Agua y aire en la Tierra

Aunque la mayor parte de la Tierra se compone de materiales rocosos parecidos a los que se encuentran en los otros mundos terrestres, estos materiales están cubiertos por una fina capa de agua y gas -la hidrosfera y la atmósfera- que hacen único nuestro planeta.

La atmósfera y el agua superficial de la Tierra solo puede sobrevivir debido a su posición excepcional en el sistema solar. El nuestro es un mundo bendecido con una órbita estable, casi circular, en torno a una estrella relativamente tranquila y longeva. Una velocidad de rotación relativamente rápida impide que una cara del planeta hierva mientras la otra se congela y una inclinación axial moderada asegura que los dos polos reciban una cantidad moderada de luz solar a lo largo del año, lo que evita que extiendan su dominio helado hacia el ecuador.
Todos estos factores se combinan para crear un planeta donde las temperaturas superficiales fluctúan en general entre los puntos de congelación y de evaporación del agua.

Esta coincidencia de temperatura no tendría más relevancia si la Tierra careciese de atmósfera. Sin ella, el agua, sencillamente, herviría y se perdería en el espacio. Por fortuna, las mismas condiciones estables que permiten la existencia de agua en la superficie mantienen la temperatura atmosférica lo bastante baja como para impedir que las moléculas de gas escapen, de modo que se mantienen en un halo en torno a la Tierra, atrapadas por la gravedad del planeta.

La composición química de la atmósfera ha cambiado enormemente con el transcurso de los tiempos, aunque la presión se ha mantenido más o menos igual. Al principio de su historia, puede que la Tierra tuviese una atmósfera rica en compuestos del hidrógeno, como el metano; el mismo tipo de atmósfera que vemos hoy alrededor de Titán, el satélite de Saturno. En el cambio de la composición de la atmósfera a lo largo de miles de millones de años han jugado un papel diversos procesos, entre ellos el propio desarrollo de la vida y el complejo ciclo del agua de nuestro planeta.

El agua en la Tierra se transforma continuamente entre sus estados sólido, liquido y gaseoso. El agua de los océanos, rica en sales minerales, se evapora para convertirse en vapor en la atmósfera, se vuelve a condensar allí formando nubes y, por fin, cae de nuevo a la superficie en forma de lluvia de agua dulce. Cuando la lluvia cae sobre los continentes, erosiona y suaviza el paisaje y proporciona agua para el desarrollo de plantas y animales. También altera químicamente las rocas, convirtiéndolas en minerales carbonatados y absorbiendo dióxido de carbono de la atmósfera al formarlos. En latitudes altas, el agua cae del cielo en forma de nieve, la cual contribuye a reconstruir los casquetes polares, cuyos hielos se funden continuamente en los bordes, perdiéndose en el océano.

Como son fluidos, tanto la atmósfera como los océanos circulan transportando calor desde las regiones cálidas del ecuador y los trópicos hacia las zonas más frías, próximas a los polos. En la atmósfera, esta circulación del aire forma una serie de «células de Hadley» entre los trópicos y los polos. La interacción con las fuerzas transversales de Coriolis creadas por la rotación de la Tierra da lugar a los conocidos «vientos dominantes» que afectan diferentes partes del mundo.

En el océano, fuerzas similares crean «giros» y corrientes dominantes. Y, en ambos medios la influencia de las masas terrestres añade una nueva capa de complejidad.