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.
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