PROLOGO - HMXEarthScience

PROLOGO
EL AMBIENTE FISICO
VOCABULARIO
Clasificación
Conclusion (hipótesis)
Cambio cíclico
Densidad (maza/volumen)
Equilibrio dinámico
Flujo de energia
Eventos
Instrumentos
Interfase
Relación inversa
Maza
medidas
Observacion
Desviación porcentual
(error)
Fases de la materia
Percepción sensorial
Tiempo
variable
Volumen
Peso
Inferencias
(interpretaciones)
A. Evidencia y hechos
Observaciones requieren la interacción entre los sentidos de una persona (los sentidos
como la visión, el oído, el sabor, el tacto y el olfato) y el ambiente que los rodea.
Observaciones envuelven de manera directa la percepción sensorial. Debido a que los
sentidos limitan nuestros poderes de observación, es necesario que la persona que esta
conduciendo las observaciones use instrumentos para poder extender y ampliar su
habilidad de observar y de recoger datos. Cada punto o dato recolectado a través del uso
directo de los sentidos se le llama una observación.
Instrumentos son usados para mejorar los poderes de observación. Por ejemplo, aunque
es posible observar la luna con nuestros ojos, el uso de un telescopio mejora la cantidad
y calidad de detalles que pueden observarse.
Instrumentos son usados para extender nuestra habilidad de recolectar datos sobre todo
aquellos que no pueden ser obtenidos usando solamente los sentidos del ser humano. Por
ejemplo, el cuerpo humano no tiene censores que le permitan percibir la presencia de
elementos como la radiación. Esto puede crear una situación peligrosa como en el caso
de la radiación emitida por los rayos x o la radiación atómica. Usando un detector como
el Contador Geiger una persona puede hacer observaciones que no fueran posibles si
usara solamente sus sentidos.
Inferencias son interpretaciones hechas en base a las propiedades observadas de un
sujeto o una situación. En otras palabras, una inferencia puede ser una interpretación o
una conclusión (hipótesis o un estimado) basada en la información de las
observaciones. Por ejemplo, cuando un grupo de estudiantes ve una piedra lisa (pulida)
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en un arroyo. Ellos infieren que la superficie es lisa (pulida) debido la fricción creada por
el agua sobre la superficie de la piedra. Esta inferencia puede ser o no ser cierta.
En el estudio de las ciencias, inferencias pueden volverse ‘hechos’ con la ayuda y el
soporte de otros descubrimientos que estén relacionados a estos. El mismo científico, o
otro individuo, podría hacer observaciones que comprueben que el agua ha causado que
la superficie de la piedra se vuelva lisa.
Es muy importante entender la diferencia que existe entre una observación (lo que se
descubre usando los sentidos) y una inferencia (lo que la mente interpreta). Si no se tiene
un número suficiente de observaciones, las inferencias pueden ser incorrectas.
Un sistema de clasificación es basado el las propiedades del evento o el objeto que este
bajo observación.. Eventos como objetos que tengan propiedades parecidas tienden a ser
agrupados (organizados) juntos para permitir su mejor estudio. Por ejemplo, todos los
objetos sólidos que existen en la naturaleza que tengan uno, o más de un mineral pueden
ser clasificados como rocas. Esto ayuda a organizar el estudio de los materiales de la
Tierra. Pero, este grupo no describe de manera correcta todas las diferentes clases de
rocas. Por esta razón, rocas son a su vez ‘sub-clasificadas’ en numerosos grupos, como
por ejemplo rocas sedimentarias, rocas ígneas y rocas metamórficas. Estos tipos de rocas
son a su vez divididas de nuevo en una serie de nuevas ‘sub clasificaciones’, por ejemplo
las rocas sedimentarías pueden ser clasificadas como clastics, evaporices? o también
como rocas orgánicas.
B. Propiedades de los objetos
UNIDADES DE MEDIDA
Una medida contiene al menos una cantidad dimensional básica y describe las
propiedades de los objetos de manera numérica. Las siguientes son consideradas
medidas: masa, largo o tiempo.
Masa es la cantidad de materia que contiene un objeto y es usualmente medida en
gramos (1/1000 de un kilogramo). La masa se diferencia del peso y no debe ser
confundida con el.
El Peso de un objeto es determinado por la fuerza que ejerce la gravedad de la tierra
sobre la masa del objeto (por ejemplo: Perros) permanece constante aunque la cantidad
de fuerza gravitacional cambie. En cambio, el peso del objeto (por ejemplo: Perro)
cambia a medida que varia la cantidad de fuerza gravitacional ejercida sobre el.
Largo es la distancia entre los extremos o entre dos puntos de un objeto. También es la
distancia entre dos puntos definidos del objeto y es usualmente medida en metros,
centímetros (1/100 metro) o milímetros (1/1000 metro).
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Tiempo se define como el periodo durante el cual se mide durante el cual una acción,
proceso o condición o evento existe, continua o ocurre. Tiempo es medido en varios tipos
de unidades como por ejemplo un segundo, una estación (temporada), un horario, una
edad o una generación. El tiempo puede ser una medida no muy bien definida ya que
frecuentemente esta midiendo un evento relativo.
CANTIDADES DIMENSIONALES Y COMPARACIONES
Algunas de las propiedades de la materia no pueden ser medidas en unidades sencillas de
medición. En su lugar, combinaciones de cantidades dimensionales básicas deben ser
usadas.
Densidad es la medida que combina la masa (cantidad) de una sustancia o
material por unidad de volumen.
Presión es la cantidad de fuerza comparada a la superficie de area.
Volumen es el espacio ocupado expresado en unidades cúbicas. Es la
combinación de tres dimensiones: largo, ancho y altura.
ERRORES
Debido a que las medidas son hechas por los sentidos o por extensiones de los sentidos
(instrumentos) y en realidad son aproximaciones, no se debe asumir que las medidas son
‘exactas’. Por eso, un pequeño margen de error debe ser esperado. Por ejemplo, una
escala (regla) en centímetros puede usarse para medir el largo de un objeto. El largo de
dicho objeto puede ser un poco mas o menos que el centímetro siendo usado en nuestra
unidad de medida (regla). Por ello, se puede esperar que exista un pequeño error cuando
la se mida el objeto.
Desviación porcentual (error porcentual) se obtiene cuando cálculos matemáticos son
hechos para resolver problemas que incluyen medidas y valores aceptados. La desviación
porcentual se calcula usando la siguiente formula
Error porcentual =
diferencia del valor aceptado
Valor aceptado
X 100
Por ejemplo, si un estudiante usando una balanza para determina que la masa de un
objeto es 95 gramos, pero en realidad la masa de dicho objeto es 100 gramos, en este
caso se a cometido un error. Para determinar el porcentaje de error, el estudiante compara
la masa observada con la masa actual y luego encuentra la diferencia entre ellas (una
resta). En este caso la diferencia es de 5 gramos. Por eso al aplicar la formula de error
porcentual, se encuentra que dicho error es del 5%.
Densidad es la concentración de materia encontrada en un objeto y es independiente (no
tiene dependencia) del tamaño o de la forma que tenga el material. Densidad es la masa
del objeto dividida por su volumen. Densidad se designa como g/cm3.
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Densidad = Maza
Volumen
FASES DE LA MATERIA
Los materiales terrestres pueden existir en tres formas básicas: sólidos, líquidos o en
forma de gas. El estado o fase en el que se presenta el material depende de las
condiciones de presión y temperatura al cual este sujeto el material. Generalmente el
material cambia de ser gas a líquido y de este a sólido a medida que la temperatura baja o
la presión aumenta. A medida que la temperatura aumenta o la presión se reduce el
material cambia de estado empezando en sólido pasando por líquido y finalmente
convirtiéndose en gas.
Existen varios factores que afectan la densidad y por ello también tienen impacto en el
estado (fase) de una substancia. Estos factores son:

La densidad del gas varía con la presión y la temperatura. Por
ejemplo, en un sistema de climatológico. el aire caliente sube a través del
aire frío porque las moléculas del aire caliente están mas separadas (menos
denso). El aire frío es mas compacto (las moléculas del aire se encuentran
bien juntas. Al estar juntas la densidad es mayor causando una presión
mas alta)
Comparado con el aire frío, el aire caliente tiene menor presión. Eso hace
ques el aire caliente (que es menos denso) sea empujado hacia arriba por
el aire frío (más denso) ya que este a su vez esta bajando. Al incrementar
la presión de un gas este se compacta (moléculas se acercan entre ellas). El
bajar la presión crea el efecto contrario. Este principio también se le aplica
a los líquidos y también a los sólidos aunque en estos últimos no es tan
obvio.

Los materiales tienen su mayor densidad cuando se encuentran en
estado sólido. Por ejemplo, una roca de granito se hundiría en magma de
granito (roca liquida).
Una excepción a esta regla es el agua . El agua tiene su densidad máxima
a una temperatura de aproximadamente 4°C,(cuando esta en estado
liquido).
La forma sólida del agua, el hielo, flota en agua. E agua se expande al
congelarse. Las moléculas del agua se separan haciendo que el hielo tenga
menor densidad que el agua liquida.
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C. Cambios
CARACTERISTICAS DEL CAMBIO
El medio ambiente de la Tierra cambia constantemente. Cualquier cambio en el sistema o
en un objeto en particular es llamado un evento. Estos eventos (cambios) pueden ocurrir
de un momento a otro (como por ejemplo un relámpago durante una tormenta). Cambios
también pueden tomar un largo periodo de tiempo (por ejemplo la formación de una
montaña).
GRAFICAS – UNA MANERA DE MOSTRAR DATOS
Factores que toman parte en el proceso de cambio se llaman variables. Por ejemplo, si la
temperatura es medida y anotada cada doce horas, el tiempo y la temperatura van a ser
variables.
Graficas de datos (las variables) son usadas a menudo para ilustrar el tipo y la rata (tasa)
de cambio que ocurre entre las variables. La variable que es conocida antes de empezar
(en este caso el tiempo que es expresado en meses) se le asigna el eje horizontal de la
grafica.
La línea en la grafica representa el tipo de cambio ocurrido. El ángulo o inclinación de la
línea indica la rata de cambio. A medida que la línea sea más inclinada y alta, hay más
rapidez de cambio. En el caso ilustrado acá , la grafica esta mostrando un rápido
incremento de temperatura durante los meses de Marzo, Abril y Mayo, seguido por un
cambio mas lento en Junio y básicamente no cambio de temperatura en Julio. En Agosto
hay una pequeña reducción de la temperatura, seguida por un rápido decrecimiento o
reducción entre Septiembre y Noviembre.
Si la dirección del cambio en las dos variables es en la misma dirección, la grafica
muestra una relación directa entre las variables. La grafica que esta a su derecha
compara la velocidad del arroyo y la suspensión de partículas. La relación directa se
explica de esta manera, a medida que la velocidad de arroyo aumenta, la cantidad de
partículas que están suspendidas también aumentan.
Si una de las variables aumenta a medida que la otra esta reduciendo, la grafica mostrara
una relación inversa. La grafica que aparece a la derecha compara la Velocidad del
arroyo y la manera en que las partículas van cayendo al sueldo. La relación inversa, de
acuerdo a la grafica, dice que a medida que la velocidad del arroyo aumenta la cantidad
de partículas se reduce.
Graficas que muestran patrones de cambio que se repiten ilustra cambios cíclicos entre
las variables. La grafica que se muestra abajo, compara la hora con la altura de la marea.
La relación entre las variables representa cambios cíclicos. A medida que el tiempo pasa
(aumenta) la altura de la marea sube, luego baja, luego sube y así siguen los
ciclos.Graficas como estas ayudan a predecir cambios.
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No solamente se usan graficas con líneas. Existen ademas graficas en circulo) y graficas
con barras para mostrar e ilustrar datos.
Los gráficos en circulo comparan la composición (en porcentaje) del las emisiones de
Nitrógeno y Dióxido de Azufre.
La grafica de barras (abajo) muestra la distribución de la superficie de la Tierra en
relación al nivel del mar. La distribución se muestra en porcentaje (%).
Graficas tambien pueden ser usadas para comparar mas de un factor usando las mismas
variables. La grafica (abajo) que fue obtenida de las tablas de referencia de las ciencias
de las Tierra comparan el tiempo y la distancia de dos terremotos P y S. Observe que las
variables, tiempo de viaje (eje vertical) y la distancia al epicentro (eje horizontal) son
usadas para ilustrar estos dos terremotos.
CAMBIOS CICLICOS Y NO CICLICOS
La mayoría de los cambios que ocurren en el ambiente son cíclicos. Cambios cíclicos son
aquellos que se repiten a lo largo del tiempo y del espacio. Estos cambios tienden a
ocurrir de forma ordenada. Por ejemplo



A medida que el agua cambia de estado (fase) (de evaporación a
condensación) ella es reciclada y purificada entre la Tierra, las reservas de
agua y la atmósfera.
Cambios de estado (también conocidos como ciclos), como el congelarse
y descongelarse, produce cambios que pueden ser anticipados. Por eso se
puede saber cual es el patrón climático dominante.
El Sol, la Luna, las estrellas, los planetas y otros objetos celestiales siguen
patrones cíclicos en su movimiento.
Lo patrones generales del tiempo se repiten en forma ordenada, pero no todos estos
cambios son cíclicos. Hay algunos eventos que se llaman uni direccionales. Ejemplos de
estos son la desintegración radioactiva de algunos elementos, la extinción de las
especies,o el impacto de un meteorito en la Luna.
D. Energía y cambio
FLUJO E INTERCAMBIO DE ENERGIA
Cuando ocurren cambios en el medio ambiente, una parte pierde energía (fuente) y otra
la recibe (receptor). Este cambio ocurre de manera simultánea (al mismo tiempo). Por
ejemplo cuando la energía del Sol (fuente) choca contra la superficie de la Tierra
(receptor) y es absorbida, la energía radiante genera el calor que calienta la superficie de
la Tierra. La energía que existe dentro de los vientos de alta velocidad (fuente) de un
huracán o un tornado es absorbida por los árboles, edificios y otros objetos (receptor)
causando destrucción y erosión.
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Este intercambio de energía (pérdida y ganancia) ocurre durante una interfase entre las
partes afectadas del medio ambiente. Cambios en el medio ambiente ocurren en la
interfase entre los materiales por ejemplo del aire a una roca. La superficie de las rocas es
afectada por la presencia de humedad y gases en el aire.
PREDECIR EL CAMBIO
Si existen suficiente evidencia y conocimiento de las causas de cambios de medio
ambiente, se pueden predecir la clase, el tamaño y la dirección de cambios en el futuro.
Meteorólogos pueden predecir la ruta de una tormenta y astrónomos pueden predecir
cuando van a ocurrir eventos como un eclipse gracias a la gran cantidad de información
recolectada durante mucho tiempo. Es importante señalar que eventos comunes pueden
predecirse (el amanecer y el atardecer) pero eventos individuales son mucho mas difíciles
de predecir (el clima).
Generalmente es más fácil hacer predicciones exactas cuando se tiene un historial largo
con mucha información y el número de variables no es muy alto.
BALANCE DE MEDIO AMBIENTE
Nuestro medio ambiente esta en estado de equilibrio. Es la naturaleza del medio
ambiente de buscar un nuevo estado de equilibrio si una de las variables cambia. Cambio
es constante, por eso algo que parezca que no esta cambiando, lo puede estar haciendo
pero muy despacio. Por ejemplo, si un arroyo esta erosionando y depositando sedimentos
a una misma tasa, daría la impresión que no ha habido cambio en ese sitio. En este caso el
intercambio de erosión y depósitos a la misma tasa crean un equilibrio dinámico
conocido también como balance.
Si llegase a ocurrir un cambio inesperado en el las condiciones climatologicas, como por
ejemplo una gran cantidad de lluvia que cause inundaciones, ocurriría un cambio
dramático en el arroyo. La erosión podría cambiar entre otras la rivera del arroyo, su
trayectoria o su contenido.
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