Masa de la Tierra

Nuestro planeta Tierra ha sido estudiado e investigado por los científicos a lo largo de la historia. Una de las cosas que más llamaba la atención sobre el planeta es la masa de la Tierra. Dado que es algo que no se puede medir de forma directa, se hace necesario diferentes métodos de medida indirecta.

Por ello, vamos a dedicar este artículo a contarte todo lo que necesita saber sobre la masa de la tierra, como la han podido calcular y qué características tiene.

Planeta Tierra y sus características

Es el tercer planeta del sistema solar, a partir del sol, entre Venus y Marte. Según nuestro conocimiento actual, es el único en todo el sistema solar que alberga vida.  Su nombre proviene del latín Terra, un dios romano, el antiguo equivalente griego de Gaia, asociado con la fertilidad y la fecundidad. A menudo se la llama Tellus mater o Terra mater (Madre Tierra) porque todos los seres vivos provienen de su vientre.

Desde la antigüedad, el ser humano ha soñado con descubrir los límites de la tierra y explorar todos los rincones de la tierra. Las culturas antiguas creían que era infinito, o podría terminar cayendo al abismo. Aún hoy, hay gente que insiste en que la tierra es plana, que es hueca y otras teorías conspirativas.

Sin embargo, gracias a la ciencia y la tecnología, ahora tenemos bellas imágenes de nuestro planeta. También sabemos cómo se componen sus capas internas y qué había antes de que aparecieran los humanos en su superficie.

Origen y formación

La Tierra se formó hace unos 4550 millones de años a partir del material que conforma el resto del sistema solar, inicialmente como una nube estelar de gas y polvo cósmico. El planeta tardó de 10 a 20 millones de años en formarse, con nubes de gas acumulándose a su alrededor a medida que su superficie se enfriaba y formaba la atmósfera actual.

En última instancia, a través de la actividad sísmica prolongada, posiblemente debido a la continua influencia de los meteoros, la Tierra posee los elementos necesarios y las condiciones físicas necesarias para la aparición de agua líquida.

Gracias a esto, el ciclo hidrológico puede comenzar, ayudando a que el planeta se enfríe más rápido a un nivel en el que pueda comenzar la vida. Con el tiempo, la abundancia de agua líquida en la superficie hace que nuestro planeta se vea azul cuando se ve desde el espacio.

Masa de la Tierra

La Tierra es el quinto planeta más grande del sistema solar y el único capaz de albergar vida. Es esférico con polos ligeramente aplanados y un diámetro de 12.756 km en altitud ecuatorial (6.378,1 km de radio en el ecuador). Tiene una masa de 5,9736 x 10²⁴ kg y una densidad de 5,515 g/cm3, la más alta del sistema solar. También tiene una aceleración gravitatoria de 9,780327 m/s2.

Al igual que otros planetas interiores como Marte y Mercurio, la Tierra es un planeta rocoso con una superficie sólida y un núcleo de metal líquido (debido al calor y la presión de su propia gravedad), a diferencia de otros planetas gaseosos como Venus o Júpiter. Su superficie se divide en atmósfera gaseosa, hidrosfera líquida y geosfera sólida.

Cómo se ha calculado la masa de la Tierra

Evidentemente, esto no se hace poniendo el planeta en la balanza. Al menos no en una escala real. Se utilizó la escala del universo o la escala de Cavendish. Ese fue el apellido del científico que primero midió con precisión la masa de la Tierra.

Lo hizo en 1798, y 113 años después, el gran Isaac Newton (1643-1727) formuló su Ley de Gravitación Universal (LGU) en 1685. 189 años después, el gran Galileo apuntó su telescopio al cielo. Lo hizo en 1609. Sorprendentemente, Henry Cavendish (1731-1810) determinó la masa de nuestro planeta sin siquiera salir de su casa.

De hecho, apenas salió del bosque. Este Cavendish fue un hombre hosco, sombrío y peculiar, pero genial. En teoría, comienza con la LGU de Newton, que nos dice que “dos cuerpos cualesquiera, considerados masas puntuales, se atraen entre sí por una fuerza que depende directamente de sus masas multiplicadas por una constante de valor desconocido, conocida hoy como constante de gravitación. Esta constante es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia newtoniana entre ellos».

Como regla general, utilizó una configuración diseñada en parte por su amigo John Michell. Brillante clérigo y perspicaz geólogo, murió antes de realizar un experimento para determinar la densidad de la Tierra. Desde un punto de vista geológico, este es el orden de magnitud más interesante.  Fue entonces cuando Cavendish compró su equipo y lo instaló en una de sus casas de Londres.

Escalas  y constantes

El dispositivo consta de dos bolas de plomo, de 30 cm de diámetro, suspendidas de un marco de acero, y dos pequeñas bolas de 5 cm de diámetro, suspendidas cerca de la primera bola y conectadas entre sí por finos hilos de cobre.

Esencialmente, las balanzas de torsión están diseñadas para medir el movimiento de torsión creado en los alambres por la atracción gravitatoria sobre las poleas que los mantienen a flote cuando las bolas grandes se mueven sobre las bolas pequeñas.

El problema es que la gravedad es tan pequeña que cualquier factor imprevisto podría sesgar los resultados. Es por eso que Cavendish lo ejecuta de forma remota. Para que la proximidad de los investigadores no interfiriera con el ajuste del equipo, utilizó un telescopio que instaló fuera de la habitación. Lo usó para leer la escala precisa, iluminada por un estrecho haz de luz que emanaba del exterior de la habitación.

Hablamos de una sensibilidad del orden de los 0,025cm, que no está nada mal. Un experimento muy sutil. Como era de esperar, la bola pequeña comenzó a girar, atraída por la bola más grande. Después de algunos cálculos, Cavendish logró averiguar el valor de la constante gravitacional a partir de sus masas y oscilaciones. Este es el primer paso, seguido de la determinación de la densidad promedio de la Tierra y la posterior determinación de la masa de la Tierra, para calcular la constante gravitatoria G.

Gracias a la determinación de G se pudo hacer el cálculo de la masa de la Tierra. Conociendo su diámetro, la fuerza de atracción de la Tierra y el valor G más cercano, Cavendish hizo estos números. Los resultados son espectaculares.

Espero que con esta información puedan conocer más sobre la masa de la Tierra y sus características.