Densidad de la tierra

La Tierra y su densidad

La densidad indica cuánto de la masa de una sustancia cabe en un volumen dado. En el SI se mide como kg/m³, pero también se usan medidas alternativas, como por ejemplo g/cm³ y kg/l. En la vida cotidiana las unidades equivalentes de g/cm³ y g/ml son las más comúnmente usadas.

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.

Densidad de algunas sustancias comunes

Material	Densidad, g/cm³
Líquidos
Agua a 20 °C	0,998
Agua a 4 °C	1,000
Gasolina	0,700
Leche	1,03
Mercurio	13,6
Sólidos
Hielo a 0°C	0,917
Magnesio	1,738
Aluminio	2,7
Hierro	7,874
Cobre	8,96
Plomo	11,34
Uranio	19,10
Oro	19,30
Platino	21,45
Osmio	22,59
Gases a temperatura y presión estándar
Hidrógeno	0,00009
Helio	0,00018
Monóxido de carbono	0,00125
Nitrógeno	0,001251
Aire	0,001293
Dióxido de carbono	0,001977

La densidad varía para las sustancias dependiendo de su temperatura y presión. La presión más alta hace que las moléculas de la sustancia se compacten más densamente dentro del mismo volumen, aumentando la densidad. Por su parte, el aumento de la temperatura generalmente hace que las moléculas se separen más, disminuyendo así la densidad. Sin embargo, este no es siempre el caso. Por ejemplo, la densidad del hielo es menor que la del agua. Cuando la mayoría de los demás líquidos se solidifican, el espacio entre las moléculas disminuye. Cuando las moléculas del agua se congelan, los enlaces entre las moléculas cambian de intensidad y forman un cristal. El espacio entre las moléculas aumenta, el volumen del agua se expande y la densidad disminuye. El volumen expandido del hielo es la razón por la que el agua que se congela en los tubos de la casa en invierno puede hacer que estallen.

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.

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.