Ciencias de la Tierra (plan 2011) 2020-2

Obligatorias de Orientación, Física Espacial y Planetaria

El temario semestral consta de 8 unidades, en cada una de ellas se aplicará al menos un exámen, el número de tareas es variable. La calificación final se obtendrá promediando todas las calificaciones de los exámenes y tareas, los exámenes aportarán el 70% a la calificación final y las tareas el 30%. Si la alumna o el alumno desea presentar exámen final: 1) renuncia a la calificación obtenida durante el semestre y, 2) es requisito que al menos haya presentado exámen a 7 de las 8 unidades.

Introducción de los conceptos básicos de la Magnetohidrodinámica.
1.1. Introducción.
1.2. Las ecuaciones de Maxwell.
1.2.1. La ecuación de onda.
1.2.2. Las leyes de Lorentz y de Ohm.
1.2.3. La ecuación de Inducción.
1.3. Conceptos de Magnetohidrodinámica.
1.3.1. Los números de Reynolds, Mach y Prandtl y el parámetro β.
1.3.2. El teorema de Alfvén.
1.4. Ondas Magnetohidrodinámicas.
1.4.1. Ondas de Alfvén.
1.4.2. Ondas rápidas y lentas.
1.5. Movimiento de partículas en campos.
1.5.1. Movimiento de partículas en campos eléctricos y magnéticos uniformes.
1.5.2. Movimiento de partículas en un campo gravitacional.
1.5.3. Movimiento de partículas en campos magnéticos no uniformes.
1.6. Invariantes adiabáticos.
1.6.1. El primer invariante adiabático: momento magnético.
1.6.2. El segundo invariante adiabático: movimiento longitudinal.
1.6.3. El tercer invariante adiabático: asociado con el movimiento de deriva.

El Sol y su actividad.
2.1. Introducción.
2.2. El interior solar.
2.2.1. Modelo estelar.
2.2.2. Horno solar.
2.2.3. Transporte de energía.
2.2.4. Generación de campo magnético.
2.3. Atmósfera.
2.3.1. Superficie.
2.3.2. La región de más baja temperatura.
2.3.3. Aumento de temperatura.
2.4. Actividad.
2.4.1. Campo magnético.
2.4.2. Ciclos de actividad.
2.4.3. Explosiones.
2.4.4. Nubes solares.
2.4.5. Desprendimientos atmosféricos.
2.5. Observatorios solares actuales.
2.5.1. Observatorios terrestres.
2.5.2. Observatorios espaciales.

Origen, características y propagación del viento solar en el medio interplanetario. Describir su
interacción con cuerpos planetarios.
3.1. Introducción.
3.2. Algunas predicciones.
3.2.1. Nacimiento del viento solar.
3.3. Perturbaciones en el viento solar.
3.3.1. El campo magnético.
3.3.2. La hoja de corriente.
3.3.3. Variaciones en la velocidad del viento solar.
3.4. Interacción del viento solar con cuerpos planetarios.
3.4.1. Interacción tipo terrestre.
3.4.2. Interacción tipo Venus.
3.4.3. Interacción tipo cometa.
3.4.4. Interacción tipo lunar.
3.4.5. El concepto de Heliosfera.

La coraza magnética de la Tierra y los procesos que en ella ocurren. Comparación con otras
magnetosferas planetarias.
4.1. Introducción.
4.2. El campo geomagnético.
4.2.1. Breve historia del geomagnetismo.
4.2.2. Origen del campo geomagnético y fuentes internas y externas.
4.2.3. Modelo dipolar.
4.2.4. Coordenadas geomagnéticas.
4.2.5. Variaciones geomagnéticas.
4.2.6. Perturbaciones geomagnéticas e índices geomagnéticos.
4.3. Estructura magnetosférica.
4.3.1. Frente de choque.
4.3.2. Magnetopausa.
4.3.3. Magnetofunda.
4.3.4. Conos polares.
4.3.5. Plasmoesfera.
4.3.6. Hoja de plasma.
4.3.7. Los anillos de radiación y el anillo de corriente.
4.3.8. Sistemas de corrientes.
4.3.9. Cola magnetosférica.
4.4. Generación y propagación de ondas en la magnetosfera.
4.4.1. Ondas ion-acústicas.
4.4.2. Ondas electromagnéticas.
4.4.3. Ondas en plasmas magnetizados o plasmas no-uniformes.
4.4.4. Ondas en plasmas.
4.5. Magnetosferas planetarias.
4.5.1. La magnetosfera joviana.
4.5.2. La magnetosfera de Saturno.
4.5.3. La magnetosfera de Urano.
4.5.4. La magnetosfera de Neptuno.
4.6. Fuentes de Plasma Magnetosférico.

La atmósfera terrestre neutra e ionizada.
5.1. Introducción.
5.2. La atmósfera neutra.
5.2.1. Atmósfera terrestre original.
5.2.2. Composición.
5.2.3. Estructura.
5.2.4. Balance de energía.
5.2.5. Equilibrio hidrostático.
5.2.6. Inestabilidad convectiva.
5.2.7. La ionosfera.
5.2.8. Estructura vertical ionosférica y sus variaciones normales.
5.2.9. Variaciones ionosféricas anómalas.
5.2.10. Propagación de ondas y frecuencia crítica.
5.3. Atmósferas Planetarias.
5.3.1. Atmósfera de los planetas terrestres.
5.3.2. Atmósfera de los planetas gigantes y sus satélites.6. 6. Los rayos cósmicos

La composición y origen de los rayos cósmicos y su interacción con la heliosfera y con nuestro
planeta.
6.1. Introducción.
6.2. Historia de la investigación de los rayos cósmicos.
6.2.1. Descubrimiento y primeras investigaciones.
6.2.2. Rayos cósmicos ¿Radiación electromagnética o partículas?
6.2.3. Interacción de la radiación cósmica con la materia.
6.3. El campo geomagnético y los rayos cósmicos.
6.3.1. Efecto Este-Oeste.
6.3.2. Rigidez umbral.
6.4. Características generales de la radiación cósmica.
6.4.1. Composición química.
6.4.2. Espectro de energía.
6.5. Los rayos cósmicos en la atmósfera terrestre.
6.5.1. Interacciones nucleares en la atmósfera.
6.5.2. Chubascos atmosféricos.
6.6. El Sol y los Rayos Cósmicos.
6.6.1. Variaciones de intensidad.
6.6.2. Rayos cósmicos solares.
6.7. Teorías del Origen de los Rayos Cósmicos.
6.7.1. Mecanismos de aceleración.
6.7.2. Relojes en los rayos cósmicos.
6.7.3. Galácticos vs. Extragaláctico.

El efecto de la actividad solar en el clima y en la biota.
7.1. Introducción.
7.2. Indicadores terrestres de la actividad solar.
7.2.1. Indicadores históricos de la actividad solar en la Tierra.
7.2.2. Indicadores a más largo plazo de la actividad solar en la Tierra.
7.3. Efectos de la irradiancia solar en la atmósfera terrestre.
7.3.1. Irradiancia y su interacción atmosférica.
7.3.2. La temperatura de la Tierra.
7.4. Algunos fenómenos climáticos y su posible relación con la actividad solar.
7.4.1. Correlaciones con el ciclo solar.
7.4.2. Respuesta de la baja atmósfera a fenómenos solares de corta duración.
7.4.3. El Niño.
7.5. Breve Introducción a la Heliogeobilogía.
7.5.1. Efecto de los campos electromagnéticos naturales en los seres vivos.
7.5.2. Algunos ejemplos de la interacción actividad solar-biota.
7.5.3. Campos electromagnéticos producidos por el hombre.

Características geológicas y los procesos geofísicos que se llevan a cabo en los cuerpos planetarios
del Sistema Solar.
8.1. Introducción.
8.2. Origen y clasificación de los cuerpos del Sistema Solar.
8.2.1. Teorías sobre el origen del Sistema Solar.
8.2.2. Clasificación de los cuerpos del Sistema Solar.
8.3. Procesos superficiales.
8.3.1. Fuentes de energía.8.3.2. Procesos planetarios.
8.3.3. Craterismo de impacto

Bibliografía:

Chen, F. F., 1974, Introduction to Plasma Physics, Plenum Press, New York.
Hargreaves, K., 1979, The Upper Atmosphere and Solar Terrestrial Relations, Van Nostrand, New York.
Noyes, R. W., 1982, The Sun Our Star, Harvard University Press, Cambridge.
Phillips, J. H., 1992, Guide to the Sun, Cambridge Univ. Press, Cambridge.
Tascione, T. F., 1994, Introduction to the Space Environment., Krieger Publ. Co, Florida.