El universo...

El hecho de que el universo esté en expansión se deriva de las observaciones del corrimiento al rojo realizadas en la década de 1920 y que se cuantifican por la ley de Hubble. Dichas observaciones son la predicción experimental del modelo de Friedmann-Robertson-Walker, que es una solución de las ecuaciones de campo de Einstein de la relatividad general, que predicen el inicio del universo mediante un big bang.

El "corrimiento al rojo" es un fenómeno observado por los astrónomos, que muestra una relación directa entre la distancia de un objeto remoto (como una galaxia) y la velocidad con la que éste se aleja. Si esta expansión ha sido continua a lo largo de la vida del universo, entonces en el pasado estos objetos distantes que siguen alejándose tuvieron que estar una vez juntos. Esta idea da pie a la teoría del Big Bang; el modelo dominante en la cosmología actual.

Durante la era más temprana del Big Bang, se cree que el universo era un caliente y denso plasma. Según avanzó la expansión, la temperatura decreció hasta el punto en que se pudieron formar los átomos. En aquella época, la energía de fondo se desacopló de la materia y fue libre de viajar a través del espacio. La energía remanente continuó enfriándose al expandirse el universo y hoy forma el fondo cósmico de microondas. Esta radiación de fondo es remarcablemente uniforme en todas direcciones, circunstancia que los cosmólogos han intentado explicar como reflejo de un periodo temprano de inflación cósmica después del Big Bang.

El examen de las pequeñas variaciones en el fondo de radiación de microondas proporciona información sobre la naturaleza del universo, incluyendo la edad y composición. La edad del universo desde el Big Bang, de acuerdo a la información actual proporcionada por el WMAP de la NASA, se estima en unos 13.700 millones de años, con un margen de error de un 1% (137 millones de años). Otros métodos de estimación ofrecen diferentes rangos de edad, desde 11.000 millones a 20.000 millones.

La tierra esta formada...

La Tierra está formada por capas. Como todas las capas son concéntricas tienen la misma forma que la Tierra en conjunto, por lo que a las capas que forman la Tierra las llamamos también geosferas.

• corteza se designa a la zona más superficial, exterior, de La Tierra, conformada por masa sólida, y que está en contacto con la hidrosfera, la biosfera y la atmósfera. La corteza a su vez se divide en corteza oceánica y corteza continental.

• La corteza oceánica tiene un grosor aproximado de 10 Km. aunque en determinadas zonas su espesor se reduce a 0 (cero), quedando el manto (la capa intermedia de La Tierra) en contacto directo.

Esta corteza a su vez se divide en subcapas, de acuerdo al material (tipo de roca) que lo conforma y a la velocidad (movimiento de las subcapas).

• La corteza continental tiene un grosor medio de 35 Km, aunque en las zonas de cordilleras y cadenas montañosas, el espesor de esta corteza alcanza los 60 y 80 km. La corteza continental superior presenta una mayor velocidad de las ondas sísmicas, y está constituida por rocas sedimentarias sobre rocas volcánicas. La corteza continental inferior (por debajo de la primera) está compuesta por rocas basálticas de granito y diorita.

• El manto, la capa intermedia ubicada entre la corteza (exterior) y el núcleo de la Tierra, es la más extensa de las tres capas que se ven si hiciéramos un corte transversal al planeta: llegando a los 2900 km de profundidad. El manto, al igual que la corteza, se divide en dos subcapas, manto superior e inferior.

• El manto superior se extiende hasta los 650 / 700 km de profundidad desde la superficie, mientras que el manto inferior llega hasta los 2900 km desde la superficie de la Tierra. A medida que el manto se aleja de la corteza, su composición se hace menos sólida, pero aumenta su densidad. La división entre el manto superior y el manto inferior la fija la “discontinuidad de Repetti”, donde se produce una variación en la velocidad de las ondas sísmicas.

• El núcleo de la Tierra, el centro mismo del planeta, tiene un grosor de casi 3500 km, y está constituido de la aleación de dos metales: hierro y níquel. Aquí es donde se genera el campo magnético de la Tierra. Existe un núcleo superior (externo) y un núcleo inferior (interno); el primero, aparece fundido, mientras que el segundo se encuentra en estado sólido.

• La atmósfera, ese océano de aire que nos rodea, para efectos prácticos y de estudio, se ha dividido en diversas zonas o capas en relación con la altitud y sus funciones. Estas divisiones y nomenclatura de las mismas son bien dispares, según los científicos y países que las han establecido.

La composición y la temperatura de la atmósfera varía con la altura. La tendencia general observada es que el aire se va haciendo menos denso en la medida que aumenta la altura, hasta llegar a ser imperceptible.  De acuerdo con las últimas investigaciones realizadas y tomando en cuenta la variación vertical de la temperatura, en la atmósfera se pueden distinguir seis capas: tropósfera,  estratósfera,  quimiósfera, mesósfera, termósfera (que incluye la ionósfera) y exósfera.

ALTURA	CAPAS	FENÓMENOS
De 500 a 1.000 km.	Exósfera	Vacío casi absoluto. Zona de circulación de satélites geofísicos.
De 90 a 500 km.	Termósfera	Producción de iones. Capas electrizadas. Reflejan ondas radio.  Auroras y bólidos.
De 80 a 90 km.	Mesósfera	Producción de iones.  Transformación de los rayos cósmicos primarios en secundarios.
De 25 a 80 km.	Quimiósfera	Reacciones químicas. Presencia de capa de ozono.   Filtro de la radiación ultravioleta.
De 10 a 25 km.	Estratósfera	Aire prácticamente en calma. Nubes irisadas.
De 0 a 10 km.	Tropósfera	Fenómenos meteorológicos: nubes, vientos, lluvia,  etc.

Aunque, en general, el espesor de la atmósfera terrestre no puede determinarse con exactitud, ya que no posee una superficie superior que la limite, se admite que al menos es de 1.000 kilómetros y que no es uniforme.

•  Tropósfera 

Es la capa de aire que está en contacto con la superficie terrestre, por lo que es las más densa, pues se concentra en ella el 90 por ciento del peso de la atmósfera. Contiene todos los gases y la mayor parte del vapor de agua y en ella se producen todos los cambios climáticos. Debido a sus características, es que en esta capa  se desarrolla la vida.

Al ascender por la tropósfera, el aire se va enfriando cada vez más. Se ha calculado que la temperatura disminuye unos 6° C por cada kilómetro de altura (0,6º C. por cada cien metros de altitud), alcanzando temperaturas extremadamente bajas, inferiores a 0° C, en la zona final de esta capa.

Estas diferencias provocan la formación de vientos, nubes y precipitaciones, los cuales determinan el estado del tiempo en un lugar y hacen que esta capa sea la más importante para la meteorología, ya que es en la tropósfera donde tienen lugar todos los fenómenos del clima; de ahí que su nombre "tropósfera" (del griego tropos: cambio) signifique "esfera de cambios".

La altura de la tropósfera es de más o menos 10 km, y su frontera con la capa superior se denomina tropopausa. No obstante, el confín de la tropósfera no es muy conocido, especialmente en el hemisferio sur. En el ecuador parece llegar a una altitud de 16 a 17 km, mientras que en los polos sólo mide entre seis y ocho km.

• Estratósfera

Encima de la tropopausa, pasada la región de los vientos helados, se encuentra la estratósfera, que llega hasta una altitud de alrededor de 25 km. Esta capa se halla constituida, en general, por estratos de aire con poco movimiento vertical, aunque sí lo tienen horizontal. En esta zona, el aire está casi siempre en perfecta calma por lo que es ideal para el transporte aéreo. En ella prácticamente no existe el clima, aunque algunas veces se encuentran unas ligeras nubes denominadas irisadas, por presentar sus bordes los colores del iris.

Debido a la radiación solar, que alcanza directamente la estratósfera, esta capa presenta mayor temperatura que los últimos estratos de la tropósfera.

El límite de esta capa se llama estratopausa. Las antiguas nomenclaturas fijaban la altura de la estratósfera hasta los 80 km, pero los nuevos experimentos científicos determinan que esa capa finaliza a unos 25 km, en donde empieza la quimiósfera.

• Quimiósfera.

La razón de esta subdivisión moderna de la antigua estratósfera, obedece a que a partir de los 25 a 30 km de altitud la temperatura del aire comienza a aumentar debido a que los rayos ultravioleta del Sol, de gran intensidad a esa cota, transforman el oxígeno del aire en una variedad denominada ozono, que simultáneamente los absorbe y se calienta, o sea, que en esa capa se producen reacciones químicas. Por tanto, en la composición del aire se destaca la presencia de una delgada capa de ozono, situada aproximadamente a 30 kilómetros de la superficie de la Tierra.

La concentración máxima de ozono en la quimiósfera tiene lugar a unos 40 km de altitud y forma una especie de cinturón o faja protectora que se denomina ozonósfera. Esta faja, al producir la dispersión de la luz solar, hace que veamos el cielo de color azul, cuando es negro en realidad, como han comprobado los astronautas. Gracias a esta capa que absorbe gran cantidad de rayos ultravioleta, es posible la vida vegetal y animal en la superficie de la Tierra que, de otra manera, sería rápidamente aniquilada por esa radiación.

Se estima que la quimiósfera llega hasta unos 80 km de altitud, límite en que comienza la mesósfera.

•  Mesósfera

Esta capa se ubica a continuación de la quimiósfera y alcanza hasta unos 90 kilómetros de altura desde el nivel del mar.  Se caracteriza porque desde su limite con la estratósfera, la temperatura va disminuyendo hasta valores tan bajos como -110° C (bajo cero) en donde comienza la capa siguiente.  En esta capa ya no existe vapor de agua y la proporción de los gases restantes comienza a disminuir.

En la mesósfera se producen también partículas cargadas eléctricamente, los iones, que son átomos o moléculas que han ganado o perdido electrones.

Otro fenómeno observable, en la mesósfera es la caída de meteoritos, que al entrar en contacto, con esta capa y a causa de la fuerza de fricción, emiten  luz, la que cesa cuando la masa del meteoro ha sido totalmente consumido.  Esto es lo que nosotros conocemos como "estrellas fugaces", las que vemos pasar sorpresivamente en el cielo.

• Termósfera y Ionósfera

La termósfera sería la quinta capa de la atmósfera de la Tierra. Se encuentra arriba de la mesósfera, abarcando desde los 90 hasta los 500 kilómetros. A esta altura, el aire es muy tenue y la temperatura cambia con la actividad solar. Si el sol está activo, las temperaturas en la termósfera pueden llegar a 1,500° C y ¡hasta más altas! La termósfera de la Tierra también incluye la región llamada ionósfera.

Para los científicos no ha sido posible definir con exactitud el limite superior de la ionósfera, ya que, los gases que aún quedan en la parte externa de esta capa, se intercambian continuamente con los del espacio exterior.

La diferencia que tiene con las capas inferiores, es que está formada casi totalmente por partículas cargadas o ionizadas que se producen por la radiación ultravioleta al arrancar electrones a las moléculas gaseosas. 

Debido a esta naturaleza eléctrica, la temperatura de la ionósfera tiende a aumentar hasta una altura aproximada de unos 500 kilómetros, donde alcanza unos 1.500 grados centígrados.

Una propiedad importante de la ionósfera en el ámbito de las radiocomunicaciones, es que los iones presentes en esta capa pueden reflejar (o hacer "rebotar") las ondas de radio, permitiendo la comunicación entre los distintos lugares del globo terrestre.

• Exósfera

Se encuentra a partir de los 500 kilómetros de altura desde el nivel del mar y en ella los gases atmosféricos como el oxígeno y el nitrógeno casi no existen y apenas hay moléculas de materia. Es la capa más extensa de la atmósfera y es la región que exploran los satélites artificiales y no tiene la menor influencia sobre los fenómenos meteorológicos.

La composición de la exósfera se forma principalmente por los gases livianos como el hidrógeno y el helio; éstos son gases tan ligeros que tienden a escaparse del campo gravitacional de la Tierra dispersándose en el espacio.

Debido a la densidad extremadamente baja de esta capa es decir, el escaso número de moléculas por unidad de volumen, es que la temperatura de la exósfera es una propiedad difícil de analizar en este nivel.  

No olvides que la temperatura depende del movimiento de las partículas, y para el caso de la atmósfera se trata además de moléculas de diferentes gases.

¿Como apareció vida en la tierra?

La Tierra se formó hace 4.600 millones de años. Cerca de 1000 millones de años más tarde ya albergaba seres vivos. Los restos fósiles más antiguos conocidos se remontan a hace 3.850 millones de años y demuestran la presencia de bacterias, organismos rudimentarios procariotas y unicelulares.

Las condiciones de vida en esa época eran muy diferentes de las actuales. La actividad volcánica era intensa y los gases liberados por las erupciones eran la fuente de la atmósfera primitiva, compuesta sobre todo de vapor de agua, dióxido de carbono, nitrógeno, amoníaco, sulfuro de hidrógeno y metano y carente de oxígeno. Ninguno de los organismos que actualmente vive en nuestra atmósfera hubiera podido sobrevivir en esas circunstancias. El enfriamiento paulatino determinó la condensación del vapor y la formación de un océano primitivo que recubría gran parte del planeta.

La primera teoría coherente que explicaba el origen de la vida la propuso en 1924 el bioquímico ruso Alexander Oparín. Se basaba en el conocimiento de las condiciones físico-químicas que reinaban en la Tierra hace de 3.000 a 4.000 millones de años. Oparin postuló que, gracias a la energía aportada primordialmente por la radiación ultravioleta procedente del sol y a las descargas eléctricas de las constantes tormentas, las pequeñas moléculas de los gases atmosféricos (oxígeno, metano, amoníaco), dieron lugar a unas moléculas, cada vez más complejas, eran aminoácidos (elementos constituyentes de las proteínas) y ácidos nucleicos. Según Oparín, estas primeras moléculas quedarían atrapadas en las charcas de aguas poco profundas formadas en el litoral del océano primitivo. Al concentrarse, continuaron evolucionando y diverdificándose.

Todos los seres vivientes están formados por células cada una de ellas encerradas en una membrana rica en lípidos especiales que la aísla del medio externo. Estas células contienen los ácidos nucleicos ADN y ARN, que contienen la información genética y controlan la síntesis de proteínas. Así, la primera forma de vida terrestre probablemente fue una célula simple que encerraba un ácido nucleico similar al ARN dentro de una membrana rudimentaria capaz de reproducirse por división.

En el océano Pacífico a muchos miles de metros de profundidad, se han descubierto fuentes hidrotermales de agua que brota de una temperatura de 350 º C y está cargada de numerosas sustancias, entre ellas sulfuro de hidrógeno y otros compuestos de azufre. Alrededor de estas fuentes abunda la vida y proliferan unas bacterias quimiosintéticas que extraen su energía de los compuestos azufrados del agua y que, de este modo, reemplazan a los organismos fotosintéticos, que toman la energía de la luz solar (además, estas bacterias no pueden vivir en medios con oxígeno). Las condiciones de vida que reinan en la proximidad de estas fuentes recuerdan bastante a las comunes hace 3.500 millones de años. Por eso algunos investigadores defienden la idea de que la vida apareció en el fondo oceánico, cerca de estas fuentes hidrotermales, y no en la superficie, en las charcas litorales expuestas a luz solar intensa.

Fuese cual fuese el lugar en que surgió la vida, es seguro que los primeros seres vivos eran bacterias anaerobias, es decir, capaces de vivir en ausencia de oxígeno, pues este gas todavía no se encontraba en la atmósfera primitiva. De inmediato comenzó la evolución y la aparición de bacterias distintas, capaces de realizar la fotosíntesis. Esta nueva función permitía a tales bacterias fijar el dióxido de carbono abundante en la atmósfera y liberar oxígeno. Pero éste no se quedaba en la atmósfera, pues era absorbido por las rocas ricas en hierro. Hace 2.000 millones de años, cuando se oxidó todo el hierro de las rocas, el oxígeno pudo empezar a acumularse en la atmósfera.

Su concentración fue aumentando y el presente en las capas altas de la atmósfera se transformó en ozono, el cual tiene la capacidad de filtrar los rayos ultravioletas nocivos para los seres vivos. A partir de este momento se asiste a una verdadera explosión de vida. Los primeros organismos eucariotas aparecieron hace unos 1.500 millones de años y los primeros pluricelulares hace unos 670 millones. Cuando la capa de ozono alcanzó un espesor suficiente, los animales y vegetales pudieron abandonar la protección que proporcionaba el medio acuático y colonizar la tierra firme.

Una condición indispensable para la evolución de la vida a partir de materia orgánica no viva, era la existencia de una atmósfera terrestre carente de oxígeno libre.

La teoría de Oparin
En la actualidad, la base de referencia de la teoría evolutiva del origen de la vida, se debe al bioquímico soviético Alexandr Ivánovich Oparin, aunque el británico John Burdon Sanderson Haldane sostuvo una idea similar.

Oparin postuló en 1924 que las moléculas orgánicas habían podido evolucionar reuniéndose para formar sistemas que fueron haciéndose cada vez más complejos, quedando sometidos a las leyes de la evolución. Según esta teoría, los océanos contenían en sus orígenes gran cantidad de compuestos orgánicos disueltos. En un proceso que requirió mucho tiempo, esas moléculas se fueron agrupando en otras mayores y éstas a su vez en complejos temporales.

Alguno de esos complejos se convirtió en un protobionte tras adquirir una serie de propiedades, por las cuales podía aislarse e introducir en su interior ciertas moléculas que le rodeaban y liberar otras. Las funciones metabólicas, la reproducción y el crecimiento habrían aparecido después de que el protobionte adquiriera la capacidad de absorber e incorporar las moléculas a su estructura, para finalmente conseguir separar porciones de sí mismo con iguales características.

La teoría de Oparin fue experimentada con validez por Stanley Miller en 1953, como parte de su tesis doctoral dirigida por H. Urey; consiguiendo obtener compuestos orgánicos complejos después de reproducir las condiciones primitivas del planeta en un aparato diseñado al efecto. Miller creó un dispositivo, en el cual la mezcla de gases que imitan la atmósfera primitiva, es sometida a la acción de descargas eléctricas, dentro de un circuito cerrado en el que hervía agua y se condensaba repetidas veces. Se producían así moléculas orgánicas sencillas, y a partir de ellas otras más complejas, como aminoácidos, ácidos orgánicos y nucleótidos.

En resumen, la vida surgió en unas condiciones ambientales muy distintas a las actuales, las de la Tierra primitiva, a partir de moléculas orgánicas que no competían con ningún otro organismo vivo. Mediante la intervención de la selección natural se habrían ido diversificando hasta los actuales organismos.

La vida en la Tierra.
Se estima que las primeras combinaciones de molécular que dieron lugar a las primeras células primitivas en los mares terrestres debieron acontecer hace unos 3.500 millones de años. Parece ser que dichas reacciones tuvieron lugar en el agua de los océanos terrestres, trasladándose posteriormente estas células a la superficie sólida de la Tierra, los continentes. Muchas veces los procesos evolutivos llevaron a la vida a callejones sin salida, es decir a organismos que no evolucionaron más.

La vida en la Tierra. Lentamente, los organismos primigenios iban siendo cada vez de estructura más complicada, de células sin membrana a otras con dicha protección, usar el oxígeno en su respiración, etc. (gracias el enriquecimiento de este elemento emitido por las algas verdes y otros organismos similares, etc). Hace unos 500 millones de años, en la época del Cámbrico, y por causas todavía no muy bien conocidas, se produjo la gran explosón de la vida, tanto en el reino animal como vegetal. Hace unos 65 millones de años, y en plena época de expansión de los dinosaurios, se produjo una extinción masiva de la vida en la Tierra (a causa de un impacto meteórico en el Yucatán, que produjo tal cantidad de cambios globales en el medio ambiente terrestre, que en muy poco tiempo gran cantidad de especies desaparecieron) que favoreció el desarrollo de los mamíferos y hace unos 5-7 millones de años, nuestros primeros ancestros primates, se bajaron de los árboles y comenzarón a poblar la superficie de la Tierra.

¿Como se creo la tierra?

LAS LEYES DE KEPLER

 La primera ley de Kepler que el sol ocupa una posición "privilegiada" y son los planetas, entre ellos la Tierra, los que giran en torno a él. Con esta ley, Kepler demostró la falsedad de la teoría egocéntrica que persistió durante muchos años.

El avance más significativo en la compresión de la gran maquinaria celeste está dado en las dos ultimas leyes, que se relaciona más entre sí y que, sin embargo, tienen el valor más teórico que mundano.

Ambas fortalecen la propuesta de kepler de un sistema solar con los planetas de órbitas elípticas. La segunda ley de kepler proporciona sentido simétrico al movimiento de los planetas, mientras la tercera ley ofrece una forma precisa para calcular posiciones planetarias al partir de periodos y viceversa.

La relevancia de las tres leyes de Kepler es innegable, pues el posicionamiento satélites artificiales, el calculo de trayectoria de los cometas la trayectoria de sondas espaciales así como simples predicciones de eclipse son tan solo algunos ejemplos de los aplicaciones de este importante trabajo logrado en el siglo XVII.

• TEORIA DE KANT

En 1775, el filósofo alemán Emmanuel Kant propuso la idea sobre el origen de los planetas y del Sol a partir de una gran nebulosidad que el achartarse y contraerse formó los meteoros que originaron a los planetas. De la concentración central de esa nebulosa se formó nuestro sol.

• TEORIA LAPLACE

En 1776, el astrónomo y matemático francés Pierre Simon Laplace, propuso su teoría sobre el origen del Sol y los planetas, tambien basada sobre una gran nebulosa. Por esta razón, ha sido identificada como teoría de Kant y Laplace.esta teoría explica que el sistema solar se origino por condensación de una nebulosa de rotación que se contrajo por la acción de la fuerza de su propia gravedad, adoptando la forma de un disco con una concentración superior en el núcleo. La nebulosa se torno inestable al adquirir mayor velocidad de rotación y en las capas externas se originaron anillos concéntricos que al separarse formaron los planetas y los satélites, en tanto que el centro de las nubes se formó el Sol. Dado que la nebulosa giraba en una misma dirección al rededor de su eje, todos los planetas quedaron girando alrededor del Sol en ese mismo sentido.

Actualmente, una manera de ver la teoría de Kant y Laplace del sistema sola se formaron hace 4 660 millones de años de una nube de gas, polvo y oras partículas llamadas nube primordial compuesta de hidrógeno, helio, carbono, nitrógeno y oxigeno.

Se especula que el cataclismo de una vecina explosión en supernova de una estrella apartó una nube de gas y polvo para formar el Sol y los planetas. Los inicios de ellos se encuentran el diferencia se isótopos ( átomos del mismo elemento con diferentes pesos atómicos ) de los meteoritos con respecto a los que se encuentran en la Tierra. Esa nube gaseosa se aplanó y condenso como consecuencia de su rotación, formando en su parte central un protosol, es decir, un sol en formación. Esa parte central que formaba al protosol se condensó y calentó hasta propiciar una combustión nuclear. De esa manera se formo el sol en cuyo núcleo hay una transformación permanente de materia de energía. Conforme el sol pudio situarse en la parte central de la masa gaseosa, otras porciones ubicadas a diferentes distancias fueron agregándose para formar los planetas.

• TEORIA DE LA ACRECIÓN

Observaciones del programa especial Apolo han fortalecido de la teoría de la acreción propuesto por el geofísico ruso Otto Schmidl en 1944. la teoría de la acreción explica que los planetas se crearon de manera al tamaño mediante la acumulación de polvo cósmico. La tierra después de estratificarse un núcleo, manto y corteza por el proceso de acreción, fue bombardeada en forma masiva por meteorito y restos de asteroides. Este proceso generó un inmenso calor fundió el polvo cósmico que, reacuerdo con los geólogos, provoco la erupción de los volcanes.

Su manera de posibilidad de que al formarse la corteza tenia una elevada temperatura por lo que se encontraba fundida y era semilíquida. Pero al enfriarse permitió que el vapor de agua – que por vulcanismo procedía de su interior--. Se condensara y empezara a formar los océano junto con el agua de la s torrenciales lluvias. La emanación de los gases de su interior posiblemente originó una atmósfera secundaria compuesta por metano (CH4), amoniaco (NH), bióxido de carbono (CO2) monóxido de carbono (CO), ácido sulfhídrico (SH2), vapor de agua (H2O) e hidrógeno(H2)