¿Cuál es la densidad de la Tierra?
Cualquier materia está compuesta de átomos y moléculas que se mueven con una cierta cantidad de energía. Están unidos por la gravedad y la energía con la que se mueven determina el estado de la misma. Añade energía (digamos en forma de calor) a un sólido como el hielo y terminarás con un poco de agua o una nube de vapor. El peso de un objeto está determinado por la masa creada por esas moléculas y no cambia cuando nuestro cubo de hielo se funde y se convierte en vapor. Lo que cambia, sin embargo, es su densidad: la masa por área que ocupa.
Identificación
El problema con la densidad de la Tierra es bastante complejo si estás calculando. El manto terrestre está cubierto por dos tipos de corteza: la continental (aproximadamente de 2,7 a 3,0 g por centímetro cúbico) y el manto oceánico (3,0 a 3,3 g por centímetro cúbico). El manto oceánico es más denso que la corteza continental debido a que tienen mayor masa de agua que de aire. El núcleo sólido interno (12,6 a 13,0 g por centímetro cúbico) y el núcleo externo fundido (9,9 a 12,2 g por centímetro cúbico) también difieren en densidad. El océano, que cubre 2/3 de la superficie terrestre, está compuesto de agua, la sustancia utilizada como estándar de 1 g por centímetro cúbico; pero la densidad del agua incrementa con su profundidad. La atmósfera, el mando de 10.000 km de altura que envuelve a la Tierra, tiene una densidad promedio a nivel del mar de 0,0012 g por centímetro cúbico. La Tierra, ahora sabemos, tiene una densidad promedio de 5,52 g por centímetro cúbico, 5,52 veces la densidad del agua al nivel del mar.
Importancia
La importancia de la densidad de la Tierra ha cambiado con el desarrollo de las matemáticas y de la astronomía, de ser un asunto de interés académico a un dispositivo de medida para investigar la estructura de otros cuerpos del sistema solar y más allá para determinar su composición y sus orígenes.
Historia
Sir Isaac Newton tomó los primeros pasos para intentar calcular el tamaño de la Tierra en 1687 cuando desarrollaba su teoría de la atracción de gravedad. Cerca de un siglo después, la Real Sociedad de Inglaterra estableció un comité para calmar la cuestión de la densidad terrestre y determinar su densidad como aproximadamente 4,5 veces la densidad del agua. Henry Cavendish, el químico y físico inglés que descubrió el hidrógeno y determinó correctamente la composición del aire, usó la atracción de la gravedad entre dos objetos de densidad conocida para proyectar la densidad de uno desconocido (la Tierra) según su interacción gravitatoria con uno de los objetos. Su estimación fue de 5,48 veces la densidad del agua. Otro siglo pasó antes de que John Henry Poynting resumiera la experimentación histórica y publicara su determinación "concluyente" de 5,493 veces la densidad del agua en un ensayo en 1894.
Consideraciones
Todos los físicos que han intentado encontrar la densidad de la Tierra se enfrentaron a dos desventajas. Una, por supuesto, fueron las limitaciones de la ciencia en sus días. El principal problema a tratar al determinar la densidad terrestre es que simplemente no puedes colocar a la Tierra en una balanza para ver cuánto pesa y después dividir esa cantidad por su volumen.
Teorías y especulación
Los experimentos de Cavendish son aceptados en la actualidad como método para encontrar la constante gravitatoria, un número que debe ser utilizado para determinar la masa relativa de la Tierra. Desde el siglo XVII en adelante, los científicos usaron experimentos con un péndulo, un nivel de plomo y una montaña o aparato de barra de torsión y encontraron densidades medias de entre 4,39 y 6,5 veces la densidad del agua.
Sobre el autor
An avid perennial gardener and old house owner, Laura Reynolds has had careers in teaching and juvenile justice. A retired municipal judgem Reynolds holds a degree in communications from Northern Illinois University. Her six children and stepchildren served as subjects of editorials during her tenure as a local newspaper editor.
