miércoles, 21 de septiembre de 2016

El origen de la Tierra

Las erupciones volcánicas y los terremotos son las manifestaciones actuales de los fenómenos que a lo largo del tiempo han dado a nuestro planeta su forma y estructura actual.
1) Introducción.
Podríamos comenzar nuestra historia en el principio del Universo conocido. El Big Bang se produjo aproximadamente hace 13,8 mil millones de años. El Big Bang constituye el momento en que de la "nada" emerge toda la materia, es decir, el origen del Universo. La materia, hasta ese momento, es un punto de densidad infinita, que en un instante dado "explota" generando la expansión de la materia en todas las direcciones y creando lo que conocemos como nuestro Universo. A medida que transcurría el tiempo, la materia se enfriaba y comenzaron a formarse tipos de átomos más diversos que finalmente se condensaron en las estrellas y galaxias de nuestro Universo actual.
Menos de un millón de años después del Big Bang, nacieron las primeras pequeñas galaxias, compuestas por nubes de hidrógeno, estrellas y materia oscura. La gravedad las juntó haciéndolas crecer durante 13 mil millones de años. Hace unos 10 mil millones de años el disco en espiral de nuestra galaxia comenzó a formarse y a parecerse a lo que hoy conocemos; Su crecimiento se hizo más lento debido a la adición de gas y galaxias enanas.

El Sol se formó hace 4.650 millones de años y tiene combustible para otros 5.500 millones más. Nació a partir de nubes de gas y polvo que contenían residuos de generaciones anteriores de estrellas. Gracias a la metalicidad de dicho gas, de su disco circumestelar surgieron más tarde los planetas, asteroides y cometas del Sistema Solar. 
La historia de la Tierra comprende 4.570 millones de años (Ma), desde su formación a partir de la nebulosa protosolar. Ese tiempo es aproximadamente un tercio del total transcurrido desde el Big Bang.
2) Hipótesis de la nebulosa primitiva o hipótesis nebular.
La nebulosa protosolar fue la nube de gas o disco de acrecimiento en la que se formó el Sistema Solar. La hipótesis nebular fue propuesta en 1755 por el geógrafo y filósofo alemán Immanuel Kant quien hipotetizó que la nebulosa solar rotaba lentamente en su origen. Esta nebulosa solar se fue condensando al enfriarse y aplanando gradualmente por el efecto combinado de las fuerzas de gravedad y centrípeta formando, con el tiempo, la estrella central y los planetas. La hipótesis nebular se basa en la observación de que todos los planetas orbitan alrededor del Sol en el mismo sentido y sobre un mismo plano denominado eclíptica, con ligeras inclinaciones con respecto a ésta. Además, el plano de la eclíptica coincide de manera aproximada con el ecuador solar.
Durante el colapso de la nube de gas primordial, la energía gravitatoria se convirtió en energía térmica, lo que provocó un aumento extraordinario de la temperatura en el interior de la nebulosa. A estas temperaturas, los granos de polvo se descompusieron en moléculas y partículas atómicas. El periodo de contracción de la nube terminó con el nacimiento del Sol. En ese momento la temperatura de la región en la que ahora se encuentran los planetas telúricos (Mercurio, Venus, la Tierra y Marte) descendió al terminar el calentamiento gravitaciones. Esto provocó que las sustancias con puntos de fusión elevados se condensaran en pequeñas partículas que comenzaron a unirse, formando masas metálicas y rocosas compuesta de elementos como el hierro, el níquel o el silicio que empezaron a colisionar entre sí formando cuerpos de cada vez mayor tamaño y mayor fuerza de gravedad, lo que atraía a las masas más pequeñas. De esta forma se formaron los planetesimales. Cuando alcanzaron una medida aproximada de un kilómetro de diámetro, se atrajeron unos a otros debido a su propia gravedad, ayudando a un crecimiento mayor hasta la creación de protoplanetas, cuerpos de un tamaño aproximado al de la Luna., y considerados como los embriones planetarios.
Los planetesimales que han sobrevivido hasta nuestros días son muy valiosos para la ciencia, ya que contienen información acerca del nacimiento de nuestro Sistema Solar. Aunque su exterior haya estado sujeto a una intensa radiación solar (lo que habría alterado su composición), su interior contiene un material prístino, esencialmente idéntico desde la propia formación del planetesimal. Esto convierte a cada planetesimal en una "cápsula del tiempo", ya que su composición podría contarnos mucho acerca de las condiciones de la nebulosa protosolar.
3) Los protoplanetas y Theia.
De acuerdo con la teoría de formación de los planetas, cada protoplaneta ve su órbita ligeramente perturbada por la interacción con otros protoplanetas, hasta producirse nuevas colisiones entre ellos. Éstas se producirían de un modo oligárquico, esto es, unos pocos cuerpos de mayor tamaño irían gradualmente dominando el proceso de formación, "limpiando" las proximidades de su órbita alrededor del centro del disco de planetesimales más pequeños. Este proceso acumulado de impactos y absorciones acabaría gradualmente formando los planetas telúricos. Los científicos creen que Theia, un protoplaneta que compartía órbita con la Tierra, colisionó contra nuestro planeta debido a las inestabilidades gravitatorias provocadas por el aumento de masas de ambos cuerpos. En este enlace encontraréis un artículo que expone cómo se produjo esta colisión y cómo se formó posteriormente la Luna como consecuencia de esta catástrofe.

4) La diferenciación de la Tierra.
Una vez que nuestro planeta contaba con una masa aproximadamente equivalente a la actual, hubo dos factores que la mantenían muy caliente: el impacto a gran velocidad de los restos rocosos que encontraba en su órbita, y la desintegración de los materiales radiactivos. Durante este periodo de calentamiento intenso, la Tierra alcanzó la temperatura suficiente como para que el hierro y el níquel se fundieran, provocando gotas de metal pesado que se precipitaron hacia el interior del planeta. Este proceso, que ocurrió en un tiempo geológico relativamente rápido es el causante de la formación del núcleo terrestre.
El primer periodo de calentamiento provocó otro proceso de diferenciación química, a través del cual, la fusión formó masas flotantes de roca fundida que ascendieron hacia la superficie, donde se solidificaron y formaron la corteza primitiva. Estos materiales rocosos poseían oxígeno, silicio, aluminio, y en menor proporción, calcio, sodio, hierro, potasio, y magnesio. Este primer periodo de segregación química estableció las tres divisiones básicas del interior de la Tierra: el núcleo rico en hierro, una corteza primitiva muy delgada, y la capa más gruesa del planeta, el manto, situado entre el núcleo y la corteza.
Este periodo de diferenciación química permitió que grandes cantidades de compuestos gaseosos se escaparan del interior de la Tierra para dar lugar a la formación de la atmósfera.
La corteza primitiva desapareció con el tiempo, no quedando hoy en día ningún resto para su estudio. Los científicos creen que la corteza continental actual comenzó a formarse de manera gradual durante los últimos 4.000 millones de años, dando finalmente a nuestro planeta su forma actual a través de diversos fenómenos geológicos como la deriva continental  las grandes erupciones volcánicas y los terremotos.

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