Título [Propiedades] - IES Vega del Jarama
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APUNTES PARA LA PRUEBA DE CONOCIMIENTOS MÍNIMOS PARA CURSAR CTM 1. ORIGEN Y ESTRUCTURA DE LA TIERRA 2. GEODINÁMICA INTERNA. TECTÓNICA DE PLACAS 3. GEODINÁMICA EXTERNA 4. UNIDAD Y DIVERSIDAD DE VIDA 5. L A BIOLOGÍA DE LAS PLANTAS Y DE LOS ANIMALES 1. ORIGEN Y ESTRUCTURA DE LA TIERRA. 1.1. Métodos de estudio del interior de la Tierra. El interior de la Tierra es en su inmensa mayoría inaccesible, los sondeos con toma de muestras alcanzan raramente más de 10 Km. El radio de la Tierra es de aproximadamente 6.400 Km, sin embargo se conoce con relativa claridad el interior mediante métodos de estudio indirectos: Métodos astronómicos permiten conocer la masa y la densidad Los meteoritos nos dan claves de su composición interna La gravimetría nos informa de cambios en la densidad de las capas superficiales y del grosor de estas capas El geomagnetismo nos informa de la presencia de rocas magnéticas y la edad de determinados eventos geológicos La geotermia nos informa de la presencia de flujos internos calientes y del grosor de la corteza La sismología es el principal método de estudio del interior de la tierra. Estudia las vibraciones de los materiales terrestres Los terremotos son vibraciones que atraviesan las rocas cuando éstas se fracturan y se propagan en forma de ondas. Las ondas sísmicas provocan deformaciones en los materiales que atraviesan. Éstas se clasifican según la manera de oscilar las partículas con respecto a la dirección de propagación. Según esto: - Ondas longitudinales o primarias (P). Son las ondas más rápidas. Las partículas vibran paralelamente a la dirección de propagación de la onda. Son capaces de atravesar materiales sólidos (rocas) y materiales fluidos (magma), aunque su velocidad disminuye al atravesar fluidos. - Ondas transversales o secundarias (S). Las partículas se desplazan en un plano perpendicular al de propagación de la onda. Se propagan únicamente en medio sólido, no en fluidos. - Ondas superficiales (L). se propagan por la superficie. Los cambios bruscos de velocidad de las ondas sísmicas se llaman discontinuidades Las discontinuidades definen las capas terrestres: o Corteza: Desde superficie sólida a la discontinuidad de Mohorovicic. Espesor variable de 5 a 100 Km o Manto: Desde discontinuidad de Mohorovicic a la de Gutenberg. Espesor de 2900 Km o Núcleo. Desde la discontinuidad de Gutenberg al centro de la Tierra 1.2. Estructura de la Tierra: Modelo geoquímico y modelo dinámico La litósfera es la capa superficial de la Tierra sólida, caracterizada por su rigidez. Está formada por la corteza terrestre y por la zona más externa del manto, y «flota» sobre la astenósfera, una capa «blanda» que forma parte del manto superior. La litosfera está dividida en placas tectónicas o litosféricas, que pueden ser oceánicas o mixtas. En la astenósfera se producen las corrientes de convección responsables del movimiento de las Placas tectónicas. 2. GEODINÁMICA INTERNA. LA TECTÓNICA DE PLACAS. 2.1. Placas litosféricas: Características y límites. Las placas litosféricas más grandes son: - Euroasiática - Africana - Norteamericana - Sudamericana - Pacífica - Indoaustraliana - Antártica Todas ellas excepto la Pacífica, que es totalmente oceánica, son placas mixtas. 2.2. Los bordes de las placas: Constructivos, transformantes y destructivos. Los límites o contactos entre placas son llamados bordes y estos pueden ser: constructivos, destructivos y pasivos. a. Bordes constructivos. Son las dorsales oceánicas. Estas son grandes relieves submarinos que se extienden por el fondo oceánico, con una altura media de 3000 m y que tienen en el centro una fisura o Rift oceánico. En esta fisura, el calor del manto terrestre se manifiesta con la salida de rocas basálticas fundidas que se extienden lentamente a ambos lados produciendo una nueva litosfera oceánica. En esta zona se registran numerosos sismos. b. Bordes destructivos. Son lugares donde una placa se destruye al chocar con otra e introducirse por debajo en un proceso llamado de subducción. Las consecuencias de esta subducción son diferentes dependiendo del tipo de placas implicadas en la colisión: Litosfera oceánica con litosfera oceánica Una de las placas subduce bajo la otra, produciendo una fosa oceánica, que son grandes depresiones alargadas y de gran profundidad, asociadas a los bordes continentales. Las tensiones que se originan son tan intensas que se producen fusiones en la placa que subduce, generando magmas que ascienden a la superficie. Se forman islas volcánicas, y son zonas de gran sismicidad. Litosfera oceánica con litosfera continental La placa que subduce es la del borde oceánico, ya que es más denso. Se forma una fosa oceánica en el borde continental y una cordillera perioceánica. La subducción genera numerosos sismos. Litosfera continental con litosfera continental Se forman cordilleras intracontinentales. En estas zonas, son muy frecuentes los sismos. c. Bordes transformantes o pasivos. Se producen por movimientos laterales entre las placas. Son frecuentes en las dorsales oceánicas, y dan lugar a movimientos sísmicos. 2.3. Fenómenos geológicos asociados a los límites de Placas: Asociados a los bordes de las placas aparecen volcanes y movimientos sísmicos, lo cual hay que tener en cuenta para la prevención de riesgos. a. Volcanes. Un volcán es un punto o fisura de la superficie terrestre por donde emergen materiales procedentes del interior. En el primer caso hablamos de volcanes puntuales y en el segundo de fisurales. Un magma es un conjunto de silicatos fundidos. Una erupción volcánica es un periodo de actividad. Muchos de los volcanes que actualmente existen en la superficie de la Tierra no han dado muestras de actividad eruptiva y por eso se les llama volcanes extinguidos, independientemente de que en algún momento alcancen la actividad. Otros se hallan hoy, o se han hallado en tiempos históricos no muy lejanos, en actividad, y por eso se les llama volcanes activos. Existen volcanes que son de actividad continua. En los volcanes puntuales pueden distinguirse: - Cráter, es el punto de salida. - Cámara magmática es una cavidad interna llena de magma. - Chimenea o conducto que comunica la cámara con el cráter. - Cono volcánico, está formado por los materiales acumulados alrededor de cráter. - Caldera. Es una depresión circular formada por colapso o estallido del cono. Manifestaciones volcánicas: - Gases. Los gases mayoritariamente son: vapor de agua, dióxido de carbono, dióxido de azufre, sulfuro de hidrógeno y nitrógeno. Pueden causar molestias respiratorias o incluso la muerte por asfixia. - Las coladas de lava. Dependen de su viscosidad. Si son muy viscosas se desplazan lentamente y recorren distancias pequeñas. Si son muy fluídas se mueven rápidamente y recorren largas distancias. Pueden ocasionar destrozos en los cultivos, incendios, arrasar valles. - Lluvias de piroclastos. Los piroclastos son fragmentos lanzados al aire debido a las explosiones volcánicas, según el tamaño se llaman: cenizas de pequeño diámetro, lapilli de tamaño mediano y bombas de tamaño grande. Pueden provocar destrozos en los cultivos, hundimiento de viviendas por sobrepeso, etc. - Nubes ardientes. Es una nube de fuego formada por gases y fragmentos incandescentes, que se desplaza a una velocidad de 200 Km/h por la ladera del volcán, pudiendo desplazarse hasta 100 Km de distancia. Produce quemadura, muerte por asfixia y destrucción total. Predicción de erupciones volcánicas. Todos los volcanes son distintos y para predecir el comportamiento de uno en concreto es fundamental conocer la historia particular de ese volcán. El seguimiento de un volcán se lleva a cabo mediante sismógrafos, distensómetros, analizadores de gases, termómetros, satélites artificiales... Previamente a una erupción hay una serie de cambios: - Aumenta el número de pequeños terremotos. - Se abomban las laderas del cono. - Cambia la composición y la temperatura de los gases. - Muchos animales cambian su conducta, por ejemplo las serpientes abandonan sus refugios, los gatos escapan de las casas... Prevención de erupciones volcánicas. - Instalar sistemas de alarma y planificar los mecanismos de evacuación - Prohibir o restringir las construcciones en lugares de alto riesgo - Construir viviendas especiales semiesféricas o con tejados muy inclinados para evitar que se desplomen por el peso de las cenizas o piroclastos. - Edificar refugios incombustibles frente a nubes ardientes. b. Movimientos sísmicos. El movimiento sísmico se propaga concéntricamente y de forma tridimensional a partir de un punto en la Corteza profunda o Manto superficial (en general, en la Litosfera) denominado hipocentro. Cuando las ondas procedentes del hipocentro llegan a la superficie terrestre se convierten en bidimensionales y se propagan en forma concéntrica a partir del primer punto de contacto con ella. Este punto se llama epicentro. Según nos alejamos del hipocentro se produce la atenuación de la onda sísmica. Escalas sísmicas. Las ondas sísmicas se registran en aparatos denominados sismógrafos, en ellos quedan registradas las ondas correspondientes a los tres tipos de ondas. Las líneas que describen estas ondas nos aportan la información sobre la intensidad del terremoto. Las dos escalas sísmicas más utilizadas son la de Mercalli y la de Ritcher. Aunque la primera ha sido muy utilizada, en la actualidad va perdiendo importancia en favor de la segunda. - Escala de Mercalli: es una escala subjetiva y mide la intensidad de un terremoto. Tiene 12 grados establecidos en función de las percepciones y de los daños provocados por el terremoto a los bienes humanos. - Escala de Ritcher: es una escala matemática y, por tanto objetiva. Mide la magnitud del terremoto y está relacionada con la energía liberada en el sismo. Predicción de terremotos. La predicción de seísmos a corto plazo es un problema sin resolver, sin embargo como los terremotos no se producen al azar, ni en el espacio ni a lo largo del tiempo, ya que están asociados a la tectónica de placas, es posible su predicción a largo plazo. Existen además indicios o precursores sísmicos previos a los terremotos como son: cambios en el comportamiento de ciertos animales, disminución de la velocidad de las ondas P, elevación del suelo, y aumento de las emisiones del gas radón. Prevención de terremotos. - Medidas estructurales: Utilización de materiales de construcción mas resistentes, como el acero, y normas de construcción sismoresistentes. - Medidas no estructurales: No permitir construir en zonas con riesgo elevado, campañas de educación para el riesgo, medidas de evacuación y protección civil. c. Formación y evolución de los magmas. Las rocas magmáticas. Las rocas ígneas son rocas endógenas; formadas cuando las altas temperaturas del interior de la tierra dan lugar a un magma y éste consolida de nuevo. Un magma es una mezcla de rocas fundidas. Su composición es mayoritariamente de silicatos. Contiene agua y gases disueltos y puede llevar minerales sólidos dispersos. La solidificación de un magma puede producirse en distintas situaciones: en superficie, con un enfriamiento rápido, en el interior, enfriándose lentamente o en grietas con un enfriamiento gradual. Tipo Plutónica o Intrusiva Magma se enfría lentamente Volcánica o Efusiva Magma consolida rápidamente Filoniana Diferenciación en grietas Cristales grandes homogéneos Cristales pequeños o sin cristales Cristales variado, a veces muy grandes Ejemplos de rocas plutónicas son el granito y la sienita. Ejemplos de rocas volcánicas son el basalto y la pumita. Ejemplos de rocas filonianas son los pórfidos. d. Metamorfismo. Las rocas metamórficas. Las rocas metamórficas se generan en un ambiente endógeno, con altas presiones o temperaturas o ambos factores pero sin llegar a fundir las rocas preexistentes. En el ambiente metamórfico los minerales que forman las rocas sufren trasformaciones en estado sólido - Reacciones de unos minerales con otros - Aparición de nuevos minerales - Recristalizaciones y nuevas orientaciones Tipos de metamorfismos: - Dinamometamorfismo: se produce por aumento de presión tectónica - Metamorfismo térmico o de contacto: se produce por aumento de temperatura debido por ejemplo a intrusiones magmáticas o a rozamientos en las fallas. - Metamorfismo regional: afecta a grandes superficies Ejemplos de rocas metamórficas son: el mármol, la cuarcita, la pizarra, y el gneis. 3. GEODINÁMICA EXTERNA E HISTORIA DE LA TIERRA. 3.1. El suelo. Sus componentes, evolución, y la importancia de su conservación. El suelo es la capa más superficial de la corteza. Está formada por: - Materia inorgánica. Roca alterada en fragmentos de distinto tamaño: gravas, arenas y arcillas que provienen de la meteorización de la roca madre. - Materia orgánica. Restos orgánicos en descomposición con color negruzco. - Aire y agua. - Seres vivos. Los suelos evolucionan con el tiempo. Comienzan a formarse cuando la roca madre sufre meteorización, es decir va disgregándose en fragmentos cada vez más pequeños. La meteorización es la acción geológica de la atmósfera y de los seres vivos. Puede ser química, física y biológica. La roca madre se convierte en un suelo bruto, en el que ya hay algunos organismos, luego en un suelo joven con algo de materia orgánica en descomposición y con el tiempo en un suelo maduro mucho más complejo y productivo. La formación de un suelo maduro es un proceso que dura miles de años, por lo que es importante protegerlo. La degradación de un suelo, que supone una pérdida de productividad, puede deberse a: - Procesos biológicos, como la desaparición de la cubierta vegetal o la muerte de organismos. - Procesos físicos como el arrastre o la erosión por aguas salvajes. - Procesos químicos por contaminación con residuos ganaderos, industriales o por exceso de plaguicidas, abonos minerales, insecticidas etc. 3.2. Formación de rocas sedimentarias. Las rocas sedimentarias se forman por acumulación de sedimentos. Estos son los materiales que transportan y depositan los agentes geológicos externos en una cuenca sedimentaria (en la mayoría de los casos marina). Según como haya sido el transporte pueden ser: - Sedimentos detríticos, si se han transportado como fragmentos. Tienden a la forma esférica a medida que el transporte es más largo. De menor a mayor tamaño se denominan arcillas, limos, arenas, gravas, cantos y bloques. - Sedimentos químicos, si se transportan disueltos y precipitan al evaporarse el agua o al formarse compuestos insolubles por una reacción química. - Sedimentos bioquímicos, si son sustancias minerales formadas por los organismos, como los restos de conchas, los huesos, las espinas de las esponjas, etc. - Sedimentos orgánicos, si están formados por restos orgánicos de seres vivos, como los troncos de árboles o los lodos formados por plancton muerto. Posteriormente sufren un proceso de diagénesis o litificación transformándose en rocas sedimentarias 3.3. Principales rocas sedimentarias. Según su origen pueden ser: - Detríticas o clásticas. Se forman a partir de fragmentos de roca o clastos que sufren una compactación y una cementación. Según el tamaño de los clastos pueden ser conglomerados (pudingas y brechas), areniscas y arcillas. - Químicas. Se forman por precipitación de sales disueltas en agua. Pueden ser evaporitas (yesos, halita, silvina...), químicas (estalactita...) o bioquímicas si en su precipitación intervienen los seres vivos como en muchas calizas. - Orgánicas. Se originan a partir de materia orgánica por un proceso de enriquecimiento en carbono. Son los carbones (antracita, hulla, lignito y turba) que proceden de distintos vegetales y el petróleo y el gas natural, que proceden de plancton marino. 4. UNIDAD Y DIVERSIDAD DE LA VIDA. 4.1. Concepto de biodiversidad. De manera intuitiva se puede definir como el conjunto de especies que hay sobre el planeta, pero es importante no solo el número de especies, sino además qué número de individuos hay de cada una de ellas. En la Conferencia de Río de Janeiro de 1992 se añadió al concepto de biodiversidad, la diversidad genética y de ecosistemas. 4.2. Importancia de la biodiversidad. Una forma de medir el grado de organización de los ecosistemas es analizar su riqueza en especies y el número de individuos que tiene cada una, es decir, medir su diversidad. La diversidad de especies de un ecosistema favorece su estabilidad a corto plazo. Las numerosas interconexiones alimentarias originan múltiples ciclos de regulación, que permiten que una alteración en una parte del sistema sea amortiguada por la reacción que se produzca en otra. La estabilidad de los ecosistemas durante largos períodos favorece la evolución de las especies, y por tanto, el aumento de la biodiversidad. Las perturbaciones ambientales, por el contrario, son las responsables de su disminución y son las causas de las extinciones. 4.3. Causas de su desaparición. Actualmente se considera que estamos en la sexta extinción y que ésta al contrario de las anteriores está provocada principalmente por la acción humana. Las principales causas de la pérdida de biodiversidad son: La contaminación. Se suele producir por pesticidas, fertilizantes, vertidos y emisiones industriales y residuos de orígenes muy distintos. La destrucción de los ecosistemas. Se suele producir como consecuencia del desarrollo agrícola, industrial y urbano que provocan deforestación, sobrepastoreo, crecimiento de las tierras de cultivo y de las ciudades, construcción de vías de transporte, etc. Explotación directa de especies por caza, sobrepesca, coleccionismo, o utilización de mascotas. Introducción de especies extrañas en los ecosistemas. Es un proceso que siempre ha existido, pero que actualmente se realiza con una frecuencia y una intensidad alarmante. Se le denomina la contaminación biológica. Las especies invasoras compiten con las autóctonas, las desplazan o se alimentan de ellas, actúan como parásitos y contagian enfermedades. Puede provocar la extinción de las especies locales. 4.4. Soluciones. Las soluciones están lógicamente asociadas a evitar las situaciones anteriores. Para ello se debe: - Evitar la contaminación del agua con el uso de depuradoras y evitando un excesivo uso de fertilizantes e insecticidas - Evitar la contaminación del suelo con basuras o residuos industriales - Evitar la contaminación atmosférica y frenar el cambio climático - Evitar la deforestación y los incendios - Crear Parques Naturales o zonas de protección en lugares que lo requieran - Controlar la pesca y la caza - Controlar el tráfico de especies exóticas - Evitar la introducción de especies nuevas en los ecosistemas 4.5. Clasificación de los seres vivos. Actualmente los seres vivos se dividen en tres dominios diferentes: - Archaea o Arqueobacterias - Bacteria o Eubacterias - Eukarya o Eucariotas Estos grupos tienen antepasados comunes muy lejanos y difieren en muchos aspectos, aunque la arquitectura y funcionamiento básico de sus células es semejante; material genético formado por ADN, ribosomas para la síntesis de proteínas, membranas celulares ..) esto supone una ruta evolutiva común larga anterior a esta separación y extinción de las otras posibles formas de vida. 4.6. Principales características de las Arqueas. Son microorganismos unicelulares con pared celular y carentes de núcleo (organización procariótica). Muchas prefieren ambientes con temperaturas elevadas. Se las descubrió inicialmente en ambientes extremos; altas concentraciones salinas o temperaturas muy elevadas, pero parece ser que son más abundantes de lo que al principio parecía y se encuentran en océanos, suelos, marismas... 4.7. Principales características de las Bacterias. Son organismos procariotas muy abundantes. Se caracterizan por su simplicidad estructural, Suelen ser de pequeño tamaño (1 a 10µm).Carecen de núcleo diferenciado. Poseen un único cromosoma circular formado por ADN sin proteínas estructurales. Generalmente carecen de membranas intracelulares y nunca tienen ni mitocondrias ni plastos. Presentan pared celular. Pueden llevan flagelos en diferente número y localización como medio de desplazamiento, En cuanto a su nutrición, las hay autótrofas y heterótrofas. 4.8. Principales características de las Protistas. Los protistas son organismos muy diversos desde todos los puntos de vista: morfológica y fisiológicamente, en su tipo de organización celular y en su modo de vida. Presentan células eucariotas. Normalmente son organismos de pequeño tamaño, la mayoría microscópicos, pero el rango de tamaño varía ampliamente desde sólo unas pocas micras a 100 m de longitud en algunas algas. Existen protistas autótrofos fotosintéticos, denominados colectivamente como algas, heterótrofos con diferentes regímenes de alimentación, y organismos facultativos que según las circunstancias se nutren de modo autótrofo o heterótrofo. En cuanto a su organización celular hay: - Protistas unicelulares - Organismos plurinucleados; plasmodiales - Asociaciones celulares sencillas Organismos pluricelulares complejos como algas pardas y rojas en las que pueden diferenciarse tejidos rudimentarios e incluso órganos. 4.9. Principales características de los Hongos. Son organismos eucariotas caracterizados por su tipo de nutrición heterótrofa. No presentan cilios y flagelos, y se reproducen por esporas. Entre los hongos hay formas de organización celular muy diversas: Especies unicelulares como levaduras Filamentos plurinucleados como muchos mohos Estructuras pluricelulares complejas, como las setas. 4.10. Principales características de las Plantas. Las plantas o metafitas forman un reino de seres vivos caracterizado por ser organismos eucariotas autótrofos adaptados al medio terrestre. Las plantas son siempre pluricelulares. Sus células se rodean de una pared celular compuesta fundamentalmente por celulosa y poseen cloroplastos destinados a realizar la fotosíntesis. Sus numerosos tipos celulares se organizan en tejidos y órganos complejos. Poseen reproducción sexual. Las plantas viven fijas al sustrato y carecen de movimientos rápidos. 4.11. Principales características de los Animales. Los animales o metazoos constituyen un reino de seres vivos integrado por organismos de organización pluricelular, sin cubiertas celulares rígidas, y de nutrición heterótrofa. La organización pluricelular de los animales es generalmente muy compleja, organizados en tejidos y órganos. Poseen mecanismos de coordinación complejos mediante sistemas hormonales. En la mayoría de los grupos, existe un sistema nervioso y muscular que les permite reacciones rápidas y comportamientos complejos. 5. LA BIOLOGÍA DE LAS PLANTAS Y LOS ANIMALES. 5.1. El proceso de nutrición en plantas: Nutrición autótrofa. La fotosíntesis. Las plantas presentan nutrición autótrofa, es decir elaboran sus propios compuestos orgánicos a partir de moléculas inorgánicas. Constituyen el grupo de los productores, primer nivel trófico en las cadenas alimenticias, por lo que son fundamentales para el mantenimiento de los ecosistemas. La fotosíntesis es un proceso que realizan las plantas, las algas y algunas bacterias. Utilizan dióxido de carbono y agua (materia inorgánica) y mediante la energía de la luz producen Glucosa (materia orgánica) y oxígeno. Estos productos son utilizados posteriormente por ellos mimos en el proceso de respiración celular para obtener energía. CO2 + H2O + Luz Glucosa + Oxígeno Importancia de la fotosíntesis: - Produce materia orgánica a partir de materia inorgánica, por lo que es la base de las cadenas tróficas. - Produce oxígeno que puede ser utilizado por todos los seres vivos aerobios. - Disminuye la cantidad de CO2 atmosférico. El incremento excesivo de este gas está provocando el llamado Calentamiento Global. 5.2. El proceso de nutrición en los animales: Nutrición heterótrofa. La respiración celular. Los animales presentan nutrición heterótrofa, es decir necesitan materia orgánica para utilizarla como fuente de energía. En el proceso de respiración celular utilizan materia orgánica y junto con el oxígeno producen CO 2 y agua, liberando una gran cantidad de energía para realizar sus funciones. Glucosa + Oxígeno CO2 + H2O + Energía La respiración celular es un proceso realizado por todos los tipos de seres vivos, incluidos los autótrofos.
