Capítulo 1: La química de la vida.
Capítulo 2: El reino oculto.
Capítulo 3: La chispa de la vida.
domingo, 12 de junio de 2011
Documental de la BBC sobre la célula.
El documental se encuentra dividido en tres capítulos:
Capítulo 2: El reino oculto.
Capítulo 2: El reino oculto.
sábado, 11 de junio de 2011
La atmósfera: estructura, composición y dinámica. La contaminación atmosférica. Medidas de determinación y corrección.
La atmósfera es la envoltura gaseosa de la Tierra. A la que permanece unida por atracción gravitatoria. Su límite superior esta entre los 10000 Km y cumple una serie de funciones básicas para la vida: suministra el oxígeno para la respiración, protege la superficie de la Tierra de los rayos UV, mantiene el calor necesario para la vida distribuyéndolo, proporciona humedad y genera la presión necesaria para mantener los fluidos en el interior de los organismos.
ORIGEN Y EVOLUCIÓN DE LA ATMÓSFERA.
La atmósfera inicial primitiva (protoatmósfera), tuvo su origen en las emanaciones gaseosas de una Tierra en formación. Probablemente la mayor parte de la atmósfera primitiva se perdiera al escapar sus gases al espacio y que la composición posterior se deba a la segregación de la corteza terrestre, materializada a través de las emisiones volcánicas.
En cualquier caso la protoatmósfera no contenía oxígeno gaseoso. Según el experimento de Miller, suponían una composición básicamente reductora (metano y amoniaco) como mayoritarios. Esto ha sido muy discutido, ya que, el estudio de rocas volcánicas muy antiguas, evidencian que las emisiones volcánicas eran muy parecidas a las actuales y según la atmósfera de Marte y Venus el componente fundamental es CO2.
La composición más probable de la atmósfera, por diferenciación geoquímica de la corteza es una mezcla de N2, CO2 y vapor de agua con trazas de H2 y CO (composición ligeramente reductora).
La evolución de la atmósfera ha estado determinada por la evolución de la vida, desde la aparición de los primeros organismos fotosintéticos, el O2 ha aumentado, siendo cada vez más oxidante. Hace 600 ma. La cantidad de O2 fue tan abundante que originó O3, relacionado con la explosión de vida compleja en la era Paleozoica. Probablemente desde entonces la composición de la atmósfera haya permanecido inalterable, siendo las únicas variaciones de importancia las ligadas a grandes cambios climáticos.
La composición de la atmósfera se encuentra alterada por la presencia de gases y partículas de polvo naturales (incendios, erupciones, etc.) y sobre todo por la actividad del hombre (quema de combustibles fósiles, incendios, etc.).
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Video de Planeta Vivo sobre la atmósfera.
La hidrosfera, concepto y dinámica. La contaminación del agua. Métodos de análisis y depuración. El problema de la escasez de agua.
La hidrosfera es el conjunto de gases en estado líquido, sólido y gaseoso que se encuentran en las capas superficiales de la corteza terrestre y en la atmósfera.
Cubren el 70.8% de la superficie de la Tierra. La casi totalidad se encuentra en los océanos y mares (97.2%). La mayor reserva de agua dulce se encuentra en forma sólida y corresponde a las extensas masas de hielo de los casquetes polares y glaciares (2.2%). El 0.6% en aguas subterráneas. Ríos y lagos el 0.02% y en la atmósfera el 0.01%.
TEORIAS DEL ORIGEN DEL AGUA EN LA TIERRA.
En la actualidad se plantean dos teorías sobre el origen del agua en la Tierra:
- Teoría volcánica: plantea que el agua se formó en el centro de la Tierra, por reacciones a altas temperaturas (527 ºC) entre átomos de hidrógeno y oxígeno. Las moléculas formadas por esta reacción fueron expelidas a la superficie terrestre en forma de vapor (por la temperatura a la que se encontraban); algo de este vapor de agua pasó a formar parte de la atmósfera primitiva (esta atmósfera primitiva carecía de oxígeno molecular), y otra parte se enfrió y condensó para formar el agua líquida y sólida de la superficie terrestre. Este proceso tomó millones de años, pero las evidencias experimentales que se tienen actualmente plantean que el agua está presente en la Tierra hace unos 3.800 millones de años.
- Teoría extraterrestre: el agua llegó a la Tierra en forma de hielo, en el interior de numerosos meteoritos, que al impactar sobre la superficie terrestre liberaron este compuesto y llenaron los océanos (o al menos parte de ellos).
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Video explicativo sobre el origen del agua en la Tierra
El problema de la desertización
Los términos desertización y desertificación han sido muy discutidos, llegando a considerarse sinónimos.
Por desertización se entiende un proceso de degradación ecológica por la cual la Tierra productiva pierde parte o todo su potencial de producción, que lleva a la aparición de las condiciones desérticas. Según la conferencia de PNUMA celebrada en Nairobi.
Otros autores relacionan la desertificación, con el proceso inducido por actividades humanas de la degradación del suelo.
La desertización amenaza cerca de la tercera parte de la superficie de la Tierra y afecta a la vida de unos 850 millones de personas.
FACTORES CONDICIONANTES.
- La continentalidad. En la distribución de las temperaturas, y sobre todo en su contraste, tiene mucho que ver la distribución de las masas de agua y las tierras. La diferencia de calor específico permite que en las regiones cercanas a grandes masas de agua las temperaturas sean más constantes. El agua absorbe calor, y lo desprende, más despacio que la tierra, por lo que puede calentar o enfriar el ambiente. Además, en las regiones cercanas a masas de agua oceánicas las temperaturas pueden estar modificadas por la existencia de corrientes marinas, bien cálidas, bien frías. Su influencia es decisiva. Es a la ausencia de este mecanismo a lo que se llama continentalidad.
La continentalidad es uno de los factores fundamentales que definen el clima ya que la lejanía de las grandes masas de agua dificulta que llegue aire húmedo hasta estas regiones. En estas regiones se observa un aumento de la amplitud térmica y descenso de las precipitaciones debido a la ausencia de masa de agua. De esta manera se dificulta el efecto invernadero.
- Clima. El régimen de lluvias (la presencia de anticiclones casi permanentes) con precipitaciones poco abundantes (menos de 200 mm) y con régimen de circulación espasmódico, temperaturas extremas con gran amplitud diurna y anual, donde la evaporación y desecación del suelo aumentan la deflación.
- Las características geológicas. La presencia de barreras montañosas, la litología, la tectónica.
- La estructura del suelo. Los suelos con gran cantidad de partículas de tamaño limo son bastantes erosionables. Las arcillas son muy sensibles a la formación de torrentes, cárcavas, mientras las arenas a la deflación.
- La actividad humana. Disminución o destrucción del potencial biológico del terreno mediante: la compactación del suelo, el sobrepastoreo, la tala de madera, incendios, el uso de cultivos más exigentes al agua, el barbecho, la construcción, la minería, el abandono de tierras de cultivo, etc.
Todo esto conlleva a una aceleración de la erosión de la erosión del suelo, a la que no se ha puesto impedimento, generando una topografía árida semejante a la de los climas áridos.
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El equilibrio térmico del planeta. El clima y su distribución. Grandes cambios climáticos históricos.
El ambiente físico varía ampliamente sobre la superficie de la Tierra, junto con las agua y la atmósfera (las capas fluidas) se comportan como una gran máquina transportadora de calor.
La irradiación solar es muyo mayor en el Ecuador que en los Polos, por lo que de no existir la atmósfera y la hidrosfera, las diferencias de temperatura entre ambas serían extremadamente grandes.
En primer lugar la atmósfera actúa como filtro de las radiaciones solares, de manera que sólo las radiaciones situadas en el centro del espectro consiguen atravesarlo sin dificultad, evitando un calentamiento excesivo.
En la ionosfera se absorbe la radiación de onda corta o alta energía (rayos X y gamma), la ozonosfera (radiación UV).
De la radiación visible parte es reflejada (albedo 30 – 35%) por la superficie, y parte es absorbida por el suelo provocando su calentamiento y una radiación de calor (efecto invernadero), la radiación infrarroja de por las nubes parte es reflejada hacia abajo aumentando el efecto invernadero.
A su vez, la atmósfera actúa cómo mecanismo de transporte de calor mediante los vientos, originados por el calentamiento diferencial de la tierra que origina una distribución de anticiclones y borrascas, en función de los cuales se origina un transporte convectivo de masas de aire desde las zonas más calientes a las más frías, regulando la temperatura global.
La hidrosfera actúa cómo un regulador térmico de mayor eficiencia que el atmosférico, gracias al elevado Ce (calor específico), ya que, es capaz de absorber y almacenar por más tiempo una gran cantidad de energía calórica.
En función de la temperatura y de la densidad se generan corrientes oceánicas en profundidad (de agua fría) y en superficie (agua caliente), que circulan lentamente y recorren la mayoría de los océanos del planeta constituyendo un medio de transporte muy eficaz de calor y nubosidad.
Además de constituir un gran almacén de CO2, reduciendo su concentración atmosférica y por lo tanto regulando sus efectos.
El balance global entre la energía recibida y la radiada al exterior a permanecido equilibrado a lo largo de la historia de la Tierra, con algunas desviaciones transitorias traducidos en cambios climáticos.
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Video explicativo del clima de la Tierra
Hipótesis de Gaia
La hipótesis de Gaia es un conjunto de modelos científicos de la biosfera en el cual se postula que la vida fomenta y mantiene unas condiciones adecuadas para sí misma, afectando al entorno. Según la hipótesis de Gaia, la atmósfera y la parte superficial del planeta Tierra se comportan como un todo coherente donde la vida, su componente característico, se encarga de autorregular sus condiciones esenciales tales como la temperatura, composición química y salinidad en el caso de los océanos. Gaia se comportaría como un sistema auto-regulador (que tiende al equilibrio). La teoría fue ideada por el químico James Lovelock en 1969 (aunque publicada en 1979) siendo apoyada y extendida por la bióloga Lynn Margulis. Lovelock estaba trabajando en ella cuando se lo comentó al escritor William Golding, fue éste quien le sugirió que la denominase “Gaia”, diosa griega de la Tierra (Gaia, Gea o Gaya).
Esta teoría se basa en la idea de que la biomasa autorregula las condiciones del planeta para hacer su entorno físico (especialmente temperatura y química atmosférica) más hospitalario con las especies que conforman la «vida». La hipótesis Gaia define esta «hospitalidad» como una completa homeostasis. Un modelo sencillo que suele usarse para ilustrar la hipótesis Gaia es la simulación del mundo de margaritas.
Según la teoría de Gaia, el que al día de hoy la atmósfera la compongan un 78% de nitrógeno, 21% de oxigeno y apenas un 0,03% de dióxido de carbono se debe a que la vida, con su actividad y su reproducción, mantiene estas condiciones que la hacen habitable para muchas clases de vida.
Con anterioridad a la formulación de la Hipótesis de Gaia se suponía que La Tierra poseía las condiciones apropiadas para que la vida se diese en ella, y que esta vida se había limitado a adaptarse a las condiciones existentes, así como a los cambios que se producían en esas condiciones. La Hipótesis de Gaia lo que propone es que dadas unas condiciones iniciales que hicieron posible el inicio de la vida en el planeta, ha sido la propia vida la que las ha ido modificando, y que por lo tanto las condiciones resultantes son consecuencia y responsabilidad de la vida que lo habita.
Para explicar cómo la vida puede mantener las condiciones químicas de Gaia, Margulis ha destacado la gran capacidad de los microorganismos para transformar gases que contienen nitrógeno, azufre y carbono.
Video explicativo del programa REDES sobre la hipótesis o teoría de Gaia.
Introducción - Ciencias de la Tierra y Medioambientales
El ámbito propio del estudio de las Ciencias de la Tierra y Medioambientales se configura en torno a dos grandes aspectos señalados en su título: el estudio de los sistemas terrestres y el de sus interacciones con el sistema humano, que dan lugar al medioambiente. Se trata pues de una ciencia que pretende ser de síntesis y aplicación de otras varias, como las ciencias de la Naturaleza, la Geología, la Biología, la Química, la Historia, la Filosofía o la Economía.
Las Ciencias de la Tierra y Medioambientales se constituyen por lo tanto un instrumento apto para comprender de un modo global y sistémico, la realidad que nos rodea y las relaciones interdisciplinares, y un medio para aumentar la capacidad de percepción y valoración del entorno y de los problemas relacionados con su explotación por el ser humano.
Los contenidos de la asignatura se distribuyen en seis bloques, un primer bloque de introducción a las ciencias ambientales, la biosfera, la geosfera, las capas fluidas, recursos y usos, y un último de gestión ambiental.
La aportación fundamental de esta disciplina consiste en contribuir a adquirir una nueva concepción de la problemática ambiental, al integrar las aportaciones de diferentes disciplinas y las tecnologías de la información y de la comunicación.
El mapa y el perfil topográfico
El mapa topográfico representa el relieve de una determinada región en dos dimensiones, es decir, proyectado sobre un plano.
Como plano de proyección se toma el horizontal y sobre él se proyectan los puntos del relieve los puntos del relieve que están a la misma altitud.
Las lineas que unen los puntos que tienen la misma altitud sobre el nivel del mar, se llaman, curvas de nivel. La altitud se un punto se llama cota.
La diferencia de altitud entre dos curvas consecutivas es constante para cada mapa y se denomina equidistancia. Si en un mapa leemos que la equidistancia es de 20 metros, indica que los puntos situados en curvas contiguas se encuentran separados 20 metros verticalmente.
La cota de cualquier curva de nivel, se calcula, conociendo el valor de una de ellas y la equidistancia.
En los mapas topográficos se suele representar también la red hidrográfica, vías férreas, carreteras, caminos, etc.
La escala de un mapa topográfico es la relación que existe entre las dimensiones reales y las representadas en el mapa, así una escala 1:100000 quiere decir que, un centímetro del mapa son cien mil centímetros (1000 metros) en la realidad.
Cuanto mayor sea el denominador más pequeño será el mapa final que obtengamos, decimos que una escala es pequeña cuando obtenemos un mapa pequeño, y grande cuando obtenemos mapas grandes para la representación del mismo elemento.
En los mapas suele aparecer una escala gráfica, que es un pequeño rótulo representando una regla graduada, con la equivalencia de la distancia. Para calcular la distancia real debemos medir la distancia en el mapa y multiplicarla por la escala. Para pasar de la distancia real a la representación sobre el mapa debemos dividirla por la escala. Hay que tener en cuenta que siempre obtendremos resultados en las unidades en las que hayamos tomado las medidas.
La pendiente entre dos puntos A y B de un mapa, se expresa en porcentajes y se calcula dividiendo la diferencia de cotas (B-C) entre la distancia AB (su proyección AC) y multiplicado por cien.
El resultado se puede interpretar de la siguente manera: al subir la pendiente ascenderemos 20 metros por cada 100 metros que avancemos en la horizontal.
En un mapa topográfico es importante darse cuenta del sentido de las aguas de escorrentía, para saber hacia donde discurren la aguas desde un punto cualquiera, bastará con trazar una flecha hasta la curva de nivel más próxima, de menor cota, siguiendo siempre el camino más corto, una vez aquí, se vuelve a trazar otra flecha hasta la curva de nivel siguiente, siguiendo siempre el camino más corto y así sucesivamente.
Perfil topográfico
Mediante el dibujo de un gráfico, con las distancias en el eje de las x y las altitudes en el eje de las y, se puede trazar el perfil de una sección transversal del terreno que muestre su elevación. Si se exagera la escala de las altitudes, se podrá observar con claridad las formas de las montañas y de los valles.
Video explicativo sobre la elaboración de un perfil topográfico:
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