Suele decirse que el espacio está vacío, pero eso no implica que carezca de su propia «meteorología». El principal generador de la meteorología espacial es el viento solar, compuesto por corrientes supersónicas de partículas cargadas (protones y electrones) que fluyen desde el Sol hacia el exterior. El viento solar suele manifestarse en la Tierra en forma de auroras polares, sublimes espectáculos de luces de colores que aparecen con frecuencia cerca de los polos. Pero la Tierra no
es el único planeta que muestra auroras polares.

La sonda espacial Voyager descubrió relámpagos y auroras polares en las atmósferas superiores de Júpiter y Saturno. Al igual que en la Tierra, estas auroras polares extraterrestres se producen cerca de los polos de los planetas, si bien son mucho más brillantes.

La atmósfera es quizá el término más vago usado para identificar una parte de un cuerpo celeste. Indica el envoltorio superficial de un planeta o una estrella, formado sobre todo por gas e iones (plasma). Parece fácil decirlo, pero los gases no son como un líquido o un trozo de roca, en los que puede determinarse exactamente dónde está la superficie que los separa del entorno circundante. Es imposible indicar el nivel preciso donde acaba la atmósfera y empieza el plasma interplanetario.
De hecho, los gases apenas están sometidos a la fuerza de la gravedad; se «esfuman» hacia el espacio y abandonan continuamente el cuerpo celeste. En el caso de la Tierra, por estar tan cerca del Sol, determinar dónde termina la atmósfera terrestre y dónde empieza la solar (el denominado viento solar, que, a esta distancia, es aún bastante denso) es un problema al que sólo puede responderse teóricamente. El límite exterior de la atmósfera terrestre se define como el nivel en el que se presume que las moléculas de gas atmosférico dejan de sentir la atracción terrestre y las interacciones con el campo magnético de la Tierra. Estas condiciones se producen a alturas que varían según la latitud: en el ecuador, la atmósfera se acaba a una cuota aproximada de 60.000 km y en los polos, a 30.000 km.
Pero estos datos son sólo indicativos: el campo magnético terrestre está deformado por el viento solar y su forma varía. Por tanto, también varía el grosor de la atmósfera. Ésta sufre la influencia del movimiento de rotación del sistema Tierra-Luna y las interferencias gravitatorias de la Luna y el Sol. Como las moléculas de gas, más ligeras y menos unidas entre sí que las del agua, tienen más posibilidades de movimiento, las mareas atmosféricas son más visibles que las oceánicas. Aunque la atmósfera está formada por gas en movimiento, ni su composición ni sus características son homogéneas.

ESTRUCTURA

La atmósfera no es como un cuerpo sólido en el que las moléculas se distribuyen uniformemente, sino que el 90% del gas atmosférico se halla concentrado en la parte más cercana al suelo. Por ello, la densidad atmosférica es máxima a nivel del suelo y disminuye al alejarnos de la superficie. Sucede lo mismo con la presión y con la concentración del vapor íde agua, que desaparece por completo a los 45 km. En cambio, las variaciones de temperatura se deben a la fuente térmica de mayor influencia: en las capas más cercanas al nivel del suelo, el aumento de temperatura se debe a la radiación terrestre, mientras que en las capas más exteriores domina la radiación solar. En las zonas intermedias hay frío. Según los valores asumidos por estas variables, la atmósfera se subdivide en «esferas» más homogéneas:

• Homosfera: (del griego hómos, «igual») hasta 100 km de altura, con composición similar a la del suelo.
• Heterosfera: (del griego héteros, «distinto»), el aire por encima de los 100 km, con composiciones diversas.
Otras subdivisiones describen mejor las variaciones:
• Troposfera: hasta 7 km en los polos y 18 km en el ecuador. Aquí se producen todos los fenómenos meteorológicos.
• Estratosfera: de 7-18 km a 30-60 km de altura.
• Mesosfera: de 30-60 km a 80-100 km.
• Termosfera: de 80-100 km en adelante. Las «esferas» se hallan separadas por tres superficies de discontinuidad (o pausas), indicadas por una brusca variación de los parámetros: tropopausa, estratopausa y mesopausa. Hay otras «esferas» que se añaden a las principales:
• Ionosfera: parte de la mesosfera y la termosfera. Los iones y electrones se estratifican de forma diversa y reflejan las ondas magnéticas.
• Magnetosfera: las partículas con carga quedan atrapadas en las líneas de fuerza del campo magnético terrestre (cinturones de Van Allen) y originan las auroras boreales.
• Exosfera: a más de 1.000 km, se halla fuera del alcance de la gravedad y está compuesta por plasma.

La biosfera y la hidrosfera están estrechamente relacionadas: el agua es el elemento esencial de todas las formas de vida, y la distribución del agua en el planeta (es decir, los límites de la hidrosfera) condiciona directamente la distribución de los organismos (los límites de la biosfera). El término «biosfera», de reciente creación, indica el conjunto de zonas de la Tierra donde hay vida, y se circunscribe a una estrecha región de unos 20 km de altura comprendida entre las cimas montañosas más elevadas y los fondos oceánicos más profundos. Sólo pueden hallarse formas de vida en la biosfera, donde las condiciones de temperatura, presión y humedad son adecuadas para las más diversas formas orgánicas de la Tierra.
Obviamente, las fronteras de dicha «esfera» son elásticas y su extensión coincide con la de la hidrosfera, se superpone a las capas más bajas de la atmósfera y a las más superficiales de la litosfera, donde se sumerge, como máximo, unos 2 km. Sin embargo, si por biosfera se entiende la zona en la que hay vida así como la parte inorgánica indispensable para la vida, deberíamos incluir en este concepto toda la atmósfera, sin cuyo «escudo» contra las radiaciones más fuertes no existiría ningún tipo de vida; o la corteza terrestre entera y las zonas superiores del manto, sin las cuales no existiría la actividad volcánica, que resulta necesaria para enriquecer el suelo con nuevas sustancias minerales.
Por tanto, la biosfera es un ecosistema tan grande como el planeta Tierra y en continua modificación por causas naturales y artificiales. Las modificaciones naturales se producen a escalas temporales muy variables: en tiempos larguísimos determinados por la evolución astronómica y geológica, que influyen decididamente en las características climáticas de los distintos ambientes (por ejemplo, durante las glaciaciones), o en tiempos más breves, relacionados con cambios climáticos desencadenados por sucesos geológico-atmosféricos imprevistos (por ejemplo, la erupción de un volcán, que expulsa a la atmósfera grandes cantidades de ceniza capaces de modificar el clima de extensas áreas durante periodos considerables).

En cambio, las modificaciones artificiales debidas a la actividad humana tienen efectos rápidos: la deforestación producida en África por las campañas de conquista romanas contribuyó a acelerar la desertificación del Sáhara, como tampoco hay duda de que la actividad industrial de los últimos siglos determina modificaciones dramáticas y repentinas en los equilibrios biológicos.

LOS FACTORES LIMITANTES

La biosfera es el punto de encuentro entre las diversas «esferas» en las que se subdivide la Tierra: está surcada por un flujo continuo de energía procedente tanto del interior del planeta como del exterior y se caracteriza por el intercambio continuo de materia, en un ciclo incesante que une todos los entornos.
Pero no por esta razón hay vida por doquier, pues la vida requiere condiciones particulares e imprescindibles. Existen determinados elementos fiscos y químicos que «limitan» el desarrollo de la vida. La presencia y disponibilidad de agua es el primero y más importante. El agua es el solvente universal para la química de la vida, es el componente primario de todos los organismos y sin agua la vida es inconcebible. Pero no sólo eso; al pasar del estado sólido al líquido y al gaseoso, y viceversa, el agua mantiene el «efecto invernadero natural», capaz de conservar la temperatura del planeta dentro de los niveles compatibles con la vida (es decir, poco por debajo de los O °C y poco por encima de los 40 °C).
La presión, que no deberá superar mucho el kilogramo por centímetro cuadrado (como sucede alrededor de los 10 m de profundidad en el mar), así como una amplia disponibilidad de sales minerales y de luz solar (indispensables para la vida de las plantas) son también factores que marcan las posibilidades de vida.

Existen seres vivos capaces de sobrevivir en condiciones extremas, en las que la temperatura, la presión o la intensidad luminosa están muy alejadas de los valores medios necesarios, pero son comparativamente pocos.

Así se denomina la parte del planeta ocupada por agua líquida (océanos, mares, lagos, ríos, faldas subterráneas…) y sólida (casquetes polares, glaciares y banquisas) un elemento que se extiende desde casi 8 km de altura (en la cima de las montañas más altas) hasta casi 11 km de profundidad (las fosas oceánicas). El agua de la hidrosfera está en continuo movimiento: corrientes, olas y mareas agitan mares, lagos y ríos, los glaciares se deslizan por las montañas, los iceberg flotan a la deriva empujados por el viento y las corrientes, y miles de riachuelos atraviesan las rocas, horadan grutas y disuelven sales en su camino hacia el mar.

Así, la hidrosfera modela la litosfera, la erosiona, transporta los detritos y los acumula hasta formar nuevas estructuras geológicas.
Dado que el agua tiene un elevado calor específico, la hidrosfera constituye un enorme depósito de calor e influye de forma determinante en los climas y los vientos de las tierras emergidas.

MARES Y OCÉANOS

Los mares son grandes masas de agua salada delimitadas por archipiélagos, grandes islas o penínsulas, o berrados por tierras relativamente cercanas entre sí. También hay grandes lagos de agua dulce que son muy extensos, profundos e importantes desde el punto de vista ambiental. Los océanos, mucho mayores, dividen los continentes y normalmente alcanzan una profundidad superior a la de los mares, cubren las plataformas continentales, en otras palabras, las zonas de fondos comprendidos entre el continente y la dorsal continental, un abismo sumergido con los pies en las grandes llanuras abisales.

Aunque mares y océanos estén unidos, pueden variar en cuanto a salinidad, densidad y temperatura. Ya sea por la fuerte evaporación o porque las sales se disuelven más fácilmente en agua caliente, las aguas tropicales son más saladas que las de los mares fríos o de las zonas cercanas a la desembocadura de grandes ríos. La salinidad más elevada es la del mar Rojo, con más del 40%, y la más baja, la del Báltico, con un 5%.
Mares y océanos se subdividen en función de la profundidad en zonas con características bastante homogéneas:
La zona enfótica (del griego eu, «bien», y fotós, «luz») comprende la primera capa, poco profunda, donde llega la luz solar; aquí viven muchas plantas y la oxigenación es máxima. Según la profundidad, se divide en zona hemipelágica (0-50 m de profundidad) y en zona mesopelágica (50-200 m), donde sólo llegan los rayos ultravioletas y la vegetación se reduce a las algas de color marrón rojizo.
La zona afótica («sin luz») comprende el resto del agua. Aquí la oscuridad es total. Según la profundidad, se subdivide en zona infrapelágica (200600 m de profundidad), rica en nutrientes por la cercanía de las costas y de la zona eufótica y poblada con mucha fauna íctica, y la zona batipelágica (2.500-11.000 m), casi desierta.
La presión del agua es proporcional a la profundidad y aumenta a razón de 10.000 hPa cada 10 m. A 200 m bajo el nivel del mar, cada centímetro cuadrado de superficie soporta un peso de 20,46 kg.
La temperatura decrece de forma irregular, con notables diferencias en función de la latitud: en el ecuador, la temperatura media superficial es de 30 °C, y baja a 15 °C a -250 m, a 8 °C a -500 m, a 5 °C a -1.000 m, y se estabiliza alrededor de los 5-0 °C a 4.000 m de profundidad. En el ecuador, la temperatura de la superficie polar, se registra a 4.000 m de profundidad.

Corrientes Marinas

LAGOS Y RÍOS

Los lagos constituyen importantes reservas de agua dulce. En función de su origen se dividen en lagos volcánicos, con forma circular; glaciares, irregulares y alargados; tectónicos, irregulares, producidos por los movimientos de la corteza terrestre (por ejemplo, el mar Muerto); costeros, formados también por agua salobre; cársticos; pelágicos, si son los restos de antiguos mares o golfos (como el mar Caspio); de aluvión, de barrera natural o artificial.
Los ríos pueden alimentarse de las precipitaciones atmosféricas (torrentes) o de los glaciares, caracterizados por un flujo constante de agua.
La cantidad de agua que circula por segundo a través de una sección de un curso de agua se llama caudal, y se mide en metros cúbicos por segundo (m3/s): es máximo durante el deshielo y mínimo en los periodos secos. Los afluentes que forman parte de la misma cuenca hidrográfica contribuyen al caudal.

- Aunque esta información este relacionada con la geología y la web este centrada en la astronomía, debido a las muchas peticiones que hemos recibido sobre artículos relacionados con las capas de la Tierra, esta semana vamos a dedicarla a estas capas, cumpliendo así los deseos de muchos lectores.

La información cierta sobre la Tierra se circunscribe a la superficie. Con las perforaciones más profundas realizadas se ha llegado a unos 15 km, algo más de dos milésimas del radio medio del planeta. La hipótesis barajada sobre lo que hay bajo nuestros pies es una elaboración teórica basada en el análisis del movimiento de las ondas sísmicas a través del globo.
De hecho, cuando se produce un terremoto la energía acumulada en las capas rocosas se libera repentinamente y desplaza la roca. A partir del hipocentro, numerosas ondas sísmicas de diverso tipo se propagan en todas direcciones, atenuándose progresiamente. Es decir, la Tierra vibra durante bastantes minutos después de cada terremoto.
Las sacudidas quedan registradas en los sismógrafos de todo el planeta y los expertos comprueban el tipo, la fuerza y la velocidad.
En 1909, mientras estudiaba los sismogramas registrados por el observatorio de Zagreb, Andrija Mohorovicic descubrió que la señal de un seísmo producido a más de 200 km de distancia llegaba a mucha más velocidad que la producida por un terremoto cercano. Aquello parecía absurdo, pero halló una explicación convincente. Las ondas tenían que atravesar rocas de diversas densidades: en las zonas menos densas y más superficiales avanzaban a una velocidad inferior que en las zonas más densas y profundas; sólo las ondas producidas por terremotos lejanos se transmiten en profundidad.
Se empezó a hablar de corteza y de manto, y la superficie de discontinuidad que separaba estas dos zonas tomó el nombre de su descubridor. Hoy sabemos que la discontinuidad de Mohorovicic (o Moho), donde cambia la velocidad de las ondas sísmicas, tiene un grosor de casi 0,78% del radio terrestre y se halla a una profundidad variable de entre 6 y 40 km, es más profunda bajo los continentes y más superficial bajo los océanos.
La idea de Mohorovicic convenció. Pocos años después, el alemán Beno Gutenberg se dio cuenta de que no conseguía registrar las ondas S de los terremotos del hemisferio contrario y, puesto que este tipo de ondas no se propaga en los fluidos, dedujo que el corazón del planeta tenía que ser un núcleo «blando» donde las ondas se dispersaban.
Muchos expertos se dedicaron a estudiar los terremotos (también los producidos por explosiones nucleares subterráneas). Así se descubrió que el interior de la Tierra está mucho más estratificado de lo que se creía. Teniendo en cuenta los valores que pueden adquirir la presión y la temperatura a distintas profundidades y a tenor de los datos gravimétricos, de las características magnéticas de las distintas zonas de la corteza y de muchas otras variantes se realizaron modelos estructurales del planeta cada vez más acordes con las observaciones.

MINERALES, ROCAS Y MOVIMIENTOS DE LA CORTEZA

Si para un profano «mineral» y «roca» son sinónimos, para quien estudia la Tierra la diferencia es evidente: los minerales son piedras formadas por un solo compuesto químico que suele tener aspecto cristalino y una estructura geométrica precisa; las rocas son masas informes, agregados de sustancias que a menudo contienen cristales o minerales distintos. Por ello, los minerales se clasifican en función del elemento químico principal que los compone (minerales de hierro o férricos, de azufre , o sulfúricos, de silicio o silicatos…) y las rocas se dividen según el origen.

Hasta las piedras más duras son modificadas si se someten a una fuerza. Si esta es inferior al límite de plasticidad, las capas rocosas se curvan, pero no se agrietan, y dan lugar a los pliegues: rectos o verticales, tumbados o acostados, si la roca se fractura. Cuando la acción de la fuerza supera el límite de plasticidad, las capas rocosas se rompen y, si la fuerza es suficientemente grande, los trozos se alejan con violencia. Las rocas partidas y las capas interrupidas forman las fallas y muestran siempre puntos de la corteza en los que las fuerzas de compresión o distensión son rápidas y potentes.

LA DINÁMICA DEL PLANETA

El movimiento de la corteza es continuo. A pesar de ello, hasta hace apenas un siglo nadie se había dado cuenta. Se observaba la erosión, los terremotos, los corrimientos de tierra, los volcanes… pero se pensaba que la Tierra era eternamente inmutable. A partir del siglo XIX, con datos cada vez más numerosos y verosímiles, se empezó a pensar que debía de existir un mecanismo que formaba las montañas y «reciclaba» los sedimentos.
El inglés John Pratt elaboró una teoría orogenética de gran éxito. Según su teoría isostática, las montañas menos densas «flotaban» en llanuras o fondos marinos más densos. La corteza estaba formada por prismas o bloques enormes rocosos que se hundían en mayor o menor medida en la astenosfera, la parte plástica del manto. La isostasia tuvo muchos defensores y, en algunos casos, sigue siendo válida.

Pero, Alfred Wegener, un climatólogo amante de la geología, abrió las puertas a la moderna interpretación de los fenómenos geológicos. Lanzó la hipótesis de que todos los continentes, antaño unidos en un enorme continente llamado Pangea, se alejaron entre sí como balsas a la deriva. En 1915, expuso en Die Entstehung der Kontinente und Ozeane («La formación de los continentes y los océanos») su teoría de la deriva de los continentes, que fue rechazada de pleno por toda la comunidad de geólogos con el argumento de que, por más sugerente que fuera, no se basaba en pruebas creíbles ni proporcionaba ninguna hipótesis sobre el «mecanismo» que la determinaba, y además no la proponía un geólogo.
Wegener dedicó toda su vida a recoger pruebas, pero no convenció a nadie. A diferencia de la teoría isostática, la deriva de los continentes presuponía la existencia de un «motor». ¿Por qué se fragmentó Pangea? ¿Por qué los pedazos iban a la deriva? Wegener no tenía la menor idea.

LA TECTÓNICA DE PLACAS

En los sesenta, Hess descubrió que en las dorsales mediooceánicas, auténticos cinturones volcánicos, los fondos crecen. Por tanto, ellas eran el motor o la causa de la deriva de los continentes. En esta hipótesis se basa la teoría orogenética de la tectónica de placas propuesta por McKenzie y Parker: la corteza terrestre es un inmenso puzzle de bloques rocosos (las placas) en movimiento, que descansan sobre el manto, por encima de la discontinuidad de Moho.
Cada placa nace de una dorsal oceánica que, al expulsar nuevos basaltos, la obliga a deslizarse sobre el manto, al igual que los glaciares se deslizan sobre la montaña. Cada placa, al moverse, fricciona las placas circundantes y ello provoca terremotos superficiales. Algunas chocan y dan origen a una cadena montañosa interna, y otras se deslizan superpuestas y crean una fosa oceánica. Las rocas de la placa que se hunde se «pierden» en el manto o remontan en forma de magma a través de las grietas de la placa superior y crean las cadenas montañosas costeras de origen volcánico. Es la hipótesis más aceptada, que da una explicación coherente y completa a muchísimos fenómenos geológicos, porque los relaciona con la dinámica de la Tierra producida por la radiactividad natural.