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La actividad geológica externa del planeta Tierra
Objetivos Antes de empezar Esta quincena contiene información sobre:
1.La energía solar en La Tierra........ pág. 12 El Sol Como se distribuye en La Tierra
La energía que llega a la Tierra.
2.La Atmósfera............................... pág. 15 Estructura de la Atmósfera Dinámica de la Atmósfera El efecto invernadero
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Cómo se distribuye la
energía en la Tierra. La Atmósfera y el efecto
invernadero. Los mapas del tiempo. Las rocas sedimentarias. El origen de los combustibles
fósiles. El relieve y su
representación.
3.Mapas del tiempo ........................ pág. 19 4.La formación de las rocas sedimentarias..............................pág. 111 Origen de las rocas sedimentarias El carbón Petróleo y gas natural Uso de combustibles fósiles 5.El relieve terrestre y su representación............................ pág. 117 Los mapas topográficos Perfil topográfico Ejercicios para practicar.....................pág. 19 Resumen.........................................pág. 123 Para saber más.................................pág. 124 Autoevaluación.................................pág. 125
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Contenidos 1. La energía solar en La Tierra El Sol, como todas las estrellas, genera gran cantidad de energía que se expande por el Universo. En ese viaje que realiza la energía choca con los distintos planetas del Sistema Solar. La Tierra es el tercer planeta más cercano al Sol y por esto le llega gran cantidad de energía en forma de radiaciones. Las radiaciones son filtradas por la Atmósfera, pero la energía que consigue llegar a nosotros es la responsable de los cambios que se producen en su superficie del planeta. Toda la energía que proviene del Sol se debe a reacciones de fusión nuclear que se producen en su núcleo. En una fusión nuclear dos átomos chocan y se unen, formando un átomo mayor y, a la vez, se produce la liberación de gran cantidad de energía.
En el núcleo del Sol es donde se produce la energía porque es allí donde chocan continuamente átomos de hidrógeno que se fusionan produciendo átomos de helio. A su vez, el helio formado puede chocar con otros átomos y formar otros distintos. La energía producida se transmite desde el núcleo solar hasta su superficie y desde allí es emitido hacia el espacio en forma de radiaciones electromagnéticas. Estas radiaciones se agrupan en tres zonas: ●
La radiación ultravioleta que contiene mucha energía y gran poder de penetración. Es muy dañina para los seres vivos y puede ser retenida por la capa de ozono de la Atmósfera.
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La luz visible atraviesa la Atmósfera, aunque es retenida por las nubes y el polvo en suspensión.
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La radiación infrarroja tiene poca energía y poco poder de penetración pero aporta calor. Es retenida por el dióxido de carbono y el vapor de agua.
De la energía que llega a la Tierra parte es reflejada y parte absorbida. Es reflejada por la Atmósfera el 23% y el 7% por el suelo. Es absorbida por la Atmósfera el 23% y el 47% por la superficie terrestre.
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1. La energía solar en La Tierra Cómo se distribuye la energía que llega a La Tierra Las radiaciones solares que llegan a la Tierra son filtradas por la Atmósfera. La energía de esas radiaciones calienta el suelo, el agua y el aire. Ese calentamiento no se realiza por igual en la Tierra. El eje de rotación de la Tierra no es perpendicular al plano de la orbita de desplazamiento en torno al Sol. Debido a la rotación terrestre los rayos solares inciden en una cara. Esta se calienta de forma desigual dependiendo de los materiales que estén presentes. El agua de los océanos necesita absorber mucha más energía para calentarse que el suelo. De la misma forma, la cara no iluminada se enfría. En este caso, la pérdida de calor es más rápida desde el suelo que desde el agua.
La zona ecuatorial se encuentra enfrentada al Sol. Por eso los rayos que llegan a esta zona inciden perpendicularmente. Toda la energía se distribuye en una superficie pequeña y así se calienta mucho.
La energía que aportan los rayos solares varía con la latitud.
A los polos, los rayos llegan oblicuos con un ángulo de inclinación de unos 10 grados aproximadamente. De esta forma, la energía se distribuye en una superficie mucho mayor y se calienta mucho menos.
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1. La energía solar en La Tierra Cómo se distribuye la energía que llega a La Tierra La Tierra realiza un movimiento de traslación en torno al Sol. Este movimiento unido a la inclinación del eje de rotación provoca la aparición de las estaciones a lo largo del año. Así, según en qué estación nos encontremos, recibiremos mayor o menor insolación.
Cuando los rayos inciden de forma perpendicular sobre la superficie hay más horas de luz y más cantidad de energía llega a esa zona. Si los rayos inciden de forma oblicua, hay menos horas de luz y la energía que llega a la superficie se distribuye por un área mucho mayor.
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2. La Atmósfera
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Estructura de la Atmósfera La Atmósfera es la capa de gases que rodea la Geosfera. Es rica en nitrógeno molecular N 2 y oxígeno molecular O2. También aparecen otros gases en menor concentración pero que son muy importantes para el desarrollo de la vida, como son el vapor de agua, el Ozono O 3 y el dióxido de carbono CO2. La Atmósfera regula la temperatura de la superficie del planeta ya que filtra las radiaciones solares e impide la pérdida de calor durante la noche. Además, es la responsable de los fenómenos atmosféricos como el viento o la formación de nubes que darán lugar a los procesos de transformación de la superficie de la Tierra.
Se divide en varias capas: Troposfera Es la capa más cercana al suelo. Está formada por una mezcla de gases que conocemos como aíre y gracias a estos se desarrolla la vida. Se calienta por la transmisión de energía desde la superficie terrestre hacia el aire. En esta capa se producen los fenómenos atmosféricos. Esta capa termina en la TROPOPAUSA, a una altitud de 12 km. Estratosfera Se encuentra por encima de la anterior. Esta capa es importante para el desarrollo de la vida pues en ella se encuentra la capa de OZONO. El ozono es un gas estable que atrapa la energía de las radiaciones ultravioletas, estas radiaciones son letales para la vida. La energía absorbida provoca el aumento de temperatura de la capa” Esta capa termina en la ESTRATOPAUSA, a una altitud de 50 km.
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2. La Atmósfera Estructura de la Atmósfera Mesosfera Esta capa se la responsable de la formación de las estrellas fugaces. Los meteoritos al rozar con el aire existente en esta capa se queman y se consumen, por eso casi ninguno alcanza el suelo. A lo largo de esta capa la temperatura disminuye hasta llegar al los -90º C.” Esta capa termina en la MESOPAUSA, a una altitud de 80 km.
Ionosfera
Los gases y las partículas que se encuentran están ionizados, debido a esto las ondas de radio que se emiten desde la Tierra rebotan, así se pueden comunicar unas zonas del planeta con otras. En esta capa se producen las auroras boreales al chocar las radiaciones solares con las partículas ionizadas. Además esta capa recibe el nombre de TERMOSFERA debido que la temperatura asciende hasta los 1500º C.” Esta capa termina en la TERMOPAUSAa una la altitud de 600 km. Biología y Geología 1 . 6
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2. La Atmósfera Dinámica de la Atmósfera Las radiaciones solares calientan el planeta, pero lo hacen de forma heterogénea. Esa energía circula desde las zonas más cálidas a las más frías gracias a las corrientes oceánicas y a los movimientos del aire que se producen en la Atmósfera. Los movimientos del aire, junto con la humedad y la presión atmosférica, dan lugar a los fenómenos atmosféricos. En el ecuador los rayos solares calientan más la superficie del planeta que en cualquier otro lugar. Esa energía se transmite al aire. Cuando el aíre se calienta, aumenta su volumen, disminuye su densidad y entonces, asciende dirigiéndose hacia el norte y hacia el sur. En las capas altas de la Atmósfera el aire se enfría, disminuye su volumen, aumenta su densidad y entonces, descienden los trópicos. De esta forma se desplaza el aire más caliente hacia el ecuador. Este aire frío vuelve a calentarse poco a poco cuando se pone en contacto con la superficie terrestre. Esta circulación del aire origina corrientes de convección. En el planeta se generan seis grandes corrientes de convección. Estas corrientes son las responsables de los vientos que se originan en la superficie. Cuando el aire se calienta se hace más ligero porque las partículas que lo forman se separan aumentando el volumen y disminuyendo su densidad, lo que permite que ascienda. El aire, al ascender, empuja y desplaza las capas que se encuentran por encima, pero en la superficie la presión que ejerce el aire disminuye. Así se produce un descenso de la presión atmosférica que da lugar a una borrasca. Si el aire se enfría se hace más denso y desciende. Al descender empuja las capas de aire que se encuentran por debajo aumentando la presión sobre la superficie. Así se producen las altas presiones dando lugar a un anticiclón. Biología y Geología 1 . 7
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2. La Atmósfera El efecto invernadero Entre los gases que componen la Atmósfera se encuentra el dióxido de carbono (CO 2). Este es un gas poco abundante pero que influye de forma determinante en el mantenimiento de la temperatura del planeta. Si se producen variaciones en las concentraciones de CO 2 se altera la temperatura de la Tierra. La superficie de la Tierra absorbe las radiaciones infrarrojas emitidas por el Sol. Así se calienta la superficie del planeta. Parte de esas radiaciones se devuelven al espacio.
En el viaje de salida, las radiaciones chocan con gases como el CO 2 que las reenvía hacia la superficie terrestre y la calientan de nuevo. Sólo el 30% de las radiaciones infrarrojas se pierden en el espacio. De esta forma el calor es retenido por la Atmósfera produciéndose el efecto invernadero. De no ser así, la temperatura media del planeta sería 33º más baja y la Tierra se congelaría. ¿Qué ocurriría si aumentasen los niveles de CO2? ¿La Tierra podría convertirse en un planeta como Venus con temperaturas medias de350º? Los seres fotosintéticos utilizan el CO2 para producir materia orgánica, reduciendo su concentración. Parece ser, que en la actualidad las concentraciones de CO2 están aumentado debido a: La utilización de combustibles fósiles, el desarrollo de la industria, la pérdida de masa forestal y la utilización del suelo para la agricultura o el crecimiento de las ciudades.
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3. Los mapas del tiempo Siempre resulta interesante conocer el tiempo que va a hacer en los próximos días, aunque sea para saber que ropa nos vamos a poner. Pero ¿sabrías interpretar un mapa del tiempo? Las isobaras son líneas imaginarias que unen puntos que tienen la misma presión atmosférica en un determinado momento. La presión se expresa en milibares, mb. Si las isobaras se encuentran muy juntas indican fuertes vientos en esa zona. Si ocurre lo contrario indican vientos suaves.
Cuando el valor de las isobaras aumenta hacia la isobara interior se produce un Anticiclón. Se representa con una A. Durante un anticiclón el tiempo será seco y soleado, pero puede ser muy frío durante el invierno. Esto es debido a que el Sol no calienta durante muchas horas y durante la noche el calor se escapa porque no es atrapado por las nubes. En cambio, si el valor de las isobaras disminuye hacia la isobara del interior indica que tenemos una Borrasca. Se representa con una B. Las borrascas están asociadas a tiempo lluvioso o inestable. En el mapa aparecen líneas de color azul o negro con triángulos y rojas con semicírculos. Son las líneas de frentes. Estos indican el movimiento de masas de aire de diferentes temperaturas. Los frentes fríos se representan con líneas azules o negras con triángulos. Estos frentes contienen aire frío, seco y denso. La línea roja con semicírculos representa un frente cálido. El aire es cálido, húmedo y más ligero que el aire frío.
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3. Los mapas del tiempo Cuando dos frentes chocan se denomina frente ocluido. Las masas de aire se mueven una respecto a la otra. Cuando la masa de aire frío se desplaza, se introduce por debajo de la de aire caliente. El aire caliente se eleva rápidamente y se enfría con rapidez, esto provoca lluvias fuertes durante cortos espacios de tiempo. Si la masa de aire caliente se mueve se sitúa poco a poco sobre la de aire frío. El aire se enfría lentamente y se producen lluvias suaves y prolongadas. Los mapas se pueden simplificar mucho y dar una información rápida, sencilla y clara.
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4. La formación de rocas sedimentarias Origen de las rocas sedimentarias Las radiaciones solares son responsables de la formación del viento, las variaciones de presión atmosféricas, las lluvias, la temperatura. Éstos son los agentes geológicos externos. Al actuar sobre las rocas las transforman mediante los procesos de meteorización, erosión, transporte y sedimentación. Estos procesos dan lugar a los sedimentos que son el origen de las rocas sedimentarías. En el fondo de lagos, mares y océanos las partículas que son arrastradas se depositan dando origen a los sedimentos.
Debido al peso de los sedimentos superiores las partículas se juntan o se reordenan. Desaparecen los gases o las gotas de agua que hay entre ellas. Durante este proceso la capa de sedimentos disminuye su volumen, se compacta, por eso a este proceso se denomina Compactación.
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4. La formación de rocas sedimentarias Origen de las rocas sedimentarias Las sales o los elementos que se encuentran disueltos en el agua pueden precipitar en los espacios que quedan entre las partículas formando una pasta parecida al cemento que une las partículas entre sí. A este proceso se le conoce como Cementación.
Las partículas cementadas pueden reaccionar entre sí debido al aumento de temperatura y presión al que suelen estar sometidas. Este proceso de transformación de denomina DIAGÉNESIS o LITIFICACIÓN que será el que de lugar a una nueva roca de tipo Sedimentario.
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4. La formación de rocas sedimentarias El carbón Las rocas sedimentarias pueden tener distintos orígenes y eso nos permite clasificarlas en: ●
Detríticas, formadas por fragmentos de otras rocas.
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Evaporíticas, se originan al precipitar las sales en el fondo de lagos u océanos.
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Carbonatadas, se producen por precipitación del carbonato cálcico.
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Organógenas, formadas a partir de restos blandos de seres vivos, son el Carbón y el Petróleo.
El carbón se origina a partir de restos vegetales que sufren diagénesis en condiciones de anaerobiosis, esto es, en ausencia de oxígeno.
La formación del carbón comienza en zonas pantanosas con mucha vegetación que sufren inundaciones periódicas. Al aumentar el nivel del agua las plantas mueren y sus restos se depositan en el fondo. Las zonas pantanosas contienen agua con poca cantidad de oxígeno y pueden desarrollarse bacterias anaerobias que solo viven en esos ambientes. Estas bacterias transforman poco a poco los restos vegetales en carbón. Este proceso de transformación se favorece si sobre los restos vegetales se depositan otros sedimentos como la arcilla, así las condiciones anaeróbicas serían mas estables. Normalmente se intercalan capas carboníferas y capas de otras rocas sedimentarias.
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4. La formación de rocas sedimentarias El carbón No sólo hay un tipo de carbón, eso depende del grado de transformación sufrida por los restos vegetales: Turba La turba está poco transformada, se pueden observan restos de plantas. Su contenido en carbono es inferior al 60% por eso es un mal combustible.
Lignito El lignito es un carbón más transformado, su contenido en carbono está entre el 60 y 75%, no es un buen combustible aunque se utilice como tal en centrales de producción de energía como las centrales térmicas.
Hulla La hulla es un carbón muy transformado con un contenido en carbono entre el 75 y el 90% presenta un alto poder calorífico, por eso se utiliza muy frecuentemente en centrales de producción de electricidad. Su utilización en estas centrales plantea un gran problema, la contaminación. Al quemarse, se liberan al aire grandes cantidades de azufre que es el responsable de la lluvia ácida. Antracita La antracita es el carbón más evolucionado, y el que mayor poder calorífico tiene ya que contiene un 95% de carbono, también es el menos contaminante.
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4. La formación de rocas sedimentarias El petróleo El petróleo, como el carbón, se forma a partir de restos de seres vivos. Es de origen sedimentario. El plancton es un conjunto de seres vivos marinos muy sensibles a los cambios de temperatura o salinidad del agua, una variación brusca puede provocar su muerte. Al morir, el plancton cae al fondo marino y sobre él se depositan limos o arcillas que crean un ambiente carente de oxígeno. En estas condiciones los restos orgánicos sufren una lenta descomposición hasta que se transforman en una mezcla de petróleo, asfaltos, betunes y gas natural que serían la roca madre del petróleo.
Pasados miles de años y debido a movimientos en las capas de la Tierra el petróleo puede quedar atrapado en una trampa de petróleo. El petróleo, al tener poca densidad, se mueve hacia capas más altas e incluso alcanzar la superficie y evaporarse.” Si en ese movimiento encuentra capas impermeables es retenido. El gas que atrapado por encima del petróleo y por debajo queda agua salada y roca impregnada con betunes o asfaltos.
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Contenidos 4. La formación de rocas sedimentarias El uso de combustibles fósiles Los combustibles fósiles son recursos limitados que se utilizan para obtener.
Los carbones se usan como combustible en las centrales térmicas que producen energía eléctrica.
El petróleo es la base de un gran número de productos como son pinturas, disolventes y, sobre todo, los combustibles como la gasolina. Aproximadamente el 95% del transporte mundial consume derivados del petróleo.
El gas natural es otra fuente de energía de alto poder calorífico. Produce menos CO2 que otros combustibles fósiles. Su uso está aumentando en distintas partes del mundo.
El uso de combustibles fósiles provocan contaminación atmosférica debido a la liberación de CO2, CO y derivados de azufre y de nitrógeno responsables del efecto invernadero, la lluvia ácida y un gran número de enfermedades respiratorias.
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5. El relieve terrestre y su representación Mapas topográficos Las maquetas y los mapas topográficos nos muestran como es el paisaje de un lugar, sus ríos, montes, pueblos, caminos… Todo ello se representa de forma detallada mediante el uso de la escala y las curvas de nivel. Las maquetas son representaciones en tres dimensiones de un territorio. Para conocer el relieve de un lugar tenemos dos opciones. Podríamos ir al lugar y pasear por la zona, o bien, buscar un mapa topográfico de la zona y observar como es el lugar. La primera opción sería muy agradable pero la segunda nos ofrece una información muy detallada del lugar, no solo del relieve, también de la actividad humana.
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