Introducción

 

CICLOS ASTRONÓMICOS Y DE GEOSISTEMAS

Ciclos Astronómicos

Todo el planeta tierra toma parte en los ciclos astronómicos. La noche y el día, los cambios de la luna y las estaciones del año son manifestaciones de estos ciclos. El hombre mide el tiempo con base en los períodos de algunos movimientos:

  • Día: el período de tiempo en que la tierra realiza una rotación completa sobre su eje.
  • Mes: el período de tiempo en que la luna gira alrededor de la tierra (mes lunar).
  • Año: el período de tiempo en que la tierra gira alrededor del sol.

 

Las mareas

La causa de las mareas es la atracción que la luna y el sol ejercen sobre las aguas oceánicas. El fenómeno consiste en elevaciones del nivel del mar que coinciden con los pasos de la luna por el meridiano correspondiente, seguidas de los respectivos descensos. Se producen dos mareas altas y dos bajas en el trascurso de cada día lunar, es decir 24 horas y 50 minutos.

Las mareas son un movimiento alternativo de subida y bajada del nivel del mar, generado por los efectos gravitatorios de la luna y el sol.

La luna tiene más influencia que el sol en las mareas, pues su atracción gravitatoria es dos veces y cuarto superior a la del sol. Las llamadas mareas vivas (las más intensas) ocurren cuando la tierra, la luna y el sol están alineados y se suman los efectos gravitatorios de los dos astros; las mareas muertas (las más pequeñas) ocurren cuando la luna y el sol forman un ángulo recto con la tierra. En altamar y en las costas de los mares interiores las mareas suelen ser más débiles, mientras que en las costas oceánicas las amplitudes aumentan de manera extraordinaria.

Figura 33: Las mareas se forman por la atracción gravitacional de la luna sobre la masa oceánica de agua.

 

La radiación

Debido a la forma esférica y a la envoltura gaseosa de la atmósfera la tierra no se calienta uniformemente. Las áreas que se encuentran cerca de los polos reciben menor radiación solar por unidad de superficie que las áreas que están cerca al ecuador. Esto se debe a varias razones.

 

1. La cantidad de energía que se recibe por área en la superficie terrestre depende del ángulo en que llegue la energía. La misma cantidad de radiación se disemina en un área más grande en el sitio de curvatura (Fig. 32).

Figura 32: Distribución de la energía sobre la superficie terrestre de acuerdo al ángulo de curvatura.

2. La radiación debe atravesar una capa atmosférica más densa para tocar los polos, por lo que se absorbe, o se refleja por la atmósfera en mayor proporción antes de alcanzar la superficie terrestre. Debido a lo anterior los trópicos son más calientes que las regiones polares.

3. El eje de la tierra está inclinado 23.5 grados de su vertical. Como resultado, la duración del día y el ángulo de los rayos solares que tocan la superficie terrestre en un punto dado, están cambiando constantemente durante el año. Estos factores permiten que cuando el hemisferio septentrional se inclina hacia el sol, entonces en América del norte se presenta el verano y los rayos del sol caen directamente. Seis meses después el hemisferio septentrional se aleja del sol y los rayos solares llegan en forma oblicua y se presenta el invierno en América del norte. La primavera y el otoño son periodos de transición entre estos dos extremos (Fig. 33).

Figura 33: Posición de la tierra en cada estación. Cuando Norteamérica está en verano, el hemisferio septentrional se inclina hacia el sol. En ese momento los rayos solares caen directamente sobre Norteamérica durante un periodo de luz diurna de mayor duración. Seis meses después, en el punto opuesto de la revolución anual , el día de Norteamérica es más corto, los rayos solares llegan en forma oblicua, razón por la cual calientan en menor medida la superficie. Entonces se presenta el invierno. La primavera y el otoño son transiciones entre dos extremos.

 

Ciclos atmosféricos

El calentamiento diferencial genera ciclos atmosféricos globales. Como las regiones ecuatoriales reciben la mayor parte de la radiación solar, son ellas las que más calor irradian. El aire caliente se eleva desde el ecuador y empieza a movilizarse hacia los polos. Este patrón de aire ascendente y descendente forma tubos alrededor de la tierra, Celdas de Hadley. El aire que se mueve hacia los polos tiende a enfriarse y desciende a una latitud de 300, tanto al norte como al sur. Desde este punto, el aire frío es empujado a lo largo de la superficie, sea hacia los polos o hacia el ecuador, donde el ciclo se inicia nuevamente. Como el aire caliente se mueve hacia el norte o hacia el sur a través de sucesivas celdas de Hadley, la superficie de la tierra se calienta más uniformemente.

El calentamiento diferencial de la superficie terrestre pone en movimiento una gran máquina de calor atmosférica, la cual origina los vientos, las olas marinas y desempeña un papel fundamental en la distribución de los organismos y mantiene la atmósfera terrestre a una temperatura relativamente constante.

Figura 36: Ciclos atmosféricos del globo. Los patrones globales atmosféricos unifican el mundo. Los vientos no se intimidan ante los límites estatales ni tampoco ante los nacionales. Debido a lo anterior la atmósfera y los océanos constituyen mecanismos físicos efectivos para la distribución de varias sustancias tóxicas alrededor del mundo, las cuales depositan lejos de sus puntos de origen.

 

Ciclo geológico

El ciclo geológico se refiere a la formación y al desplazamiento del material que constituye la superficie terrestre. El ciclo geológico comparado con cualquier otro ciclo tiene una enorme duración, el evento más sencillo se mide en millones de años. Constantemente se forman nuevas superficies mediante presiones procedentes del interior de la tierra a través de las grietas del fondo del mar (Fig. 35 ). Los continentes son empujados por dichas presiones del fondo marino en expansión. A menudo cuando se encuentran los continentes y las nuevas superficies el fondo del mar se hunde. (http://www.bio.cmu.edu/courses/biochemmols/buildblocks/Membrane.htmlhttp:

//hum.amu.edu.pl/~zbzw/glob/glob34e.htm)

Figura 35: Desplazamiento del fondo marino durante el ciclo geológico.

 

Teoría de la deriva continental

Alfred Wegener hacia 1920 sugirió que, durante la mayor parte de la historia de nuestro planeta, un supercontinente Pangaea constituyo la única masa terrestre con un océano único - Panthalassa. La teoría de la deriva continental sugiere: por razones que aún se desconocen, que hace cerca de 200 millones de años se inició la división de Panthalassa en dos continentes: Laurasia (el continente septentrional) y Gondwana (el continente meridional). Después en Gondwana y Laurasia aparecieron nuevas grietas y con el tiempo dieron origen a los continentes como existen en la actualidad. El ciclo geológico continúa aun en nuestros días. Las placas tectónicas se mueven constantemente y constantemente emergen materiales desde el núcleo de la tierra a través de las grietas oceánicas.

 

Tectónica de placas

El estudio de los movimientos superficiales laterales de la tierra se denomina tectónica de placas y se ha desarrollado a partir de las teorías de la deriva continental y de la dispersión del fondo del mar. La tectónica de placas sugiere que la litosfera está compuesta de cierto número de placas , las cuales están en constante movimiento. La actividad geológica en su interior es baja, pero intensa hacía sus márgenes, lo cual determina las erupciones volcánicas, los temblores y la distribución de recursos minerales.

 

La luz del sol como fuente de energía

La luz del sol que llega a la superficie terrestre corresponde al espectro de luz visible en el rango de 380 - 720 nm, así como una parte del infrarrojo y del ultravioleta. El sol irradia cerca de 41.868 26 J/seg, de los cuales alrededor de 8374 J/cm2/ min llegan a la atmósfera terrestre; este valor se conoce como constante solar . Al llegar a la atmósfera hay de nuevos pérdidas por absorción, dispersión y reflexión, así que a la superficie del suelo, sólo llega alrededor del 50% de la constante solar, aproximadamente 4186 J/cm2/min.

Desde el punto de vista energético, la tierra es un sistema abierto. Para que la vida pueda existir, la tierra debe recibir constantemente la energía que proviene del sol y emite la energía calorífica que pasa al espacio exterior.

La vida sobre la tierra se hace posible a través de la energía del sol. Esta energía se utiliza en diferentes procesos: conduce los ciclos atmosféricos, funde el hielo, evapora el agua y genera vientos, ondas y corrientes. Igualmente suministra la energía para todos los organismo que habitan el planeta. La energía solar es transformada por la plantas durante la fotosíntesis en energía química. El flujo de energía en el ecosistema permitió la evolución de sistemas biológicos complejos altamente organizados.

 



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