Describe someramente la importancia de la zona habitable y el clima de los planetas terráqueos (Venus, Tierra y Marte)

1. El clima de los Planetas yEl clima de los Planetas y
la Zona Habitablela Zona Habitable
M. en C. Rafael Govea Villaseñor
CINVESTAV
Versión 1.1 2018-septiembre a diciembreVersión 1.1 2018-septiembre a diciembre

2. ¿Qué es el Clima?¿Qué es el Clima?
RGVRGV
Es el patrón de presentaciónEs el patrón de presentación
y de variaciones diarias yy de variaciones diarias y
anuales de los factores delanuales de los factores del
Tiempo meteorológico a loTiempo meteorológico a lo
largo de lapsos prolongadoslargo de lapsos prolongados
de tiempo (años)de tiempo (años)

3. Componentes del Tiempo MeteorológicoComponentes del Tiempo Meteorológico
• Temperatura promedio anualTemperatura promedio anual
• Tmax y Tmin promedio anualTmax y Tmin promedio anual
• Precipitación total y su distribución anualPrecipitación total y su distribución anual
• Presión atmosférica y Humedad atmosféricaPresión atmosférica y Humedad atmosférica
• Duración día/nocheDuración día/noche
• Vientos (dirección, velocidad, …)Vientos (dirección, velocidad, …)
• Insolación/NubosidadInsolación/Nubosidad
• Tormentas, huracanes, nevadas, granizadas…Tormentas, huracanes, nevadas, granizadas…
RGVRGV

4. Determinantes del Clima: La energía disponibleDeterminantes del Clima: La energía disponible
La distancia al Sol es el segundo factor paraLa distancia al Sol es el segundo factor para
determinar los climas de un planetadeterminar los climas de un planeta
RGVRGV
La luminosidad del Sol es el primer factor para generar el climaLa luminosidad del Sol es el primer factor para generar el clima

5. ¿Qué es la Zona de Habitabilidad?¿Qué es la Zona de Habitabilidad?
RGVRGV
TierraTierra 13.9° (media SXX)13.9° (media SXX) (-18)(-18)
MarteMarte
Venus 450°Venus 450°
Mercurio -163 a 227°Mercurio -163 a 227°
-73 a-32°-73 a-32°
Es la región alrededor de una estrella donde un planeta ubicado allí tiene laEs la región alrededor de una estrella donde un planeta ubicado allí tiene la
temperatura adecuada para que el agua esté en estado líquido.temperatura adecuada para que el agua esté en estado líquido.

6. El balance de energía, el AlbedoEl balance de energía, el Albedo
NN
SS
100%100%
Rayos reflejadosRayos reflejados
30%30%
RGVRGV
Albedo de laAlbedo de la
Tierra = 0.30Tierra = 0.30
El Albedo es elEl Albedo es el
porcentaje reflejadoporcentaje reflejado
hacia el espacio dehacia el espacio de
la luz recibida por unla luz recibida por un
astro.astro.
Rayos del SolRayos del Sol

7. ¿La energía que llega a la superficie es la¿La energía que llega a la superficie es la
misma en cualquier lugar?misma en cualquier lugar?
No, la energía recibida depende de la latitud puesto que seccionesNo, la energía recibida depende de la latitud puesto que secciones
iguales de rayos del Sol se reparten en mayor superficie según la latitud.iguales de rayos del Sol se reparten en mayor superficie según la latitud.
RGVRGV

8. ¿Cuál es el efecto del calentamiento¿Cuál es el efecto del calentamiento
disparejo de la superficie?disparejo de la superficie?
RGVRGV
El calentamiento diferencial de laEl calentamiento diferencial de la
superficie genera vientos quesuperficie genera vientos que
circulan en forma de celdascirculan en forma de celdas
ascendentes y/o descendentes aascendentes y/o descendentes a
los 0°, 30° y 60° de latitud ya sealos 0°, 30° y 60° de latitud ya sea
hacia el ecuador a una altura ohacia el ecuador a una altura o
hacia los polos en otra.hacia los polos en otra.
El movimiento de rotación de laEl movimiento de rotación de la
Tierra sobre su eje desvía lasTierra sobre su eje desvía las
corrientes de viento sesgando sucorrientes de viento sesgando su
dirección hacia los lados.dirección hacia los lados.

9. ¿Qué origina las estaciones?¿Qué origina las estaciones?
Plano de laPlano de la
órbitaórbita
NN
SS
0º0º
Ausencia deAusencia de
estacionesestaciones
El ángulo de inclinación del ejeEl ángulo de inclinación del eje
de rotación del planeta a lode rotación del planeta a lo
largo del desplazamiento por lalargo del desplazamiento por la
órbita alrededor del Solórbita alrededor del Sol
determina la distribución dedetermina la distribución de
energía.energía.
Si el plano de la órbita y elSi el plano de la órbita y el
ecuador son paralelos,ecuador son paralelos,
entonces No hay estaciones.entonces No hay estaciones.
RGVRGV

10. ¿Por qué hay estaciones?¿Por qué hay estaciones?
NN
SS
23.4º23.4º
veranoverano
inviernoinvierno
RGVRGV
Conforme la Tierra seConforme la Tierra se
desplaza por su órbita,desplaza por su órbita,
cuando el hemisferio nortecuando el hemisferio norte
mira hacia el Sol recibiendomira hacia el Sol recibiendo
más energía, entonces lamás energía, entonces la
estación es el verano.estación es el verano.
Simultáneamente elSimultáneamente el
hemisferio sur se oculta yhemisferio sur se oculta y
recibe menos energía, derecibe menos energía, de
allí que la estación sea elallí que la estación sea el
invierno.invierno.
Plano
de la
órbita

11. ¿Qué ocurre si la inclinación es mayor?¿Qué ocurre si la inclinación es mayor?
RGVRGV
NN
SS
PlanoPlano
de lade la
órbitaórbita
A mayor inclinación la distribuciónA mayor inclinación la distribución
de energía es más distinta entrede energía es más distinta entre
los hemisferios y entonces laslos hemisferios y entonces las
estaciones climáticas se hacenestaciones climáticas se hacen
más extremosas.más extremosas.
De hecho el ángulo de inclinaciónDe hecho el ángulo de inclinación
varía a lo largo de miles de añosvaría a lo largo de miles de años
cambiando los climas encambiando los climas en
consonancia.consonancia.
Hay estaciones másHay estaciones más
extremosasextremosas

12. La Vida en Tierra es afortunadaLa Vida en Tierra es afortunada
RGVRGV
Puesto que la Luna estabiliza la inclinación del eje de
rotación. Ella impide cambios brutales de los climas
terrestres.

13. Nuestro Pequeño Planeta AzulNuestro Pequeño Planeta Azul
RGVRGV
La Temperatura de la Tierra por su posición debiera ser deLa Temperatura de la Tierra por su posición debiera ser de
18° bajo cero, ¿por qué es de entre 13.9° C?18° bajo cero, ¿por qué es de entre 13.9° C?

14. GasGas Fuente antropogénicaFuente antropogénica E.Inv./E.Inv./∇∇OO33/Lluvia/Lluvia
HH++
COCO22 Combustión y deforestaciónCombustión y deforestación + /+ / ± / 0± / 0
CHCH44 Arrozales, ganado, prod./comb., basuraArrozales, ganado, prod./comb., basura + /+ / ± / 0± / 0
NN22OO Abonos, deforestación y quema de biomasaAbonos, deforestación y quema de biomasa + /+ / ± / +± / +
SOSO22 Combustión, beneficio de mineralesCombustión, beneficio de minerales - / 0 / +- / 0 / +
ClFCClFC Propelentes, refrigerantes y espumasPropelentes, refrigerantes y espumas + / + / 0+ / + / 0
OO33 HC no quemados y luzHC no quemados y luz + / 0 / 0+ / 0 / 0
HH22OO naturalnatural + / 0 / 0+ / 0 / 0
Por sus Gases con Efecto InvernaderoPor sus Gases con Efecto Invernadero
RGVRGV

15. Composición química del aire (seco)Composición química del aire (seco)
• Nitrógeno N2 780 900 ppm
• Oxígeno O2 209 400 ppm
• Argón Ar 9 300 ppm
• Bióxido de carbono CO2 315 ppm
• Neón Ne 18 ppm
• Helio He 5.2 ppm
• Metano CH4 1.1 ppm
• Kriptón Kr 1.0 ppm
• Oxido nitroso N2O 0.5 ppm
• Hidrógeno H2 0.5 ppm
• Xeón Xe 0.08 ppm
• Dióxido de nitrógeno NO2 0.02 ppm
• Ozono O3 0.01-0.04 ppm
RGVRGV

16. ¿Qué es el Efecto Invernadero?¿Qué es el Efecto Invernadero?
RGVRGV
Luz visibleLuz visible
TTii
TTee
La luz visible entra por lasLa luz visible entra por las
ventanas transparentes yventanas transparentes y
se absorbe. Los objetos,se absorbe. Los objetos,
entonces, emiten rayosentonces, emiten rayos
infrarrojos que no puedeninfrarrojos que no pueden
atravesar el vidrio y laatravesar el vidrio y la
temperatura aumenta entemperatura aumenta en
el invernadero.el invernadero.

17. ¿Por qué la Tierra conservó su agua y Venus la perdió?¿Por qué la Tierra conservó su agua y Venus la perdió?
RGVRGV
15ºC15ºC 100º100º
TierraTierra VenusVenus
12 Km12 Km
TrampaTrampa
FríaFría
100 Km100 Km
HH22OOvv1%1% >20%>20%
0.0004%0.0004%
de Hde H22OOvv
HH22OOvv
HH
HH
Al ser Venus, menos masivo (menor velocidad de escape), más cercano al Sol
(más energía) y con más CO2 en su atmósfera (efecto invernadero más poderoso),
fue incapaz de retener su agua ya que >20% de ella se ubicó arriba de la trampa
fría que la precipita y la luz UV del Sol la desintegró.
UVUV

18. ¿Por qué Marte no tiene Agua Líquida en¿Por qué Marte no tiene Agua Líquida en
la Actualidad?la Actualidad?
Probablemente la tenga, pero sólida. Pues por su menor masa, su tectónica de placas se
detuvo. El ciclo de Carbono extrajo el CO2
de la atmósfera debilitando el efecto
invernadero y dada su mayor lejanía, La temperatura de Marte bajo decenas de grados
bajo cero.
COCO22
HCOHCO33
CaCOCaCO33 CaCa22
CaCOCaCO33
HH22OOcalor
DescomposiciónDescomposición DisoluciónDisolución
Formación delFormación del
carbonatocarbonato
PrecipitaciónPrecipitación
(sedimentación)(sedimentación)
RGVRGV

19. ¿Por qué esto es importante?¿Por qué esto es importante?
Porque estamos liberando COPorque estamos liberando CO22 y CHy CH44 a un ritmo aceleradoa un ritmo acelerado
reforzando el efecto Invernadero.reforzando el efecto Invernadero. La temperatura estáLa temperatura está
aumentando provocando Cambios Climáticos desastrosos queaumentando provocando Cambios Climáticos desastrosos que
ponen en peligro nuestra existencia.ponen en peligro nuestra existencia.
RGVRGV