Fenómenos Globales: Ozono y Efecto Invernadero

El agujero de la capa de ozono: En algunas zonas de la estratosfera se ha producido un adelgazamiento significativo de la ozonosfera. Esta capa es crucial porque absorbe la mayor parte de la radiación ultravioleta (UV) dañina procedente del Sol.

El efecto invernadero: Es un fenómeno natural esencial mediante el cual ciertos gases atmosféricos (gases de efecto invernadero) retienen parte de la radiación infrarroja emitida por la Tierra tras ser calentada por el Sol. Este proceso mantiene la temperatura del planeta en un rango adecuado para la vida. Sin embargo, su intensificación debido a las actividades humanas está provocando el calentamiento global.

Geosfera: Estructura Interna de la Tierra

La geosfera es la parte sólida de nuestro planeta, constituida por rocas y minerales, y se extiende desde la superficie hasta el centro de la Tierra.

Capas de la Tierra según su Composición Química (Modelo Geoquímico)

• Corteza: Es la capa más externa y delgada. Está compuesta principalmente por silicatos. Se distingue entre:
  • Corteza continental: Más gruesa, menos densa y de composición variada (predominantemente granítica).
  • Corteza oceánica: Más delgada, más densa y de composición basáltica.
• Manto: Es la capa intermedia y la de mayor espesor, situada bajo la corteza. También está compuesta por silicatos, pero más ricos en hierro y magnesio que la corteza. Podemos distinguir entre el manto superior y el manto inferior.
• Núcleo: Es la capa más interna, compuesta principalmente por hierro (Fe) y níquel (Ni). Se divide en:
  • Núcleo externo: Se encuentra en estado líquido y su movimiento genera el campo magnético terrestre.
  • Núcleo interno: Se encuentra en estado sólido debido a las enormes presiones, a pesar de sus altas temperaturas.

Capas de la Tierra según su Comportamiento Mecánico (Modelo Dinámico)

• Litosfera: Es la capa rígida más externa, que comprende la corteza terrestre y la parte más superficial y rígida del manto superior (manto litosférico). Está fragmentada en las placas tectónicas.
• Mesosfera (geológica): Corresponde a la porción del manto situada bajo la litosfera. Incluye la astenosfera (su parte superior, que es más dúctil y plástica, donde se cree que se generan corrientes de convección que mueven las placas) y el manto inferior (más profundo y denso, también con capacidad de fluir muy lentamente a escala geológica). Los materiales de la astenosfera son especialmente plásticos.
• Endosfera: Corresponde al núcleo terrestre, tanto el núcleo externo (líquido) como el núcleo interno (sólido).

Temperatura Terrestre: Factores Determinantes

La temperatura es una medida de la cantidad de energía calorífica presente, por ejemplo, en el aire. La cantidad de energía solar que recibe la Tierra no es igual en todos los puntos de su superficie, lo que genera diferencias de temperatura. Los principales factores que influyen son:

• Latitud: La cantidad de energía solar recibida es máxima en el Ecuador y disminuye progresivamente hacia los polos, debido a la diferente inclinación con la que inciden los rayos solares.
• Inclinación del eje terrestre: La inclinación del eje de rotación de la Tierra (aproximadamente 23.5°) respecto al plano de su órbita alrededor del Sol es la causa de las estaciones y de las variaciones en la duración del día y la noche, afectando la cantidad de energía solar recibida en diferentes épocas del año.
• Orografía: La presencia de cadenas montañosas y otras formas del relieve puede influir en las temperaturas locales, por ejemplo, creando sombras de lluvia, bloqueando vientos o afectando las horas de insolación directa.
• Nubosidad: Las nubes juegan un doble papel. Durante el día, reflejan parte de la radiación solar, lo que puede llevar a temperaturas más frescas. Durante la noche, pueden atrapar el calor irradiado por la superficie terrestre, resultando en temperaturas más cálidas. Un día nublado suele ser más fresco que uno soleado.
• Altitud: Generalmente, la temperatura disminuye con la altitud en la troposfera.
• Corrientes oceánicas: Transportan grandes cantidades de calor, influyendo en el clima de las regiones costeras.
• Distribución de tierras y mares: El agua se calienta y enfría más lentamente que la tierra, lo que modera las temperaturas en zonas costeras.

Elementos del Clima: Presión Atmosférica y Humedad

La presión atmosférica es el peso que ejerce la columna de aire sobre una unidad de superficie.

Humedad Atmosférica

• Humedad absoluta: Es la cantidad total de vapor de agua presente en un volumen determinado de aire, generalmente expresada en gramos por metro cúbico (g/m³).
• Humedad relativa: Es la relación porcentual entre la cantidad de vapor de agua que realmente contiene el aire y la máxima cantidad de vapor de agua que podría contener a esa misma temperatura y presión.

Dinámica Atmosférica: Vientos, Sistemas de Presión y Frentes

Células de Convección y Origen del Viento

El desigual reparto de la energía solar sobre la superficie de la Tierra provoca diferencias de temperatura en las masas de aire. El aire caliente, al ser menos denso, tiende a ascender, mientras que el aire frío, más denso, tiende a descender. Estos movimientos verticales y horizontales del aire generan las células de convección y son el origen del viento.

Sistemas de Presión: Anticiclones y Borrascas

• Anticiclón (A): Son zonas de alta presión atmosférica. Se caracterizan por el descenso de aire frío y denso desde las capas altas de la atmósfera. Este aire descendente se calienta y se seca, por lo que los anticiclones suelen asociarse con tiempo estable, cielos despejados y escasez de precipitaciones.
• Borrascas (B) o Ciclones: Son zonas de baja presión atmosférica. Se caracterizan por el ascenso de aire, que al subir se enfría y, si contiene suficiente humedad, el vapor de agua se condensa formando nubes y, frecuentemente, precipitaciones. Suelen asociarse con tiempo inestable.

Fuerza de Coriolis y Dirección del Viento

El viento es el movimiento del aire desde las zonas de alta presión (anticiclones) hacia las zonas de baja presión (borrascas). Sin embargo, debido a la rotación de la Tierra, los vientos no se mueven en línea recta, sino que son desviados por la denominada fuerza de Coriolis. Esta fuerza desvía el movimiento hacia la derecha en el hemisferio norte y hacia la izquierda en el hemisferio sur.

Frentes Meteorológicos

Un frente es la zona de contacto entre dos masas de aire de diferentes características (temperatura, humedad). Los principales tipos son:

• Frente frío: Se forma cuando una masa de aire frío avanza y empuja a una masa de aire cálido, obligándola a ascender rápidamente. Suele provocar nubosidad de desarrollo vertical (cumulonimbos) y precipitaciones intensas pero de corta duración.
• Frente cálido: Se forma cuando una masa de aire cálido avanza y se desliza suavemente sobre una masa de aire frío, que es más densa y tiende a permanecer cerca del suelo. Provoca nubosidad estratiforme y precipitaciones más suaves y continuas.
• Frente ocluido: Se forma cuando un frente frío, que se desplaza más rápidamente, alcanza a un frente cálido, elevando por completo la masa de aire cálido que se encontraba entre ambos. Combina características de ambos frentes.

El Relieve Terrestre y su Formación

¿Qué es el Relieve?

El relieve es el conjunto de formas (elevaciones, depresiones, llanuras) que presenta la superficie terrestre, tanto en los continentes como en los fondos oceánicos.

Procesos Geológicos Modeladores del Relieve

El relieve se forma y modifica continuamente por la acción de dos tipos principales de procesos geológicos:

• Procesos geológicos endógenos (o internos): Son aquellos originados por la energía interna de la Tierra. Incluyen el movimiento de las placas tectónicas, el vulcanismo, los terremotos y la formación de montañas (orogénesis). Estos procesos tienden a crear relieve.
• Procesos geológicos exógenos (o externos): Son aquellos que actúan sobre la superficie terrestre y cuya energía proviene principalmente del Sol y de la fuerza de la gravedad. Incluyen la meteorización (alteración de las rocas), la erosión (desgaste y remoción de materiales), el transporte y la sedimentación (depósito de materiales). Estos procesos tienden a modelar y nivelar el relieve creado por los procesos endógenos.

Tectónica de Placas: El Motor del Cambio Geológico

La teoría de la tectónica de placas explica que la litosfera terrestre está dividida en grandes fragmentos, llamados placas litosféricas o tectónicas, que se mueven lentamente sobre la astenosfera.

Tipos de Placas Litosféricas

Según la corteza que predomina, se distinguen principalmente:

• Placas oceánicas: Formadas predominantemente por litosfera con corteza oceánica (más delgada, densa y de composición basáltica).
• Placas continentales o mixtas: Formadas predominantemente por litosfera con corteza continental (más gruesa, menos densa y de composición variada, principalmente granítica), aunque a menudo también incluyen grandes áreas de corteza oceánica.

Límites o Bordes de Placas

Los límites entre las placas tectónicas son zonas de intensa actividad geológica. Existen tres tipos principales:

• Bordes constructivos o divergentes: Márgenes donde las placas se separan. Asciende material magmático desde la astenosfera, creando nueva litosfera oceánica. Se producen por esfuerzos tensionales (divergentes). Un ejemplo típico son las dorsales oceánicas.
• Bordes destructivos o convergentes: Márgenes donde las placas chocan. Una de las placas (generalmente la más densa, como la oceánica) se hunde (subduce) bajo la otra, penetrando en el manto donde parte de ella puede fundirse. Se producen por esfuerzos compresivos (convergentes). Dan lugar a fenómenos como la formación de fosas oceánicas, arcos de islas volcánicas y cordilleras.
• Bordes pasivos o transformantes (de cizalla): Márgenes donde las placas se deslizan lateralmente una respecto a la otra, sin creación ni destrucción significativa de litosfera. El movimiento genera importantes fallas transformantes. Un ejemplo es la falla de San Andrés.

Consecuencias del Movimiento de las Placas Tectónicas

El movimiento e interacción de las placas tectónicas tienen profundas consecuencias en la configuración y dinámica de la Tierra:

• Terremotos (o sismos): Son vibraciones bruscas de la litosfera causadas por la liberación repentina de energía acumulada debido a las tensiones en las fallas, especialmente en los límites de placas.
• Vulcanismo: La actividad volcánica, con la salida de magma, gases y otros materiales del interior de la Tierra, está frecuentemente asociada a los límites de placas (convergentes y divergentes) y a puntos calientes.
• Formación de cordilleras montañosas (Orogénesis): Las grandes cadenas montañosas se forman principalmente en los bordes convergentes por la colisión de placas y la deformación y acumulación de material rocoso.
• Fosas oceánicas: Son inmensas y estrechas depresiones del fondo marino, las zonas más profundas de los océanos. Se forman en las zonas de subducción, donde una placa tectónica se hunde bajo otra. La más profunda conocida es la Fosa de las Marianas (aproximadamente 11 km de profundidad).
• Formación de islas volcánicas: Pueden originarse en arcos de islas sobre zonas de subducción, en dorsales oceánicas o sobre puntos calientes (hotspots) en el interior de las placas.
• Creación y expansión de fondos oceánicos: En las dorsales oceánicas (bordes divergentes) se genera continuamente nueva corteza oceánica.
• Configuración de la plataforma continental y llanuras abisales: La tectónica de placas influye en la forma y evolución de estas grandes unidades del relieve submarino.
• Dorsales oceánicas: Son extensas cordilleras submarinas que se elevan en medio de los océanos, marcando los límites divergentes donde se forma nueva corteza. A lo largo de su eje central (rift) asciende magma.

La Atmósfera: Envoltura Gaseosa de la Tierra

La atmósfera es la capa de gases que envuelve a la Tierra, retenida por la gravedad. Es esencial para la vida, ya que regula la temperatura, nos protege de radiaciones nocivas y contiene gases vitales como el oxígeno y el dióxido de carbono.

Capas de la Atmósfera

La atmósfera se divide en varias capas según las variaciones de temperatura con la altitud:

• Troposfera: Es la capa inferior, en contacto directo con la superficie terrestre, y se extiende hasta una altitud media de 10-12 km (variable según la latitud y la estación). En ella ocurren la mayoría de los fenómenos meteorológicos (nubes, lluvia, viento) y se concentra aproximadamente el 80% de la masa total de la atmósfera y casi todo el vapor de agua. La temperatura disminuye con la altitud.
• Estratosfera: Se sitúa por encima de la troposfera, hasta unos 50 km de altitud. En esta capa se encuentra la capa de ozono (ozonosfera), que absorbe la mayor parte de la radiación ultravioleta (UV) dañina procedente del Sol. Debido a esta absorción de radiación, la temperatura en la estratosfera aumenta con la altitud.
• Mesosfera: Se extiende desde los 50 km hasta unos 80-85 km de altitud. En esta capa, la temperatura vuelve a descender bruscamente con la altitud, alcanzando los valores más fríos de la atmósfera (hasta -90 °C o menos). Aquí es donde la mayoría de los meteoritos se desintegran al entrar en la atmósfera, produciendo estrellas fugaces.
• Termosfera (o Ionosfera): Se sitúa por encima de la mesosfera, desde los 80-85 km hasta los 500-1000 km. En esta capa, la temperatura aumenta considerablemente con la altitud debido a la absorción de radiación solar de alta energía (rayos X y ultravioleta extremo). Contiene partículas ionizadas (iones y electrones) que forman la ionosfera. La ionosfera es fundamental para la transmisión de ondas de radio a larga distancia y es donde se producen las espectaculares auroras polares (boreales y australes).
• Exosfera: Es la capa más externa y menos densa de la atmósfera, marcando la transición gradual hacia el espacio exterior. Se extiende desde el límite superior de la termosfera hasta miles de kilómetros. Las partículas de gas son tan escasas que raramente colisionan entre sí, y algunas pueden escapar al espacio.