Ciencia de la Tierra

Todos los campos de las ciencias naturales relacionados con la Tierra.

El lado rocoso de un arroyo de montaña cerca de Orosí, Costa Rica. (probablemente rocas metamórficas)

Las ciencias de la tierra o geociencias incluyen todos los campos de las ciencias naturales relacionados con el planeta Tierra . Esta es una rama de la ciencia que se ocupa de la constitución física y química de la Tierra y su atmósfera. Las ciencias de la tierra pueden considerarse una rama de las ciencias planetarias , pero con una historia mucho más antigua. Las ciencias de la Tierra abarcan cuatro ramas principales de estudio, la litosfera , la hidrosfera , la atmósfera y la biosfera , cada una de las cuales se divide en campos más especializados.

Existen enfoques tanto reduccionistas como holísticos de las ciencias de la Tierra. También es el estudio de la Tierra y sus vecinos en el espacio. Algunos científicos de la Tierra usan su conocimiento del planeta para localizar y desarrollar recursos energéticos y minerales. Otros estudian el impacto de la actividad humana en el medio ambiente de la Tierra y diseñan métodos para proteger el planeta. Algunos usan su conocimiento sobre los procesos de la Tierra, como volcanes , terremotos y huracanes para planificar comunidades que no expongan a las personas a estos eventos peligrosos.

Las ciencias de la Tierra pueden incluir el estudio de la geología , la litosfera y la estructura a gran escala del interior de la Tierra, así como la atmósfera , la hidrosfera y la biosfera . Normalmente, los científicos de la Tierra utilizan herramientas de geología, cronología , física , química , geografía , biología y matemáticas.para construir una comprensión cuantitativa de cómo funciona y evoluciona la Tierra. Las ciencias de la tierra afectan nuestra vida cotidiana. Por ejemplo, los meteorólogos estudian el clima y están atentos a las tormentas peligrosas. Los hidrólogos examinan el agua y advierten sobre las inundaciones. Los sismólogos estudian los terremotos y tratan de comprender dónde ocurrirán. Los geólogos estudian las rocas y ayudan a localizar minerales útiles. Los científicos de la tierra a menudo trabajan en el campo, tal vez escalando montañas, explorando el lecho marino, arrastrándose por cuevas o vadeando en pantanos. Miden y recolectan muestras (como rocas o agua de río), luego registran sus hallazgos en tablas y mapas.

Campos de estudio

Los siguientes campos de la ciencia generalmente se clasifican dentro de las ciencias de la Tierra:

• La geología describe las partes rocosas de la corteza terrestre (o litosfera ) y su desarrollo histórico. Las principales subdisciplinas son mineralogía y petrología , geomorfología , paleontología , estratigrafía , geología estructural , geología de ingeniería y sedimentología . ^{[1] [2]}
• La geografía física se centra en la geografía como ciencia de la Tierra. La geografía física es el estudio de las estaciones, el clima, la atmósfera, el suelo, los arroyos, los accidentes geográficos y los océanos de la Tierra. La geografía física se puede dividir en varias ramas o campos relacionados, de la siguiente manera: geomorfología , biogeografía , geografía ambiental , paleogeografía , climatología , meteorología , geografía costera , hidrología , ecología , glaciología . ^{[ cita requerida ]}
• La geofísica y la geodesia investigan la forma de la Tierra , su reacción a las fuerzas y sus campos magnéticos y gravitatorios . Los geofísicos exploran el núcleo y el manto de la Tierra, así como la actividad tectónica y sísmica de la litosfera. ^{[2] [3] [4] La} geofísica se usa comúnmente para complementar el trabajo de los geólogos en el desarrollo de una comprensión integral de la geología de la corteza, particularmente en la exploración de minerales y petróleo. Los sismólogos usan la geofísica para comprender el desplazamiento de la tectónica de placas, así como para predecir la actividad sísmica.
• La geoquímica se define como el estudio de los procesos que controlan la abundancia, composición y distribución de compuestos químicos e isótopos en ambientes geológicos. Los geoquímicos utilizan las herramientas y los principios de la química para estudiar la composición, estructura, procesos y otros aspectos físicos de la Tierra. Las principales subdisciplinas son la geoquímica acuosa , la cosmoquímica , la geoquímica de isótopos y la biogeoquímica .
• La ciencia del suelo cubre la capa más externa de la corteza terrestre que está sujeta a procesos de formación del suelo (o pedosfera ). ^{[5] Las} principales subdivisiones en este campo de estudio incluyen edafología y pedología . ^[6]
• La ecología cubre las interacciones entre los organismos y su entorno. Este campo de estudio diferencia el estudio de la Tierra del estudio de otros planetas del Sistema Solar , siendo la Tierra su único planeta rebosante de vida.
• La hidrología , la oceanografía y la limnología son estudios que se centran en el movimiento, la distribución y la calidad del agua e involucran a todos los componentes del ciclo hidrológico de la Tierra y su atmósfera (o hidrosfera ). "Las subdisciplinas de hidrología incluyen hidrometeorología, hidrología de aguas superficiales, hidrogeología, ciencia de cuencas hidrográficas, hidrología forestal y química del agua". ^[7]
• La glaciología cubre las partes heladas de la Tierra (o criosfera ).
• Las ciencias atmosféricas cubren las partes gaseosas de la Tierra (o atmósfera ) entre la superficie y la exosfera (aproximadamente 1000 km). Las principales subdisciplinas incluyen meteorología, climatología, química atmosférica y física atmosférica .

Interior de la Tierra

Una erupción volcánica es la liberación de energía almacenada debajo de la superficie de la Tierra. ^[8]

Artículo principal: Estructura de la Tierra

La tectónica de placas , las cadenas montañosas , los volcanes y los terremotos son fenómenos geológicos que pueden explicarse en términos de procesos físicos y químicos en la corteza terrestre . ^[9]

Debajo de la corteza terrestre se encuentra el manto que se calienta por la desintegración radiactiva de elementos pesados . El manto no es del todo sólido y está formado por magma que se encuentra en un estado de convección semiperpetua . Este proceso de convección hace que las placas litosféricas se muevan, aunque lentamente. El proceso resultante se conoce como tectónica de placas . ^{[10] [11] [12] [13]}

La tectónica de placas podría considerarse como el proceso mediante el cual la Tierra resurge. Como resultado de la expansión del lecho marino , se crea nueva corteza y litosfera por el flujo de magma desde el manto a la superficie cercana, a través de fisuras, donde se enfría y solidifica. A través de la subducción , la corteza oceánica y la litosfera regresan al manto convectivo. ^{[11] [13] [14]}

Las áreas de la corteza donde se crea nueva corteza se denominan límites divergentes , aquellas donde se devuelve a la Tierra son límites convergentes y aquellas en las que las placas se deslizan unas sobre otras, pero no se crea o destruye nuevo material litosférico, se denominan transformación. límites (o conservadores) ^{[11] [13] [15] Los} terremotos son el resultado del movimiento de las placas litosféricas y, a menudo, ocurren cerca de límites convergentes donde partes de la corteza son forzadas hacia la tierra como parte de la subducción. ^[dieciséis]

Los volcanes resultan principalmente del derretimiento del material de la corteza subducida. El material de la corteza que es forzado a entrar en la astenosfera se derrite y una parte del material derretido se vuelve lo suficientemente liviano como para subir a la superficie, dando lugar a volcanes. ^{[11] [16]}

Atmósfera de la Tierra

Artículo principal: Atmósfera de la Tierra

La magnetosfera protege la superficie de la Tierra de las partículas cargadas del viento solar .
( imagen no a escala ) .

La troposfera , estratosfera , mesosfera , termosfera y exosfera son las cinco capas que componen la atmósfera de la Tierra. El 75% de los gases de la atmósfera se encuentran dentro de la troposfera, la capa más baja. En total, la atmósfera está formada por aproximadamente un 78,0% de nitrógeno , un 20,9% de oxígeno y un 0,92% de argón . Además del nitrógeno, el oxígeno y el argón, hay pequeñas cantidades de otros gases, incluidos el CO ₂ y el vapor de agua. ^[17] El vapor de agua y el CO ₂ permiten que la atmósfera de la Tierra atrape y retenga la energía del Sol a través de un fenómeno llamadoefecto invernadero . ^[18] Esto permite que la superficie de la Tierra esté lo suficientemente caliente como para tener agua líquida y sustentar la vida. Además de almacenar calor, la atmósfera también protege a los organismos vivos al proteger la superficie de la Tierra de los rayos cósmicos, que a menudo se piensa incorrectamente que son desviados por el campo magnético . ^[19] El campo magnético, creado por los movimientos internos del núcleo, produce la magnetosfera que protege la atmósfera de la Tierra del viento solar . ^[20] Como la Tierra tiene 4.500 millones de años, ^[21] ya habría perdido su atmósfera si no hubiera una magnetosfera protectora.

Campo magnético de la Tierra

Un electroimán es un imán creado por una corriente eléctrica. ^[22] La Tierra tiene un núcleo interno de hierro sólido rodeado por un núcleo externo fluido que se convence; ^[23] por lo tanto, la Tierra es un electroimán. El movimiento de la convección de fluidos sostiene el campo magnético de la Tierra. ^{[23] [24]}

Metodología

Las metodologías varían según la naturaleza de los temas que se estudian. Los estudios suelen clasificarse en una de tres categorías: observacionales, experimentales o teóricas. Los científicos de la Tierra a menudo realizan análisis informáticos sofisticados o visitan un lugar interesante para estudiar fenómenos terrestres (por ejemplo, la Antártida o cadenas de islas de puntos calientes ).

Una idea fundamental en las ciencias de la Tierra es la noción de uniformismo , que establece que "las características geológicas antiguas se interpretan mediante la comprensión de los procesos activos que se observan fácilmente". ^{[ cita requerida ]} En otras palabras, cualquier proceso geológico en funcionamiento en el presente ha operado de la misma manera a lo largo del tiempo geológico. Esto permite a quienes estudian la historia de la Tierra aplicar el conocimiento de cómo operan los procesos de la Tierra en el presente para comprender cómo ha evolucionado y cambiado el planeta a lo largo de la historia.

Esferas de la Tierra

Cronología de la naturaleza

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Reionización

Era dominada por la materia

Expansión acelerada

Agua

Vida unicelular

Fotosíntesis

Vida multicelular

Vertebrados

Edad Oscura

←	Universo ( −13,80 )

←	Estrellas más tempranas

←	Galaxia más temprana

←	Primer cuásar / sbh

←	Omega Centauri

←	Galaxia de Andromeda

←	Espirales de la Vía Láctea

←	Alfa Centauri

←	Tierra / Sistema Solar

←	Vida más temprana

←	Oxígeno más temprano

←	Oxígeno atmosférico

←	Reproducción sexual más temprana

←	Animales / plantas más tempranos

←	Explosión cámbrica

←	Los primeros mamíferos

←	Los primeros simios

L i f e

(hace mil millones de años )

Las ciencias de la tierra generalmente reconocen cuatro esferas, la litosfera , la hidrosfera , la atmósfera y la biosfera ; ^[25] estos corresponden a rocas , agua , aire y vida . Algunos también incluyen la criosfera (correspondiente al hielo ) como una porción distinta de la hidrosfera y la pedosfera (correspondiente al suelo ) como una esfera activa y entremezclada.

Desintegración de las ciencias de la tierra

Artículo principal: Esquema de las ciencias de la Tierra

Atmósfera

• Química atmosférica
• Geografía
  • Climatología
  • Meteorología
• Hidrometeorología
• Paleoclimatología

Biosfera

• Biogeoquímica
• Biogeografia
• Ecología
  • Ecología del paisaje
• Geoarqueología
• Geomicrobiología
• Paleontología
  • Palinología
  • Micropaleontología

Hidrosfera

• Hidrología
  • Hidrogeología
• Limnología (ciencia del agua dulce)
• Oceanografía (ciencias marinas)
  • Oceanografía química
  • Oceanografía física
  • Oceanografía biológica (biología marina)
  • Oceanografía geológica (geología marina)
    • Paleoceanografía

Litosfera ( geosfera )

• Geología
  • Geología económica
  • Ingeniería Geológica
  • Geología ambiental
  • Geología histórica
    • Geología cuaternaria
  • Geología planetaria y geografía planetaria
  • Sedimentología
  • Estratigrafía
  • Geología estructural
• Geografía
  • Geografía Humana
  • Geografía Física
• Geoquímica
• Geomorfología
• Geofísica
  • Geocronología
  • Geodinámica (ver también Tectónica )
  • Geomagnetismo
  • Gravimetría (también parte de Geodesia )
  • Sismología
• Glaciología
• Hidrogeología
• Mineralogía
  • Cristalografía
  • Gemología
• Petrología
  • Petrofísica
• Espeleología
• Vulcanología

Pedosfera

• Geografía
• Ciencia del suelo
  • Edafología
  • Pedología

Sistemas

• Ciencia del sistema terrestre
• Ciencia medioambiental
• Geografía
  • Geografía Humana
  • Geografía Física
• Hipótesis de Gaia
• Ecología de sistemas
• Geología de sistemas

Otros

• Geografía
  • Cartografía
  • Geoinformática ( GIScience )
  • Geoestadística
  • Geodesia y Topografía
  • Sensores remotos

Ver también

• Instituto Americano de Geociencias
• Software de gráficos de ciencias de la tierra
• Geociencia ambiental
• GEO-LEO (expertos en bibliotecas de GEO en línea)
• Glosario de términos geológicos
• Lista de organizaciones de geociencias
• Lista de científicos rusos de la Tierra
• Lista de problemas no resueltos en geociencias
• Making North America (película de PBS de 2015)
• Nanociencia
• Asociación Nacional de Profesores de Geociencias
• Turismo científico
• Estructura de la Tierra

Referencias

1. Adams y Lambert , 2006 , p. 20
2. Smith y Pun , 2006 , p. 5
3. "Búsqueda de WordNet - 3.1" . princeton.edu .
4. "Educación del servicio oceánico nacional de NOAA: tutorial de posicionamiento global" . noaa.gov .
5. Elissa Levine, 2001, ¿La pedosfera como un enlace roto Hub ? Archivado el 30 de octubre de 2007 en la Wayback Machine.
6. Gardiner, Duane T. "Conferencia 1 Capítulo 1 ¿Por qué estudiar suelos?" . ENV320: Notas de conferencias sobre ciencias del suelo . Universidad de Texas A&M-Kingsville. Archivado desde el original el 9 de febrero de 2018 . Consultado el 7 de enero de 2019 .
7. Craig, Kendall. "Hidrología de la Cuenca" .
8. Enciclopedia de volcanes , Academic Press, Londres, 2000
9. "Presupuesto energético de la tierra" . ou.edu .
10. Simison 2007 , párrafo 7
11. Adams y Lambert , 2006 , págs. 94–95, 100, 102
12. Smith & Pun 2006 , págs. 13-17, 218, G-6
13. Oldroyd , 2006 , págs. 101,103,104
14. Smith y Pun , 2006 , p. 327
15. Smith y Pun , 2006 , p. 331
16. Smith & Pun , 2006 , págs. 325–26, 329
17. Adams y Lambert 2006 , págs. 107–08
18. Herencia americana , p. 770
19. Parker, Eugene (marzo de 2006), Shielding Space (PDF) , Scientific American
20. Adams y Lambert 2006 , págs. 21-22
21. Smith y Pun , 2006 , p. 183
22. Herencia americana , p. 576
23. Oldroyd , 2006 , p. 160
24. Demorest, Paul (21 de mayo de 2001). "Teoría del dínamo y campo magnético de la Tierra" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 21 de febrero de 2007 . Consultado el 17 de noviembre de 2007 .
25. Earth's Spheres Archivado el 31 de agosto de 2007 en la Wayback Machine . © 1997–2000. Wheeling Jesuit University / NASA Classroom of the Future. Consultado el 11 de noviembre de 2007.

Fuentes

• Adams, Simon; Lambert, David (2006). Ciencias de la Tierra: una guía ilustrada de la ciencia . Nueva York, NY: Chelsea House. ISBN 978-0-8160-6164-8.
• Joseph P. Pickett (editor ejecutivo) (1992). Diccionario de la herencia americana de la lengua inglesa (4ª ed.). Boston, MA: Compañía Houghton Mifflin . ISBN 978-0-395-82517-4.
• Simison, W. Brian (5 de febrero de 2007). "El mecanismo detrás de la tectónica de placas" . Consultado el 17 de noviembre de 2007 .
• Smith, Gary A .; Juego de palabras, Aurora (2006). ¿Cómo funciona la Tierra? Geología física y el proceso de la ciencia . Upper Saddle River, Nueva Jersey: Pearson Prentice Hall. ISBN 978-0-13-034129-7.
• Oldroyd, David (2006). Ciclos terrestres: una perspectiva histórica . Westport, CT: Greenwood Press. ISBN 978-0-313-33229-6.

Lectura adicional

• Allaby M., 2008. Diccionario de Ciencias de la Tierra, Oxford University Press, ISBN 978-0-19-921194-4 
• Korvin G., 1998. Modelos fractales en las ciencias de la tierra, Elsvier, ISBN 978-0-444-88907-2 
• "Presupuesto energético de la Tierra" . Estudio Climatológico de Oklahoma. 1996-2004 . Consultado el 17 de noviembre de 2007 .
• Miller, George A .; Christiane Fellbaum; y Randee Tengi; y Pamela Wakefield; y Rajesh Poddar; y Helen Langone; Benjamin Haskell (2006). "Búsqueda de WordNet 3.0" . WordNet una base de datos léxica para el idioma inglés . Princeton, Nueva Jersey: Universidad de Princeton / Laboratorio de Ciencias Cognitivas . Consultado el 10 de noviembre de 2007 .
• "Educación del Servicio Nacional Oceánico NOAA: Geodesia" . Administración Nacional Oceánica y Atmosférica. 2005-03-08 . Consultado el 17 de noviembre de 2007 .
• Reed, Christina (2008). Ciencias de la Tierra: década por década . Nueva York, NY: Facts on File. ISBN 978-0-8160-5533-3.
• Tarbuck EJ, Lutgens FK y Tasa D., 2002. Ciencias de la Tierra, Prentice Hall, ISBN 978-0-13-035390-0 

Enlaces externos

Wikimedia Commons tiene medios relacionados con las ciencias de la Tierra .

• Earth Science Picture of the Day , un servicio de la Asociación de Investigación Espacial de las Universidades , patrocinado por el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA .
• Geoética en la exploración planetaria y espacial .