A Terra, o terceiro planeta a partir do Sol, é o único corpo astronômico atualmente conhecido por sustentar vida. Esta característica única é atribuída ao estatuto da Terra como um mundo oceânico, sendo o único planeta do Sistema Solar a manter água superficial líquida. A grande maioria da água da Terra reside no oceano global, que abrange 70,8% da crosta do planeta. Os restantes 29,2% da crosta constituem terra, organizada principalmente em massas continentais situadas no hemisfério terrestre da Terra. Uma porção significativa da superfície terrestre da Terra é caracterizada por umidade e vegetação, enquanto extensos mantos de gelo nas regiões polares retêm um volume maior de água do que o total combinado de águas subterrâneas, lagos, rios e água atmosférica da Terra. A crosta terrestre é composta por placas tectônicas que se deslocam lentamente, cujas interações geram cadeias de montanhas, atividade vulcânica e eventos sísmicos. Além disso, a Terra possui um núcleo externo líquido que produz uma magnetosfera, protegendo efetivamente o planeta da maioria dos ventos solares nocivos e da radiação cósmica.
Terra é o terceiro planeta a partir do Sol e o único objeto astronômico conhecido por abrigar vida. Isto é possível porque a Terra é um mundo oceânico, o único no Sistema Solar que sustenta água superficial líquida. Quase toda a água da Terra está contida no oceano global, cobrindo 70,8% da crosta terrestre. Os restantes 29,2% da crosta terrestre são terrestres, a maior parte da qual está localizada na forma de massas continentais dentro do hemisfério terrestre da Terra. A maior parte das terras da Terra é pelo menos um pouco úmida e coberta por vegetação, enquanto grandes mantos de gelo nos desertos polares da Terra retêm mais água do que as águas subterrâneas, lagos, rios e água atmosférica da Terra combinadas. A crosta terrestre consiste em placas tectônicas que se movem lentamente, que interagem para produzir cadeias de montanhas, vulcões e terremotos. A Terra tem um núcleo externo líquido que gera uma magnetosfera capaz de desviar a maior parte dos ventos solares destrutivos e da radiação cósmica.
A atmosfera dinâmica da Terra mantém as condições de sua superfície e fornece proteção contra a maioria dos meteoróides e radiação ultravioleta. Esta atmosfera é predominantemente composta de nitrogênio e oxigênio. O vapor d'água está amplamente distribuído pela atmosfera, formando nuvens que obscurecem uma porção significativa do planeta. Sendo um gás com efeito de estufa, o vapor de água, juntamente com outros gases com efeito de estufa atmosféricos – nomeadamente o dióxido de carbono (CO2) – facilita a persistência tanto da água superficial líquida como do vapor de água atmosférico, retendo a energia solar. Este mecanismo sustenta uma temperatura média de superfície de 14,76 °C (58,57 °F), permitindo que a água permaneça em seu estado líquido sob pressão atmosférica típica. Variações na energia solar absorvida entre regiões geográficas - por exemplo, a região equatorial recebendo mais insolação do que as regiões polares - impulsionam as correntes atmosféricas e oceânicas, gerando um sistema climático global caracterizado por diversas zonas climáticas e vários fenômenos climáticos, incluindo precipitação, que por sua vez facilita o ciclo de elementos essenciais como carbono e nitrogênio.
A Terra possui uma forma esferóide achatada, com uma circunferência aproximada de 40.000 quilômetros (24.900 milhas). Ele detém a distinção de ser o planeta mais denso do Sistema Solar. Entre os quatro planetas terrestres, a Terra é o maior e o mais massivo. Posicionada a aproximadamente oito minutos-luz (1 UA) do Sol, a Terra completa uma órbita ao seu redor em aproximadamente um ano (cerca de 365,25 dias). O planeta gira em seu próprio eixo em pouco menos de um dia, especificamente cerca de 23 horas e 56 minutos. A inclinação do eixo de rotação da Terra em relação à perpendicular do seu plano orbital ao redor do Sol é responsável pela ocorrência das estações. A Terra é acompanhada por um único satélite natural permanente, a Lua, que orbita a uma distância de 384.400 km (238.855 milhas) – equivalente a 1,28 segundos-luz – e tem um diâmetro de aproximadamente um quarto do da Terra. A influência gravitacional da Lua contribui para a estabilização da inclinação axial da Terra, gera marés oceânicas e desacelera progressivamente a rotação da Terra. Por outro lado, a atração gravitacional da Terra bloqueou a rotação da Lua, resultando no mesmo lado próximo voltado perpetuamente para a Terra.
Há aproximadamente 4,5 mil milhões de anos, a Terra, juntamente com a maioria dos outros corpos celestes do Sistema Solar, fundiram-se a partir de gás e poeira primordiais. A gênese dos oceanos da Terra e o subsequente surgimento da vida ocorreram nos primeiros bilhões de anos do planeta. A vida proliferou globalmente, modificando progressivamente a atmosfera e a superfície da Terra, culminando no Grande Evento de Oxidação, há aproximadamente dois mil milhões de anos. O Homo sapiens originou-se na África há aproximadamente 300 mil anos e posteriormente se dispersou por todos os continentes. A sobrevivência humana depende da biosfera e dos recursos naturais da Terra; no entanto, a humanidade tem exercido progressivamente impactos significativos no meio ambiente planetário. A influência antropogénica contemporânea no clima e na biosfera da Terra é insustentável, pondo em risco o bem-estar humano e inúmeras outras formas de vida, ao mesmo tempo que precipita extinções generalizadas.
Etimologia
O termo do inglês moderno Earth originou-se de um substantivo do inglês antigo, normalmente traduzido como eorðe, evoluindo através do inglês médio. Este termo possui cognatos em todas as línguas germânicas, levando à reconstrução do proto-germânico *erþō. Historicamente, o primeiro uso documentado de eorðe abrangia os diversos significados do latim terra e do grego gē, referindo-se a conceitos como solo, solo, seco a terra, o reino humano, a superfície da Terra (incluindo os oceanos) e o próprio corpo planetário. Análoga às divindades romanas Terra (ou Tellus) e ao grego Gaia, a Terra pode ter sido reverenciada como uma deusa personificada nas tradições pagãs germânicas. Notavelmente, a mitologia nórdica posterior apresenta Jörð ('Terra'), uma giganta frequentemente identificada como a mãe de Thor.
Historicamente, o termo Terra era traduzido em letras minúsculas. Durante o início do inglês médio, o significado específico de "o globo" começou a ser transmitido através da frase a terra. Com o advento do inglês moderno, a prática de colocar substantivos em maiúscula tornou-se generalizada, levando à grafia alternativa a Terra para a terra, especialmente quando mencionada ao lado de outras entidades celestiais. No uso contemporâneo, o nome é ocasionalmente apresentado simplesmente como Terra, fazendo uma analogia com a nomenclatura de outros planetas, embora a terra minúscula e as construções envolvendo a terra persistam como formas predominantes. Os guias de estilo editorial exibem variações: a ortografia Oxford reconhece a forma minúscula como mais frequente, ao mesmo tempo que aceita a versão maiúscula como uma alternativa permitida. Uma convenção distinta determina a utilização de Terra em maiúscula quando funciona como um nome próprio, por exemplo, em "atmosfera da Terra", mas exige o uso de letras minúsculas quando precedido por o, como em "a atmosfera da terra". Além disso, é quase invariavelmente escrito em letras minúsculas em expressões idiomáticas, como "o que diabos você está fazendo?"
A denominação Terra TERR-ə encontra aplicação ocasional no discurso científico e também é empregada na ficção científica para diferenciar o planeta habitado por humanos de outros. Em contextos poéticos, Tellus TELL-əs serviu para representar a personificação da Terra. Além disso, Terra designa o planeta em certas línguas românicas, como o italiano e o português, que são descendentes diretos do latim. Outras línguas românicas derivaram nomes com pequenas variações ortográficas desta raiz, exemplificadas pelo espanhol Tierra e pelo francês Terre. A versão latinizada Gaea (Inglês: DJEE-ə) do nome poético grego Gaia ([ɡâi̯.a] ou [ɡâj.ja]) é raramente encontrado. No entanto, a grafia alternativa Gaia ganhou destaque, em grande parte atribuível à hipótese de Gaia, onde sua pronúncia é tipicamente GYE-ə, divergindo da pronúncia mais convencional do inglês GAY-ə.
Vários adjetivos são empregados para descrever o planeta Terra. O termo terrestre origina-se diretamente de Terra. Do latim Terra, os derivados incluem terran TERR-ən, terrestrial tərr-EHST-ree-əl, e, através do francês, terrene tə-REEN. Correspondentemente, o latim Tellus produz os adjetivos teluriano teh-LUURR-ee-ən e telúrico.
História natural
Formação
O material mais antigo identificado no Sistema Solar é datado de aproximadamente 4,5682+0,0002
−0,0004 Ga (bilhões de anos) atrás. Por volta de 4,54±0,04 Ga, a Terra primordial já havia se unido. Todos os corpos celestes do Sistema Solar se desenvolveram e evoluíram simultaneamente com o Sol. Teoricamente, uma nebulosa solar separa um volume de uma nuvem molecular através do colapso gravitacional, iniciando subsequentemente a rotação e achatando-se num disco circunstelar. Os planetas então se agregam a partir deste disco ao lado do Sol. Uma nebulosa compreende gás, grãos de gelo e poeira, incluindo nuclídeos primordiais. Com base na teoria nebular, os planetesimais se formaram por acreção, com estimativas sugerindo que o processo de formação da Terra primordial provavelmente durou de 70 a 100 milhões de anos.
A idade da Lua é estimada entre 4,5 bilhões de anos atrás (Ga) e períodos mais recentes. Uma hipótese proeminente postula a sua formação através do acréscimo de material ejetado da Terra após uma colisão com um corpo celeste do tamanho de Marte, denominado Theia, que possuía aproximadamente 10% da massa da Terra. Este impacto foi um golpe de raspão, resultando na fusão de uma parte da massa de Theia com a Terra. Durante o bombardeio intenso tardio, aproximadamente entre 4,0 e 3,8 Ga, extensos impactos de asteroides alteraram profundamente o ambiente da superfície lunar e, por extensão, as condições da superfície da Terra.
Desenvolvimentos pós-formação
A atmosfera e os oceanos da Terra originaram-se da atividade vulcânica e do processo de liberação de gases. O vapor de água liberado desses processos condensou-se para formar os oceanos, um volume ainda suplementado por água e gelo entregues por asteróides, protoplanetas e cometas. É plausível que um volume adequado de água para constituir os oceanos estivesse presente na Terra desde o seu início. De acordo com este modelo, os gases atmosféricos com efeito de estufa impediram o congelamento dos oceanos durante um período em que o Sol nascente emitia apenas 70% da sua luminosidade actual. Por volta de aproximadamente 3,5 Ga, o campo magnético da Terra havia se estabelecido, desempenhando um papel crucial na proteção da atmosfera contra a erosão causada pelo vento solar.
O resfriamento da camada externa derretida da Terra levou à formação da crosta sólida inicial do planeta, que se acredita ter sido de composição máfica. Posteriormente, a primeira crosta continental, caracterizada por uma composição mais félsica, desenvolveu-se através da fusão parcial desta crosta máfica. Evidências de grãos de zircão da idade Hadiana encontrados em rochas sedimentares Eoarqueanas indicam a existência de pelo menos alguma crosta félsica já em 4,4 Ga, apenas 140 Ma após o acréscimo planetário da Terra. Dois modelos primários descrevem a evolução deste volume inicial e limitado da crosta continental até à sua abundância actual: (1) um modelo que propõe um crescimento relativamente contínuo até ao presente, substanciado pela datação radiométrica global da crosta continental, e (2) um modelo que sugere um rápido aumento precoce no volume da crosta continental durante o Éon Arqueano, formando a maioria da crosta continental existente, apoiado por dados isotópicos de háfnio em zircões e neodímio em rochas sedimentares. Estes dois modelos e os seus dados de apoio podem ser reconciliados postulando uma extensa reciclagem da crosta continental, especialmente durante o início da história geológica da Terra.
A formação de uma nova crosta continental é uma consequência das placas tectónicas, um processo geológico fundamentalmente impulsionado pela dissipação contínua de calor da estrutura interna da Terra. Ao longo de centenas de milhões de anos, as forças tectónicas facilitaram a agregação de blocos continentais da crosta terrestre em supercontinentes, que posteriormente se fragmentaram. Por volta de 750 Ma, Rodinia, reconhecido como um dos primeiros supercontinentes, iniciou a sua fragmentação. Posteriormente, as massas de terra continentais se reagruparam para formar a Pannotia entre 600–540 Ma, culminando na formação da Pangéia, que iniciou sua dissolução há aproximadamente 180 Ma.
A época mais recente das eras glaciais começou há aproximadamente 40 Ma, posteriormente intensificando-se durante o Pleistoceno por volta de 3 Ma atrás. Desde então, regiões em latitudes altas e médias experimentaram ciclos recorrentes de glaciação e deglaciação, ocorrendo aproximadamente a cada 21.000, 41.000 e 100.000 anos. O Último Período Glacial, comumente referido como a "última era glacial", envolveu porções substanciais dos continentes, estendendo-se até as latitudes médias, com mantos de gelo e terminou há aproximadamente 11.700 anos.
Perspectivas Futuras
A trajetória de longo prazo da Terra está intrinsecamente ligada à evolução do Sol. Nos próximos 1,1 mil milhões de anos, prevê-se que a luminosidade solar aumente 10%, aumentando para um aumento de 40% nos 3,5 mil milhões de anos subsequentes. O aumento da temperatura da superfície da Terra intensificará o ciclo do carbono inorgânico, diminuindo potencialmente as concentrações atmosféricas de CO§910§ para níveis prejudiciais à vida vegetal existente (10 ppm para a fotossíntese C§1617§) dentro de um período estimado de 100–900 milhões de anos. A ausência de vegetação levaria consequentemente ao esgotamento do oxigénio atmosférico, tornando a vida animal contemporânea insustentável. Como resultado do aumento da luminosidade solar, a temperatura média da Terra poderá atingir 100 °C (212 °F) em 1,5 mil milhões de anos, fazendo com que toda a água oceânica evapore e escape para o espaço, iniciando potencialmente um efeito de estufa descontrolado dentro de aproximadamente 1,6 a 3 mil milhões de anos. Mesmo sob condições hipotéticas de um Sol estável e eterno, uma porção substancial da água atualmente presente nos oceanos acabaria por ser subduzida para o manto, principalmente devido à diminuição da saída de vapor das dorsais meso-oceânicas à medida que o núcleo da Terra esfria gradualmente.
Projeta-se que o Sol fará a transição para uma gigante vermelha em aproximadamente 5 bilhões de anos. Modelos astrofísicos prevêem que o Sol se expandirá para cerca de 1 UA (150 milhões de km; 93 milhões de milhas), atingindo um raio aproximadamente 250 vezes o seu tamanho atual. O destino final da Terra permanece incerto. Durante sua fase de gigante vermelha, prevê-se que o Sol perca aproximadamente 30% de sua massa; conseqüentemente, na ausência de interações de marés, a órbita da Terra se expandiria para 1,7 UA (250 milhões de km; 160 milhões de milhas) do Sol quando a estrela atingisse seu raio máximo. Por outro lado, se as forças das marés forem significativas, a Terra poderá ser engolfada pela atmosfera em expansão do Sol e subsequentemente vaporizada, com os seus elementos constituintes mais pesados potencialmente descendo para o núcleo da estrela moribunda.
Propriedades em massa
Tamanho e forma
A Terra possui uma forma arredondada, mantida pelo equilíbrio hidrostático, com um diâmetro médio de 12.742 quilômetros (7.918 milhas), posicionando-a como o quinto maior corpo planetário e o objeto terrestre mais massivo do Sistema Solar.
Devido à sua rotação, a Terra assume uma forma esferóide achatada, caracterizada por uma protuberância equatorial; conseqüentemente, seu diâmetro equatorial excede o diâmetro polar em 43 quilômetros (27 milhas). Além disso, a morfologia da Terra é marcada por variações topográficas localizadas. Por exemplo, características proeminentes como a Fossa das Marianas (10.925 metros ou 35.843 pés abaixo do nível do mar local) reduzem o raio médio da Terra em 0,17%, enquanto o Monte Everest (8.848 metros ou 29.029 pés acima do nível do mar local) o aumenta em 0,14%. Dado que o bojo equatorial posiciona a superfície da Terra mais distante do seu centro de massa, o cume do vulcão Chimborazo no Equador (6.384,4 km ou 3.967,1 milhas) representa o ponto mais distante do planeta do seu núcleo. Em contraste com a topografia terrestre relativamente rígida, as superfícies oceânicas apresentam um perfil topográfico mais dinâmico.
Para a medição precisa das variações topográficas localizadas na Terra, a geodésia utiliza um modelo planetário idealizado que define o geóide. Esta forma geoidal é conceituada como a superfície que um oceano idealizado assumiria se envolvesse completamente a Terra, desprovido de quaisquer perturbações dinâmicas como marés ou ventos. O resultado é uma superfície geoidal lisa, porém irregular, que serve como referência fundamental, representando o nível médio do mar para todas as medições topográficas.
Estrutura Interna
Semelhante a outros planetas terrestres, o interior da Terra é estratificado em camadas distintas com base na sua composição química e características físicas (reológicas). A camada mais externa compreende uma crosta sólida de silicato quimicamente diferenciada, que repousa sobre um manto sólido altamente viscoso. A fronteira entre a crosta e o manto é definida pela descontinuidade de Mohorovičić. A espessura da crosta varia de aproximadamente 6 quilômetros (3,7 milhas) abaixo das bacias oceânicas a 30–50 quilômetros (19–31 milhas) sob as massas continentais. A litosfera, abrangendo a crosta e a porção superior fria e rígida do manto, é fragmentada em placas tectônicas que se movem independentemente.
Sob a litosfera está a astenosfera, uma camada de viscosidade comparativamente baixa que facilita o movimento das placas litosféricas. Alterações significativas na estrutura cristalina do manto manifestam-se em profundidades de 410 e 660 quilômetros (250 e 410 milhas) abaixo da superfície, delineando uma zona de transição que demarca o manto superior e inferior. Abaixo do manto, um núcleo externo líquido de viscosidade extremamente baixa envolve um núcleo interno sólido. Acredita-se que o núcleo interno da Terra gire a uma velocidade angular marginalmente maior do que o resto do planeta, progredindo 0,1–0,5° anualmente, embora taxas de rotação mais altas e significativamente mais baixas tenham sido postuladas. Seu raio constitui aproximadamente um quinto do raio total da Terra. A densidade aumenta progressivamente com a profundidade. Entre todos os corpos de tamanho planetário no Sistema Solar, a Terra apresenta a maior densidade.
Composição Química
A massa da Terra é estimada em aproximadamente 5,97×1024 kg (5,97 Rg). Sua composição a granel inclui principalmente ferro (32,1% em massa), oxigênio (30,1%), silício (15,1%), magnésio (13,9%), enxofre (2,9%), níquel (1,8%), cálcio (1,5%) e alumínio (1,4%), com os 1,2% restantes compreendendo oligoelementos. Devido à diferenciação gravitacional, o núcleo consiste predominantemente em elementos mais densos: ferro (88,8%), juntamente com menores quantidades de níquel (5,8%), enxofre (4,5%) e oligoelementos constituindo menos de 1%. Os óxidos representam os constituintes formadores de rocha mais prevalentes da crosta. Mais de 99% da crosta é formada por vários óxidos de onze elementos, predominantemente aqueles que contêm silício (formando minerais de silicato), alumínio, ferro, cálcio, magnésio, potássio ou sódio.
Aquecimento interno
O calor interno da Terra se origina principalmente de duas fontes: o calor primordial, que é a energia residual da formação do planeta, e o calor radiogênico, gerado pelo decaimento radioativo. Os principais isótopos produtores de calor na Terra incluem potássio-40, urânio-238 e tório-232. O núcleo do planeta pode atingir temperaturas de até 6.000 °C (10.830 °F) e pressões de 360 GPa (52 milhões de psi). Dada a contribuição significativa do decaimento radioativo para este calor, os cientistas levantam a hipótese de que a produção de calor da Terra foi consideravelmente maior no início da sua história, antes do esgotamento dos isótopos com meias-vidas mais curtas. Cerca de 3 Gyr atrás, a geração de calor teria sido aproximadamente o dobro dos níveis atuais, acelerando assim a convecção do manto e as placas tectônicas, e facilitando a formação de rochas ígneas raras como komatiitos, que raramente são observadas hoje.
A perda média de calor da Terra é medida em 87 mW/m§34§, resultando em uma dissipação de calor global total de 4,42×1013 W. Uma fração da energia térmica do núcleo é transportada para a crosta através de plumas do manto, que são ressurgências convectivas de rochas mais quentes, capazes de gerar pontos quentes e basaltos de inundação. Uma quantidade mais substancial do calor da Terra é dissipada através das placas tectônicas, especificamente através da ressurgência do manto ligada às dorsais meso-oceânicas. O terceiro mecanismo primário de perda de calor envolve a condução através da litosfera, ocorrendo predominantemente abaixo das regiões oceânicas.
Campo Magnético
O campo magnético primário da Terra se origina dentro de seu núcleo, onde um processo de dínamo transforma a energia cinética da convecção impulsionada termicamente e pela composição em energia de campo elétrico e magnético. Este campo se propaga para fora do núcleo, através do manto, e se estende até a superfície da Terra, manifestando-se como um dipolo aproximado. Os pólos deste dipolo estão situados próximos aos pólos geográficos da Terra. No equador magnético, a intensidade do campo magnético da superfície mede 3,05×10−5 T, acompanhada por um momento de dipolo magnético de 7,79×1022 Am§1516§ na época de 2000. Esta força é diminuindo quase 6% por século, embora ainda supere a sua média de longo prazo. As correntes convectivas dentro do núcleo são inerentemente caóticas, levando à deriva dos pólos magnéticos e ao seu realinhamento periódico. Este fenômeno é responsável pela variação secular do campo principal e pelas reversões irregulares do campo, que ocorrem em média várias vezes a cada milhão de anos. A última inversão ocorreu há aproximadamente 700.000 anos.
A magnetosfera delineia o alcance espacial do campo magnético da Terra. Esta magnetosfera desvia íons e elétrons do vento solar; a pressão exercida pelo vento solar comprime o lado diurno da magnetosfera em aproximadamente 10 raios terrestres, enquanto estende seu lado noturno em uma cauda alongada. Devido à velocidade do vento solar exceder a velocidade de propagação das ondas dentro dele, um choque supersônico se forma à frente da magnetosfera diurna. Partículas carregadas estão confinadas na magnetosfera; a plasmasfera compreende partículas de baixa energia que traçam em grande parte as linhas do campo magnético à medida que a Terra gira. A corrente do anel consiste em partículas de energia média que flutuam em relação ao campo geomagnético, mas suas trajetórias permanecem governadas principalmente por ele. Os cinturões de radiação de Van Allen são compostos de partículas de alta energia que exibem movimentos amplamente aleatórios, mas contidas na magnetosfera. Durante tempestades e subtempestades geomagnéticas, partículas carregadas podem ser desviadas da magnetosfera externa, particularmente da cauda magnética, e canalizadas ao longo de linhas de campo para a ionosfera da Terra, onde excitam e ionizam átomos atmosféricos, produzindo assim auroras.
Ambiente de Superfície
A superfície da Terra representa a interface entre a atmosfera, a Terra sólida e seus oceanos. Esta superfície abrange uma área aproximada de 510 milhões de km2 (197 milhões de milhas quadradas). O planeta pode ser segmentado geograficamente em dois hemisférios: latitudinalmente nos hemisférios polares Norte e Sul, ou longitudinalmente nos hemisférios continentais Oriental e Ocidental. A superfície da Terra sofre modificações contínuas através de atividades tectônicas de placas internas, como terremotos e vulcanismo; por processos de intemperismo e erosão provocados por gelo, água, vento e flutuações de temperatura; e por mecanismos biológicos, incluindo o crescimento e a decomposição da biomassa no solo.
A superfície da Terra é predominantemente coberta por água oceânica, constituindo 70,8%, ou 361 milhões de km2 (139 milhões de milhas quadradas). Este extenso corpo salino é frequentemente referido como o oceano mundial, tornando a Terra, com a sua hidrosfera activa, um planeta aquático ou oceânico. A hipótese é que nos estágios primordiais da Terra, o oceano poderia ter envolvido totalmente o planeta. O oceano mundial é convencionalmente segmentado nos oceanos Pacífico, Atlântico, Índico, Sul e Ártico, ordenados por tamanho decrescente. O oceano cobre principalmente a crosta oceânica da Terra, com mares de plataforma estendendo-se sobre as plataformas da crosta continental em menor grau. A crosta oceânica delineia bacias oceânicas expansivas caracterizadas por características como planícies abissais, montes submarinos, vulcões submarinos, fossas oceânicas, desfiladeiros submarinos, planaltos oceânicos e um sistema global de dorsais meso-oceânicas. Nas zonas polares da Terra, a superfície do oceano é sazonalmente coberta por extensões variadas de gelo marinho, que frequentemente se funde com terras polares, permafrost e mantos de gelo, formando assim calotas polares.
A terra terrestre constitui 29,2% da superfície da Terra, o que equivale a 149 milhões de km2 (58 milhões de milhas quadradas). Embora numerosas ilhas estejam distribuídas globalmente, a maior parte da superfície terrestre é ocupada por quatro massas continentais primárias, listadas em ordem decrescente de tamanho: África-Eurásia, América, Antártica e Austrália. Estas extensas massas de terra são posteriormente subdivididas e categorizadas em continentes individuais. A terra pode ser coberta por águas superficiais, neve, gelo, estruturas antropogênicas ou vegetação. Embora a maior parte da terra da Terra suporte vegetação, porções substanciais consistem em mantos de gelo (10%, excluindo a área comparável de terra sob permafrost) ou desertos (33%).
A pedosfera representa o estrato mais externo da superfície terrestre da Terra, compreendendo o solo e passando por processos pedógenos. O solo é indispensável para tornar a terra arável. Globalmente, o total de terras aráveis da Terra representa 10,7% da superfície terrestre, com 1,3% designadas como terras agrícolas permanentes. As estimativas indicam que a Terra possui 16,7 milhões de km22 (6,4 milhões de milhas quadradas) de terras agrícolas e 33,5 milhões de km22 (12,9 milhões de milhas quadradas) de pastagens.
A litosfera da Terra é constituída pela superfície terrestre, o fundo do oceano e porções do manto superior. A própria crosta terrestre é bifurcada em tipos oceânico e continental. Subjacente aos sedimentos do fundo do oceano, a crosta oceânica é principalmente basáltica. Em contraste, a crosta continental incorpora materiais de menor densidade, como granito, sedimentos diversos e rochas metamórficas. As rochas sedimentares cobrem aproximadamente 75% das superfícies continentais, apesar de compreenderem apenas cerca de 5% da massa total da crosta.
A topografia da superfície terrestre abrange tanto a configuração da superfície do oceano como a morfologia das massas terrestres. A superfície terrestre apresenta considerável diversidade topográfica, apresentando montanhas, desertos, planícies, planaltos e diversas outras formações geomorfológicas. A elevação terrestre varia de um nadir de -418 m (-1.371 pés) no Mar Morto a um zênite de 8.848 m (29.029 pés) no cume do Monte Everest. A elevação média da terra acima do nível do mar é de aproximadamente 797 m (2.615 pés). A topografia submarina do fundo do oceano, com profundidade batimétrica média de 4 km, demonstra uma complexidade comparável à da superfície terrestre.
Placas Tectônicas
A litosfera, a camada externa mecanicamente rígida da Terra que compreende a crosta e o manto superior, é segmentada em placas tectônicas. Esses segmentos rígidos exibem movimento relativo em três tipos distintos de limites: limites convergentes, onde duas placas colidem; limites divergentes, onde duas placas se separam; e transformar limites, onde duas placas deslizam horizontalmente uma pela outra. Fenômenos geológicos como terremotos, atividade vulcânica, orogênese (construção de montanhas) e formação de trincheiras oceânicas são característicos desses limites de placas. As placas tectônicas estão situadas no topo da astenosfera, uma região sólida, porém menos viscosa, do manto superior, capaz de fluir e co-mover-se com as placas.
O movimento das placas tectônicas resulta na subducção da crosta oceânica abaixo das margens principais das placas em limites convergentes. Ao mesmo tempo, a ascensão do material do manto em fronteiras divergentes gera dorsais meso-oceânicas. Estes mecanismos geológicos combinados facilitam a reintegração da crosta oceânica no manto. Consequentemente, a maior parte do fundo do oceano é geologicamente jovem, normalmente com menos de 100 Ma de idade. A crosta oceânica mais antiga identificada está situada no Pacífico Ocidental, com uma idade estimada em 200 Ma. Em contraste, a crosta continental mais antiga, datada com precisão, tem 4.030 Ma. No entanto, zircões descobertos como clastos dentro de formações sedimentares Eoarqueanas produziram idades de até 4.400 Ma, sugerindo a presença de crosta continental durante essa época.
As sete placas tectônicas primárias da Terra compreendem as placas do Pacífico, da América do Norte, da Eurásia, da África, da Antártida, da Indo-Australiana e da América do Sul. Placas adicionais significativas incluem a Placa Arábica, a Placa Caribenha, a Placa de Nazca (localizada na costa oeste da América do Sul) e a Placa Escócia (situada no sul do Oceano Atlântico). A Placa Australiana convergiu e se amalgamou com a Placa Indiana aproximadamente entre 50 e 55 Ma atrás. As placas oceânicas exibem as velocidades mais altas, exemplificadas pela Placa Cocos, que se move a 75 mm/a (3,0 pol/ano), e a Placa do Pacífico, com uma velocidade variando de 52–69 mm/a (2,0–2,7 pol/ano). Por outro lado, a Placa Sul-Americana representa a placa principal de movimento mais lento, avançando a uma taxa média de 10,6 mm/a (0,42 pol./ano).
Hidrosfera
A hidrosfera da Terra abrange a totalidade de sua água e sua distribuição espacial. Predominantemente, a hidrosfera é composta pelo oceano global. Também inclui águas atmosféricas e terrestres, como nuvens, mares interiores, lagos, rios e corpos d'água subterrâneos. A massa oceânica é estimada em aproximadamente 1,35×1018 toneladas métricas, constituindo cerca de 1/4.400 da massa total do planeta. Cobrindo uma área de 361,8 milhões de km§89§ (139,7 milhões de mi§1011§) com uma profundidade média de 3.682 m (12.080 pés), os oceanos possuem um volume estimado de 1,332 bilhão de km§1213§ (320 milhões de metros cúbicos mi).
Hipoteticamente, se a superfície da crosta terrestre fosse uniformemente nivelada até uma elevação esférica suave, o oceano global atingiria uma profundidade de 2,7 a 2,8 km (1,68 a 1,74 mi). Aproximadamente 97,5% desta água é salina, sendo os restantes 2,5% água doce. A maior parte da água doce, cerca de 68,7%, existe como gelo nas calotas polares e geleiras. A água doce residual é distribuída como água subterrânea (30%), água superficial (1%, cobrindo apenas 2,8% da massa terrestre) e outros reservatórios menores, incluindo permafrost, vapor de água atmosférico e água biologicamente ligada.
Nas zonas frias do planeta, a neve persiste durante o verão, transformando-se em gelo. Esta neve e gelo acumulados subsequentemente se aglutinam em geleiras, que são massas de gelo substanciais que exibem fluxo sob a influência de sua própria força gravitacional. As geleiras alpinas se desenvolvem em terrenos montanhosos, enquanto extensos mantos de gelo se originam sobre massas continentais em ambientes polares. O movimento glacial induz uma erosão superficial significativa, levando a alterações geomorfológicas dramáticas, incluindo a escultura de vales em forma de U e outras formas de relevo distintas. O gelo marinho do Ártico abrange actualmente uma área comparável à dos Estados Unidos, embora esteja a sofrer uma rápida diminuição devido às alterações climáticas em curso.
A salinidade média dos oceanos da Terra é de aproximadamente 35 gramas de sais dissolvidos por quilograma de água do mar, o que equivale a uma concentração de sal de 3,5%. As fontes predominantes desta salinidade são as emissões vulcânicas e a dissolução de rochas ígneas frias. Além disso, os oceanos servem como reservatório substancial de gases atmosféricos dissolvidos, indispensáveis para o sustento de numerosas espécies aquáticas. A água oceânica exerce uma influência profunda nos padrões climáticos globais, funcionando como um imenso dissipador de calor. Variações na distribuição da temperatura oceânica podem precipitar mudanças climáticas notáveis, exemplificadas por fenómenos como o El Niño-Oscilação Sul.
A presença generalizada de água, particularmente no seu estado líquido, na superfície da Terra representa uma característica distintiva que a diferencia de outros corpos celestes dentro do Sistema Solar. Embora os planetas do Sistema Solar que possuem atmosferas substanciais possam conter vapor de água atmosférico, eles geralmente não possuem as condições de superfície necessárias para sustentar água líquida estável em seu exterior. Embora certas luas exibam evidências de extensos reservatórios extraterrestres de água líquida, potencialmente excedendo o volume dos oceanos da Terra, estes são invariavelmente vastos corpos aquáticos situados sob camadas superficiais congeladas com quilômetros de espessura.
Atmosfera
A pressão atmosférica da Terra ao nível do mar é em média de 101,325 kPa (14,696 psi), caracterizada por uma altura de escala de aproximadamente 8,5 km (5,3 mi). A composição de uma atmosfera seca inclui principalmente 78,084% de nitrogênio, 20,946% de oxigênio, 0,934% de argônio, juntamente com vestígios de dióxido de carbono e outros constituintes gasosos. A concentração de vapor de água varia de 0,01% a 4%, com uma média de cerca de 1%. As nuvens obscurecem aproximadamente dois terços da superfície da Terra, exibindo uma maior prevalência nas regiões oceânicas em comparação com as áreas terrestres. A altitude da troposfera demonstra variabilidade latitudinal, estendendo-se de 8 km (5 mi) nos pólos a 17 km (11 mi) no equador, com flutuações adicionais influenciadas por condições meteorológicas e sazonais.
A biosfera da Terra modificou profundamente a sua composição atmosférica. O surgimento da fotossíntese oxigenada de aproximadamente 2,7 Gya levou ao desenvolvimento da atmosfera contemporânea rica em nitrogênio e oxigênio. Esta transformação atmosférica facilitou a expansão generalizada das formas de vida aeróbica e, indiretamente, contribuiu para a gênese da camada de ozônio através da subsequente conversão de O§56§ atmosférico em O§910§. A camada de ozônio desempenha um papel crucial ao atenuar a radiação solar ultravioleta, permitindo assim a sustentação da vida terrestre. Funções atmosféricas vitais adicionais que sustentam a vida abrangem o transporte de vapor de água, o fornecimento de gases essenciais, a ablação de meteoros menores antes do impacto na superfície e a regulação da temperatura. Esta última função, conhecida como efeito estufa, envolve traços de moléculas atmosféricas que absorvem a energia térmica irradiada da superfície da Terra, elevando consequentemente a temperatura média do planeta. Os principais gases de efeito estufa na atmosfera incluem vapor de água, dióxido de carbono, metano, óxido nitroso e ozônio. Na ausência deste mecanismo de retenção de calor, a temperatura média da superfície da Terra cairia para -18 °C (-0,4 °F), um forte contraste com os atuais +15 °C (59 °F), tornando a existência de vida na sua forma atual altamente improvável.
A atmosfera superior
A alta atmosfera, situada acima da troposfera, é convencionalmente estratificada em estratosfera, mesosfera e termosfera. Cada camada distinta exibe uma taxa de lapso única, que quantifica a variação da temperatura com o aumento da altitude. Além dessas camadas, a exosfera atenua gradualmente, fazendo a transição para a magnetosfera, onde os campos geomagnéticos terrestres se envolvem com o vento solar. A estratosfera contém nomeadamente a camada de ozono, um constituinte crítico que atenua parcialmente a radiação ultravioleta que atinge a superfície da Terra, sustentando assim a vida. A linha Kármán, estabelecida a uma altitude de 100 km (62 milhas) acima da superfície da Terra, serve como uma demarcação prática entre a atmosfera e o espaço exterior.
A energia térmica confere velocidade suficiente a certas moléculas na periferia atmosférica, permitindo-lhes superar a atração gravitacional da Terra e escapar para o espaço. Este processo resulta num esgotamento gradual, mas contínuo, dos constituintes atmosféricos. Devido à sua baixa massa molecular, o hidrogénio não ligado atinge a velocidade de escape mais rapidamente, consequentemente efluindo para o espaço exterior a uma taxa mais elevada em comparação com outros gases. O escape exosférico do hidrogênio é um fator que contribui para a transição da atmosfera e da superfície da Terra de um estado redutor inicial para sua atual condição oxidante. Embora a fotossíntese fornecesse uma fonte de oxigênio livre, o esgotamento de agentes redutores como o hidrogênio é considerado um pré-requisito para o extenso acúmulo de oxigênio atmosférico. Portanto, a capacidade do hidrogénio escapar da atmosfera pode ter influenciado significativamente a trajetória evolutiva da vida na Terra. Na atmosfera contemporânea rica em oxigénio, a maior parte do hidrogénio é convertida em água antes da sua potencial fuga. Consequentemente, o mecanismo predominante para a perda de hidrogénio resulta agora da degradação do metano na alta atmosfera.
Tempo e clima
A atmosfera da Terra carece de uma fronteira distinta, atenuando-se progressivamente e fundindo-se com o espaço exterior. Aproximadamente três quartos da massa atmosférica reside nos primeiros 11 km (6,8 milhas) acima da superfície, uma região designada como troposfera. A energia solar aquece esta camada e a superfície subjacente, induzindo a expansão do ar. Posteriormente, esse ar menos denso sobe, sendo suplantado por um ar mais frio e denso. Este processo dinâmico estabelece a circulação atmosférica, que, através da redistribuição da energia térmica, governa os padrões climáticos e climáticos globais.
As faixas primárias de circulação atmosférica compreendem os ventos alísios na região equatorial, estendendo-se abaixo de 30° de latitude, e os ventos de oeste nas latitudes médias, variando de 30° a 60°. O conteúdo de calor e as correntes oceânicas também servem como determinantes cruciais do clima, nomeadamente a circulação termohalina, que facilita a distribuição de energia térmica dos oceanos equatoriais para as regiões polares.
A Terra está exposta a uma irradiância solar de 1361 W/m2. A energia solar incidente que atinge a superfície da Terra diminui com a latitude ascendente. Essa redução ocorre porque, em latitudes elevadas, a radiação solar atinge a superfície em ângulos mais oblíquos, necessitando de sua travessia por maiores profundidades atmosféricas. Consequentemente, a temperatura média anual do ar ao nível do mar apresenta um declínio de aproximadamente 0,4 °C (0,7 °F) por grau de latitude afastando-se do equador. A superfície da Terra é delineável em zonas latitudinais distintas, caracterizadas por condições climáticas relativamente uniformes. Essas zonas, progredindo do equador em direção aos pólos, abrangem climas tropicais (ou equatoriais), subtropicais, temperados e polares.
Determinantes adicionais que influenciam o clima de um local incluem proximidade oceânica, padrões de circulação oceânica e atmosférica e características topográficas. As regiões adjacentes aos oceanos geralmente apresentam verões mais frios e invernos mais amenos, atribuíveis à substancial capacidade de armazenamento de calor dos corpos oceânicos. Os padrões de vento facilitam a advecção da energia térmica oceânica (tanto calor como frio) para as áreas terrestres. A circulação atmosférica exerce ainda uma influência significativa; por exemplo, apesar de São Francisco e Washington DC serem cidades costeiras situadas em latitudes comparáveis, o clima de São Francisco é consideravelmente mais temperado devido à direção predominante do vento terrestre. Por último, existe uma relação inversa entre temperatura e altitude, resultando em regiões montanhosas que apresentam temperaturas mais baixas em comparação com as suas homólogas de altitude mais baixa.
Os padrões circulatórios atmosféricos facilitam o transporte de vapor de água, que se origina da evaporação da superfície. Em condições atmosféricas adequadas, a subida de ar quente e úmido leva à condensação desse vapor, retornando posteriormente à superfície como precipitação. Posteriormente, a maior parte desta água é transportada para altitudes mais baixas através de sistemas fluviais, normalmente reunindo-se aos oceanos ou acumulando-se em lagos. Este ciclo hidrológico constitui um mecanismo essencial para sustentar a vida terrestre e representa um agente principal na erosão geomorfológica das características da superfície ao longo das escalas de tempo geológicas. Os regimes de precipitação apresentam variabilidade substancial, variando de vários metros anuais a menos de um milímetro. A precipitação média regional é ditada pela circulação atmosférica, características topográficas e gradientes térmicos.
O sistema de classificação climática de Köppen amplamente adotado categoriza os climas em cinco grupos principais - trópicos úmidos, áridos, latitudes médias úmidas, continentais e polares frios - cada um subdividido posteriormente em subtipos mais granulares. Este sistema avalia as regiões principalmente com base em dados registrados de temperatura e precipitação. As temperaturas do ar na superfície podem atingir aproximadamente 55 °C (131 °F) em desertos hiperáridos, exemplificados pelo Vale da Morte, enquanto caem para -89 °C (-128 °F) na Antártida.
Dinâmica orbital e rotação
Características rotacionais
O período de rotação da Terra em relação ao Sol, definido como seu dia solar médio, mede 86.400 segundos do tempo solar médio, equivalente a 86.400,0025 segundos SI. Devido à desaceleração das marés, o dia solar da Terra é atualmente ligeiramente mais longo do que o seu homólogo do século XIX, com dias individuais exibindo uma variação entre 0 e 2 ms além do dia solar médio.
O período de rotação da Terra em relação às estrelas fixas, designado como seu dia estelar pelo Serviço Internacional de Rotação da Terra e Sistemas de Referência (IERS), é 86.164,0989 segundos de tempo solar médio (UT1), que se traduz em 23h 56m 4,0989s. Por outro lado, o período de rotação da Terra em relação ao equinócio médio de março de precessão (definido como quando o Sol está a 90° no equador) é 86.164,0905 segundos do tempo solar médio (UT1), ou 23h 56m 4,0905s. Consequentemente, o dia sideral é aproximadamente 8,4 ms mais curto que o dia estelar.
Excluindo meteoros atmosféricos e órbita baixa da Terra satélites, o movimento aparente predominante dos objetos celestes observados do céu da Terra é para oeste, ocorrendo a uma taxa de 15° por hora, equivalente a 15 minutos de arco por minuto. Para corpos celestes situados perto do equador celeste, este movimento corresponde a percorrer o diâmetro aparente do Sol ou da Lua a cada dois minutos; notavelmente, da superfície da Terra, os tamanhos angulares aparentes do Sol e da Lua são quase idênticos.
Características e posição orbital
A Terra mantém uma distância orbital média de aproximadamente 150 milhões de km (93 milhões de milhas) do Sol. Consequentemente, a Terra está posicionada como o terceiro planeta a partir do Sol, parte integrante do Sistema Solar interno. Esta distância orbital serve como medida fundamental para a unidade astronômica (UA), equivalendo a aproximadamente 8,3 minutos-luz ou 380 vezes a distância Terra-Lua. A Terra completa uma órbita ao redor do Sol a cada 365,2564 dias solares médios, definindo um ano sideral. Este movimento orbital resulta em um aparente deslocamento do Sol para leste no céu da Terra a uma taxa de aproximadamente 1° por dia, equivalente a um diâmetro solar ou lunar aparente a cada 12 horas. Conseqüentemente, esse movimento requer uma média de 24 horas - definido como um dia solar - para que a Terra complete uma rotação axial completa, permitindo que o Sol retorne ao meridiano, uma duração que excede marginalmente o dia sideral.
A velocidade orbital da Terra é em média 29,7827 km/s (107.218 km/h; 66.622 mph), uma velocidade suficiente para percorrer uma distância equivalente ao diâmetro da Terra, aproximadamente 12.742 km (7.918 milhas), em sete minutos, e a distância Terra-Lua, 384.400 km (238.855 milhas), em aproximadamente 3,5 horas. De uma perspectiva situada acima do Sol e dos pólos norte da Terra, a órbita da Terra em torno do Sol segue no sentido anti-horário. Consistente com todos os outros planetas do Sistema Solar, a Terra orbita dentro de uma região amplamente coplanar, designada como plano invariável. A inclinação da órbita da Terra em relação a este plano é de aproximadamente 1,58°.
A Terra, como componente integral do Sistema Solar, reside na galáxia Via Láctea, orbitando a aproximadamente 28.000 anos-luz do centro galáctico. Sua posição é de aproximadamente 20 anos-luz acima do plano galáctico, especificamente dentro do Braço de Órion.
Inclinação axial da Terra e sua influência nas estações
A inclinação axial da Terra mede aproximadamente 23,439281°, com o seu eixo de rotação, por definição, consistentemente orientado para os Pólos Celestes em relação ao plano da sua órbita. Esta inclinação axial resulta numa distribuição variável da insolação solar em toda a superfície da Terra ao longo do ciclo anual. Consequentemente, este fenómeno impulsiona mudanças climáticas sazonais; o verão no Hemisfério Norte coincide com a exposição direta do Trópico de Câncer ao Sol, enquanto o verão no Hemisfério Sul ocorre quando o Trópico de Capricórnio está orientado de forma semelhante. Por outro lado, o inverno prevalece simultaneamente no hemisfério oposto durante esses períodos.
Durante os meses de verão, as horas do dia são prolongadas e o Sol atinge uma altitude aparente mais elevada no céu. Por outro lado, o inverno é caracterizado por temperaturas mais amenas e duração reduzida da luz do dia. As regiões situadas além dos Círculos Ártico e Antártico passam por períodos de completa ausência de luz diurna, conhecidos como noite polar, que podem persistir por vários meses nos pólos geográficos. Por outro lado, essas latitudes idênticas também exibem o fenômeno do sol da meia-noite, durante o qual o Sol permanece continuamente visível durante todo o período de 24 horas.
A convenção astronômica define as quatro estações com base nos solstícios - pontos orbitais que representam a inclinação axial máxima em direção ou longe do Sol - e nos equinócios, quando o eixo de rotação da Terra se alinha perpendicularmente com seu eixo orbital. No Hemisfério Norte, o solstício de inverno normalmente ocorre por volta de 21 de dezembro, o solstício de verão próximo a 21 de junho, o equinócio vernal por volta de 20 de março e o equinócio de outono aproximadamente 22 ou 23 de setembro. Por outro lado, no Hemisfério Sul, este calendário sazonal é invertido, com os solstícios de verão e inverno, e os equinócios vernal e outonal, ocorrendo em datas recíprocas.
Embora geralmente estável ao longo de escalas de tempo geológicas estendidas, o ângulo de inclinação axial da Terra apresenta pequenas flutuações. Especificamente, sua inclinação axial sofre nutação, caracterizada como uma oscilação sutil e irregular com período primário de 18,6 anos. Além disso, a orientação do eixo de rotação da Terra, distinta do seu ângulo, sofre um movimento de precessão, completando um ciclo completo aproximadamente a cada 25.800 anos; esta precessão explica a disparidade entre um ano sideral e um ano tropical. Esses movimentos acima mencionados são induzidos principalmente pelas forças gravitacionais diferenciais exercidas pelo Sol e pela Lua sobre o bojo equatorial da Terra. Além disso, os pólos geográficos apresentam uma migração de vários metros através da superfície da Terra. Este movimento polar compreende múltiplos componentes cíclicos, designados coletivamente como movimento quase periódico. Além de um componente anual, esse movimento inclui um ciclo distinto de 14 meses conhecido como oscilação de Chandler. A velocidade de rotação da Terra também flutua, um fenômeno denominado variação da duração do dia.
O caminho orbital da Terra não é perfeitamente circular, mas sim ligeiramente elíptico, com o ponto mais próximo do Sol denominado periélio. Atualmente, a Terra atinge o periélio aproximadamente em 3 de janeiro e o afélio, seu ponto mais distante, por volta de 4 de julho. Estas datas específicas estão sujeitas a variações temporais, influenciadas pela precessão orbital e outras modificações orbitais, que aderem a padrões cíclicos previsíveis referidos como ciclos de Milankovitch. A flutuação anual na distância Terra-Sol resulta em um aumento aproximado de 6,8% na insolação solar recebida pela Terra no periélio em comparação com o afélio. Coincidindo com a maior aproximação da Terra ao Sol, a inclinação axial do Hemisfério Sul em direção ao Sol faz com que ele receba anualmente um pouco mais de energia solar do que o Hemisfério Norte. No entanto, este efeito específico é consideravelmente menos impactante do que a variação global de energia atribuível à inclinação axial, com a maior parte da energia excedente no Hemisfério Sul sendo assimilada pela sua maior cobertura oceânica.
Domínio gravitacional da Terra e sua influência
O Campo Gravitacional Terrestre
A força gravitacional da Terra se manifesta como a aceleração transmitida aos objetos, resultante da distribuição interna da massa do planeta. Na superfície da Terra, a aceleração gravitacional aproximada é de 9,8 m/s2 (32 pés/s2). Variações na topografia, composição geológica e estruturas tectônicas subterrâneas induzem disparidades regionais localizadas e extensas dentro do campo gravitacional da Terra, que são chamadas de anomalias gravitacionais. A esfera Hill da Terra, também reconhecida como sua esfera de influência gravitacional, estende-se por um raio aproximado de 1,5 milhão de km (930.000 milhas). Este limite delineia o alcance máximo dentro do qual a atração gravitacional da Terra predomina sobre a do Sol mais distante e de outros corpos planetários. Conseqüentemente, os objetos devem manter órbitas dentro deste raio; caso contrário, correm o risco de serem desalojados pelas perturbações gravitacionais do Sol.
Satélite Natural da Terra: A Lua
A Lua é classificada como um satélite natural terrestre, comparativamente grande, semelhante a um planeta, possuindo um diâmetro de aproximadamente um quarto do diâmetro da Terra. Ela detém a distinção de ser a maior lua do Sistema Solar em proporção ao tamanho do seu planeta hospedeiro, embora Caronte exiba um tamanho relativo maior ao do planeta anão Plutão. Seguindo o exemplo da Terra, os satélites naturais que orbitam outros planetas também são comumente designados como “luas”. A Lua e a Terra giram em torno de um baricentro compartilhado durante um período sideral de 27,32 dias, medido em relação às estrelas de fundo. Considerando a órbita coletiva do sistema Terra-Lua em torno do Sol, a duração de um mês sinódico, abrangendo de uma lua nova até a próxima, é de 29,53 dias.
Da perspectiva do pólo norte celeste, o movimento orbital da Terra e da Lua, juntamente com suas respectivas rotações axiais, são observados uniformemente no sentido anti-horário. Conforme observado da Terra, a distância da Lua é precisamente tal que o tamanho aparente do seu disco se aproxima muito do do Sol. Esta congruência no tamanho angular (ou ângulo sólido) entre os dois corpos celestes decorre do diâmetro do Sol ser aproximadamente 400 vezes maior que o da Lua, ao mesmo tempo que é 400 vezes mais remoto. Este alinhamento único facilita a ocorrência de eclipses solares totais e anulares na Terra. Os planos orbitais não são perfeitamente coplanares; especificamente, o plano orbital Terra-Lua é inclinado em até ±5,1 graus em relação ao plano Terra-Sol, conhecido como eclíptica. Na ausência desta inclinação, os eclipses ocorreriam quinzenalmente, alternando entre eventos lunares e solares.
A interação gravitacional entre a Terra e a Lua é responsável pela geração das marés lunares na Terra. Esta influência gravitacional idêntica na Lua resultou no seu bloqueio de maré, o que significa que o seu período de rotação corresponde precisamente ao seu período orbital em torno da Terra. Consequentemente, a Lua apresenta consistentemente um hemisfério idêntico em relação à Terra. Durante sua órbita ao redor da Terra, diversas porções da superfície da Lua são iluminadas pelo Sol, dando origem às fases lunares observáveis. Devido à contínua interação das marés, a Lua está gradualmente se afastando da Terra a uma taxa aproximada de 38 mm/a (1+§34§⁄§56§ pol/ano). Ao longo de escalas de tempo geológicas que abrangem milhões de anos, estas alterações minúsculas, juntamente com o prolongamento do dia da Terra em aproximadamente 23 μs/ano, acumulam-se em mudanças evolutivas substanciais. Por exemplo, durante o período Ediacarano (aproximadamente 620 Ma), um ano compreendia 400±7 dias, com cada dia se estendendo por 21,9±0,4 horas.
Supõe-se que a Lua tenha influenciado significativamente a evolução da vida na Terra através de seu papel na moderação do clima do planeta. Tanto as evidências paleontológicas quanto as simulações computacionais indicam que a inclinação axial da Terra é mantida em uma configuração estável pelas interações das marés com a Lua. Certas perspectivas teóricas propõem que, na ausência deste efeito estabilizador contra os torques exercidos pelo Sol e outros planetas no bojo equatorial da Terra, o eixo de rotação do planeta poderia apresentar instabilidade caótica, sofrendo mudanças substanciais ao longo de milhões de anos, fenômeno observado em Marte; no entanto, esta hipótese permanece um assunto de debate.
A hipótese predominante sobre a gênese da Lua, a teoria do impacto gigante, postula sua formação através de uma colisão entre um protoplaneta do tamanho de Marte chamado Theia e a Terra primitiva. Esta teoria explica a relativa escassez de ferro e constituintes voláteis da Lua, juntamente com a sua semelhança composicional com a crosta terrestre. Modelos computacionais indicam a presença potencial de dois remanescentes substanciais deste protoplaneta no interior da Terra.
Asteroides e satélites artificiais
A população de asteróides co-orbitais da Terra compreende quase-satélites, orbitadores em ferradura e asteróides troianos. Pelo menos sete quase-satélites foram identificados, incluindo 469219 Kamoʻoalewa, com diâmetros variando de 10 metros a 5.000 metros. Um asteróide troiano, especificamente 2010 TK7, exibe libração em torno do ponto principal de Lagrange (L4) dentro da órbita solar da Terra. O diminuto asteróide próximo à Terra 2006 RH120 executa encontros próximos com o sistema Terra-Lua aproximadamente a cada duas décadas. Durante essas proximidades, é capaz de entrar temporariamente na órbita da Terra.
Em setembro de 2021, 4.550 satélites antropogênicos operacionais orbitavam a Terra. Além disso, existem numerosos satélites inoperantes, nomeadamente o Vanguard 1, que continua a ser o satélite mais antigo em órbita, juntamente com mais de 16.000 fragmentos de detritos espaciais rastreados. A Estação Espacial Internacional (ISS) constitui o satélite artificial mais substancial da Terra.
Vida na Terra
A Terra representa o único corpo celeste atualmente reconhecido como tendo vida sustentada. A vida terrestre originou-se em ambientes aquáticos primordiais aproximadamente 100 milhões de anos após a formação da Terra, cerca de 4 bilhões de anos atrás. O planeta oferece água líquida, meio essencial para a montagem e interação de moléculas orgânicas complexas, aliada a energia adequada para sustentar processos metabólicos. A flora e outros organismos assimilam nutrientes dos reservatórios hídricos, edáficos e atmosféricos. Esses nutrientes vitais passam por reciclagem contínua entre diversas espécies.
A vida terrestre moldou e povoou ativamente numerosos ecossistemas distintos, expandindo-se globalmente para constituir uma biosfera abrangente. Ao longo de escalas de tempo geológicas, a vida na Terra passou por uma extensa diversificação, resultando na formação de vários biomas caracterizados por flora e fauna relativamente análogas. Esses diversos biomas surgiram em elevações distintas, profundidades aquáticas, zonas de temperatura planetária e gradientes de umidade terrestre. O apogeu da diversidade de espécies e biomassa da Terra é observado em ambientes aquáticos rasos e regiões florestais, especialmente sob condições climáticas equatoriais, quentes e úmidas. Por outro lado, zonas polares frias, altitudes elevadas e territórios hiperáridos exibem uma escassez comparativa de vida vegetal e animal.
Consequentemente, os processos biológicos influenciaram profundamente a Terra, modificando substancialmente a sua atmosfera e superfície ao longo de épocas geológicas prolongadas, precipitando eventos como o Grande Evento de Oxidação. Além disso, as atividades antrópicas exerceram impactos significativos na Terra, na sua biota e na sua trajetória evolutiva.
Origem da Vida e Evolução
Há aproximadamente quatro mil milhões de anos, as reações químicas culminaram no surgimento das primeiras moléculas auto-replicantes. Posteriormente, cerca de 500 milhões de anos depois, surgiu o último ancestral comum universal (LUCA) de todas as formas de vida existentes. O desenvolvimento da fotossíntese permitiu que os organismos vivos aproveitassem diretamente a energia solar. O consequente acúmulo de oxigênio molecular (O2) na atmosfera, através da interação com a radiação solar ultravioleta, facilitou a formação de uma camada protetora de ozônio (O§56§) nos estratos atmosféricos superiores. A incorporação endossimbiótica de células menores em células maiores levou à evolução de células eucarióticas complexas. Organismos multicelulares genuínos surgiram à medida que as células dentro das estruturas coloniais passaram por uma especialização progressiva. Com a atenuação da prejudicial radiação ultravioleta pela camada de ozônio, a vida posteriormente colonizou a superfície terrestre da Terra. As primeiras evidências paleontológicas de vida incluem fósseis microbianos descobertos em arenito de 3,48 bilhões de anos na Austrália Ocidental, grafite biogênica identificada em rochas metassedimentares de 3,7 bilhões de anos na Groenlândia Ocidental e vestígios de material biótico desenterrados de rochas de 4,1 bilhões de anos, também na Austrália Ocidental. A evidência direta mais antiga de vida terrestre está preservada em formações geológicas australianas de 3,45 bilhões de anos, manifestando-se como microrganismos fossilizados.
Durante a era Neoproterozóica, que vai de 1000 a 539 Ma, uma porção substancial da superfície da Terra pode ter sido envolta em gelo. Esta hipótese geológica, conhecida como "Terra Bola de Neve", tem um interesse científico significativo devido à sua proximidade temporal com a explosão cambriana, uma época caracterizada por um aumento dramático na complexidade das formas de vida multicelulares. Após a explosão cambriana, há aproximadamente 535 Ma, a Terra sofreu um mínimo de cinco grandes eventos de extinção em massa, juntamente com numerosos outros menores. Excluindo a hipótese de um evento de extinção em curso no Holoceno, a grande extinção mais recente ocorreu há 66 Ma, precipitada pelo impacto de um asteróide que erradicou dinossauros não-aviários e outras grandes espécies de répteis, preservando em grande parte a fauna mais pequena, incluindo insectos, mamíferos, lagartos e espécies de aves. Nos últimos 66 milhões de anos, a vida dos mamíferos sofreu uma extensa diversificação e, vários milhões de anos antes, uma espécie de macaco africano desenvolveu a locomoção bípede. Esta adaptação evolutiva facilitou o desenvolvimento do uso de ferramentas e promoveu a comunicação, que por sua vez proporcionou a estimulação nutricional e cognitiva necessária para a encefalização, levando em última análise à evolução do Homo sapiens. O subsequente surgimento da agricultura e a ascensão da civilização conferiram à humanidade uma influência profunda e duradoura nos ecossistemas da Terra e na biodiversidade das suas formas de vida.
Desafios ambientais que afetam a vida terrestre
Fenômenos meteorológicos extremos, incluindo ciclones tropicais, manifestam-se na maior parte da superfície da Terra, exercendo impactos significativos na biota das regiões afetadas. Entre 1980 e 2000, estes eventos foram responsáveis por uma média de 11.800 mortes humanas anualmente. Numerosas áreas geográficas são suscetíveis a riscos geológicos e meteorológicos, como terremotos, deslizamentos de terra, tsunamis, erupções vulcânicas, tornados, nevascas, inundações, secas e incêndios florestais. Os impactos antropogénicos são evidentes em vários domínios, decorrentes da poluição atmosférica e aquática, precipitação ácida, perda de vegetação (atribuível ao sobrepastoreio, desflorestação e desertificação), esgotamento da vida selvagem, extinção de espécies e processos de degradação, esgotamento e erosão do solo. Além disso, as atividades humanas contribuem para o aquecimento global através da emissão de gases com efeito de estufa para a atmosfera. Este fenómeno está a precipitar mudanças consequentes, incluindo o derretimento glacial e das camadas de gelo, uma elevação global dos níveis médios do mar, um risco ampliado de secas e incêndios florestais, e a migração de espécies em direcção aos pólos.
Interação da Humanidade com a Terra
Geografia Humana
Originárias de primatas ancestrais na África Oriental há aproximadamente 300.000 anos, as populações humanas dispersaram-se posteriormente por todo o mundo, estabelecendo-se progressivamente em ambientes terrestres após o advento da agricultura no 10º milénio a.C.. Durante o século 20, a Antártica representou o último continente a ser submetido à exploração humana e à colonização limitada. A partir do século XIX, a população humana mundial registou um crescimento exponencial, atingindo oito mil milhões na década de 2020, com projecções indicando um pico de aproximadamente dez mil milhões durante a segunda metade do século XXI. Prevê-se que uma proporção significativa desta expansão demográfica ocorra na África Subsaariana.
A distribuição global e a densidade da população humana apresentam variações consideráveis, com a maioria residindo no Sul e Leste da Ásia, e aproximadamente 90% habitando o Hemisfério Norte da Terra. Esta concentração hemisférica é parcialmente atribuível à maior proporção de massa terrestre localizada no Hemisfério Norte, que representa 68% do total de terras do mundo. Além disso, desde o século XIX, tem havido uma tendência acelerada de migração humana para os centros urbanos, resultando na maioria da população global a residir em áreas urbanas no século XXI.
Além da superfície terrestre, a habitação humana tem sido restrita a um número limitado de instalações subterrâneas e subaquáticas profundas especializadas, bem como a várias estações espaciais orbitais. A grande maioria da população humana permanece exclusivamente na superfície da Terra, inteiramente dependente do planeta e das condições ambientais que este proporciona. Desde a segunda metade do século XX, várias centenas de indivíduos permaneceram temporariamente fora da Terra, sendo que uma pequena proporção deles alcançou outro corpo celeste, especificamente a Lua.
A Terra passou por uma extensa colonização humana, levando ao desenvolvimento de diversas sociedades e culturas. Desde o século XIX, a maior parte da massa terrestre da Terra tem sido reivindicada territorialmente por estados soberanos, demarcados por fronteiras políticas. Atualmente, existem 205 desses estados, restando apenas partes da Antártica e algumas regiões menores não reivindicadas. Coletivamente, a maioria desses estados constituem as Nações Unidas, a principal organização intergovernamental global, que exerce a governança humana sobre os territórios oceânicos e a Antártica, abrangendo assim toda a Terra.
Recursos naturais e uso da terra
A Terra possui recursos que foram explorados pelas populações humanas. Os recursos não renováveis, incluindo os combustíveis fósseis, regeneram-se exclusivamente ao longo de escalas de tempo geológicas. Reservas significativas de combustíveis fósseis, incluindo carvão, petróleo e gás natural, são extraídas da crosta terrestre. Estas reservas servem como fontes primárias tanto para a geração de energia como para a matéria-prima química nas indústrias humanas. Além disso, os corpos de minério mineral se desenvolveram dentro da crosta através da gênese do minério, um processo impulsionado pelo magmatismo, erosão e placas tectônicas. A extracção destes metais e outros elementos através da mineração resulta frequentemente em consequências ambientais e de saúde adversas.
A biosfera da Terra produz numerosos produtos biológicos valiosos para uso humano, tais como alimentos, madeira, produtos farmacêuticos, oxigénio e a decomposição de resíduos orgânicos. Os ecossistemas terrestres dependem da camada superficial do solo e da água doce, enquanto os ecossistemas marinhos são sustentados por nutrientes dissolvidos transportados da terra. Em 2019, florestas e bosques constituíam 39 milhões de km2 (15 milhões de milhas quadradas) da superfície terrestre da Terra, com arbustos e pastagens cobrindo 12 milhões de km2 (4,6 milhões de milhas quadradas). Outros 40 milhões de km§45§ (15 milhões de milhas quadradas) foram alocados para produção de ração animal e pastagem, e 11 milhões de km§67§ (4,2 milhões de milhas quadradas) foram cultivados como terras agrícolas. Em 2015, a irrigação foi aplicada a dois pontos percentuais dos 12-14% de terras livres de gelo designadas para terras agrícolas. As sociedades humanas utilizam materiais de construção naturais e artificiais para a construção de habitações e infraestruturas.
Impacto Ambiental
As atividades antropogênicas influenciaram significativamente os ambientes da Terra. A combustão de combustíveis fósseis, entre outras atividades, levou a uma escalada nas concentrações atmosféricas de gases com efeito de estufa, modificando assim o equilíbrio energético e o clima da Terra. As estimativas indicam que as temperaturas globais em 2020 ultrapassaram a linha de base pré-industrial em 1,2 °C (2,2 °F). Esta elevação da temperatura, comumente referida como aquecimento global, tem sido implicada no recuo glacial, no aumento do nível do mar, no risco ampliado de secas e incêndios florestais e na migração de espécies em direção aos pólos.
A estrutura dos limites planetários foi estabelecida para avaliar quantitativamente a extensão da influência humana na Terra. Entre os nove limites delineados, cinco são considerados ultrapassados: acredita-se que a integridade da biosfera, as alterações climáticas, a poluição química, a degradação dos habitats selvagens e o ciclo do azoto tenham ultrapassado os seus limites operacionais seguros. Em 2018, não se observou que nenhuma nação satisfizesse os requisitos fundamentais da sua população sem ultrapassar os limites planetários. No entanto, levanta-se a hipótese de que todas as necessidades físicas essenciais poderiam ser satisfeitas globalmente dentro de parâmetros de consumo sustentável de recursos.
Perspectivas culturais e históricas
Em todas as culturas humanas, surgiram diversas conceituações do planeta. Os símbolos astronômicos convencionais para a Terra incluem um círculo esquartejado, simbolizando as quatro direções cardeais do mundo, e um globus cruciger,. A Terra é ocasionalmente antropomorfizada como uma entidade divina. Em inúmeras culturas, é reverenciada como uma deusa mãe, muitas vezes servindo como a principal divindade da fertilidade. As narrativas da criação em muitas tradições religiosas descrevem a formação da Terra por uma divindade ou panteão sobrenatural. A hipótese de Gaia, formulada em meados do século XX, postulava que os ambientes da Terra e a sua biota funcionam como um organismo singular e autorregulado, promovendo assim a ampla estabilização de condições conducentes à habitabilidade.
As imagens orbitais da Terra, especialmente as adquiridas durante o programa Apollo, são reconhecidas por transformar profundamente as percepções humanas do seu planeta natal, um fenómeno denominado "efeito de visão geral", que sublinhou o seu apelo estético, distinção e vulnerabilidade percebida. Especificamente, esta perspectiva promoveu uma consciência das extensas ramificações dos esforços humanos nos ecossistemas da Terra. Facilitada pelos avanços científicos, nomeadamente pelas tecnologias de observação da Terra, a humanidade começou a enfrentar os desafios ambientais globais, reconhecendo tanto os impactos antropogénicos como a interligação intrínseca dos diversos ambientes da Terra.
A investigação científica precipitou múltiplas mudanças de paradigma culturalmente significativas na compreensão humana do planeta. A convicção inicial de uma Terra plana cedeu progressivamente ao conceito de uma Terra esférica na Grécia Antiga, noção atribuída a filósofos como Pitágoras e Parmênides. Durante séculos, a Terra foi amplamente considerada o centro geocêntrico do universo até o século XVI, quando o consenso científico estabeleceu pela primeira vez o seu status como um corpo celeste em movimento, especificamente um dos planetas do Sistema Solar.
A compreensão da antiguidade da Terra evoluiu significativamente no século XIX, quando os geólogos reconheceram pela primeira vez que a sua idade estava na faixa de muitos milhões de anos. Lord Kelvin, em 1864, aplicou princípios termodinâmicos para estimar a idade da Terra entre 20 milhões e 400 milhões de anos, iniciando um considerável discurso científico. No entanto, um método definitivo para determinar a idade da Terra surgiu com a descoberta da radioatividade e da datação radioativa no final do século XIX e início do século XX, estabelecendo em última análise a idade do planeta em milhares de milhões de anos.
Notas
- Perfil da Terra obtido pela Exploração do Sistema Solar da NASA
- Observatório da Terra da NASA
- Vídeos da Terra a partir da Estação Espacial Internacional:
- Vídeo (01:02) – Terra (lapso de tempo)
- Vídeo (00:27) – Terra e auroras (lapso de tempo)
- Google Earth: um mapa 3D interativo
- Visualização 3D interativa do sistema Sol, Terra e Lua
- Portal GPlates, Universidade de Sydney