Particularidades respecto a otras ciencias

La principal característica de las ciencias de la Tierra respecto a otras ramas de la ciencia es que, al ocuparse del pasado, el presente y el futuro de un objeto enorme en la escala humana, su estudio está limitado a observaciones que hacemos generalmente en su superficie (o cerca de ella) y en la actualidad; es decir, estamos limitados a estudiar un objeto en 4D, la Tierra, desde sólo dos de sus dimensiones. Las ciencias de la Tierra son por tanto ciencias tradicionalmente limitadas por la dificultad de la obtención de datos, aunque hay que señalar que, en años recientes, el desarrollo tecnológico en el campo de las ciencias de la información ha hecho posible un avance espectacular en las posibilidades asombrosas de un conocimiento científico de nuestro planeta cada vez mayor y más preciso. Además, las enormes dimensiones espacio-temporales de la estructura y la historia de la Tierra hacen que los procesos que en ella tienen lugar sean resultado de una compleja interacción entre escalas espaciales que pueden variar desde el milímetro hasta los miles de kilómetros y escalas temporales que abarcan desde las centésimas de segundo hasta los miles de millones de años. Un ejemplo de esta complejidad es el distinto comportamiento mecánico que algunas rocas tienen en función de los procesos que se estudien: mientras las rocas que componen el manto superior responden elásticamente al paso de las ondas símicas (con periodos típicos de fracciones de segundo), responden como un fluido en las escalas de tiempo de la tectónica de placas. Otro ejemplo del amplio abanico de frecuencias temporales en la Tierra es el cambio climáticotiempo que van de los millones de años a los años, donde se funde con las escalas propias del cambio meteorológico. En general, es difícil diseñar un experimento que permita explicar el proceso estudiado, por lo que las técnicas de simulación análoga o computacional son de mucha utilidad.

¿Por qué ciencias de la Tierra?

La tierra es un planeta dinámico, donde ocurren cambios constantemente, los cambios en la superficie terrestre son posibles gracias a la intervención de agentes externos e internos, estos se llama Dinámica terrestre o Geología Dinámica.
La Dinámica terrestre o Geología Dinámica estudia todos los cambios geológicos que modifican la superficie terrestre. Estos cambios pueden ser lentos o manifestarse bruscamente. Los cambios hidrológicos y atmosféricos, en principio pueden ser imperceptibles, pero en millones de años el desgaste que produce el agua y los vientos sobre la superficie terrestre puede convertir cordilleras montañosas en llanuras. Cuando se presentan terremotos que modifican en muchos aspectos la superficie terrestre, los cambios pueden ser percibidos en pocos segundos. La dinámica de los cambios se manifiesta a través de una serie de hechos que se pueden constatar, explicar y determinar sus causas, a través de diferentes agentes.
Agentes externos Agentes Atmosféricos: Los agentes atmosféricos como el viento, la temperatura, rayos, meteoritos, agentes contaminantes, entre otros, tiene gran influencia en los cambios terrestres.
Los vientos: Desempeñan un papel importante en los desiertos ejerciendo un efecto erosivo mecánico mediante el proceso denominado deflación eólica , donde quita y remueve todas las partículas adheridas, originando depresiones o cuencas de deflación que están por debajo del nivel del mar o también formas curiosas de cavidades irregulares.	Los vientos
Temperatura: La radiación solar calienta la superficie terrestre a más de 50 ºC, pero durante la noche se produce un descenso de la temperatura. Estos cambios provocan fuertes tensiones en las rocas, lo que lleva poco a poco a su desintegración. El desgaste superficial ocasionado por el viento y las corrientes fluviales contribuyen en principio a los cambios en las rocas. El rocío que penetra como humedad en las grietas de las rocas producirá cambios internos en éstas cuando se expongan de nuevo a los rayos solares. Los rayos solares y el agua ejercen su acción química, transformando por lixiviación los componentes minerales, los cuales terminan por cubrir la roca como un barniz.
Los rayos: Pueden provocar grandes incendios, lo que deja áreas desvastadas susceptibles al proceso de erosión. Los meteoritos también efectúan cambios en el relieve terrestre produciendo grandes cráteres.
Agentes Hidrológicos: El agua en sus diversas manifestaciones, es uno de los agentes que produce mayores cambios terrestres. Puede producir cambios lentos por su acción constante o cambios rápidos en caso de fenómenos naturales como los maremotos o Tsunami. Aguas de lluvia: Tiene un gran poder como agente de cambio de la superficie terrestre, las precipitaciones periódicas sobre los continentes se calculan en unos 112.000 Km2. El agua presenta diferentes acciones que contribuyen a los cambios terrestres:
• Acción disolvente: Esta acción se ejerce sobre las rocas, especialmente rocas calizas donde va         disolviendo el carbonato de calcio de la roca dando como producto el bicarbonato de calcio:         Algunas rocas calizas presentan en su composición hierro, magnesio, aluminio y sílice entre         otros minerales. Al experimentar la disolución parcial (levigación), forman depósitos de arcillas         ferruginosas, manganesíferas, aluminosas o silíceas, las cuales son formaciones de origen         residual.
• Transformación química: El agua de lluvia actúa como catalizador, activando los procesos de         transformación química. Por ejemplo, el feldespato ortosa al contacto con el agua de lluvia         disuelve la potasa, desaparece gran parte del sílice, se transforma en carbonato de potasio y da         origen a un material arcilloso llamado caolinita, según la ecuación siguiente: Agua de lluvia Ortosa Carbonato de potasio Caolinita         Las aguas de lluvia que no logran infiltrarse circulan libremente ejerciendo su trabajo mecánico         de acción erosiva, mientras que las aguas de lluvia que se infiltran forman en el subsuelo los         mantos o capas acuíferas, también de acción erosiva, formando las cavernas en el subsuelo.
Aguas fluviales: Están representadas por los ríos que ejercen su poderosa acción erosiva como disolvente o químico corrosivo. El agua de los ríos ejerce dos acciones:
• Acción hidráulica: Removiendo y transportando materiales arrancados por el agua.      • Abrasión: Desgaste de los materiales por frotamiento y pulido.
La erosión fluvial puede formar valles, deltas, terrazas, saltos de agua y transforma regiones de poco relieve en penillanuras.
Aguas congeladas: Comprende todas las aguas congeladas en las altas cumbres, principalmente los glaciares. El agua en estado sólido realiza importantes cambios por modificación del relieve a través de procesos como:      • Abrasión: Donde el glaciar desgasta por limadura durante su movimiento de descenso los fondos y bordes rocosos del valle o garganta que los contiene.
• Ablación: Se produce durante el deshielo cuando se fusionan los glaciares.
Agentes Biológicos Los seres vivos actúan como agentes biológicos en los cambios terrestres, su influencia puede ser catalogada como destructora, creadora y protectora.Las plantas en su fase protectora, evitan los efectos erosivos de los agentes externos, gran parte del agua de lluvia es absorbida por las raíces y las partes aéreas. En su fase destructora, las plantas ejercen su acción cuando sus raíces penetran y crecen en las grietas de las rocas, éstas son capaces de levantar enormes bloques y lograr su separación. Las raíces también extraen del subsuelo los elementos minerales que contienen las rocas mediante los ácidos orgánicos que segregan las raíces, esta acción química combinada con el agua de lluvia termina por alterar y disolver el material de las rocas. La fase creadora de las plantas, se manifiesta cuando mueren, ya que originan productos como el humus, la turba, la hulla, lignito y antracita.Los animales terrestres contribuyen en la transformación del medio terrestre en diversas formas, algunos rumiantes y roedores ejercen acción destructora, las aves marinas que se alimentan de peces (ictiófagas) acumulan grandes depósitos de excrementos en las islas. Las lombrices de tierra, en su acción endógena remueven gran cantidad de tierra, llegando a levantar hasta 25 toneladas de tierra en una extensión de 6 hectáreas. Los animales marinos contribuyen a la formación de sedimentos marinos y formaciones coralinas.
	El ser humano: Es un factor importante como agente modificador de la superficie terrestre. El ser humano tiene la capacidad de adaptarse al medio ambiente, para ello utiliza los materiales que le son útiles para acondicionarlo. Extrae del subsuelo materiales que aprovecha en el desarrollo de la industria y la tecnología y produce desechos que alteran las condiciones ambientales. Mediante las obras de ingeniería represa el agua para irrigar regiones desérticas y lograr el suministro de agua para las grandes ciudades.
Todos estos cambios han provocado un desajuste ambiental, siendo el más grave la contaminación ambiental.
Existen cuatro focos principales de contaminación provocados por la acción del ser humano:      • La industria: cuyos desechos dependerán del tipo de industria.      • Derrames urbanos: residuos orgánicos producidos por la actividad doméstica, emisiones de los         automóviles (hidrocarburos, plomo y otros metales).      • La Navegación: Produce diferentes tipos de contaminación, especialmente con hidrocarburos.         Los derrames de petróleo accidentales o no que provocan importantes daños ecológicos.      • Agricultura y ganadería: Los trabajos agrícolas producen vertidos de pesticidas, fertilizantes         y restos orgánicos de animales y plantas que contaminan las aguas.
La contaminación lumínica y sónica también son fuentes de grandes cambios provocados por la humanidad en el medio que le rodea. En fin, la vida cotidiana del ser humano produce agentes contaminantes tanto de los suelos, el aire y el agua, los cuales provocan alteraciones que comprometen el equilibrio de la hidrosfera, atmósfera y litosfera. El ser humano también es capaz de modificar la superficie terrestre cuando tala o quema alterando la corteza terrestre que estará expuesta a los agentes erosivos naturales.
Agentes Internos
	Agentes volcánicos: Comprenden un conjunto de manifestaciones de la energía calorífica interna, que transforma los materiales en materia fundida de propiedades muy complejas, formadas principalmente por silicatos con pequeñas cantidades de gases, conocidos con el nombre de magma. Cuando los magmas se solidifican internamente, el proceso se denomina plutonismo y se solidifican externamente se denomina volcanismo, ambos procesos son denominados magmatismo y provocan cambios del relieve terrestre.
Agentes sísmicos: Uno de los agentes que producen cambios bruscos en el relieve terrestre, son los movimientos sísmicos.
Los terremotos son movimientos de la corteza terrestre que tienen origen en zonas de disturbios a varios kilómetros (unos 700 km.) debajo del interior de la tierra. Los terremotos se presentan cuando los estratos pierden su estabilidad, los grandes bloques fallados sometidos a grandes fuerzas compresionales, sobrepasan el límite de su deformación elástica, lo que genera energía que se traduce en movimientos vibratorios. El área donde se origina el movimiento es el hipocentro y el área donde llegan las vibraciones es el epicentro.
Agentes tectónicos: Son agentes modificadores muy lentos y se describen a través de los movimientos epirogénicos y orogénicos. Movimientos epirogénicos: Son ascensos y descensos de extremada lentitud, que experimentan amplias zonas de la corteza terrestre, con escaso plegamiento o sin él, por causa de las fuerzas verticales o radiales. Las características que permiten percibir estos movimientos, son las transgresiones descritas como avances de los mares sobre las tierras emergidas y las regresiones , retirada de los mares cuando se encuentran las playas levantadas. Movimientos orogénicos: Producen deformaciones y plegamientos de los estratos por causas horizontales o tangenciales, dando origen a las grandes montañas. El plegamiento de los estratos depende de la mayor o menor rigidez de los componentes materiales de las rocas, así como de la duración y de la intensidad de la tensión y empujes orogénicos. Las fallas son superficies de fractura de los estratos con desplazamiento de una de sus dos masas contiguas, ya sea en sentido vertical (más de 100 metros) o en sentido horizontal, a veces varios kilómetros.

El Tiempo Extraterrestre

   

Los fenómenos y sistemas en otros planetas se piensa que son similares a los de la Tierra, pero a menudo ocurren a una escala mucho mayor. Los sistemas de tiempo extraterrestres pueden ser sumamente estables; como es el caso de la La Gran Mancha Roja que es una tormenta anticiclónica conocida por haber existido durante por lo menos 300 años en el planeta, Jupiter.En otro de los planetas gigantes, la falta de una superficie permite al viento alcanzar velocidades enormes: en el planeta Neptuno se han medido ráfagas de hasta 400 metros por segundo. Esto ha creado un problema para los científicos. El tiempo se produce por la diferente energía proveniente del Sol y la cantidad de energía recibida por Neptuno es muy pequeña. Este misterio todavía no está resuelto.También presenta mucho interés el tiempo en Marte con la variación anual de la presión atmosférica, las tormentas de polvo las enormes fluctuaciones de la temperatura diurna y una atmósfera que al ser más sencilla será más previsible para los meteorólogos marcianos.

El Tiempo Terrestre

Actualmente en la Tierra,los fenómenos meteorológicos irregulares contribuyen rápidamente a la expansión del cambio climático, también llamados astros o meteoros climáticos incluyen viento, tormentas, lluvia, nieve, y granizo, que ocurre en la troposfera es decir en la parte más baja de la atmósfera. El tiempo cambia movido por las diferencias de energía recibida del sol. Debido a los ángulos con que la luz del sol incide sobre la tierra, se calientan de forma distinta las diferentes partes del planeta. Esto causa la diferencia de temperaturas que producen la circulación global de la atmósfera, así como, indirectamente, todos los otros fenómenos de tiempo. Las estaciones meteorológicas miden las distintas variables locales del tiempo como la temperatura, la presión atmosférica, la capa nubosa, la velocidad del viento Conocidas estas variables directas, se pueden averiguar otras derivadas, como la temperatura de rocío, la temperatura de sensación o la temperatura de bochorno.Mediante redes de estaciones meteorológicas locales, estaciones en barcos y satélites meteorológicos, la meteorología intenta averiguar las variables meteorológicas en los vértices de una malla tridimensional del menor tamaño posible. A partir de estas condiciones iniciales y aplicando las leyes de la física, se intenta predecir la evolución del tiempo a 12 horas, 24, 48, 72 y 96 horas. Para ello hay que usar potentes ordenadores que se encargan de relizar los cálculos usando un modelo.La atmósfera de la Tierra es un sistema caótico donde pequeños cambios en las condiciones iniciales pueden evolucionar hasta producir grandes efectos. Este efecto, que siempre limitará la predicción del tiempo, se conoce como efecto mariposa, y dificulta enormemente nuestra capacidad de predecir con precisión los cambios del tiempo con más de unos pocos días de anticipación, aunque los meteorólogos están trabajando para mejorar este límite.

Tiempo Asmosferico

                                                                huracan luis en 1995 El tiempo atmosférico es el que comprende todos los variados fenómenos que ocurren en la atmósfera de la Tierra o de otro planeta.Normalmente la palabra "tiempo" refleja la actividad de estos fenómenos durante un período de unos días. El tiempo medio para un período más largo (varios años) se conoce como clima. Este aspecto del tiempo se estudia con la Climatología. Actualmente hay mucho interés por la variación del clima (cambio climático).

Asmofera Terrestre

La atmósfera terrestre es la parte gaseosa de la Tierra, siendo por esto la capa más externa y menos densa del planeta. Está constituida por varios gases que varían en cantidad según la presión a diversas alturas. Esta mezcla de gases que forma la atmósfera recibe genéricamente el nombre de aire. El 75% de masa atmosférica se encuentra en los primeros 11 km de altura, desde la superficie del mar. Los principales elementos que la componen son el oxígeno (21%) y el nitrógeno (78%).
La atmósfera y la hidrosfera constituyen el sistema de capas fluidas superficiales del planeta, cuyos movimientos dinámicos están estrechamente relacionados. Las corrientes de aire reducen drásticamente las diferencias de temperatura entre el día y la noche, distribuyendo el calor por toda la superficie del planeta. Este sistema cerrado evita que las noches sean gélidas o que los días sean extremadamente calientes.
La atmósfera protege la vida sobre la Tierra absorbiendo gran parte de la radiación solar ultravioleta en la capa de ozono. Además, actúa como escudo protector contra los meteoritos, los cuales se trituran en polvo a causa de la fricción que sufren al hacer contacto con los gases.

Durante millones de años, la vida ha transformado una y otra vez la composición de la atmósfera. Por ejemplo; su considerable cantidad de oxígeno libre es posible gracias a las formas de vida -como son las plantas- que convierten el dióxido de carbono en oxígeno, el cual es respirable -a su vez- por las demás formas de vida, tales como los seres humanos y los animales en general.