La Tierra

Mientras que la vida en nuestro planeta no llega a los 4.000 millones de años, la Tierra se remonta a más de 4.500 millones de años. Un tercio de vida si lo comparamos con los 13.700 millones de años que nos separan del Big Bang.

Teoría del Big Bang

Existen muchas teorías acerca del origen y la forma que tiene el universo. En 1948, el físico George Anthony Gamow (1904-1968) postuló la teoría más aceptada: el Big Bang. En ella menciona que el universo posiblemente se formó hace unos 10 mil o 15 mil millones de años, como consecuencia de una gigantesca explosión producida a partir de un átomo primigenio que era aún más pequeño que la cabeza de un alfiler. Inmediatamente después de la gran explosión, se cree que se originaron protones, neutrones, electrones y fotones, los cuales se encontraban a muy elevadas temperaturas. Estas partículas, al unirse formaron átomos de helio e hidrógeno, los primeros elementos que constituyeron la materia.

La teoría del Big Bang se sustenta en tres puntos:

• El Universo se está expandiendo como resultado de la enorme explosión. Se sabe que el Universo se expande porque las galaxias se están alejando unas de otras. Para medir su velocidad de alejamiento, los astrónomos se basan en la cantidad de energía que irradian las galaxias. Para ello, utilizan un aparato llamado espectrómetro que descompone la luz a manera de arco iris. Cuando los astros están más lejos de la Tierra, viajan a mayor velocidad y se desplazan hacia el color rojo (efecto Doppler).
• La abundancia de elementos químicos en el universo es constante; es decir podemos encontrar los mismos elementos (en forma de isótopos) en diferentes  astros, aun cuando éstos se encuentren separados por grandes distancias.
• En 1965, los físicos Pensias y Wilson detectaron que la radiación que llega a la Tierra desde todas partes del universo proviene de una gran explosión que ocurrió hace 10 mil o 15 mil millones de años.

Formación de la Tierra

Durante todo este tiempo, la Tierra ha sufrido grandes transformaciones que han ido dejando huella hasta nuestros días.

La última datación (4.470 millones de años) fue realizada por John Rudge, del Departamento de Ciencias de la Tierra de la universidad de Cambridge. Para ello se basó en el decaimiento de hafnio 182 en tungsteno 182. También se sirvió de técnicas de fechado radiométrico de material proveniente de meteoritos de los primeros años de vida de la Tierra.

Nuestro planeta, en origen, fue el mismo que el del sistema solar. Al principio solo había nubes de gas, rocas y polvo en rotación. Las fuerzas del espacio fueron creando el disco protoplanetario que se convertiría en nuestro sistema. La fusión nuclear de hidrógeno a helio hizo que se crease el Sol. Su gravedad comenzó a unir la materia que flotaba en anillos, donde fueron colisionando y formando masas más grandes: los protoplanetas.  De esta forma también se cree que se creó la Luna, como una gran masa que chocó contra la Tierra y quedó atrapada en su gravedad para siempre.

Surgen los primeros continentes

El manto de la Tierra nace del flujo de calor que brota desde el interior a la superficie. Esto ocurrió durante el principio del periodo Arcaico, con una temperatura superficial de 1600 °C.  La corteza era muy inestable y se produjeron grandes colisiones de meteoritos y otros asteroides. Al final del Paleozoico y principios del Mesozoico las masas de tierra de los primeros continentes se unieron en Pangea. Este supercontinente se fracturó hace 200 millones de años, separándose hasta la posición que tenemos en la actualidad.

Estructura de la Tierra

La estructura de la Tierra se divide en varias capas diferenciadas sucesivas, la atmósfera, la corteza de la Tierra (corteza continental y oceánica), manto (superior e inferior) y el núcleo (interna y externa).
– La atmósfera es el gas que contiene ≈78% de dinitrógeno (N2) y ≈21% de oxígeno (O2).
– La corteza continental contiene principalmente granito (75%), su espesor medio es de 45 km y su densidad media es de 2,8.
– La corteza oceánica contiene principalmente roca de basalto (lava enfriada rápidamente), su espesor es de aproximadamente 5 km y su densidad media es de 3.1.
– El manto superior contiene rocas esencialmente sólidos como peridotita (silicato de hierro y silicato de magnesio SiO4, Fe y Mg), su espesor es de 665 km y su densidad media es de 4.1.
– El manto inferior contiene rocas esencialmente viscosas como perovskita (titanato de calcio CaTiO3), su espesor promedio es de 2185 km y su densidad media es de 4,6. El manto sigue siendo solido a pesar de que la temperatura aumenta cuando nos sumergimos en sus profundidades, esto es debido a la presión sobre los materiales que aumenta más fuertemente.
– El núcleo externo líquido consiste esencialmente en hierro fundido, porque en estas profundidades la temperatura media que es 4000 ° C, se hace cargo en la presión, la densidad media es de 11,2 a continuación.
– El núcleo interior sólido llamado la «semilla tierra», es esencialmente metálico, la semilla es una aleación de hierro (80%) y níquel (20%). La presión, que es de 3,5 millones de barras (350 GPa), mantiene el material en un estado sólido a pesar de la temperatura que es de aproximadamente 6000 ° C. El núcleo interno está aumentando gradualmente, por cristalización del núcleo externo de hierro líquido, que se enfría lentamente. La densidad en las profundidades de la Tierra es de aproximadamente 13.
Todas estas capas sucesivas son de densidad creciente. Los materiales se apilan en el orden de su densidad, hierro y níquel en el más profundo entonces el sulfuro de hierro, silicatos, agua, nitrógeno, dióxido de carbono, amoníaco, metano, helio, hidrógeno.

Placas tectónicas

Las placas tectónicas son fragmentos de la litosfera, compuesta por la parte superior del manto superior y la corteza terrestre, que se comportan como una capa fuerte, relativamente fría y rígida. Las placas de la litosfera son más delgadas en los océanos, donde su grosor varía de unos cuantos kilómetros en las dorsales oceánicas hasta 100 kilómetros en las cuencas oceánicas profundas.

Por el contrario, la litosfera continental usualmente tiene un grosor comprendido entre 100 y 150 kilómetros, aunque puede alcanzar los 250 kilómetros en porciones más antiguas de los continentes. Debajo de la litosfera, se encuentra una región del manto muy dúctil, conocida como astenósfera, donde la temperatura y presión son tan altas que las rocas se encuentran en estado de fusión (rocas fundidas). Es sobre esta astenósfera que se “deslizan” las placas tectónicas. Se sostiene en la actualidad que las placas son desplazadas como resultado de un flujo convectivo en el manto. Este flujo, impulsados por diferencias de temperatura (por ende, de densidad del material) impulsa a las placas litosféricas, generando indirectamente la formación de las cordilleras montañosas, así como la actividad volcánica (directa o indirectamente) y sísmica en todo el planeta. Se piensa que las plumas de rocas supercalientes que conforman el flujo ascendente del movimiento convectivo se generan en el límite núcleo-manto (donde la temperatura es máxima y la densidad mínima por consecuencia) y ascienden lentamente a la superficie. La parte horizontal del flujo (flechas horizontales) es la que arrastra a las placas provocando su colisión o bien su separación y finalmente se agrega que posiblemente los bordes de placas convergentes (donde las placas frías y densas de la litosfera se subducen) coinciden con un flujo descendente en el manto.