Ciencia de la Tierra (Geociencia)
Definición
La ciencia de la tierra o geociencia es un término ampliamente aceptado para los campos de las ciencias naturales relacionadas con el planeta Tierra. Es la rama de la ciencia que trata con la constitución física de la tierra y su atmósfera. La ciencia de la tierra es el estudio de las características físicas de nuestro planeta, desde los terremotos hasta las gotas de lluvia y las inundaciones hasta los fósiles. La ciencia de la tierra se puede considerar como una rama de la ciencia planetaria, pero con una historia mucho más antigua. La "ciencia de la tierra" es un término amplio que abarca cuatro ramas principales de estudio, cada una de las cuales se divide en campos más especializados.Hay enfoques tanto reduccionistas como holísticos para 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 de la Tierra 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 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. Por lo general, los científicos de la Tierra utilizan herramientas de la geografía, la cronología, la física, la química, la biología y las matemáticas para construir una comprensión cuantitativa de cómo funciona y evoluciona la Tierra. La ciencia de la tierra afecta nuestras vidas cotidianas. Por ejemplo, los meteorólogos estudian el clima y observan las tormentas peligrosas. Los hidrólogos estudian el agua y advierten sobre las inundaciones. Los sismólogos estudian los terremotos y tratan de predecir dónde golpearán. Los geólogos estudian rocas y ayudan a localizar minerales útiles. Los científicos de la Tierra trabajan principalmente "en el campo": escalando montañas, explorando el lecho marino, arrastrándose por las cuevas o chapoteando en los pantanos.
Campos de estudio
Los siguientes campos de la ciencia generalmente se categorizan dentro de las ciencias de la Tierra:
- La geografía física cubre aspectos de geomorfología, estudio de suelos, hidrología, meteorología, climatología y biogeografía.
- La geología describe las partes rocosas de la corteza terrestre (o litosfera) y su desarrollo histórico. Las principales subdisciplinas son mineralogía y petrología, geoquímica, geomorfología, paleontología, estratigrafía, geología estructural, geología de ingeniería y sedimentología.
- La geofísica y la geodesia investigan la forma de la Tierra, su reacción a las fuerzas y sus campos magnéticos y de gravedad. Los geofísicos exploran el núcleo y el manto de la Tierra, así como la actividad tectónica y sísmica de la litosfera. 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 utilizan la geofísica para comprender el desplazamiento tectónico de placas, así como para predecir la actividad sísmica. Ver encuesta geofísica.
- La ciencia del suelo cubre la capa más externa de la corteza terrestre que está sujeta a los procesos de formación del suelo (o pedosfera). Las principales subdisciplinas incluyen edafología y pedología.
- La ecología abarca las interacciones entre la biota y su entorno natural. Este campo de estudio diferencia el estudio de la Tierra, del estudio de otros planetas en el Sistema Solar; la Tierra es el único planeta lleno de vida.
- Hidrología, Oceanografía y Limnología son un estudio que gira en torno al movimiento, distribución y calidad del agua e involucra a todos los componentes del ciclo hidrológico en la tierra y su atmósfera (o hidrosfera). "Las subdisciplinas de hidrología incluyen hidrometeorología, hidrología de aguas superficiales, hidrogeología, ciencia de cuencas, hidrología forestal y química del agua".
- 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 (alrededor de 1000 km). Las principales subdisciplinas incluyen meteorología, climatología, química atmosférica y física atmosférica.
El interior de la tierra
La tectónica de placas, las cadenas montañosas, los volcanes y los terremotos son fenómenos geológicos que se pueden explicar en términos de procesos físicos y químicos en la corteza terrestre.
Debajo de la corteza terrestre se encuentra el manto calentado por la desintegración radiactiva de los elementos pesados. El manto no es bastante sólido y está compuesto de 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 placas tectónicas.
La tectónica de placas podría considerarse como el proceso por el cual la Tierra está resurgida. Como resultado de la expansión del lecho marino, se crea una nueva corteza y litosfera por el flujo de magma desde el manto hasta la superficie cercana, a través de fisuras, donde se enfría y se solidifica. A través de la subducción, la corteza oceánica y la litosfera vuelven al manto de convección.
Las áreas de la corteza donde se crea la nueva corteza se llaman límites divergentes , aquellas donde se traen a la Tierra son fronteras convergentes y aquellas donde las placas se deslizan una sobre otra, pero no se crea o destruye ningún material litosférico nuevo, se las denomina transformación (o conservadores) límites Los terremotos son el resultado del movimiento de las placas litosféricas y, a menudo, se producen cerca de los límites convergentes, donde partes de la corteza se ven forzadas hacia la Tierra como parte de la subducción.
Los volcanes resultan principalmente de la fusión del material de la corteza subducida. El material de la corteza que se introduce en la astenósfera se derrite, y una parte del material fundido se vuelve lo suficientemente liviana como para elevarse a la superficie, dando origen a los volcanes.
atmósfera terrestre
La troposfera, la estratosfera, la mesosfera, la termosfera y la exosfera son las cinco capas que componen la atmósfera de la Tierra. En total, la atmósfera está compuesta por aproximadamente 78.0% de nitrógeno, 20.9% de oxígeno y 0.92% de argón. El 75% de los gases en la atmósfera se encuentran dentro de la troposfera, la capa más inferior. El uno por ciento restante de la atmósfera (excepto el nitrógeno, el oxígeno y el argón) contiene pequeñas cantidades de otros gases, incluidos el CO 2 y los vapores de agua. Vapores de agua y CO 2 permitir que la atmósfera de la Tierra atrape y mantenga la energía del Sol a través de un fenómeno llamado efecto invernadero. Esto permite que la superficie de la Tierra esté lo suficientemente caliente como para tener agua líquida y vida útil. Además de almacenar calor, la atmósfera también protege a los organismos vivos al proteger parte de la superficie de la Tierra de los rayos cósmicos, de los cuales a menudo se cree incorrectamente que se desvían por el campo magnético. El campo magnético creado por los movimientos internos del núcleo produce la magnetosfera que protege la atmósfera de la Tierra del viento solar. Como la Tierra tiene 4.500 millones de años, ya habría perdido su atmósfera si no hubiera una magnetosfera protectora.
El campo magnético de la tierra
Un electroimán es un imán creado por una corriente eléctrica. La Tierra tiene un núcleo interno de hierro sólido rodeado por un núcleo externo fluido que lo atrae; por lo tanto, la Tierra es un electroimán. El movimiento de convección fluida sostiene el campo magnético de la Tierra.
Metodología
Las metodologías varían según la naturaleza de los temas que se estudian. Los estudios generalmente se dividen en una de tres categorías: observacional, experimental o teórica. Los científicos de la Tierra a menudo llevan a cabo análisis informáticos sofisticados o visitan muchos de los lugares más exóticos del mundo para estudiar los fenómenos de la Tierra (por ejemplo, la Antártida o las cadenas de islas de puntos calientes).
Una idea fundamental dentro del estudio de la ciencia de la Tierra es la noción de uniformitarismo. El uniformitarismo dicta que "las características geológicas antiguas se interpretan mediante la comprensión de procesos activos que se observan fácilmente". En otras palabras, todos los procesos geológicos en el trabajo en el presente han 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 obtener una idea de cómo el planeta ha evolucionado y cambiado a lo largo de la historia profunda.
La ciencia de la tierra generalmente reconoce cuatro esferas, la litosfera, la hidrosfera, la atmósfera y la biosfera; estos corresponden a rocas, agua, aire y vida. También algunos incluyen la criosfera (que corresponde al hielo) como una parte distinta de la hidrosfera y la pedosfera (que corresponde al suelo) como una esfera activa y entremezclada.Lista parcial de los principales temas de ciencias de la Tierra
Atmósfera
- Química atmosférica
- Geografía
- Climatología
- Meteorología
- Hidrometeorología
- Paleoclimatología
Biosfera
- Biogeoquímica
- Biogeografía
- Ecología
- Ecología del paisaje
- Geoarqueología
- Geomicrobiología
- Paleontología
- Palinología
- Micropaleontología
Hidrosfera
- Hidrología
- Hidrogeología
- Limnología (ciencia de agua dulce)
- Oceanografía (ciencia marina)
- 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 Física
- Geoquímica
- Geomorfología
- Geofísica
- Geocronología
- Geodinámica (ver también Tectónica)
- Geomagnetismo
- Gravimetría (también parte de Geodesia)
- Sismología
- Glaciología
- Hidrogeología
- Mineralogía
- Cristalografía
- Gemología
- Petrología
- Espeleología
- Vulcanología
Pedosfera
- Geografía
- La ciencia del suelo
- Edafología
- Pedología
- La ciencia del suelo
Sistemas
- Ciencia del sistema de la tierra
- Ciencia medioambiental
- Geografía
- Geografía Humana
- Geografía Física
- Hipótesis de Gaia
- Ecología de sistemas
- Geología de sistemas
Otros
- Geografía
- Cartografía
- Geoinformática (SIG)
- Geoestadística
- Geodesia y topografía
- NASA Earth Science Enterprise
- Teledetección