Inicio Astronomía Respuestas (LXIV): ¿La Tierra gana o pierde masa con el tiempo? ¿Cuánto ha cambiado su masa desde que se formó?

Respuestas (LXIV): ¿La Tierra gana o pierde masa con el tiempo? ¿Cuánto ha cambiado su masa desde que se formó?

by Jordi Pereyra

Nuria Lozano me envió la siguiente pregunta a jordipereyra@cienciadesofa.com: ¿está la Tierra entradita en carnes o más bien flaqui?

Ese era el «asunto» del e-mail, claro. En correo en sí, Nuria especificaba que lo que le gustaría saber es si la masa de nuestro planeta ha ido aumentando o disminuyendo desde que se formó. Es un tema interesante, pero antes de empezar tenemos que grabarnos a fuego una cifra en la cabeza: la Tierra tiene una masa de 6 cuatrillones de kilos… O, dicho de otra manera, 6.000.000.000.000.000.000.000.000 kg.

Teniendo esto presente, ya podemos empezar.

En primer lugar, dejemos claro lo obvio: aunque los seres humanos construimos edificios, la población aumenta, las rocas se erosionan y los ríos sueltan material al mar constantemente, ninguno de estos procesos hace que la masa de nuestro planeta cambie, porque simplemente mueven de un lado a otro la materia que ya contiene la Tierra.

¿De verdad tenías que aclarar eso?

Bueno, voz cursiva, a todos se nos va la pinza de vez en cuando y siempre aparece algún despistado en la sección de comentarios. O sea, que la masa de nuestro planeta sólo puede cambiar con el tiempo si de alguna manera intercambia material con el espacio que lo rodea…  Y, como bien dice Nuria en su e-mail, los meteoritos que caen a la Tierra cada día añaden masa a nuestro planeta.

Los meteoritos no son sólo los pedruscos espaciales inmensos de películas como Armaggedon. De hecho, una gran cantidad de meteoritos mucho más pequeños entran constantemente en la atmósfera terrestre. En algunos casos, como el meteorito de Chelyabinsk, el trozo de roca tiene el tamaño suficiente como para explotar en el aire y reventar los cristales de los edificios en un radio de varias decenas de kilómetros con su onda expansiva (todo este desaguisado lo provocó una roca que «sólo» medía unos 20 metros de diámetro que pesaba 10.000 toneladas y viajaba a unos 19 kilómetros por segundo).


Por suerte la inmensa mayoría de meteoritos que caen a la Tierra tienen una masa de unos pocos gramos. De hecho, se estima que cada año caen entre 36 y 166 meteoritos con una masa superior a 10 gramos por cada millón de kilómetros cuadrados de superficie, lo que se traduce en entre 18.000 y 84.000 meteoritos anuales caídos por todo el planeta.
De todos modos, la mayor cantidad de material que cae sobre nuestro planeta cada año no viene de estos meteoritos, sino del polvo espacial, partículas con un tamaño inferior a 0,1 micrómetros que sobró durante la formación del sistema solar y no que dejan de caer a la Tierra mientras damos vueltas alrededor del sol.

(Fuente)

En cualquier caso, se estima que, entre los meteoritos y el polvo espacial, cada año caen a la superficie de la Tierra entre 37 y 78 millones de kilos de materia nueva. Parece una barbaridad, pero eso no es nada: a este ritmo, para aumentar la masa de nuestro planeta en un 1% se necesitarían 1.620 billones de años… O, lo que es lo mismo, 120 veces el tiempo que el universo lleva existiendo.

O sea, que la Tierra lleva miles de millones de años engordando muy lentamente.

Pues tal vez no, voz cursiva, porque resulta que la Tierra también pierde masa constantemente.

¿Pero qué dices, hombre? ¿Has visto alguna vez piedras levantándose hacia el cielo y escapando al espacio? ¿Me vas a decir que existen los meteoritos inversos?

No, no. De hecho, estoy muy en contra de la expresión «ascenso meteórico«. Meteóricamente hablando, sólo es posible descender.

Pero, bueno, reflexiones forzadas a parte, la cuestión es que a veces se nos olvida que el aire tiene masa. Descoloca un poco recordarlo porque no lo notamos, pero la densidad del aire que nos rodea es de unos 1,24 gramos por litro, así que la masa total de la atmósfera terrestre ronda los 5 millones de billones de kilos (lo que representa una millonésima parte de la masa total del planeta).

Como había comentado en esta otra entrada, la temperatura es el resultado del movimiento de las moléculas. En el caso de un gas, las moléculas tienen vía libre para moverse de un lado a otro y, por tanto, terminan colisionando entre sí. En las capas altas de la atmósfera, si una molécula acelera lo suficiente a base de recibir colisiones de sus vecinas, puede moverse lo bastante rápido como para escapar del dominio gravitatorio del planeta y salir al espacio. Los átomos más ligeros son los que más probabilidades tienen de ser impulsados con la fuerza suficiente como para abandonar el planeta, así que no es de extrañar que el hidrógeno y el helio sean las principales fuentes de pérdida de masa atmosférica del planeta.

En total, la atmósfera terrestre pierde unos 3 kilogramos de hidrógeno y 50 gramos de helio cada segundo, lo que equivale a una pérdida de unos 96 millones de kilos de gas cada año. Por tanto, la Tierra se vuelve menos masiva cada año porque la masa que pierde nuestro planeta a través de la atmósfera es mayor a la que captura gracias a los meteoritos y el polvo espacial.

Ya, bueno, pero perder gas no vale, Ciencia de Sofá. No hagas trampas.

¿Cómo que no? La Tierra es un conjunto de materia que se mantiene en el mismo sitio gracias a la fuerza gravitatoria. La materia se puede encontrar en estado sólido, líquido o gaseoso, pero la forma en la que se encuentre es irrelevante: sigue siendo materia.

Hmmm… Bueno, vale…

En cualquier caso, podríamos dejarlo ahí y ya estaríamos todos contentos: actualmente, la Tierra pierde más masa a un ritmo mayor del que la gana. Pero, ¿qué ha pasado desde el momento en el que la Tierra se formó? ¿Su masa ha cambiado durante estos 4.600 millones de años?

Aquí viene la parte de la entrada que potencialmente puede dejaros con el culo torcido.

Los análisis de las rocas que trajeron de vuelta los astronautas de las seis misiones que llegaron a la Luna mostraron algo sorprendente: las rocas lunares no sólo tienen una composición similar a las de la Tierra sino que, además, los distintos isótopos de oxígeno que contienen se encuentran en la misma proporción que en las rocas terrestres (para entender esto os irá bien leer esta otra entrada sobre cómo datamos las cosas). Esto representaba un gran paso para solucionar el misterio del origen de la Luna, ya que los objetos que se formaron en lugares distintos del sistema solar tienen composiciones muy diferentes, así que esta similitud tan sólo puede explicarse si la Luna y la Tierra se formaron a partir de la misma nube de polvo y roca… O si la Luna se formó a partir del material de la Tierra, una vez ésta se había formado ya.

¿Pero cómo va a haberse formado la Luna a partir de la Tierra? ¿Un trozo de nuestro planeta se desprendió mágicamente y quedó flotando a nuestro alrededor? Nótese la ironía, por favor.

Pues esto que sugieres ya lo postuló alguien antes que tú, voz cursiva: en 1898 George Darwin imaginó que, cuando la Tierra aún era una gigantesca bola de roca fundida, rotaba tan rápido que la fuerza centrífuga expulsó hacia el espacio una gran cantidad de material líquido que se enfriaría para formar la Luna.

(Fuente)

Pero este escenario, aunque teóricamente posible, es muy improbable. En lo que respecta la entrada de hoy, si esta explicación fuera correcta (que no lo es), entonces la Tierra habría perdido alrededor del 1% de su masa al desprenderse de la Luna y, en este escenario, la Tierra habría «adelgazado» porque hoy en día sería  alrededor un 1% más ligera que en el momento de su formación.

La teoría más aceptada en la actualidad es que la Luna se formó a partir de los escombros espaciales dejados por el impacto de un cuerpo (al que se le suele llamar Theia) con la Tierra, entre 20 y 100 millones de años después de que ésta terminara de formarse. Esta colisión mandaría una cantidad tremenda de material al espacio que habría quedado dando vueltas alrededor de la Tierra y, con el tiempo, se habría unido para dar forma nuestro estimado satélite.

(Fuente)

Teniendo esto en cuenta, para responder a la pregunta de Nuria necesitaremos dos datos: la masa de la Tierra antes de que Theia impactara contra ella y qué cantidad de Theia quedó incrustada en nuestro planeta.

Aunque no hay cifras exactas, se estima que la masa de Theia era de alrededor de un 10% de la que tiene actualmente la Tierra por lo que, como aproximación, podemos concluir que nuestro planeta tenía alrededor de un 90% de la masa que tiene ahora justo antes de que Theia impactara contra ella. Por tanto, parece que la Tierra habría engordado desde el momento de su creación.

Pero qué cutre eres, Ciencia de Sofá. Esta aproximación NO VALE NADA. 

Puedo intentar afinar un poco más, pero repito que es difícil porque no he encontrado datos muy concretos, voz cursiva.

Al parecer, tras la colisión con nuestro planeta, el 20% de la masa de Theia quedó en órbita alrededor de la Tierra y la mitad de esa masa se unió para formar la Luna… Que, recordemos, tiene una masa equivalente al 1% de la de nuestro planeta. El resto, sin la velocidad necesaria para escapar hacia el espacio, volvería a caer otra vez sobre la Tierra.

¿Pero, qué ocurrió con el 80% de la masa restante de Theia? Parte de ella alcanzó la velocidad suficiente durante el impacto como para perderse en el espacio y toda la que no recibió un empujón lo bastante fuerte quedó incrustada en la Tierra. Por supuesto, parte de la masa de la Tierra también saldría volando al espacio… Pero, para responder mejor a esta pregunta, necesitamos cifras más exactas.

Las últimas estimaciones sugieren que la Luna estaría compuesta por entre un 20% y un 40% de «Tierra» y entre un 80% y 60% de «Theia», lo que indicaría que la mayoría del material que salió volando al espacio tras la colisión pertenecía a Theia. Esta cifra nos es útil, porque sugiere que una mayor cantidad de masa de Theia quedó incrustada en la Tierra de la que nuestro planeta perdió durante el impacto.

Y con este dato, voz cursiva, aunque no pueda darte una cifra, sí que se puede afirmar con cierto grado de seguridad que la Tierra tenía una masa ligeramente menor en los momentos previos al impacto y que su masa aumentó tras él. Y parte de esa masa está dando vueltas hoy en día a nuestro alrededor, creando las mareas sin las que, como explicaba en esta otra entrada, tal vez ni siquiera podría haber llegado a aparecer la vida en la Tierra.

Conclusión: la Tierra engordó mucho de golpe entre 20 y 100 millones de años después de su formación y desde entonces ha ido perdiendo masa a través de la atmósfera (hay que tener en cuenta que el ritmo de pérdida atmosférica pudo haber sido mucho más alto en el pasado).

Hablando de masa, voz cursiva, tengo un tipo de materia que te podría interesar.

No, por favor, cada vez sacas peor la publicidad…

 

42 comentarios

42 comentarios

Miguelete septiembre 30, 2015 - 7:16 pm

Cómo afectará esa pérdida de masa atmosférica a los seres vivos en un futuro?

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Gus septiembre 30, 2015 - 9:35 pm

Ya no habrá airecito y ya no leerás shensha de shofa

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Cawallero analfabeto octubre 1, 2015 - 4:17 pm

La tierra tendrá una atmósfera más tenue, y por lo tanto, la radiación solar bañará la superficie. Como ocurrió ya en Marte.
Los seres vivos tendrán que evolucionar para vivir decenas de metros bajo tierra o en el fondo del mar.
O bien, la atmósfera podría reemplazarse artificialmente con gases más densos…

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¿La Tierra gana o pierde masa con el tiempo? ¿Cuánto ha cambiado su masa desde que se formó? septiembre 30, 2015 - 8:39 pm

[…] ¿La Tierra gana o pierde masa con el tiempo? ¿Cuánto ha cambiado su masa desde que se formó? […]

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joelzm septiembre 30, 2015 - 8:51 pm

Dijiste 6 mil trillones pero escribiste 6 cuatrillones (24 ceros).

Por otro lado… muy buen artículo!

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Jordi Pereyra septiembre 30, 2015 - 9:18 pm

Sí, la buena es 6 cuatrillones, me había equivocado escribiéndolo. A veces me hago un lío con el sistema americano y me quedo atontado. ¡Muchas gracias!

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joelzm septiembre 30, 2015 - 9:34 pm

Los norteamericanos y sus sistemas de medición tan raros.

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Blad septiembre 30, 2015 - 8:56 pm

«Por tanto, la Tierra se vuelve menos masiva cada año porque la masa que pierde nuestro planeta a través de la atmósfera es menor a la que captura gracias a los meteoritos y el polvo espacial.»

Diría que querías poner «mayor».

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Jordi Pereyra septiembre 30, 2015 - 9:16 pm

Exacto, muchas gracias!

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JDD septiembre 30, 2015 - 10:55 pm

Que mania con contar cantidades enormes en kg o litros para hacer que parezcan mas impresionantes cuando lo unico que se consigue es dificultar el hacerse una idea de lo que representan y con lo facil que es teniendo a mano los m3 o las toneladas, e incluso los campos de futbol para medir grandes superficies… Bueno, esto ultimo tampoco, no nos pasemos.

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Kiwi octubre 3, 2015 - 12:52 am

Y yo que pensaba que ibas a proponerle poner un 6×10²⁴ y lo que propones son toneladas en vez de kg XD. Ni que hubiera mucha diferencia de claridad entre 24 ceros y 21 ceros.

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Alberto septiembre 30, 2015 - 11:42 pm

En primer lugar, te felicito por el blog. Leo casi todas las entradas.
En segundo lugar te quería preguntar si tienes métodos especiales para buscar la información.

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Leonardoestepa octubre 1, 2015 - 12:59 am

Mmh y que pasa con los humanos 7mil millones de personas y sumando eso no agrega nueva masa?? Excelentes tus artículos,

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leonardo octubre 1, 2015 - 4:27 pm

me refiero que la gente nace muere y se convierte en polvo que luego vuelve a la tierra, digo esa es nueva masa o no?

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martapatata octubre 8, 2015 - 10:51 am

Estaba pensando lo mismo, cuando una mujer se queda embarazada, lo hace de un óvulo y un espermatozoide, cuya masa, comparada con la de la tierra es nula, pero, de ahí se crea nueva masa, y no hablemos si el humano acaba siendo falete… ese cuenta por 3 o 4…. al fin y al cabo esa masa, no sale de algo, sale de la nada, y cuando una persona muere, se convierte en polvo (enterrada o incinerada) vale que no será mucho, pero creo que esa masa de toda la humanidad (y animales y vegetales) es también para tenerlo en cuenta, no? No se……..

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Emi García Amigo octubre 13, 2015 - 4:43 pm

No sale de la nada, sale de la comida y bebida que ingieres a lo largo de tu vida. Esta a su vez viene de distintos animalillos, plantas y agua que hay por el planeta mayormente.

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Mia junio 1, 2016 - 6:54 am

Exacto! Todo lo que está sobre la tierra proviene de ella. Incluso nosotros, que estamos formados por compuestos orgánicos (lípidos, proteínas, ácidos nucleicos…) que obtenemos al degradar nuestros alimentos por medio del metabolismo de nuestras células, y a su vez ese alimento lo obtenemos de la tierra. En este sentido, la masa de la tierra no cambia, solo se transfiere de una parte a otra digamos…

Jairo agosto 16, 2016 - 9:58 pm

martapatata eres idiota o te haces, en el articulo responden esa duda y si no te basta conoces la ley de la conservación de la materia, que dice así » la materia no se crea ni se destruye si no que se transforma» y si no lo entiendes es por que te hace falta neuronas o compresión lectora.

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Héctor septiembre 16, 2016 - 2:28 pm

Ok, Jairo, tienes razón. Pero ¿era necesario decirlo de esa manera? Un saludo cordial.

Taliban del diccionario octubre 1, 2015 - 8:23 am

«El resto, sin la velocidad necesaria para escapar hacia el espacio, volvería a caer eventualmente hacia la Tierra.»

Anglicismos everywhere.

eventualmente.

1. adv. m. Incierta o casualmente.

Eventually en inglés se traduce al español como «Finalmente, en consecuencia o con el tiempo».

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Toranks octubre 1, 2015 - 8:30 am

Hay algo que no habéis tenido en cuenta. Antiguamente caían más meteoritos, muchos más. Y la mayoría tenían agua. Y así estuvo durante miles de millones de años. Seguramente en esa época perdía masa a muchísima menos velocidad que ahora. Simplemente estamos en una época en la que se ha invertido la tendencia.

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Loira octubre 1, 2015 - 8:45 am

«Los análisis de las rocas que trajeron de vuelta los astronautas de las dos misiones que llegaron a la Luna …»
¿Dos? Hemos llegado 5 veces: Apolo 12 (1969), 14 (1971), 15 (1971), 16 (1972) y 17 (1972)
18 astronautas en total, de los cuales 12 pisaron la Luna.

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Loira octubre 1, 2015 - 8:56 am

Perdón, te mandé mal el comentario antes. Hemos llegado 6 veces, quería decir 5 veces más que la primera y archiconocida del Apolo 11.

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Jordi Pereyra octubre 1, 2015 - 9:01 am

Toda la razón, corregido. Gracias!

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Loira octubre 1, 2015 - 9:37 am

De nada, y enhorabuena por el blog. ¡Me encanta!

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Lukas octubre 1, 2015 - 9:05 am

¿Y los satélites que mandamos al espacio?

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Viktor octubre 2, 2015 - 3:09 am

Tomando en cuenta la cantidad de satélites mandados implica un peso muy pequeño a comparación de los demás gases que se han ido perdiendo durante millones de años.

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Vikerts octubre 1, 2015 - 3:47 pm

Sabiendo esto, nuestra Luna podría llamarse Theia, que es un nombre que mola más

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Pete octubre 1, 2015 - 4:20 pm

¿Y qué pasa con la fisión o la descomposición nucleares? ¿No se transforma la masa en energía?

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solo cristo es verdad octubre 3, 2015 - 7:49 pm

felicidades jordi, muchas felicidades

te felicito por ser el promotor de la mentira, por divulgar blasfemias, por engañar al pueblo de dios. Tus mentiras Jordi no llegaran muy lejos, aun estas a tiempo de arrepentirte de corazón y entregar tu alma a dios. solo la biblia tiene la única verdad y es en ella donde debes encontrar todas las respuestas.
en ninguna de tus publicaciones leí que menciones la palabra del señor como referencia, ay de ti pobre pecador, la gran ramera te ha enceguecido el alma, ay pobres de los católicos, los musulmanes, los ateos, los científicos ignorantes que sueñan con tener la verdad absoluta, viven en la mentira!!!!!!!

jovenes, aun están a tiempo de leer la biblia y comprender lo maravilloso que es el cosmos desde la palabra de dios

suerte que mi pais, ecuador, esta consagrado a la voluntad de cristo. España también debe doblegarse ante la sagrada palabra y así ambos pueblos puedan crecer en sana espiritualidad para ser salvos y puros.

viva cristo!

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Edu octubre 5, 2015 - 9:06 am

Ja, ja,… muy buena la parodia, pero exagerada en exceso, no creo que exista nadie que esté tan pa’allá,… 🙂

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RaSSieL octubre 14, 2015 - 7:36 am

Eso espero!

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Mia junio 1, 2016 - 7:08 am

Qué es mentira? Qué la tierra tiene una masa de 6 cuatrillones de kilos? Yo creo que tu vives cegado por la ignorancia. Para abrir los ojos solo basta con que pruebes hacer algún experimento simple para comprobar que la ciencia es la verdad. Me das pena honestamente… es triste ver a una persona que no tiene ningún interés en ampliar sus conocimientos simplemente porque cree en algo para lo que, a decir verdad, nisiquiera existen pruebas de que sea cierto…

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Jon Acedo octubre 6, 2015 - 3:47 am

Solo una pregunta, ¿No deberías incluir en la masa perdida todas las sondas que hemos mandado al espacio exterior? los satélites orbitando alrededor de la tierra entiendo que aún forman parte de la masa del planeta. Así que dejémoslo solo en las sondas.

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Emi García Amigo octubre 13, 2015 - 4:58 pm

mmm
Los ultimos datos indican que entre el 60 y el 80% de la masa de la Luna proviene de Theia. No invalida esto la propia teoria? Se supone que la Luna fue formada por el impacto de un meteorito por su similitud con la Tierra, no?

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sergio mayo 11, 2016 - 9:37 pm

y todo el petróleo que se consume en grandes cantidades y que se volatiliza

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Martí abril 11, 2017 - 7:38 am

Pero sacando material de la tierra en forma de coetes satelites i demas. Pesara menos. Puede llegar a perder la orbita actual y rebentar por todos lados?

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Fernando julio 11, 2018 - 4:13 am

si en los estudios de geología muestran una capa sobre otra donde dicen la era a la que pertenecía cara franja, creería yo que que cada capa de tierra sobre la otra iban aumentando el diámetro de la tierra, de donde salió la tierra que tapo los ratos fósiles que en su tienpor quedaron sobre la superficie??

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juan manuel octubre 3, 2018 - 9:03 pm

yo me pregunto si con el aumento paulatino de la masa fue aumentando la gravedad de la tierra

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Juan Antonio octubre 8, 2018 - 10:02 am

¿Tienes datos sobre la pérdida de atmósfera causada por el viento solar?

Hasta donde tengo entendido, en Marte el efecto es realmente apreciable. En la tierra, y debido al campo magnético no sé hasta que punto es un dato a tener en cuenta

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Angel febrero 9, 2019 - 5:03 pm

Algo habrá aumentado el diámetro de la tierra. Y los seres vivos muertos a lo largo del tiempo?.

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Carlos noviembre 17, 2019 - 11:28 am

Bueno esto es muy antiguo, pero que más da.
Segun leo la masa se reduce muy ligeramente. Sin embargo leyendo por ahí parede que la velocidad de rotación se reduce (que si no recuerdo mal de fisica estaba relacionada con la masa). ¿Si se reduce la masa no debería aumentar la velocidad de rotación?
Supongo que al final la explicación será que el resto de variables no siguen constantes …

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