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30/05/2024 by Instituto Superior de Navegación

La Tierra (Clase 2)

Viene de: El sistema solar y los planetas (clase 1).

La Tierra es el quinto planeta en cuanto a tamaño, y el tercer planeta más cercano al Sol. Se encuentra dividida en varias capas, cada una de las cuales posee diferentes propiedades químicas. Su núcleo se halla mayormente compuesto de hierro y cuenta con determinadas propiedades magnéticas. Se estima que en dicho núcleo las temperaturas pueden alcanzar los 7.500ºC. La capa exterior de la Tierra se encuentra conformada por varios bloques tectónicos que flotan sobre las capas calientes interiores. La Tierra está cubierta en un 71% por agua y se halla rodeada por una capa gaseosa a la que llamamos atmósfera, la cual está compuesta por Nitrógeno en un 77%, Oxígeno en un 21%, y el resto por vapor de agua y otros gases.

La forma de la Tierra dista bastante de ser una esfera. Suponiendo que la misma careciera de depresiones y elevaciones, podríamos definir su forma como un “elipsoide de revolución” (forma generada por la rotación de una elipse en torno al menor de sus ejes). Es a partir del siglo XIX en que comienza a cuestionarse el modelo elipsoidal y se determina que la Tierra tiene forma única, otorgándole así la denominación de “geoide”.

Los movimientos principales del Planeta Tierra son cuatro, si bien se le conocen varios más:

  • Rotación.
  • Traslación.
  • Precesión.
  • Nutación.

Rotación: El planeta Tierra rota en torno a su eje, efectuando un giro completo de 360º (en sentido directo), cada 23 hs. 56 min. 4,09 seg. Dicho eje no es perpendicular al plano de su órbita sino que se encuentra inclinado 23º 27’ respecto del mismo. Este movimiento recibe el nombre de “rotación”, y a él se deben la sucesión de los días y sus noches debido a que, mientras una mitad de la esfera terrestre queda iluminada por los rayos solares, la otra mitad permanece a oscuras.

Rotación

Traslación: La Tierra se traslada alrededor del Sol girando sobre su órbita en sentido directo, describiendo una trayectoria elíptica de 930 millones de kilómetros, a una distancia media de 150 millones de kilómetros, en la que el Sol ocupa uno de los focos de dicha elipse. El tiempo que tarda en completar una revolución completa de traslación es de 365 días, 5 horas y 57 minutos, tiempo que se corresponde con la duración del año terrestre.

Este movimiento, combinado con la inclinación del eje terrestre, da lugar a las distintas estaciones del año. El fenómeno se debe a los diferentes ángulos con que inciden los rayos solares, en los distintos sectores de la Tierra, durante el movimiento de traslación. Observemos el siguiente gráfico.

Traslación

El 21 de junio (solsticio de invierno en el hemisferio sur) los rayos solares alcanzan su máxima declinación (latitud) norte: 23º 27’ N. Por esa razón incidirán de manera mucho más directa sobre ese hemisferio que sobre el hemisferio Sur. A partir de esa fecha, la incidencia del Sol comenzará a descender en latitud hasta que, cerca del 21 de septiembre (equinoccio de primavera en nuestro hemisferio), incidirán directamente sobre el Ecuador (declinación 0º). El término “equinoccio” (equi = igual, noccio = noche) indica que la duración del día es igual a la de la noche. Este fenómeno se producirá solo dos veces en el año, cerca del 21 de septiembre (equinoccio de primavera en nuestro hemisferio), y próximos al 21 de marzo. A partir de esta fecha (21 de septiembre), la incidencia de la radiación solar afectará en mayor grado al hemisferio sur, razón por la cual los días comenzarán a prolongarse por sobre las noches. Esto sucederá hasta el 21 de diciembre aproximadamente, instante en que el Sol alcanzará su máxima declinación sur (23º 27’ S), dando inicio a nuestro verano. El ciclo se repite anualmente, conformando así las cuatro estaciones que todos conocemos.

Precesión: El movimiento de “precesión” se debe fundamentalmente a que el Planeta Tierra no tiene forma esférica sino que, como ya dijimos, su forma se asemeja a la de un elipsoide (achatado en los polos). Por tal motivo, las variaciones de la atracción gravitatoria que ejercen el Sol y la Luna sobre el Ecuador provocan que el eje terrestre se balancee durante su movimiento de traslación.

Como vimos con anterioridad, el eje de la Tierra se encuentra inclinado 23,5º respecto de su plano orbital. El balanceo antes mencionado (comparable al de un trompo al rotar) hace que el eje de la Tierra describa un movimiento circular alrededor de su eje de equilibrio, similar a dos conos de 47º de abertura y opuestos por el vértice, 23,5º hacia cada lado (ver próxima figura). El movimiento de precesión se cumple en sentido retrógrado (contrario a la rotación terrestre) y completa una vuelta en aproximadamente 26.000 años. Este efecto provoca el cambio de posición del eje terrestre respecto del Sol. Para comprenderlo mejor, observemos nuevamente el esquema de la figura anterior, y supongamos que el eje de la Tierra ha variado su posición, inclinándose en sentido opuesto. A simple vista se podrá comprobar que el verano en nuestro hemisferio tendría lugar el 21 de junio, mientras que el invierno comenzaría el 21 de diciembre. Es decir que se habrían intercambiado las fechas de las estaciones del año. Por esa razón, el movimiento de precesión es también conocido como “movimiento de retrogradación de los equinoccios”.

Precesión

Nutación: El movimiento de nutación se encuentra íntimamente ligado al de precesión, ya que ambos movimientos se superponen entre sí. Para entenderlo mejor imaginemos que el eje de la Tierra cumple su movimiento de precesión describiendo a su vez una curva sinuosa, que se acerca y se aleja del recorrido medio en forma alternada. Cada sinusoide completa recibe el nombre de “bucle de nutación”. El fenómeno se debe principalmente a la variación del plano de la órbita lunar. La máxima nutación alcanza una amplitud de 9,3” de arco, siendo el período de dicho movimiento de aproximadamente 18,6 años por bucle.

Nutación

Continua en: La Luna (clase 3).

Darío G. Fernández
Director del ISNDF

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30/05/2024 by Instituto Superior de Navegación

La Luna (Clase 3)

Viene de: La Tierra (clase 2).

La Luna es el satélite de nuestro planeta, razón por la cual es el objeto celeste más próximo a la Tierra. Se encuentra orbitando alrededor de la misma, describiendo trayecto elipsoidal, a una distancia media de 385.000 Km. (aproximadamente 60 radios terrestres). Debido a que la Tierra ocupa uno de los focos de dicha elipse, la Luna se aproximará o alejará alternadamente de ésta durante su movimiento de traslación. Cuando la Luna se ubica en la posición más alejada de la Tierra se encontrará en el “Apogeo”, mientras que en su posición más cercana estará en el “Perigeo”.

Luna Perigeo Luna Apogeo

La Luna se desplaza a lo largo de su órbita en sentido directo y a una velocidad media de 3.700 Km. por hora. El plano de la órbita de la Luna presenta, respecto del plano de la órbita terrestre, una diferencia angular de aproximadamente 5º 9’. Como vimos anteriormente, el plano de la órbita terrestre se encontraba inclinado 23º 27’ respecto del Ecuador. Por lo tanto, el plano orbital Lunar conservará una inclinación, respecto del Ecuador, de aproximadamente 28º 36’. Esto quiere decir que, dependiendo de su posición, la Luna podrá alcanzar declinaciones (latitudes) de hasta 28º 36’ Norte y 28º 36’ Sur.

Plano orbital lunar

Una característica interesante de la Luna es que el movimiento de rotación y el de traslación se cumplen en el mismo tiempo. Este es el motivo por el cual la Luna presenta siempre la misma cara. El movimiento de traslación de la Luna se cumple en 29 días, 12 horas y 44 minutos (aproximadamente 29,5 días). Este intervalo conocido como “mes sinódico” da origen a las diferentes fases que muestra nuestro satélite a lo largo de su recorrido mensual, ya que su posición relativa respecto del eje Tierra-Sol varía en aproximadamente 12º diarios, tema que se tratará en profundidad en el capítulo destinado al estudio del tiempo.

Rotación y traslación lunar

La Luna en conjunción (Luna nueva) se presenta invisible para los observadores terrestres debido a que los rayos solares iluminan únicamente su cara oculta. Sólo podría apreciarse si se diera la circunstancia de que la inclinación de su órbita permitiese a la Luna quedar alineada entre el observador y el Sol. En este caso se habrá producido un “eclipse solar”, en el cual se vería a la Luna como una sombra proyectada sobre el disco solar. Dependiendo de la posición geográfica que ocupe el observador terrestre, el eclipse podrá ser total (Tierra-Luna-Sol totalmente alineados) o podrá ser parcial (Tierra-Luna-Sol alineados parcialmente).

Eclipse de Sol

En el gráfico de la figura, aquellos observadores ubicados en el círculo de sombra que la Luna proyecta sobre la Tierra, verán un eclipse total de Sol; mientras que aquellos que se encuentran fuera de dicho círculo, verán un eclipse parcial. Cuando la Luna se encuentra en oposición (Luna llena), ésta se verá iluminada en su totalidad salvo que, al igual que en el caso anterior, la alineación de los tres cuerpos celestes haga que la Tierra obstruya la luz del Sol, proyectando su propia sombra sobre la Luna. En este caso, estaríamos en presencia de un “eclipse de Luna”.

Eclipse de Luna

Cuando la Luna se posiciona en “cuadratura” (cuarto creciente o cuarto menguante), podrá verse de ella solo una parte iluminada mientras que la otra permanecerá a oscuras. La porción de la Luna que se encuentra iluminada irá incrementándose (desde Luna nueva a Luna llena), o disminuyendo (desde Luna llena a Luna nueva), paulatinamente, durante el trayecto que describe en su movimiento de traslación.

Continua en: Latitud y longitud (clase 4).

Darío G. Fernández
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