) Las zonas térmicas de la Tierra
Otra consecuencia del movimiento de traslación de la Tierra alrededor del Sol es la división del planeta en
grandes zonas térmicas y climáticas, una cálida en la zona intertropical, dos templadas en las latitudes
medias de ambos hemisferios y dos frías o polares, debido a que la cantidad e intensidad de radiación
solar que llegan a la superficie terrestre varían con la latitud y las estaciones del año.
