EJE TERRESTRE
INTRODUCCION:
El eje terrestre es una línea ideal que atraviesa
la Tierra pasando
por su centro. De los infinitos ejes que tiene la
Tierra, el más
importante es el de rotación, cuya prolongación pasa por un punto fijo
del
universo, llamado
estrella polar.
DESCRIPCION:
El eje de rotación
de la Tierra está inclinado unos 23,5º aproximadamente con respecto al plano de
la órbita que describe alrededor del Sol. Hemos visto que el eje de rotación de
la Tierra parece siempre apuntar en la misma dirección, que coincide muy aproximadamente
con la posición de la estrella polar hace el norte. ¿Por qué el eje de la Tierra apunta
siempre en la misma dirección?
La respuesta es porque se comporta como un
giróscopo. Un giróscopo no es más que un objeto sólido en rotación. Los
giróscopos tienen tendencia a mantener la dirección del eje de rotación en una
posición fija. El lector puede comprobar esto con facilidad si coge una rueda
de bicicleta que tenga un eje sobre el que se pueda girar y pone ésta a rotar
con rapidez. Después de que está rotando, intentar cambiar la dirección del eje
se hace difícil (por eso es posible mantener el equilibrio en una bicicleta).
Otro ejemplo de giróscopo es un trompo que gira en el suelo. ¡Pero un momento!;
si nos fijamos en un trompo que gira, su eje no se mantiene en una dirección
fija, sino que parece describir un cono suavemente alrededor de la línea
vertical; ¿cómo es esto?. La razón de es un poco compleja. El asunto es que el
trompo tiene una tendencia a mantener su eje de rotación, y una tendencia a
caer por efecto de la gravedad. La forma en que estas dos tendencias pueden
convivir juntas para crear una situación es un movimiento del eje de rotación
alrededor de la línea vertical, al que se conoce como precesión. Con la Tierra
debería de pasar lo mismo, puesto que la gravedad solar tira del eje de
rotación de la Tierra y éste debería preceder. Pero efectivamente precede y
esto fue descubierto mucho tiempo atrás por el astrónomo griego Hipparcos
(160-125 a.C.) al descubrir un fenómeno que se conoce como precesión de los
equinoccios. Pero vayamos más despacio.
. Explicación del efecto de preseción del
eje de giro terrestre. Este es debido a que la Tierra se comporta como un
trompo que está sometido a la fuerza de atracción solar, por lo que el eje de
rotación que actualmente apunta hacia la estrella Polar, describe un círculo
alrededor de la perpendicular al plano de la eclíptica (plano de la órbita
terrestre) en un periodo de 26000 años.
Investiguemos
primero lo que ocurriría si el eje de la Tierra fuera perpendicular al plano de
su órbita alrededor del Sol
Representación de la inclinación solar para una latitud dada en el
caso de que el eje de la Tierra fuera exactamente perpendicular al plano de la
eclíptica
podemos ver claramente que el sol giraría en el cielo a una
distancia del cenit (punto sobre nuestras cabezas) exactamente igual a la
latitud del lugar. Eso significa que en el ecuador giraría de tal manera que en
su punto más alto (mediodía solar) estaría justo sobre la vertical del lugar, o
dicho de otra manera, en ese momento ningún objeto vertical proyectaría sombra
alguna. A medida que nos movemos hacia uno de los polos, en el mediodía solar
el sol se encontrará más bajo en una cantidad exactamente igual a la latitud
del lugar. En los polos el sol estaría justo al nivel del horizonte. El día y
la noche durarían siempre doce horas y todos los días del año serían una
perfecta repetición del anterior, en cuanto al movimiento solar se refiere.
Variemos ahora el ángulo del eje de rotación y hagamos que este apunte siempre
en la misma dirección, con respecto a las estrellas.
. Inclinación del eje de la Tierra en cuatro puntos de la órbita.
podemos observar como ahora el Sol sólo aparece justo en el cenit del
ecuador en el mediodía de los equinoccios (alrededor del 21 de marzo y el 23 de
septiembre) y que sube 23,5º por encima del cenit del ecuador en el solsticio
de verano (alrededor del 21 de junio) y baja la misma cantidad hacia el sur en
el solsticio de invierno (alrededor del 20 de diciembre). ¿Qué ocurre en los
polos?. En el polo norte, el día del equinoccio de primavera, el sol girará
justo sobre el horizonte, y a medida el ángulo entre el eje de rotación y los
rayos solares de va haciendo menor, el sol se mantendrá por encima del
horizonte durante todo el día hasta que en el día 21 de junio alcanza una
altura máxima sobre el horizonte de 23,5º, empezando a disminuir nuevamente
hasta que se vuelve a esconder por el horizonte en el equinoccio de invierno.
El resultado conocido por todos es que en los polos hay un periodo de seis
meses donde no se pone nunca el sol, y un periodo equivalente donde el sol
nunca sale y es de noche continuamente. ¿Qué ocurre en una latitud intermedia?.
Bueno, no le voy a decir nada nuevo al lector, pues éste sabe muy bien que la
duración del día cambia a lo largo del año. Tiene usted ahí una explicación
para las estaciones.
Y todo es el
resultado de que la Tierra se comporta como un giróscopo cuyo eje de rotación
esta inclinado unos 23,5º con respecto al plano de la eclíptica (plano que
define la órbita de la Tierra alrededor del sol). Hiparcos descubrió que la
posición del sol respecto a las estrellas en el momento del equinoccio de
primavera (conocido como punto Aries) varía con los años, de tal forma que en
un periodo de 26,000 años el sol retorna a la misma posición original. Eso
significa que aunque actualmente la dirección del eje coincide muy
aproximadamente con la dirección de la estrella polar hacia el norte, esto no
ha sido siempre así, ni lo seguirá siendo. Pero una vida humana no es,
desgraciadamente, lo suficiente larga para apreciar el fenómeno. Pero si nos
vamos al pasado, por ejemplo, sabemos que los vikingos usaban en sus
estimaciones para la navegación otra estrella distinta de la polar.
1. CONCEPTO DE EJE TERRESTRE
El eje terrestre es una línea ideal que
atraviesa
la Tierra pasando
por su centro. De los infinitos ejes que tiene la
Tierra,
el más importante es el de rotación, cuya prolongación pasa por un punto fijo
del
universo,
llamado estrella polar. Los puntos en los que el eje de rotación de la
Tierra corta a la superficie terrestre se denomina:
Polos Geográficos.
Por otra parte, la Tierra en su
comportamiento puede
considerase como un gran imán permanente. Los puntos en los que las líneas
de
fuerza del
campo magnético terrestre entran y salen de la Tierra se denominan:
Polos Magnéticos.
·
Polo Norte Magnético
(PNM): Es aquel más cercano a la Estrella Polar, y por donde entran las líneas
de fuerza del
campo
magnético terrestre.
· Polo Sur Magnético (PSM): Es el más alejado de la Estrella Polar, y por donde
salen las líneas de fuerza del campo magnético terrestre.
Ahora, si notamos el mapa abajo, veremos que la ubicación
del Polo Norte Geográfico no coincide con la del Polo Norte Magnético. (El polo
norte magnético se sitúa hoy cerca de la costa oeste de la isla Bathurst en los
Territorios del Noroeste en Canadá.) En realidad distan bastante uno del otro.
Recordemos que a pesar de que a ambos se les llame "polo norte", uno
está indicado por el eje de rotación y el otro por el campo magnético.
El movimiento de rotación: el día
La rotación provoca el movimiento
aparente de los astros, particularmente del Sol. Este movimiento
marca la
diferencia entre el día y la noche. ¿Cuánto
tiempo tarda
el Tierra en completar un giro sobre su eje? Si tenemos en cuenta las estrellas
dura 23 h 56 min 4,09 seg. Es el día sidéreo. Si tenemos en cuenta las
culminaciones consecutivas del Sol sobre un mismo meridiano su duración es
variable, debido a la órbita de la Tierra es elíptica y la
velocidad de
translación aumenta en los sectores más largos. Es el día solar verdadero y
dura más que el día sidéreo porque para que
el Sol llegue a la altura del mismo
meridiano además de completar una
revolución sobre
el eje de la Tierra debe compensar el movimiento de traslación recorrido. A lo
largo del año se va adelantando o atrasando regularmente. Esas diferencias se
calculan con la ecuación del tiempo y expresan en una curva llamada . Para
superar las diferencia entre el día solar verdadero y el día sidéreo usamos el
día solar medio, que dura 24 horas.
El movimiento de traslación: el año
La Tierra tarda un año en completar
su
órbita
alrededor del Sol. Esta órbita es elíptica, aunque con muy poca
excentricidad. Pero ¿cuánto tarda realmente la Tierra en dar una vuelta
alrededor del Sol? Si tenemos en cuenta las estrellas dura 365 días, 6 horas, 9
minutos y 9,5 segundos. Se llama año sidéreo. Si tenemos en cuenta dos pasos
consecutivos y reales de la Tierra por el equinoccio vernal dura 365 días, 5
horas, 48 minutos y 45,51 segundos. Se llama año trópico o solar. La diferencia
entre el año trópico y el sidéreo es
producto del
movimiento precesión de los equinoccios. En nuestro calendario usamos el año
civil que consta de 365 ó 366 días. Es una solución que nos permite contar el
año en días completos.
Paralelos fundamentales: Las estaciones
El eje de la Tierra no es perpendicular
al plano de la eclíptica, sino que está inclinado y forma con el plano de la
eclíptica un ángulo de 66º 33'. Las latitudes 66º 33' N y 66º 33' S
corresponden respectivamente con los círculos polares ártico y
antártico.
Este hecho implica que en su movimiento de translación la Tierra expone de
manera distinta a la insolación según su posición. Parece como si la Tierra se
inclinase hacia el Sol alternativamente. Este mecanismo regula el ciclo de las
estaciones. El sol cae perpendicularmente ente los 23º 27' N (trópico de
Cáncer) y los 23º 27' S (trópico de Capricornio).
El «balanceo» descrito marca las
estaciones. Se considera verano cuando el sol hace caer sus rayos
perpendicularmente sobre el trópico de mismo hemisferio. En ese momento el sol
ilumina el polo del propio hemisferio. Se considera invierno cuando el sol hace
caer sus rayos perpendicularmente sobre el trópico de hemisferio contrario. En
ese momento el sol ilumina el polo del hemisferio contrario. Se considera
equinoccio cuando el sol hace caer sus rayos perpendicularmente sobre el
ecuador.
En ese momento el sol ilumina ambos polos, y el día tiene 12 horas de sol y 12
horas de noche.
En el hemisferio norte el solsticio de
verano se produce el 22 de junio (en el hemisferio sur es el solsticio de
invierno), el equinoccio de otoño se produce el 23 de septiembre (en el
hemisferio sur es el equinoccio de primavera), el solsticio de invierno se
produce el 22 de diciembre (en el hemisferio sur es el solsticio de verano), y
el equinoccio de primavera, o vernal, se produce el 21 de marzo (en el
hemisferio sur es el equinoccio de otoño).
3. PRUEBAS Y
CONSECUENCIAS DEL MOVIMIENTO DE ROTACIÓN DE LA TIERRA.
El movimiento de rotación es el responsable de varios
fenómenos:
•
El día y la noche. Producto del movimiento en la mitad del
globo que mira el Sol es día, mientras la otra mitad está de noche. En la
medida que se mueve, va avanzando el día o la noche según corresponda. Esto
determina el ritmo de muchos fenómenos a los que responden las
plantas,
los
animales y
también los seres humanos, como por ejemplo, los períodos de descanso,
trabajo o
ejercicio y
alimentación.
•
El achatamiento de los polos. Como ya habíamos comentando,
al girar sobre su propio eje, la Tierra genera una fuerza centrífuga que achata
los polos y ensancha el centro o Ecuador.
•
La desviación de los vientos y las corrientes marinas. La
fuerza centrífuga también provoca que los vientos y las corrientes marinas se
muevan en sentido contrario en cada uno de los hemisferios. Este fenómeno se
conoce como
"Efecto Coriolis".
En el Hemisferio Norte, los vientos y las corrientes se
mueven en
dirección contraria
a las agujas de un reloj, a la derecha, mientras que en el Hemisferio Sur, lo
hacen en el sentido de estas agujas, hacia la izquierda.
•
Las diferencias horarias. Debido a la rotación y a que la
superficie de la Tierra no es plana, el planeta se expone por partes a la
luz Solar
y además con distinta intensidad, mientras una mitad está de día, la otra está
de noche. Por esto, al mismo tiempo hay diferentes horarios en los distintos
lugares del mundo.
•
Los puntos cardinales. Gracias a la rotación, podemos
ubicarnos mediante los puntos cardinales. Te has fijado que siempre
dicen el Sol sale por el este u oriente y se pone en dirección oeste u
occidente (west). Aunque no es el Sol el que se mueve sino la Tierra que gira,
este efecto visual nos permite orientarnos en todo el planeta. Lo mismo sucede
durante la noche con la Luna, que también nos da la orientación este-oeste.
El norte y el sur están determinados por los extremos del
eje terrestre, ubicados en cada uno de los polos.
4. PRUEBAS Y CONSECUENCIAS DEL
MOVIMIENTO DE TRASLACIÓN DE LA TIERRA.
La traslación, sumada a la inclinación del eje terrestre,
hace que la Tierra ocupe distintas posiciones respecto al Sol durante el año
que demora en completar su órbita. Esto origina la sucesión de las distintas
estaciones (verano, otoño, invierno y primavera).
Debido a la inclinación de la Tierra, siempre hay una mitad
que está más cerca del Sol. Esto provoca diferencias en las temperaturas y en
la duración del día y la noche durante el año. Cada variación brusca de estos
factores marca el inicio de una de las cuatro estaciones.
Cuando es el polo norte el que se inclina hacia el Sol (de
marzo a septiembre), los rayos solares llegan con intensidad al Hemisferio
Norte, lo que determina la sucesión de la primavera y el verano, mientras en el
Hemisferio Sur están en otoño y en invierno, el polo sur está en oscuridad. La
situación se invierte cuando es el Hemisferio Sur el que se inclina hacia el
Sol, de septiembre a marzo.
En el verano los días (horas de Sol) son prolongados, por el
contrario, en el invierno, son mucho más cortos, ya que el Sol sale tarde y se
pone temprano. Esto debido a su desigual insolación, es decir, la intensidad de
los rayos solares es la máxima en verano y la mínima en invierno.
La llegada de las estaciones está determinada por los solsticios
y los equinoccios. En los Solsticios, los rayos solares llegan a los
límites máximos
que pueden alcanzar cayendo verticalmente al norte y sur el Ecuador (sobre los
trópicos). El 21 de junio, cuando los rayos caen directamente sobre el trópico
de Cáncer, se produce el Solsticio de invierno en el Hemisferio Sur con el día
más corto y la noche más larga del año; al mismo tiempo, en el Hemisferio Norte
comienza el verano, con el día más largo y la noche más corta del año. El
Solsticio inverso se produce el 21 de diciembre, cuando los rayos caen
directamente sobre el trópico de Capricornio, dan inicio al verano en el
Hemisferio Sur y el invierno en el Hemisferio Norte.
Los equinoccios se producen cuando el día y la noche tienen
la misma duración en todo el planeta e indican la llegada del otoño y la
primavera. El 21 de marzo comienza el otoño en nuestro hemisferio, mientras en
el Hemisferio Norte comienza la primavera. Lo contrario ocurre el 23 de
septiembre, cuando se inicia la primavera en el Hemisferio Sur y el otoño en el
Norte.
Como la órbita de la Tierra alrededor del Sol no es igual
todos los años, debido a que la traslación tarda más de un año -hay 5 horas, 48
minutos, 45,8 segundos adicionales cada año-, los solsticios y los equinoccios
puede variar en uno o dos días, al ocurrir un día 22 ó 23.
5. IMPORTANCIA
DE LAS ESTACIONES EN LOS SERES VIVOS.
La incidencia de las estaciones en los seres vivos, es
fundamental pues ellas establecen sus etapas y
funciones básicas
y esenciales, pues pautan la época de
reproducción o
apareamiento, entre otras etapas, es decir, marca los lineamientos principales
de cada unos de los seres vivos. Por ejemplo, en los animales establece entre
otras cosas, la época de apareamiento o la época de hibernación. En las
plantas, el ciclos de reproducción, cosechas, etc. De manera semejante sucede,
con los humanos, pues establece el ciclo de sus vidas de acuerdo a las
estaciones climáticas.
BIBLIOGRAFIA:
