Download Curso sobre el Sistema Solar: Lección nro. 4

Curso sobre el Sistema Solar: Lección nro. 4
b7) Efecto de las mareas
El nivel de las aguas del mar no es constante, sino que experimenta variaciones
periódicas, a las que se denominan mareas.
Durante el intervalo de un día lunar, cuya duración es de 24hs 50min, es posible
observar que el nivel de las aguas del mar alcanza dos veces una altura máxima,
pleamar, y dos veces una mínima, bajamar.
En la desembocadura de los ríos y en las costas que presentan playas, el ascenso de las
aguas durante la pleamar produce una invasión de aquellas denominada flujo, cuya
extensión depende de las características del terreno; por el contrario, durante el
descenso del nivel tiene lugar el reflujo o retorno de las aguas.
El estudio de los períodos de las mareas ha demostrado que este fenómeno, conforme
supuso Newton, es producido por la atracción que la Luna y el Sol ejercen sobre las
aguas del mar.
Como cada uno de estos astros actúa separadamente, se comprende que cuando sus
acciones se suman el efecto es máximo, lo que ocurre en la época de las sicigias (Luna
Nueva, Luna Llena), en el que se producen las mareas más altas denominadas de aguas
vivas.
Por el contrario, cuando los efectos de ambos astros se restan, lo que ocurre cuando
están en cuadratura, las mareas son más débiles y se las llama de aguas muertas o de
cuadratura.
Además, la intensidad de las mareas varía con la declinación de la Luna y del Sol y con
la distancia de estos astros a la Tierra, siendo más altas cuando aquellos se encuentran
en el Ecuador, y mayores aún si la Luna está en el perigeo, y la Tierra en el perihelio.
Como la duración del día lunar es de 24hs 50min de tiempo medio, resulta que cada día
la marea se atrasa unos 50min con respecto a la del día precedente; además
considerando sólo la acción de la Luna, cuya influencia es mucho mayor que la del Sol,
en el intervalo de un día lunar tienen lugar dos mareas altas separadas por dos mareas
bajas, debido a que se produce una marea cuando la Luna pasa por el meridiano del
lugar, y otra cuando nuestro satélite pasa por el meridiano que dista 1800 de aquél.
El intervalo de tiempo que separa a dos mareas altas es término medio de 12hs 25min,
pero las mareas bajas intermedias no tienen lugar en horas equidistantes de las
correspondientes a las mareas altas, debido a que las aguas del mar tardan más tiempo
en descender o bajar que en ascender.
Cuanto más se eleva el nivel del mar en la pleamar, tanto más descienden las aguas en la
bajamar siguiente, denominándose marea total, “la semisuma de las alturas de dos
pleamares consecutivas sobre la bajamar intermedia”.
La formación de las mareas a causa de la atracción gravitatoria de la Luna es perturbada
por los rozamientos entre las partes líquidas y sólidas de nuestro planeta. Debido a ello
se produce un sistema de fuerzas que frena el movimiento de rotación de la Tierra y
como consecuencia se acelera el movimiento orbital de la Luna ( figura 9).
Figura 9
c) Los Astros del Sistema Solar
c1) El Sol :
El conjunto de estrellas que vemos por la noche, junto con otros muchos millones de
ellas que no distinguimos, o que solo vemos como una nebulosidad a la que se ha
bautizado con el nombre de Vía Láctea, constituye la galaxia de que forma parte el Sol
y su cortejo de planetas.
Este inmenso sistema estelar visto de frente presentaría un aspecto análogo al de una
espiral, en la cual el Sol es una estrella situada hacia el exterior de la misma, puesto que
aún cuando se encuentra casi sobre el plano de simetría del sistema, su distancia al
centro es de 27000 años luz (a.l.: Distancia recorrida por la luz en un año, que equivale
aproximadamente a 9,46 billones de kilómetros) (figura 10).
Figura 10
El Sol es una esfera de gases: 70% de hidrógeno, 27% de helio y el 3% restante
constituido por pequeñas cantidades de otros elementos químicos e incluso compuestos.
Su masa es 332500 veces mayor que la masa de la Tierra o sea 1,98x1030 kg; su radio,
de 695000 km, es 109,3 veces mayor que el radio terrestre medio, y su temperatura
superficial es del orden de los 6000 K y en su interior, en el núcleo, es de 15x106 0C
aproximadamente.
Estos valores del radio, la masa y la temperatura superficial del Sol indican que puede
catalogarse como una estrellas de tipo medio, su clase espectral es del tipo G, y por lo
tanto tiene iguales características físicas que muchas de las estrellas que pueblan nuestro
firmamento.
El Sol gira sobre sí mismo, pero no lo hace como un cuerpo sólido, sino que su
velocidad de rotación es distinta para las diversas zonas. Así el período de giro del Sol
varía entre un valor mínimo de 25 días para las regiones ecuatoriales y un valor máximo
de 30 días en las cercanas a los polos.
Al igual que la mayoría de las estrellas el Sol posee un movimiento propio en relación
al conjunto de la galaxia de que forma parte, que lo desplaza hacia un punto del espacio
situado en la constelación de Hércules y en las proximidades de la estrellas Vega. Este
movimiento lineal tiene lugar a una velocidad de 20km/s, (figura 11).
Figura 11
Toda la energía que emite el Sol se origina mediante reacciones mediante reacciones
termonucleares (interacción entre diversos núcleos atómicos con formación de otros
nuevos. Suele ir acompañada del desprendimiento de gran cantidad de energía) y por
medio de procesos de diversa índole se transmite a sus capas externas, desde las cuales
se difunde al espacio exterior.
La mayor parte de la energía luminosa y calorífica que recibimos del Sol proviene de
una capa superficial del mismo, cuya profundidad es de 400 km, capa que constituye el
disco visible del Sol y que recibe el nombre de fotosfera.
En esta región se distingue unas inmensas zonas oscuras, llamadas manchas solares,
(figura 12) que son perturbaciones de la superficie solar, asociadas a campos
magnéticos y tienen una temperatura inferior a su entorno aproximadamente de 5000 K,
y dentro de ellas se distinguen zonas de sombra y de penumbra. Uno de los hechos más
llamativos es que la actividad solar relativa a las manchas solares se concreta en un
período característico de 11 años. La actividad del Sol que da origen a las manchas
solares se estudia mediante la determinación del llamado Número de Wolf:
W = f + 10G, donde f es el número de manchas y G el número de grupos, con este
parámetro se determina gráficos estadísticos mensuales y anuales.
Figura 12 (Foto Observatorio NOVA PERSEI)
A continuación de la fotosfera se encuentra otra capa casi completamente transparente
y de muy poca densidad, que tiene un espesor de 10000 a 16000 km, según las zonas,
es la llamada cromosfera, debido a que durante los eclipses totales de Sol se observa
como una
circunferencia muy delgada de color rojizo que rodea al cuerpo solar (figura 13).
Figura 13 (Foto)
Mas allá de la cromosfera se extiende la corona, la cual aparece como un halo
blancuzco situado alrededor del disco solar durante los eclipses totales. (figura 14). El
espesor de esta región es aproximadamente de 1.000.000 de km; la cantidad de materia
contenida en ella es pequeña, ya que la densidad es extremadamente baja.
Figura 14 (Foto)
c2) Planetas gigantes y planetas terrestres:
Las principales características físicas de los planetas permiten clasificarlos en dos
grandes grupos.
El primer grupo está constituido por los planetas de tipo terrestre, llamados así por su
semejanza con la Tierra, y en el mismo se incluyen: Mercurio, Venus, Tierra y Marte.
El otro grupo, el segundo, corresponde a los planetas gigantes, estos son: Júpiter,
Saturno, Urano y Neptuno, sus dimensiones son muy superiores a la de los planetas
tipos terrestres.
Los planetas tipos terrestres están constituidos por esferas sólidas cuyo diámetro en
ningún caso supera al de la Tierra, con una densidad superior al del agua y los
elementos químicos componentes presentan elevado peso atómico.
La atmósfera de estos planetas son poco extensas en comparación con las dimensiones
de su globo planetario y la densidad es baja. Estos giran con bastante lentitud sobre sí
mismo y que poseen pocos satélites o ninguno.
Los planetas gigantes tienen diámetros netamente superiores a los diámetros de los
planetas terrestres. Su densidad es pequeña, siendo su valor apenas superior a la del
agua.
Los materiales que constituyen esos planetas, generalmente de bajo peso atómico, no
dan lugar a un globo sólido, sino que se encuentran casi totalmente en estado líquido y
gaseoso. Únicamente existen evidencias de un pequeño núcleo central sólido, cuyas
dimensiones son poco importantes con relación a la dimensión total del planeta.
Las atmósferas son muy extensas en comparación con las partes sólidas y líquida,
abunda los elementos livianos como el hidrógeno y el helio como así también el
amoníaco y metano.
Estos planetas tienen una elevada velocidad de rotación y tienen una gran cantidad de
satélites.
El planeta Plutón, debido a su ubicación, no encaja con los planetas gigantes, tiene más
apariencia de ser un tipo terrestre (Este es un caso muy particular, que hablaremos más
adelante, en especial).
c3) El Planeta Mercurio:
Las características físicas de Mercurio parecen demostrar que el planeta posee una gran
semejanza con la Luna.
Su diámetro es de 4878 km y la aceleración de la gravedad es de 3,8 m/s2,
prácticamente la misma que la de la Luna. El albedo, o sea el cociente entre la luz
reflejada y la luz incidente es de 0.11 y el de la Luna 0.12 o sea son iguales y además
ambos astros presentan una misma coloración vistos al telescopio. Las variaciones del
poder reflector según el ángulo de incidencia de la luz son en Mercurio análogas a las
que se observan en el caso de la Luna, lo cual indica que la naturaleza de las superficies
de ambos astros es áspera. Está acribillada por numerosos cráteres de impacto son el
resultado de colisiones de cometas u otros cuerpos espaciales sobre la superficie del
planeta, muy numerosas, en las primeras etapas de la formación del Sistema Solar hace
4500 millones de años.
Mercurio es un planeta de difícil observación, en más de una ocasión ha inducido a
errores a sus observadores, por ejemplo en 1880 el Astrónomo Schiaparelli afirmó que
el periodo de rotación era el mismo que el de traslación, por lo tanto la zona iluminada
debería tener altísimas temperatura y la zona no iluminada, extremadamente baja,
hecho los cálculos teóricos se llego a la conclusión que la cara iluminada tendría una
temperatura de 350 0C, mientras que las regiones de la noche eterna presentaría
temperaturas de –243 0C . Pero, las mediciones efectuadas con los precisos métodos de
la radioastronomía condujeron a un resultado totalmente inesperado. Los valores de la
cara iluminada dieron 380 0C y los de la cara oscura –212 0C, esta diferencia se pudo
explicar recién en el año 1965 pues se encontró que su rotación es de 58,65 días y por lo
tanto inferior al período de traslación alrededor del Sol que es de: 87,96 días terrestres.
De ellos se deduce que la noche de Mercurio es larga, pero no eterna, y en
consecuencia, la temperatura relativamente elevada del lado oscuro puede explicarse
como derivada del calor almacenado por la superficie del planeta en sus largas
exposiciones a la luz solar.
No posee atmósfera propia pero hoy se sabe que una fina capa de gases provenientes del
Sol, envuelve la superficie sólida del planeta. Entre estos gases están: H = 90%,
He=10% y trazas de sodio y oxígeno y otros gases livianos (figura 15).
Otros datos:
Masa: 0,0558 masas de la Tierra
Distancia al Sol: 57,9 X 106 km
Densidad: 5,43 g/cm3
Velocidad de Escape: 4,3 km/s
Velocidad Orbital: 47,98 km/s
Inclinación de su Eje: 20
Inclinación sobre la Eclíptica: 70
Atmósfera: No posee
Satélites: No posee
Anillos: No posee
Figura 15 (foto)
c4) El Planeta Venus:
Venus no tiene satélites naturales, tampoco posee anillos. La inclinación de su eje es de
-20 con respecto a la eclíptica. Este valor es negativo pues Venus gira alrededor de su
eje en sentido retrógrado, o sea, de este a oeste.
El radio de Venus es de 6051,4 km, la densidad de 5,3 g/cm3; la gravedad representa el
90% de la gravedad terrestre: 8,6 m/s2 y la presión atmosférica es de 90 Atmósferas, la
altura máxima corresponde al monte Maxwell de 11 km de altura sobre el nivel medio
del planeta.
Observado desde la Tierra, el aspecto de Venus es monótono y frustrante, está
permanentemente cubierto de nubes, y visualmente no se aprecia relieve alguno. Los
estudios realizados mediante la emisión de ondas de radar, método conocido como
Cartografía Radárica, muestra que el planeta no presenta mares líquidos como la Tierra,
lo que dificulta encontrar una altura media del planeta como referencia.
Un territorio “continental”ubicado en el norte del planeta se denomina ISHTAR
TERRA (ISHTAR es la Diosa de la fecundidad según la mitología Caldea), que sería
muy similar al continente formado por Europa y Asia en nuestro planeta.
Otro territorio “continental” llamado Tierra de AFRODITA (ubicado como Australia en
la Tierra), se encuentra rodeado de una zona de intensa actividad de Tectónica de
Placas. La región ALFA representado por un cráter de forma circular, que presenta el
PUNTO EVA, que es el asiento del meridiano cero del planeta.
La región BETA presenta dos elevaciones montañosas, el MONTE DE REHIA y el
MONTE DE THEIA, que son volcanes aún activos con corrientes de lava en sus
laderas.
La atmósfera, formada hace 400 millones de años, es muy espesa, alcanza 100 km de
altura, el dióxido de carbono está presenta en un 96,5 % en la atmósfera, es el
responsable de retener el calor, fenómeno conocido como efecto invernadero, alcanzado
la temperatura en superficie de 480 0C , el nitrógeno está presente en un 3%, y en menor
cantidad de anhídrido de azufre, ácido sulfúrico, ácido clorhídrico y vapor de agua en un
0,01%, además trazas de argón y neón. En el ecuador, los vientos alcanzan velocidades
de 360 km/h, fenómeno conocido como superrotación.
Las imágenes enviadas por las estaciones espaciales Rusa y Americanas que se han
posado sobre la superficie, muestran un suelo rocoso, desértico, con rocas basálticas,
ígneas y metamórficas similares a las observadas en la Luna.
Los cráteres de impacto abundan, y actualmente presentan grandes deformaciones
plásticas debido a la temperatura y presión reinante y la intensa actividad de Tectónica
de Placas bajo la superficie del planeta.
Las imágenes satelitales, vistas desde la superficie planetaria nos muestra un cielo color
amarillento, debido a los componentes gaseosos derivados del azufre presente en la
atmósfera.
El núcleo semisólido de Venus es rico en Fe y Ni, y tiene un diámetro aproximado de
6000 km, el manto, formado de rocas magmáticas, tiene 3000 km de espesor. La corteza
solamente tiene unos 50 km de espesor (figura 16).
Figura 16 (Foto enviada por el Mariner X, el 5 de Febrero de 1974)
Otros datos:
Distancia al Sol: 108 X 106 km
Velocidad de escape: 10,4 km/s
Año: 224,7 días terrestres
Día: 243 días terrestres
Velocidad Orbital: 35 km/s
Inclinación de su eje: 177,30
Inclinación sobre la eclíptica: 3,30
Albedo: 0,65
Masa: 0,815 de la de la Tierra
Temperatura Superficial Máxima: 482 0C
Temperatura Superficial Mínima: 446 0C
c5) El Planeta Marte:
En los últimos años del siglo XIX, un Astrónomo Italiano, Giovanni Schiaparelli, y,
mas tarde Percival Lowell, de los Estados Unidos, a través de las observaciones
telescópicas describieron canales sobre la superficie del planeta, que cruzaban en todas
direcciones y sentidos, de polo a polo y de este a oeste. Los canales se volvían más
visibles cuando disminuían el tamaño del casquete polar. La superficie del planeta
cambiaba de color volviéndose más oscura, lo que se interpretó como “vegetaciones”
que eran nutridas por agua de los canales durante el “verano” marciano. De esa manera
se pensaba que los canales eran obras de seres inteligentes, lo que ilumino la
imaginación del hombre, y de esta forma H. G. Well (Inglés), a través de la fantasía
literaria escribió su obra de Ciencia Ficción “La Guerra de lo Mundos”.
Marte es el cuarto planeta del Sistema Solar, luego de Mercurio, Venus y la Tierra. Se
encuentra a una distancia promedio del Sol de 225 millones de km. El año marciano
(una vuelta alrededor del Sol) es de 23 meses terrestres. Gira alrededor de su eje en 24hs
37min 22,6s. La inclinación de su eje es de 23,980 , (la inclinación del eje terrestre es
de 230 27’ ). Su diámetro es de 6800 km (Tierra 12700 km) y su densidad de 3,9 g/cm3
(la densidad de la Tierra 5,5 g/cm3 ).
La gravedad es 1/3 de la gravedad de nuestro planeta y la presión atmosférica es 100
veces menor que nuestra atmósfera y el rango de temperatura es de –126 0C a 27 0C.
La misiones espaciales describieron cuatro regiones bien diferenciadas. La primera, la
región Eólica, en el hemisferio norte del planeta, generalmente lisa y cubierta de dunas
de arena fina, con vientos que frecuentemente durante el “verano” marciano ocasiona
fuertes tormentas de arena. La segunda, la región de los cráteres de impacto, en el
hemisferio sur, con cráteres gigantes como Hellas, de 2000 km de diámetro, el
Hellespontus de 1200 km, y otros como Argüiré, Libia, Hedon, Iapigia.
La tercera, próxima al ecuador del planeta, la región tectónica, donde se encuentra el
cañón de Coprates en el “Valle Marineris”, que es un cañón de 5000 km de extensión
de este a oeste, 1000 km de ancho, con 5 km a 6 km de profundidad, es el sistema de
fallas mas importante conocido en el Sistema Solar.
La cuarta, la región volcánica, al oeste de la región tectónica, donde se encuentra la
llamada Nix Olimpica (figura 17) que marca la altura más importante del Sistema Solar,
25 km de altura, por 650 km de diámetro, que constituye un volcán apagado hace
millones de años. También se encuentra la cordillera volcánica de Tharsis.
Figura 17 (foto de Nix Olimpia)
Las misiones espaciales, que descendieron a la superficie, Viking 1, en la región de
Chryse Planitia, Viking 2 en la región de Utopía, y la Mars Pathfinder, demostraron que
la atmósfera es muy tenue.
El suelo es rocoso, y presenta arena fina y arcillosa, en dunas y terrazas. Las rocas son
del tipo basáltico. El suelo es de color amarillo-marrón, y el cielo, visto desde la
superficie, es rosado, debido al fino polvo de óxido férrico suspendido en la atmósfera.
El suelo contiene óxido de hierro, hidróxido de hierro, y otros minerales sulfatados y
carbonatos.
El principal componente atmosférico es el anhídrido carbónico que esta es una
proporción del 95 %. El Nitrógeno se encuentra en 2,7 % ( en la atmósfera terrestre está
en un 78 %), ínfimas cantidades de Argón, Kriptón y Xenón. El Oxígeno existente se
encuentra en una proporción del 0,13% (21% en la atmósfera terrestre). El agua se
encuentra en el los casquetes polares y oculto bajo la superficie del planeta. Los
casquetes están formados por Anhídrido Carbónico congelado.(figura 18)
Figura 18 (fotografía de Marte mostrando el casquete polar austral)
Posee dos satélites: Fobos, es el más interno, gira alrededor del planeta en 7,7 hs, su
forma es irregular y presenta cráteres de impacto en sus superficie, su tamaño es de
27x21x19 km. El otro satélite, Deimos, gira alrededor del planeta en 66 hs y mide
15x11x12 km; al parecer ambos fueron capturados del cinturón de asteroides atraídos
por la gravitación marciana.
Otros datos:
Velocidad de Escape: 5,01 km/s
Albedo: 0,15
Velocidad Orbital: 24 km/s
Inclinación sobre la Eclíptica: 1,80
Anillos: No posee
Prof. Dr. Raúl Roberto Podestá
Presidente LIADA
Coordinador de Cursos LIADA