Coefficient of variation of wind load

La fuerza gravitacional del Sol arrastra un cortejo de cuerpos celestes, muertos o sin luz propia, aunque reflejan la recibida del Sol. Por ello, desde la Tierra, los vemos

luminosos. Las restantes estrellas, al menos muchas, serán acompañadas por una corte semejante de planetas y satélites. El sistema solar está integrado por el Sol en su centro. Alrededor suyo gravitan sus 8 planetas, los satélites, etc. Por su tamaño insignificante, el polvillo, visible solo mediante el microscopio, ocupa el último puesto en la escala de los cuerpos del cortejo solar. El polvillo cae en la atmósfera terrestre en cantidades de hasta unas 100 toneladas diarias. El polvo acumulado en los tejados y en toda la superficie terrestre se compone del proveniente de la propia Tierra y también del polvillo

interplanetario.

6.1. La formación de los planetas

Hace un siglo se creía que los planetas eran masas desgajadas de su estrella por la colisión marginal de otra estrella mayor y por la posterior atracción de su fuerza de gravedad. Pero la costra arrancada al Sol habría caído de nuevo en el Sol por su

atracción gravitatoria sin tiempo para formar el sistema planetario. Ahora se piensa que los planetas tienen el mismo origen y antigüedad que su estrella. Cuando la estrella se formó por coagulación de las nebulosas de gas y polvo, habrían quedado materiales sobrantes, que se condensarían en cantidades menores, incapaces de fusionar el

hidrógeno en helio y que giraron en torno a su estrella —el Sol— por ser muy inferiores en masa y consecuentemente en su fuerza de gravedad. Recuérdese que el Sol tiene una masa 333.000 veces la de la Tierra y que en su volumen caben un millón de Tierras. Este parece ser el origen de la Tierra y de los planetas más sólidos. En cambio, otros planetas debieron formarse del mismo material nebuloso que el Sol. Es el origen de Júpiter y de Saturno, compuestos de hidrógeno (en sus 4/5 partes) y de helio (la 1/5 parte restante). Es la composición propia de las nebulosas, origen y cuna actual de nuevas estrellas en los brazos de nuestra galaxia espiral, la Vía Láctea. Supongo que se llegará a la armonización de estas dos orientaciones. Los rasgos diferenciales en su constitución ¿no se deberán a que los planetas más pequeños (Mercurio, Venus, Marte, Tierra) se han solidificado antes por su misma pequeñez y por hallarse más cerca del Sol y de su calor?

6.2. Los planetas del sistema solar

Según la definición tradicional, formulada antes del descubrimiento de Sedna, planeta es un cuerpo celeste sólido en órbita alrededor de una estrella y cuyo diámetro supera los mil kilómetros de Ceres, el mayor asteroide del sistema solar. En nuestros días, para que sea y se llame planeta, además de orbitar en torno a una estrella, se requiere que en su interior nunca haya habido reacciones nucleares y que su masa oscile entre 0,080 y 0,13 masas solares. Por encima de esta masa hay reacciones nucleares; son las estrellas.

Dada la cercanía de los planetas a la Tierra y a pesar de su tamaño comparativamente insignificante, la luminosidad de los planetas solares parece ser igual o mayor que la de

las estrellas y lógicamente que la de las galaxias tan distantes. A simple vista nadie

distinguiría una estrella del planeta Venus, el lucero matutino y vespertino, el que anuncia el inicio de cada noche y de cada amanecer pues es el primer punto luminoso en salir tras la puesta del Sol y el último en desaparecer antes de su salida, fenómeno debido a ser el cuerpo celeste más próximo a la Tierra. La belleza de su brillo explica que la mitología grecorromana lo considerara sede digna de la diosa de la belleza y del amor, a la que debe su nombre: Venus. El planeta Venus, más pudoroso que la diosa griega, recubre su cuerpo con un grueso y denso velo de nubes blancas. De ahí el efecto invernadero y que la temperatura de su superficie sea de 460 ºC, superior a la requerida para que se realice la fusión del plomo. La atmósfera venusiana contiene ahora 300.000 veces más dióxido de carbono que la de la Tierra. La temperatura de la capa atmosférica de Venus asciende a 300 ºC, superior a la del aceite hirviendo. Como a veces el fuego del amor, el calor de la sede de su diosa resulta siempre letal para los mortales. Se comprende que la sonda de la nave espacial Venera 14 (año 1982) solo funcionara una hora aunque se la suponía adecuadamente protegida. Tras transmitir los datos señalados y otros pereció abrasada.

El fulgor, el brillo y la belleza deslumbrantes de Venus, visto desde la Tierra, no es propiedad exclusiva del planeta. En gran medida es prestada. Se debe a que la luz solar no consigue rasgar este velo ni dejar el misterio al descubierto. Es reflejada casi en su totalidad (en el 80%) como en un espejo para que pueda ser admirada desde fuera, también desde la Tierra. Merecen destacarse algunas coqueterías o singularidades de Venus: su lentísimo movimiento de rotación y su dirección, la contraria a la de los demás planetas. El tiempo de luz, desde la salida del Sol por el oeste hasta su puesta, equivale a 59 días de la Tierra; otro tanto es noche.

Se venía creyendo que alrededor del Sol giraban nueve planetas —Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno, Plutón— en órbitas elípticas. Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno son visibles a simple vista desde la Tierra. Los he

enunciado por razón de su cercanía al Sol, desde el más próximo —Mercurio: 58

millones de km como distancia media en su órbita elíptica con días abrasadores de hasta 430 ºC y noches de –170 ºC poco antes del amanecer— hasta los más alejados —Plutón: 5.900 millones de kilómetros como distancia media con temperatura siempre heladora, entre –230 y –210 ºC—. Se discute si Caronte es un satélite de Plutón o si los dos forman un planeta doble. A favor de la segunda opción se aduce el tamaño de Caronte (1.200 km de diámetro, solo la mitad que el de Plutón), su cercanía (20.000 km de distancia media), el hecho de completar una órbita mutua de 6,4 días y que ambos giran en torno a un centro común de gravedad situado en el exterior de Plutón, aunque más cerca de este que de Caronte. Sus nombres son adecuados e interrelacionados en la mitología clásica. Plutón o Hades designa tanto al dios como a la tenebrosa morada subterránea de los muertos; Caronte, hijo de la Noche, al barquero que pasaba las almas en una barca a la otra orilla de la laguna Estigia, de donde no se podía retornar a la superficie de la Tierra y a la luz. Plutón y Caronte, en cuanto cuerpos celestes, se hallan

en la periferia del sistema solar, en la región más alejada del Sol, y por lo mismo la más oscura y más fría.

Algunos autores han añadido un planeta más al sistema solar. El décimo se llama Sedna, nombre de la divinidad oceánica en la mitología esquimal. Fue descubierto en febrero del 2004. Se halla en el borde mismo del sistema solar. Pero al parecer ha quedado zanjada la discusión sobre si Sedna y Plutón son planetas o asteroides, privándolos de la categoría planetaria. Es la conclusión de los casi 2.500 científicos participantes en la reunión de la Unión Astronómica Internacional (IAU) celebrada en Praga precisamente para

consensuar una definición de planeta tras dos años de intensos debates. La discusión entre los astrónomos del mundo surgió cuando M. Brown,58 en 2003, descubrió a UB313 (ahora rocoso, helado), situado a 14.550 millones de kilómetros de la Tierra. ¿Debía ser reconocido o no como planeta? Su tamaño (3.000 km de diámetro) era mayor que el de Plutón, descubierto hace 76 años por el estadounidense C. Tombaugh (1906- 1997). El tamaño de Plutón, reducido año tras año, es de 2.300 km de diámetro, inferior no solo al de la Tierra (12.750 km) sino incluso al de la Luna (3.480). Además, a

diferencia de los planetas solares, la inclinación de la órbita de Plutón no es paralela a la de la Tierra y de los otros siete planetas. El eje rotatorio de Plutón está casi paralelo a su plano orbital. Por eso gira alrededor del Sol como de costado y cada polo pasa 42 años de su periodo orbital (84 años) a oscuras, de noche, y otros 42 seguidos con luz directa del Sol.

A partir del Sol, el sistema planetario se estructura así: a) unos planetas relativamente pequeños y rocosos: Mercurio, Venus, Tierra, Marte; b) un cinturón de diminutos cuerpos rocosos, llamados asteroides; no son restos de un planeta que se descompuso, sino ingredientes de un planeta que no llegó a cuajar; c) los planetas gigantes ( Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno), compuestos de gases, líquidos y hielo y, por ello, mucho menos densos que los rocosos. Cada uno tiene su anillo y numerosos satélites; d) el cinturón de Kuiper con sus numerosos «enanos helados» en una zona que antes se creía vacía, habitada solo por Plutón; e) la Nube Oort (con Sedna en su inicio) que marca la frontera de la fuerza de la gravedad solar. Si Neptuno dista de la Tierra cuatro horas de luz, la Nube de Oort se halla entre medio y un año de luz (9,5 billones de kilómetros). De esta zona a veces salen los cometas, unos pocos del billón de cuerpos helados que

esperan algún choque o el influjo gravitatorio de alguna estrella que los lance hacia el Sol para ser vistos desde la Tierra como cometas. El espacio entre los planetas está ocupado por rocas pequeñas (muchas de ellas, residuos del paso de cometas), no mucho más grandes que una canica, y partículas de polvo. Al entrar en la atmósfera terrestre, su gran velocidad, el impacto sobre ella y el rozamiento las pone incandescentes, se queman en forma de estrellas fugaces mientras ofrecen un espectáculo pirotécnico a sus

espectadores desde la Tierra. Algunas de las rocas caen en la Tierra; los meteoritos.

La existencia de planetas fuera del sistema solar es lógica, obvia y hasta necesaria. De los millones de millones de estrellas del universo serán muchas las que tendrán su séquito más o menos numeroso de planetas. Pero no fue demostrada hasta 1995, año en el cual se descubrió el primer planeta extrasolar, uno que giraba en torno a la estrella 51 de la constelación Pegaso. En el año 2007 se descubrió un sistema planetario con al menos cinco planetas que giran en órbitas circulares, como la mayoría de los solares, alrededor de la estrella 55 Cancri («de Cáncer», Cangrejo) distante 41 años luz de la Tierra. El último de estos cinco planetas emplea 260 días en completar su órbita, tiene 45 veces la masa de la Tierra y es similar a Saturno en su composición y apariencia. Ya se conocen muchos más planetas (más de 300) fuera del sistema solar que dentro de él, aunque sin duda serán muchísimos más. La debilidad de su luz y su distancia dificulta su

localización. Su luz refleja suele quedar anulada por el resplandor mucho mayor de su estrella. En el año 2007 (Instituto Max Planck, observatorio La Silla en Chile) se ha observado por vez primera el nacimiento de un planeta, el TW Hydrae b, dentro del disco de gas y polvo que todavía envuelve y gira en torno a la joven estrella TW Hydrae que cuenta solo entre 8 y 10 millones de años de vida. Realiza una órbita completa alrededor de su estrella en 3,58 días. Hasta ahora se creía que se necesitaban entre 50 y 100 millones de años para formarse un planeta.

6.4. Un planeta maravilloso: la Tierra

El astronauta canadiense Marc Garneau dio seis vueltas en su trasbordador y regresó a la Tierra. Alguien le preguntó qué le había parecido más maravilloso. Respondió

entusiasmado: «¡La Tierra! La visión de la Tierra ha sido increíblemente bella. Lo mas difícil de todo lo que he tenido que hacer ha sido separarme de la ventana y dejar de ver la Tierra». No obstante, a primera vista la Tierra es uno de los planetas del sistema solar, uno de tantos. Sin embargo, ha sido llamado «el planeta privilegiado» por dos autores que no la han contemplado desde fuera. Así se titula con razón y razones una obra ya citada.

Distintos métodos de datación coinciden en atribuir a la Tierra la edad de 4.550 millones de años con un error estimado de solamente un uno por ciento (1%). El descubrimiento de la radiactividad natural y de la descomposición de algunos elementos químicos ha permitido la datación científica de la edad, entre otras cosas, de la Tierra. Ya se conoce el proceso por el cual se transforman en elementos estables descomponiéndose lentamente el uranio en plomo, el potasio en argón y el estroncio en rubidio. Al medir la cantidad de estos tres pares en las rocas, etc., se deduce la edad señalada de la Tierra. Estos métodos de datación atribuyen también 4.500 millones de años a 70 meteoritos y a varias piedras de la Luna.

Concurren en la Tierra una serie de factores que proclaman su singularidad no solo en el sistema solar, sino incluso en todo el mundo conocido. No me refiero a que ocupe el centro como se creyó durante tantos milenios (teoría geocéntrica). Hasta el Sol gravitaba

alrededor de ella. Ahora sabemos que ni la Tierra ni el Sol ocupan el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Tampoco me refiero a su circunferencia (40.074 km) ni a su tamaño (12.756 km de diámetro)59 ni a su distancia del Sol: 149.597.870 km con un margen de error mínimo (2 km más o menos), o sea, 150 millones de km60 en números redondos.

La Tierra es singular porque es el único planeta del sistema solar con agua en estado líquido y en gran abundancia (unos 1.200 trillones de litros). El 71% de su superficie es agua marina, salada. La profundidad media de los océanos asciende a 3.800 m., la máxima 10.900 m. en el Pacífico. Si el agua marina actual inundara toda la superficie terrestre por igual, tendría 2.500 m de profundidad. Es el único planeta de nuestro sistema en el cual el agua salada se evapora por la acción del calor solar y luego

desciende en forma de agua dulce, potable. Parte de la lluvia queda almacenada en lagos y lagunas en la superficie de la Tierra y parte en sus entrañas. Desde ellas aflora a la superficie en forma de manantiales, arroyos y ríos. Sin agua líquida no habría habido vida. Hay mucha agua también en otros planetas, pero en estado sólido: hielo (Marte, Júpiter, Saturno), en forma de vapor (Venus). El agua es muy importante para la vida, pero lo es más el aire. El hombre puede sobrevivir sin agua durante tres días, incluso hasta 8 ó 10 si está bien hidratado y en un sitio fresco, a la sombra; sin aire, solo unos pocos minutos. Inhalamos unos 8 litros de aire por minuto, unos 12.000 cada día.

La Tierra es única también por la atmósfera («esfera de aire respirable» en griego), una especie de envoltura protectora de entre 80 y 120 km de altura. Está compuesta de nitrógeno (78%), oxígeno (21%), dióxido de carbono (0,03%) y el 1% de otros elementos (agua en estado gaseoso). En cambio sería irrespirable hasta hace 3.800 millones o más años, pues tendría un 74% (dióxido de carbono), 15% (agua) 10% (nitrógeno), 1% (oxígeno), etc. La atmósfera actual es más fría y menos densa según se va ascendiendo hacia su periferia. Por encima de la estratosfera, que ocupa la franja entre los 16 y los 60 km de altura, se halla la capa de ozono que nos protege absorbiendo la mayoría de los rayos cósmicos. Entre los 60 y los 80 km de altura es donde se

producen las auroras boreales o polares y los meteoros. Más arriba de los 80 km se

encuentra el espacio adecuado para los satélites artificiales. Ya no hay aire que los frene o altere su movimiento.

Única asimismo por la tectónica de siete placas principales y unas 25 menores. El grosor de las placas marinas oscila entre muy pocos kilómetros y 80 e incluso 110. Las placas se deslizan a una velocidad media entre uno y 10 cm/año (según dicen, la del crecimiento de nuestras uñas), 50 km cada millón de años, 5.000 cada 100 millones de años, algo menos que la distancia entre Madrid y Nueva York. Hubo un tiempo en el que no existía el Atlántico. Ahora este océano se está ensanchando unos cinco centímetros cada año, los mismos que aumenta la separación entre Europa y Norteamérica. Cuando las placas se rozan al desplazarse, se producen los movimientos sísmicos (terremotos, maremotos). A

veces, las placas chocan frontalmente y, cual gallos de pelea, se elevan pegadas una junto a la otra. Así surgieron los Alpes, el llamado «techo de la Tierra», el Himalaya («morada de hielo y nieves» en tibetano), al chocar la placa que sostiene la India con la del resto de Asia hace unos 45 millones de años. A veces una gruesa placa continental choca con otra delgada submarina. Esta se desliza por debajo de aquella y altera considerablemente la masa de tierra colocada encima. Así se han formado varias cordilleras, que mantienen a raya el impulso invasor del oleaje, por ejemplo: la Cantábrica (al norte de España) y los Andes. A veces, las placas están como enganchadas, por ejemplo, en la falla de

California. De ahí el riesgo de catástrofes y terremotos demoledores, como el de San Francisco de 1906 cuando la placa del Pacífico avanzó casi bruscamente unos 7 m (con epicentro en Olema, California), en una profundidad de unos 10 km, sobre la placa continental estadounidense. Los movimientos de las placas pueden provocar catástrofes locales, pero de ordinario son beneficiosas. Renuevan la corteza terrestre mediante la circulación del calor que producen. Contribuyen así a compensar la erosión. Favorecen la estabilidad climática. Limpian el fondo marino moviendo y lanzando hacia arriba los residuos allí acumulados (animales muertos, rocas, vegetales secos, etc.). Han propiciado la eclosión de la vida.

El pozo más hondo hacia el interior de la Tierra está en Georgia; desciende hasta los 2.080 m. Una de las simas mayores del mundo, la de las cuevas de Miao Keng (China) tiene 1.026 m de profundidad. Si, desde la superficie, nos adentramos en la Tierra, atravesamos varias capas, a saber: A) la superficial (la de los mares y de la tierra fértil, cultivable, nutridora de las plantas). B) La llamada corteza, que es la zona más fría de la Tierra y, por ello, la más quebradiza. En su parte más delgada (fondo oceánico

hawaiano) tiene 5 km de grosor, 70 km en la de espesor mayor (meseta del Himalaya). Representa solamente el 0,5% de la masa terrestre. Los cinco continentes, las placas, las más de 100.000 islas habitadas en la Tierra, los océanos y los fondos marinos, los

sustratos de los que se extrae petróleo, gas natural, carbón, etc., forman la corteza terrestre. Esta es como la capa fina de un lago helado sobre su profundidad acuosa, líquida. Como el hielo flota sobre las aguas del lago, así la corteza terrestre se desliza sobre y alrededor de la plastilina del manto que es, con mucha diferencia, la capa más gruesa de la Tierra. C) El manto, llamado así porque, como un manto, envuelve al

núcleo. Como la plastilina, el manto es sólido al mismo tiempo que elástico, casi blando y hasta líquido en la zona más vecina del núcleo. Está formado por rocas de distinto tipo. Se mueve a una velocidad de 10 cm/año —el cabello crece más rápidamente y, no obstante, no lo vemos crecer, moverse; los glaciares son sólidos, nieve helada, pero se mueven—. D) El núcleo está situado a partir de 2.800 y 3.000 km de profundidad. Es una especie de caldera gigantesca con dos bolas ígneas compactas, una (núcleo interno) dentro de otra mayor (núcleo externo). El tamaño del interno (unos 2.600 km de

diámetro) es similar al de la Luna; el del exterior es tan grande como el planeta Marte. El núcleo contiene un 90% de hierro y un 10% sobre todo de níquel, también algo de