De donde viene el agua - liceo politécnico c

Liceo Politécnico de Villarrica
Dpto. de Ciencias y Tecnologías
Química “El agua”
1
¿De dónde viene el agua?
De los 1383,7 trillones de litros de agua que hay en el planeta, sólo una pequeña cantidad está en estado
líquido, y aún es menor la dulce. La mayor parte de la líquida se encuentra en los océanos y su
aprovechamiento es muy pequeño.
Algunas fracciones de segundo, después del Big Bang...
La génesis del agua comenzó hace miles de millones de años y fue un episodio que se produjo sólo unas
fracciones de segundo después del Big Bang. Poquísimo tiempo después de la explosión, aparecieron los
primeros átomos de hidrógeno. Hasta entonces estaban dispersos, pero poco a poco fueron acercándose unos
a otros, formando concentraciones de cientos de miles de millones de partículas por centímetro cúbico.
La densidad de la materia era tal que la temperatura subió aparatosamente; tanto, que el calor fue suficiente
para que alumbraran las primeras estrellas, cuyas reacciones nucleares dieron lugar al nacimiento de todos los
átomos conocidos, como el oxígeno. Estos átomos de oxígeno, se encontraron en el espacio y compartieron
sus electrones con los átomos de hidrógeno, creando una nueva molécula: el agua.
En el espacio el agua se concentra sobre todo en forma de vapor, en la periferia de las estrellas, como el Sol, a
una distancia donde la temperatura no es superior a 4.000ºC y donde los rayos ultravioletas solares no son
demasiado fuertes, éstas son las dos condiciones indispensables para que la molécula de agua no se disocie
en los dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno.
Así apareció en la Tierra...
Las modernas teorías dicen que la Tierra se formó a partir de polvo y gas interestelar. Con el transcurso del
tiempo, las partículas sólidas se fueron aglutinando y formando rocas que, como esponjas, retuvieron en su
interior gran cantidad de gases, entre ellos vapor de agua. Muchos de estos gases escaparon al exterior a
través de las erupciones volcánicas y formaron alrededor del planeta una atmósfera primitiva cuya temperatura
superaba los 300ºC, que estaba constituida sobre todo por metano, amoníaco y vapor de agua, junto con el
hidrógeno y el helio ya existentes. El vapor de agua que había en esa atmósfera fue enfriándose y trajo las
primeras lluvias, que formaron los primeros mares.
Hace 4.200 millones de años las rocas tenían aprisionada el agua
El magma solidificado formaba una corteza uniforme en la superficie de la Tierra, y el agua se encontraba entre
las rocas. Así, la fusión de un metro cúbico de granito liberó tres metros cúbicos de vapor de agua, que
equivale a 2,4 litros de agua en estado líquido.
Hace 4.000 millones de años empezaron a formarse los océanos
El magma terrestre expulsó miles de millones de toneladas de vapor de agua. El planeta se refrigeraba y el
vapor se condensaba y caía en diluvios que recubrieron la Tierra con una capa uniforme de agua de 2.500
metros de espesor. Los océanos son las reliquias de aquello.
Hace 3.850 millones de años surgieron los ríos y lagos
Las lluvias empezaron a lavar la atmósfera de sus vapores de azufre y surgieron los primeros lagos y ríos. Las
cavidades subterráneas comenzaron a rellenarse y el agua dulce contribuyó a la extensión de la vida en la
Tierra. Es incolora, inodora e insípida. También es el compuesto ligado a la aparición de la vida en la Tierra
hace 3.850 millones de años. Casi toda la comunidad científica está de acuerdo con este hecho, pero las
condiciones exactas del evento son aún un misterio. El primer indicio de la actividad biológica se halló en una
roca procedente de Groenlandia.
En la Tierra está en tres estados: sólido, líquido y gaseoso
La Tierra es el único planeta que tiene agua en estado líquido, sólido y gaseoso. En líquido posee una
estructura compleja, en la que las moléculas se agrupan formando cadenas y anillos; en cambio, el hielo tiene
una estructura hexagonal más regular y menos compacta. Si la distancia al Sol fuera de un 5% más pequeña,
la Tierra recibiría un 10% más de energía solar y su agua estaría en forma de vapor. Si la distancia fuera un 3%
mayor, los océanos se helarían.
Sin agua en otros planetas
Durante el curso de su formación, los planetas arrojaron el vapor de agua aprisionado en sus entrañas, que
tomó la forma sólida, líquida o gaseosa, dependiendo, entre otras cosas, de la distancia que había desde un
planeta al Sol y de su tamaño.
Liceo Politécnico de Villarrica
Dpto. de Ciencias y Tecnologías
Química “El agua”
2
El agua es un elemento abundante en el Universo, pero, en lo que concierne a nuestro Sistema Solar, ningún
otro planeta, excepto la Tierra, alberga en su superficie océanos de agua líquida. Sería razonable suponer la
existencia de capas polares de agua sólida, así como de nubes de agua sólida y líquida, pero no tal y como
nosotros la concebimos.
En Urano, por ejemplo, un lugar tan alejado del Sol, no puede haber más luz al mediodía que la que hay en la
Tierra al atardecer, por lo que, al ser las temperaturas tan bajas, en el hipotético caso de que hubiera agua –
algo nunca confirmado-, tendría que estar congelada.
El agua se originó en el Universo cuando el oxígeno, creado en las estrellas, se unió al hidrógeno, la materia
más vieja del Cosmos. En ciertas condiciones de temperatura y presión, un átomo de oxígeno y dos de
hidrógeno se unen para formar una molécula de agua, que los químicos representan como H 2O.
Cuando se formó, hace cuatro mil quinientos millones de años, la Tierra era una bola de magma en fusión con
cientos de volcanes activos en su superficie. El magma, cargado de gases con vapor de agua, emergió a la
superficie gracias a las constantes erupciones. Luego la Tierra, se enfrió, el vapor de agua se condensó y cayó
nuevamente al suelo en forma de lluvia: así comenzó el ciclo del agua. La lluvia llenó de depresiones el planeta
y creó los océanos.
Mil millones de años después, en los océanos se reunieron las sustancias químicas que darían origen a la vida:
metano, hidrógeno, agua y amoníaco. Desde entonces, la misma agua ha circulado una y otra vez en el
planeta, originando y conservando la vida.
En una gota de agua hay trillones de moléculas que no están sólidamente unidas entre sí. Cuando
el agua fluye, las moléculas se deslizan unas sobre otras. Por ello, el agua líquida no tiene una forma definida.
En cambio, las moléculas del agua sólida se disponen en forma de pequeñas pirámides. Quedan sujetas unas
a otras y no se pueden mover. El hielo es más liviano que el agua líquida, pero ocupa un volumen (espacio)
mayor porque las moléculas están más separadas. Por eso, una botella de vidrio llena de agua puede estallar
al congelarse.
El vapor de agua es agua en estado de gas. El agua calentada se evapora debido a que las moléculas pierden
toda conexión. Si la temperatura disminuye el vapor se condensa en gotitas.
A veces el hielo se transforma en vapor sin pasar por el estado líquido: es la sublimación.
El agua es el único elemento que se encuentra en la naturaleza en estado gaseoso, líquido y sólido. Para
cambiar de estado, debe liberar o recibir mucha energía. Esta energía la recibe del Sol. Cada día el Sol
evapora 1.000.000.000.000.- un billón de toneladas de agua. Este proceso de cambios es lo que conocemos
como Ciclo del Agua.
TRABAJO GRUPAL: DOCUMENTO AGUA
1. Lean el documento ¿De dónde viene el agua? Y sigan las instrucciones.
2. Formen grupos de 4 alumnos.
3. Construyan una línea del tiempo utilizando materiales tales como:
 Hoja de block.
 Cartulina de colores.
 Revistas.
 Tijeras.
 Pegamento
 Plumones.
 Lápices.
4. Seleccionen una de las etapas de la línea del tiempo y explíquenla delante del curso.
5. Por grupo (15 minutos antes de finalizar la clase) entreguen una conclusión de lo aprendido en este
documento.