La Tierra, la energía La Tierra, la energía externa y los sucesos externa y los sucesos aleatoriosaleatoriosTema 4Tema 4

1. El Sol: fuente de luz y energía

El Sol es una estrella amarilla formada hace 5000 millones de años situada en el centro del Sistema Solar.

Está formado fundamentalmente por hidrógeno 92,1%, helio 7,8% y otros como oxígeno, carbono, nitrógeno, hierro, …..

Su movimiento de rotación sobre su eje dura entre 25 días (en los polos) y 36 días (en el ecuador)

Está formado por:

1. Núcleo: donde se generan reacciones de fusión nuclear.

2. Zona radiactiva: la energía se transporta por radiación.

3. Zona convectiva: la energía llega al exterior por convección.

4. Fotosfera: capa que vemos del Sol.

5. Cromosfera: visible durante los eclipses de Sol.

6. Corona: temperatura aproximada 1000000ºC

2. La Tierra

Es el tercer planeta del Sistema Solar. Es una esfera ligeramente achatada por los polos que

presenta dos tipos de movimiento:

1. Movimiento de traslación: es el que describe alrededor del Sol. Tarda 365 días y 6 horas en realizarlo en sentido antihorario.

2. Movimiento de rotación: es el movimiento de giro alrededor de su propio eje. Da lugar al día y la noche.

La Tierra es un sistema activo formado por cuatro partes que interaccionan entre sí:

Atmósfera: es la capa gaseosa que rodea la Tierra formada por nitrógeno (78,1%), oxígeno (20,94%) y el 1% restante por argón, dióxido de carbono, neón y helio, ozono, polvo y vapor de agua.

Actúa como regulador térmico y como filtro de radiación solar. La atmósfera se divide en:1. Troposfera: es la capa que está en contacto con el suelo

entre 11 y 12 km de altura. En ella se producen casi todos los fenómenos atmosféricos. Contiene casi todo del CO2 y el vapor de agua. La T disminuye a razón de 6,5º/km. La densidad del aire disminuye con la altura.

2. Estratosfera: hasta los 45 km de altura. En ella se encuentra la capa de ozono que absorbe la radiación UV.

3. Mesosfera: se extiende hasta los 80 km de altura. Posee las temperaturas más bajas de la atmósfera (hasta -80ºC).

4. Termosfera: esta capa llega hasta los 500 km de altura y contiene gases ionizados. En esta capa se absorben los RX y los Rφ procedentes del Sol. La temperatura puede llegar hasta los 1500ºC En ella se producen las auroras boreales.

5. Exosfera: es la zona más exterior de la atmósfera, alcanzando hasta los 1000 km. La temperatura alcanza los 2400ºC.

• Hidrosfera: está formada por las aguas superficiales (líquidas y sólidas) y las aguas subterráneas.

Geosfera: es una capa generalmente sólida, aunque en algunas zonas puede estar fundida a consecuencia de las altas temperaturas reinantes en el interior de nuestro planeta. Formada por rocas, minerales y metales. La geosfera tiene tre subcapas: corteza, manto y núcleo.

Biosfera: está constituida por todos los seres vivos.

3, DINÁMICA ATMOSFÉRICA

La inclinación del eje de la Tierra respecto al plano de la eclíptica, provoca que la energía del Sol no llegue uniformemente a todos los lugares de la Tierra. Esto da lugar a que unas zonas de la Tierra reciban más luz y calor que otras.

Existe una transferencia de calor continua del ecuador a los polos por medio de la circulación global atmosférica y oceánica.

La circulación global atmosférica consiste en movimientos de aire horizontales y verticales.

El aire próximo a la superficie (cálido y ligero) asciende a zonas altas de la atmósfera, enfriándose en su ascenso y condensándose el vapor de agua en las nubes.

El aire de las zonas altas (frío y denso) tiende a descender calentándose y el agua condensada se evapora.

Las masas de aire que ascienden crean en la superficie zonas de bajas presiones (ciclones o borrascas). Las masas de aire que descienden originan áreas de altas presiones (anticiclones).

Los movimientos horizontales son desplazamientos de masas de aire paralelos a la superficie, que se forman para compensar las variaciones horizontales de presión atmosférica y originan los vientos.

El aire siempre se desplaza de una zona de alta presión a otra de baja presión.

MAPAS METEOROLÓGICOS: la METEOROLOGÍA predice las condiciones climáticas representadas mediante mapas del tiempo. Para ello utiliza:

Estaciones meteorológicas. Imágenes procedentes de satélites.Los mapas del tiempo poseen los siguientes elementos:1. Isobaras: unen puntos de igual presión (en mb).2. Zonas de altas presiones o anticiclones (A): ausencia de

nubosidad acompañadas de altas temperaturas en verano y bajas en invierno.

3. Zonas de bajas presiones o borrascas (B): abundante nubosidad.

4. Frentes o zonas de convergencia: donde se encuentran masas de aire a distinta temperatura y humedad. Fríos (línea y triángulos), el aire frío desplaza al caliente hacia arriba, o cálidos (líneas con semicírculos): el aire cálido se introduce bajo el frío generando gran nubosidad.

4. TÉCNICAS DE RECUENTO

En METEOROLOGÍA una de las herramientas más utilizadas es la PROBABILIDAD.

Realicemos un ejemplo sencillo: lanzamos tres monedas al aire. ¿Cuántos resultados existen?. Podemos esquematizar los resultados mediante un diagrama de árbol. Este método a veces no es operativo.

En situaciones como el cálculo de posibles resultados cuando lanzamos 5 dados, el diagrama de árbol no es operativo

Para resolver este tipo de problemas podemos utilizar el denominado principio de multiplicación: siempre que tengamos n experimentos independientes siendo m1, m2, m3,…. Los resultados posibles de cada experimento, obtendremos el número total de posibilidades multiplicando:

m1∙m2∙m3∙………∙mn

Si lanzamos los cinco dados: 6·6·6·6·6 = 65 = 7776 Otro tipo de procesos son aquellos en los que los posibles

resultados van decreciendo de un experimento al siguiente. Aplicando el principio de multiplicación:

n·(n-1)·(n-2)……..2·1 = n! Esta operación se denomina factorial de un número.

5. PROBABILIDAD: CONCEPTOS BÁSICOS

La PROBABILIDAD es una rama de las MATEMÁTICAS que nos permite estudiar las situaciones en las que no podemos determinar con absoluta certeza el resultado que va a producirse. Estas situaciones se llaman situaciones aleatorias o experimentos aleatorios.

Espacio muestral y sucesos: al conjunto de todos los posibles resultados que se nos presenten ante una situación aleatoria se le denomina espacio muestral (E). Por ejemplo:

E={soleado, nubes y claros, nublado, lluvioso, niebla, tormenta, nieve}

Cada uno de los resultados que componen el espacio muestral se denomina suceso elemental. Los sucesos elementales se representan mediante una letra mayúscula. A = {soleado}

La posibilidad formada por varios sucesos elementales, estaremos ante un suceso compuesto. Por ejemplo el suceso “que haya precipitaciones” sería compuesto formado por varios sucesos elementales:

B = {lluvioso, tormenta, nieve}

Regla de Laplace: La probabilidad de que un suceso S ocurra en un número comprendido entre 0 (no puede ocurrir nunca) y 1 (ocurre siempre) lo calculamos con la regla de Laplace:

lescasosposibnablescasosfavornSP

ºº)( =

6. SUCESOS COMPUESTOS

En algunas ocasiones nos puede interesar el estudio de situaciones aleatorias formadas por el encadenamiento sucesivo de otras situaciones aleatorias más sencillas. Las denominamos sucesos compuestos.

La probabilidad de cada resultado se obtiene multiplicando las probabilidades de las ramas que conducen a él.

7. AGENTES GEOLÓGICOS INTERNOS

Tectónica de placas: teoría formulada en 1968 y pretende explicar la relación entre diferentes fenómenos, como terremotos, volcanes, formación de montañas, etc.

La litosfera no es una capa continua sino que está fragmentada en lo que llamamos placas litosféricas, que pueden ser de litosfera oceánica, continental o mixta. Estas placas se mueven unas respecto a otras, como consecuencia de las corrientes de convección que se producen en ella debido al calor interior de la Tierra.

• Cuando las placas se separan, ascienden materiales de la astenosfera que pasan a ser litosfera oceánica. Se las conoce como bordes constructivos o divergentes y coinciden con las dorsales oceánicas, cordilleras submarinas que recorren los fondos oceánicos. Existen tres grandes dorsales: la Pacífica, la Océano-Atlántica y la Antártica.

• Cuando las placas se acercan y llegan a chocar, una de ellas, la más densa (la oceánica) se introduce bajo la otra. Se las conoce como bordes destructivos o convergentes y coinciden con las grandes fosas submarinas. Cuando chocan dos placas continentales, sus bordes se deforman y se pliegan dando lugar a una cadena montañosa (Himalaya, Pirineos) Cuando las placas se

deslizan lateralmente en las zonas de contacto se originan grandes fracturas o fallas transformantes.

La corteza oceánica tiene una edad aproximada de 180 millones de años mientras la continental tiene 3800 millones de años. La oceánica es más moderna debido a que se destruye y regenera continuamente.

• Volcanes: los materiales más profundos de la corteza terrestre soportan temperaturas de 1000 a 1200ºC por lo que se encuentran fundidos (magma) que contiene gases, vapor de agua, dióxido de carbono y dióxido de azufre, cuya proporción determina el carácter más o menos explosivo de la erupción.

Un volcán es un punto de la corteza terrestre donde se produce la salida del magma a través de fisuras o grietas. Consta de las siguientes partes:

1. Foco o cámara magmática: zona profunda donde se encuentran los materiales fundidos.

2. Chimenea: conducto por donde el magma sale al exterior.

3. Cráter: boca en la que termina la chimenea.4. Cono volcánico: montaña que rodea al cráter.El vulcanismo se localiza en zonas de la Tierra con aquellas de intensa actividad sísmica.

La erupción volcánica se produce debido a la explosión de los gases que se acumulan entre los materiales que taponan el cráter. Los materiales que arrojan pueden ser: sólidos (fragmentos de rocas), líquidos (magma) y gaseosos (dióxido de azufre)

Fenómenos asociados a la actividad volcánica:1. Fumarolas: emanaciones de gases a través de las grietas.

2. Géiseres: surtidores intermitentes de agua a elevada temperatura.

3. Fuentes termales: fuentes de agua caliente, rucas en sales disueltas.

• Tipos de volcanes:

1. Tipo hawaiano: lava muy fluida.

2. Tipo estromboliano: lava menos fluida y explosiones con emisión de gases y sólidos.

3. Tipo vulcánico: lava viscosa que llega a taponar la chimenea produciendo explosiones violentas.

4. Tipo peleano: lava muy viscosa acompañada de nubes asfixiantes con cenizas y piedras.

• Los terremotos o seismos son movimientos vibratorios de corta duración debidas a fracturas de la corteza terrestre.

El punto interior donde se origina se denomina hipocentro o foco que en la superficie se corresponde con el epicentro (es el punto donde presenta mayor intensidad). Cuando se produce en el mar hablamos de maremoto.

8. MODELADO DEL RELIEVE

Es el resultado de la acción de agentes geológicos externos e internos.

1. Agentes geológicos internos: responsables de nuevas estructuras en el relieve (rocas y montañas) originados por la energía interna del planeta. Esta energía se manifiesta con el movimiento de las placas litosféricas y fenómenos asociados a la tectónica de placas (seísmos, volcanes,…)

2. Agentes geológicos externos: los agentes atmosféricos y fundamentalmente el agua y el viento son los principales responsables de la transformación del relieve.

Los agentes geológicos externos da lugar a los siguientes fenómenos:

Meteorización es la desintegración y descomposición de una roca.

Erosión de los materiales meteorizados.

Transporte de los materiales erosionados.

Sedimentación de los restos que forman depósitos materiales.

Estos procesos dan lugar a la formación, modificación y destrucción de las rocas que resumimos en el llamado ciclo de las rocas que tiene las siguientes fases:

1. Orogénesis: procesos de formación del relieve (agentes geológicos internos)

2. Gliptogénesis: procesos que generan en el relieve los agentes geológicos externos

3. Liptogénesis: procesos de formación de las diferentes rocas. Pueden ser:

Rocas ígneas: producidas por el ascenso del magma a la superficie.

Rocas metamórficas: se originan en las capas internas a partir de otras rocas sometidas a elevadas presiones y temperaturas.

Rocas sedimentarias: procedentes de fragmentos de otras rocas.

El paisaje que presenta cada lugar geográfico es la unión de diversos elementos:

1. Formas del relieve2. Seres vivos que habitan en dicho lugar.3. El tipo de rocas.4. El clima5. Elementos antrópicos (acción del hombre sobre el medio que

le rodea)

9. Agentes geológicos externos. Meteorización.

La meteorización es el resultado de la acción atmosférica sobre las rocas que están a al intemperie. El resultado es la disgregación física o a la alteración química de la roca.

Meteorización física: se produce por1. Gelifracción: debido al agua retenida entre las grietas de las

rocas. Cuando se congela ocupa más espacio que el agua líquida y puede disgregarla.

2. Termofracción: se producen en lugares de amplias diferencias de temperatura.

3. Holoclastia: se produce al evaporarse el agua marina de las grietas de las rocas. Provoca el crecimiento de cristales de sal que fracturan la piedra.

• Meteorización química: la roca cambia su composición química debido a la acción del agua y los gases atmosféricos.

1. Oxidación: acción del oxígeno atmosférico sobre las rocas

2. Disolución: el agua disuelve elementos que posee la roca solubles en agua

3. Hidratación: el agua forma enlaces químicos con los elementos que forman la roca

4. Carbonatación: cuando el agua carbonatada llega hasta las rocas que poseen átomos de magnesio o calcio forma compuestos como el carbonato de calcio que son disueltos por el agua.

• Meteorización biológica: producida por los seres vivos sobre el terreno.

1. Determinados seres vivos liberan sustancias ácidas que alteran las rocas.

2. Los vegetales provocan la rotura de las rocas por la acción de sus raíces. También frenan procesos erosivos.

3. Los animales que escarban el terreno rompen las rocas e intervienen en su meteorización