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Rotación y Traslación

 Rotación de La Tierra

La primera misión tripulada a la luna, Apollo 8, entró en la órbita lunar el 24 de diciembre de 1968. Esa noche, los astronautas mantuvieron una conexión en directo desde la órbita lunar, mostrando imágenes de la Tierra y la luna vista desde su nave espacial. (Imagen por cortesía de la NASA).

Aunque no lo parezca a quien se encuentra en su superficie, el planeta Tierra siempre está en constante movimiento. Forma parte del sistema solar, un sistema solar que incluye el Sol, nueve planetas y sus lunas, cometas y asteroides.

La tierra - Rotación y Traslación
La Tierra gira alrededor del Sol inclinada hacia un lado. Esta inclinación es la responsable de los cambios climáticos y las estaciones que experimentamos (por cortesía de Helga Nordhoff).


La Tierra gira sobre una línea imaginaria llamada eje que se extiende desde el Polo Norte hasta el Polo Sur, mientras que también se encuentra en órbita alrededor del sol. El movimiento de la Tierra es el de rotación sobre su propio eje y el de traslación alrededor del Sol. Tarda 23,439 horas para completar una rotación sobre su eje y, aproximadamente 365,26 días en completar una órbita alrededor del Sol, o año sideral. Orbita al Sol a una distancia media de unos 150 millones de kilómetros. Desde la Tierra, esto genera un movimiento aparente del Sol hacia el este, desplazándose con respecto a las estrellas a un ritmo de alrededor de 1º/día, o un diámetro del Sol o de la Luna cada 12 horas. Debido a este movimiento, la Tierra tarda 24 horas (un día solar) en completar una rotación sobre su eje hasta que el sol regresa al meridiano.

El periodo de rotación de la Tierra con respecto al Sol, es decir, un día solar, es de alrededor de 86.400 segundos de tiempo solar. El día solar de la Tierra es ahora un poco más largo de lo que era durante el siglo XIX. Los días duran entre 0 y 2 ms SIU más.

La órbita de la Tierra no es un círculo perfecto, sino más bien una elipse ovalada, como la de las órbitas de los demás planetas. Esto significa que los hemisferios norte y sur a veces apuntan hacia o lejos del sol, dependiendo de la época del año, la variación de la cantidad de luz que reciben crea las estaciones, siendo verano en el hemisferio norte cuando el Polo Norte está apuntando hacia el Sol, e invierno cuando apunta en dirección opuesta.

La rotación de la Tierra disminuye gradualmente. Esta deceleración tiene lugar de forma prácticamente imperceptible, aproximadamente 17 milisegundos por cada cien años, aunque el ritmo no es del todo uniforme, tiene un efecto en la duración de los días. Podría tardar miles de años, pero llegará un momento en el que un día tenga 25 horas.

Durante el verano, el día tiene una duración más larga y la luz solar incide más perpendicularmente en la superficie. Durante el invierno, el clima se vuelve más frío y los días más cortos. En la zona del Círculo Polar Ártico se da el caso extremo de no recibir luz solar durante una parte del año; fenómeno conocido como Noche Polar. En el hemisferio sur se da la misma situación pero de manera inversa, con la orientación del Polo Sur opuesta a la dirección del Polo Norte.

Por convenio astronómico, las cuatro estaciones están determinadas por solsticios (puntos de la órbita en los que el eje de rotación terrestre alcanza la máxima inclinación hacia el Sol), solsticio de verano, o hacia el lado opuesto, solsticio de invierno, y por equinoccios, cuando la inclinación del eje terrestre es perpendicular al sol.

En el hemisferio norte, el solsticio de invierno se produce alrededor del 21 de diciembre, el solsticio de verano el 21 de junio, el equinoccio de primavera el 20 de marzo y el equinoccio de otoño el 23 de septiembre.

En el hemisferio sur, la situación se invierte, con el verano y los solsticios de invierno en fechas contrarias a las del hemisferio norte. De igual manera sucede con el equinoccio de primavera y el de otoño.


Estadísticas de órbita y rotación, según datos de la NASA:

Distancia media del sol: 149.598.262 kilómetros.
Perihelio (punto más cercano al sol): 147.098.291 kilómetros. Se produce el 3 de enero.
Afelio (distancia más lejana del sol: 152.098.233 kilómetros. Alrededor del 4 de julio.
Duración de un día solar (rotación simple sobre su eje): 23,934 horas.
Duración de un año: 365,26 días.
Inclinación del ecuador en la órbita: 23.4393 grados.


A principios de enero, la Tierra se encuentra un poco más cerca del sol y se sitúa más lejos en julio.

En el Equinoccio, el Sol pasa directamente por encima del ecuador a mediodía y el suelo recibe aproximadamente 1 caloría de energía solar. Ese mismo día, 60º N, en la latitud de Anchorage, en Alaska, Oslo o Noruega, el Sol no sube más de 30º sobre el horizonte a mediodía y calienta una pequeña porción de terreno, con tan solo la mitad de intensidad que en el ecuador.

En los polos, el Sol parece asentarse sobre el horizonte durante largos períodos de más de 24 horas, y sus rayos rozan la superficie horizontalmente.

El movimiento de rotación se realiza de Oeste a Este, por lo que el Sol aparenta salir por Oriente y se pone por Occidente, lo que da lugar a los días y las noches. Conocer la rotación terrestre y sus consecuencias permite localizar cualquier punto sobre la superficie terrestre y dividir el tiempo en horas.

En un marco de referencia de inercia, el eje de la Tierra sufre un movimiento precesional lento, con un período aproximadamente de 25.800 años, así como de una nutación con un período principal de 18,6 años. Estos movimientos son causados por la atracción diferencial del Sol y la Luna sobre el aumento ecuatorial de la Tierra, debido a su aplastamiento en los Polos. El movimiento polar es casi periódico, conteniendo un componente anual y un  componente de un período de 14 meses llamado el “bamboleo” o Wobbler. También la velocidad rotatoria varía, un fenómeno conocido como la longitud de variación del día.

Visto desde el polo norte celeste, el movimiento de la Tierra, la Luna y sus rotaciones axiales son todas contrarias a la dirección de las manecillas del reloj (sentido anti-horario). Visto desde un punto de vista situado sobre los polos norte del Sol y la Tierra, la Tierra parecería girar en sentido anti-horario alrededor del Sol.

Los planos orbitales y axiales no están alineados. El eje de la Tierra está inclinado unos 23,4º con respecto a la perpendicular al plano Tierra-Sol, y el plano entre la Tierra y la Luna está inclinado unos 5 grados con respecto al plano Tierra-Sol. Sin esta inclinación, habría un eclipse cada dos semanas, alternando entre los eclipses lunares y los eclipses solares.

La Tierra, junto con el Sistema Solar, está situada en la Vía Láctea, orbitando a alrededor de 28.000 años luz del centro de la galaxia. En la actualidad, se encuentra unos 20 años luz por encima del plano ecuatorial de la galaxia, en el plano espiral de Orión.


Mapa físico de la Tierra
Mapa físico de la Tierra (por cortesía de la Agencia Central de Inteligencia de los Estados Unidos).

Para orientarnos o para localizar un punto concreto, se utilizan los puntos cardinales. Una persona puede saber dónde se encuentra cada punto cardinal de forma simple. Si señala con el brazo derecho hacia donde sale el Sol, este lugar corresponde al Este. El Oeste sería entonces el brazo izquierdo.  Y tendríamos el Norte delante de nosotros y el Sur detrás. Otro sistema para localizar un punto con exactitud sobre la geografía terrestre consiste en las coordenadas geográficas.

Las coordenadas geográficas se hallan a partir de una red geográfica de líneas imaginarias llamadas meridianos y paralelos. Los meridianos son semicírculos imaginarios que unen los Polos. Los paralelos son círculos imaginarios paralelos al Ecuador y perpendiculares a los meridianos, entre los que destacan el Trópico de Cáncer, el Trópico de Capricornio, El Círculo Polar Ártico y el Círculo Polar Antártico.

Situación de los puntos cardinales
Situación de los puntos cardinales en relación con el Sol (por cortesía del Ministerio de Educación y Ciencia).


La longitud es la distancia angular que existe entre un punto cualquiera de la superficie terrestre y el Meridiano de Greenwich.

La latitud y la longitud se miden en grados. Sus valores máximos son 90º de latitud Norte, 901 de latitud Sur, 180º de longitud Este y 180º de longitud Oeste.

La latitud es la distancia angular entre un punto cualquiera de la superficie terrestre y el Ecuador, que es el círculo máximo que divide la Tierra en dos hemisferios, el Norte y el Sur.


Los husos horarios

Los husos horarios
Los husos horarios (por cortesía de la Universidad Nacional de La Plata, Argentina).

Todos los lugares en la Tierra que están en el mismo meridiano tienen la misma hora solar. La circunferencia de la Tierra tiene un total de 360º y el día solar se divide en veinticuatro horas, por lo que la Tierra se puede dividir en veinticuatro franjas imaginarias de una hora, los denominados husos horarios.  Por ello, cada 15º de longitud hay una hora de diferencia, una más hacia el Este y una menos hacia el Oeste. Sin embargo, cada país tiene su propia hora oficial, que – en ocasiones – difiera de la hora solar.


Bibliografía:

“The Earth´s Wobble Has Paused” (El Movimiento de Precesión de los Equinoccios se ha detenido), informe del Dr.  Michael Mandeville (página en inglés). http://www.michaelmandeville.com/earthmonitor/
polarmotion/2006_wobble_anomaly.htm
Página oficial de Edgar Cayce (página en inglés) http://www.edgarcayce.org
Página oficial del Profesor James Lovelock (página en inglés) http://www.ecolo.org/lovelock/
Astronomía en red http://www.astromia.com/
Información sobre eclipses solares (página en inglés) http://www.kidseclipse.com
Instituto de Tecnología de California, Topografía de la Superficie Oceánica desde el Espacio (página en inglés) http://sealevel.jpl.nasa.gov
Ministerio de Educación y Ciencia de España http://almez.pntic.mec.es
Helga Hordoff. Nuestro Sistema Solar (página en inglés) http://www.qwerty.co.za/sundials/solar
La Enciclopedia en línea (página en inglés) http://en.wikipedia.org/
Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas de la Universidad Nacional de La Plata (Argentina) http://www.fcaglp.unlp.edu.ar