Los secretos climáticos de la Antártida – Cartel 3 Leyendo muestras rocosas de la Antártida Los secretos climáticos de la Antártida – Cartel 3 Leyendo las Muestras Rocosas de la Antártida Las rocas sedimentarias cuentan historias Los océanos, ríos, pantanos y glaciares producen diferentes tipos de sedimentos. Los sedimentos son granitos de roca y otro detritos que se depositan en las zonas bajas debajo del agua o sobre la tierra. Durante miles de años los sedimentos se convierten en rocas, y las rocas conservan pistas acerca del entorno que las produjeron. Algunas pistas de la roca sedimentaria son fáciles de entender. Por ejemplo, si algún lugar tiene muchas rocas hechas de arena y de conchas, esto sugiere que el mar cubrió este sitio en el pasado. Otras pistas requieren más experiencia para entenderlas: rocas blandas y oscuras con hojas impresas en su superficie indican que antes hubo un pantano en ese lugar. Si se comparan los sedimentos de rocas con lugares donde hoy en día se encuentran esos mismos tipos de sedimentos, se puede saber qué tipos de entornos existieron en un lugar en el pasado. En algunas partes del mundo, la erosión ha desgastado las capas de roca sedimentaria. Los precipicios y las paredes de cañones como estos en el Gran Cañón revelan sedimentos de antiguos océanos, de llanuras y de dunas de arena. Si puedes entender las pistas en los sedimentos, puedes empezar al fondo del cañón y leer la historia ambiental del lugar mientras vas hacia arriba. tada r o p a r t Con El Gran Cañón (foto del Servicio de Parques Nacionales) Las historias van en secuencia Los sedimentos se acumulan en capas planas, una por una. Este simple hecho nos ayuda a leer las historias de las rocas en el orden en que sucedieron. La capa al fondo de un sedimento no turbado es la más antigua – tuvo que haberse formado primero, antes de que la capa próxima pudiera asentarse encima. Empezando desde abajo cada capa se formó después de la capa anterior, por eso la edad de las rocas se va reduciendo. La capa más alta es la última y la que se formó más recientemente. Página 1 Final Mitad Principio Leer rocas desde abajo hacia arriba es igual que leer un libro desde el principio hacia el final. Si empiezas en la capa de abajo, descubres lo que pasó primero. Leyendo hacia arriba, descubres lo que pasó después. Finalmente, en la capa superior lees lo que pasó al final. Los secretos climáticos de la Antártida – Cartel 3 Perforando el Pasado Hay muchos lugares en el mundo donde las capas de sedimentos han creado un archivo de los entornos pasados, pero estas capas no han sido reveladas por la erosión. Para leer la historia de estos lugares, se necesitan perforar las capas y encontrar qué tipos de rocas hay allí. Los geólogos perforan las capas de rocas con un tubo hueco y extraen un cilindro largo de roca llamado una muestra. Este proceso es igual que si se mete una pajita en un postre de muchas capas y luego se saca – la pajita contiene una muestra pequeña de todas las capas del postre. Después de que los geólogos extraen una muestra, la cortan por la mitad a lo largo, como en la foto. Llegando a las Rocas Parece fácil, ¿verdad? Perforar las capas de rocas y luego extraerlas para poder leer sus historias. Sin embargo, hay dos cuestiones importantes que necesitan solucionarse en la Antártida. Los archivos más completos de sedimentos en la Antártida se han depositado alrededor del continente en las aguas poco profundas del océano. Esta agua está lejos de la costa de la Antártida y además ¡está cubierta de hielo! Por lo tanto, para obtener las muestras de rocas antárticas, los científicos han tenido que diseñar una manera de penetrar el hielo y el agua para llegar al fondo del mar y empezar la perforación. Entrevista con Tamsin Falconer Directora de Perforación Científica de ANDRILL Los archivos más completos de sedimentos en la Antártida se han depositado en las aguas poco profundas del océano que rodean el continente. Los científicos de ANDRILL lograron alcanzarlos colocando una torre perforadora sobre el hielo marino (2007) y sobre la plataforma de hielo (2006) en el Mar de Ross. P: ¿Desde cuando hay torres perforadoras sobre hielo flotante, y cómo sabes que están seguras allí? R: Ha habido muchos proyectos con torres perforadoras sobre el hielo desde el año 1970. Una de las cosas más importantes es asegurarse de que el equipo no es demasiado pesado para el hielo, y asegurarse de que el hielo es lo suficientemente grueso. Para evitar este problema, minimizamos el peso del equipo cuando lo diseñamos – distribuimos el peso para que no se concentre en un punto en particular y ponemos un sistema de flotación debajo del hielo para apoyar el peso. Instalar una torre perforadora sobre el hielo nos permite sacar muestras de sedimento del fondo del mar, lo que sería muy peligroso para un barco perforador. P: ¿Qué desafíos tecnológicos encontrasteis? R: ¡Muchos! Como el hielo es flotante sube y baja con la marea unos 1.5 metros máximo cada día. Nuestro tubo está anclado al fondo del mar y tuvimos que asegurarnos de que no se levantara cuando la marea levantaba el hielo. En la plataforma de hielo, el hielo siempre se mueve lateralmente más o menos un pie (1/3 metro) cada día. Tuvimos que asegurarnos que este movimiento no torciera los tubos. De hecho, esto no fue ningún problema porque el tubo era de 1000 m de largo y el movimiento lateral no cambió el ángulo mucho. También tuvimos que pensar en cómo mover el equipo cuando llegó a la Antártida. Al final la mayoría del equipo y los contenedores, incluso la torre misma, se pusieron sobre esquís o trineos para remolcarlos fácilmente sobre el hielo y la nieve. Otro problema fue el de mantener el equipo a temperatura ambiente. Nuestra torre de taladro utiliza fuerza hidráulica, lo que significa que tiene muchas mangas con líquido dentro. Está claro que si el líquido se congela el equipo no funciona. Construimos una tienda para rodear la torre y calentamos el espacio interior con el calor desprendido de los generadores. En los días extremadamente fríos usamos calentadores adicionales. ¡Esto también fue una gran ayuda para los trabajadores de la torre perforadora! P: ¿Cuánto tiempo se necesitó para diseñar la torre, y cómo fue el equipo evaluado antes de usarlo en la Antártida? R: Evaluamos la torre de perforación en Nueva Zelanda antes de transportarla a la Antártida. Hicimos un agujero 100m de profundidad en sedimentos similares. Modificamos algunas cosas después de la evaluación, pero todo funcionó bastante bien. Evaluamos el taladro de agua caliente en la Antártida porque no hay plataforma de hielo en Nueva Zelanda. P: ¿Qué es el equipo de taladro de agua caliente? ¿Cómo se fabricó y como se evaluó? ¿Hubo algunos Página 2 Foto de David Persico desafíos en particular? R: ¡Hubo GRANDES desafíos! El taladro de agua caliente era un aparato totalmente nuevo ya que nunca se había puesto uno sobre una plataforma de hielo. Una de la dificultades que tuvimos que superar fue la del problema de diseñar un equipo que fuera resistente al agua caliente marina que es muy corrosiva. Nuestra solución fue usar un intercambiador de calor con componentes no corrosivos de titanio. El intercambiador de calor transfiere el calor entre un circuito de agua fresca de baja presión que pasa por las calderas y un circuito de agua del mar de alta presión que derrite el hielo y crea el agujero. Otro obstáculo grande fue el de mantener abierto el agujero en el hielo mientras el tubo perforador estaba amarrado al fondo del mar. Nuestra solución fue diseñar un sistema de chorros de agua caliente a presión que se deslizan hacia arriba y abajo a lo largo del tubo y así mantener la forma del agujero. Evaluamos este taladro durante el verano previo a la perforación, y la evaluación fue bastante bien aunque hicimos algunos cambios antes de que tuviéramos que usar el equipo en la Antártida. Foto de Megan Berg Los secretos climáticos de la Antártida – Cartel 3 Guía de Conversación del Poster Videos del sistema perforador Da a cada estudiante una copia de la parte de abajo de ésta página. Pregúntales cómo alcanzarían la roca debajo del hielo y del agua del Mar Ross. Haz que expliquen cómo perforar las capas rocosas por medio de un dibujo. Después de haber terminado los diseños y las descripciones deben compartir sus diseños en grupos pequeños. Pide a cada grupo que escoja un diseño para compartirlo con la clase. Para ver un video corto sobre el sistema perforador de ANDRILL, visita http://www.andrill.org/iceberg/ videos/2006/index.html y mira “The Drill Rig” (“La Torre Perforadora”). Para ver cómo otros niños han diseñado sus torres de perforación, ve el video “Getting to the Rock” (“Llegando a la Roca”). Nombre ________________________ Diseñar un Sistema de Perforación Ilustra tu sistema de perforación Capa de hielo Plataforma de hielo Tierra Agua del océano Fondo del mar Describe tu sistema de perforación _ _________________________________________________________________________ _ _________________________________________________________________________ _ _________________________________________________________________________ _ _________________________________________________________________________ _ _________________________________________________________________________ _ _________________________________________________________________________ _ _________________________________________________________________________ Página 3 Los secretos climáticos de la Antártida – Cartel 3 Actividad: Construir una Maqueta de ANDRILL Para entender y demostrar la manera en que los científicos perforan debajo del hielo y del mar de la Antártida para sacar la roca que está debajo, vas a construir una maqueta de ANDRILL. Tu maqueta debe de tener hielo, mar y capas de rocas. Retorciendo un tubo largo se simula la manera en que el taladro atraviesa las capas de piedra. Cuando la maqueta esté lista, desliza una cuerda y un recogedor de muestras por el tubo para recoger las muestras del fondo del mar. Construir el hielo, el mar y la roca de la maqueta 1. Observa las imágenes en esta actividad que ilustran cómo será la maqueta una vez construida. 2. Pinta ambos lados de las varas de medir con la pintura azul y déjalas que se sequen. Estas son la parte del modelo que representa el mar que sostiene la plataforma de hielo flotante. 3. Usa colores y dibuja líneas para representar las capas de roca en el papel de embalaje. Después usarás el papel para envolver la caja grande. 4. Orienta la caja de cartón de lado para que sea alta. La caja ahora representa un bloque tridimensional de roca que está debajo del fondo marino. El lado abierto de la caja será la parte de atrás del modelo. La parte de arriba representa el fondo del mar: cúbrelo con el papel de cartulina negro. 5. Corta el tubo de PVC para que sea 40” de largo. Con el papel de lija, pule la superficie cortada del tubo. 6. Usa las tijeras o el cuchillo afilado para hacer un agujero en el centro de la parte superior de la caja (la que representa el fondo del mar). 7. Pon la caja blanca sobre la parte superior de la caja grande y marca los lugares por donde pasará el tubo de PVC. Corta estos agujeros en la caja blanca para que el tubo de PVC pase por ellos. Página 4 Duración 1 – 2 horas Materiales • Vara de medir de 1 m (4) • Pincel y pintura azul • Caja de cartón (18x12x9) • Caja blanca de cartón (12x9x2) • Cartulina negra • Papel de embalaje (18x52) • Celofán azul o envoltura de plástico (18x30) • Cinta de embalar transparente • Tijeras o cuchillo afilado • ½” tubo de PVC (40” de largo) • espiga de madera de 1/2” (18”) • Papel de lija medio • Chinchetas de acero (3) • Tornillo de ojo pequeño • Imán redondo, ½” diámetro • Cuerda (4’ de largo) • Sierra Los secretos climáticos de la Antártida – Cartel 3 8. Coloca las cuatro varas de medir en las esquinas de la caja grande para que se extiendan hacia arriba hasta sobrepasar el fondo marino del modelo. Asegúrate de que las varas estén totalmente rectas y paralelas. Luego, pégalas bien en su sitio con la cinta de embalar. 9. Reensambla las partes de la caja blanca y ponla encima de las varas de medir. Esta caja blanca representa una plataforma de hielo flotante. 10.Introduce el tubo de PVC por los dos agujeros de la caja blanca y por el agujero del fondo marino. Inserta el tubo con cuidado para que quede vertical y para que se pueda rotar fácilmente y simular la perforación. 11.Usa el lápiz para marcar los lugares donde las varas de medir tocan la parte de abajo de la caja blanca. Corta rendijas en la caja blanca e inserta la parte de arriba de las varas en estas rendijas. 12.Usa un recipiente de aerosol nieve para que la parte superior parezca hielo (opcional). Para dar los últimos toques al hielo, al mar y a la roca 1. Cubre la parte exterior de la caja de cartón con el papel de embalaje que ahora tiene líneas horizontales representando las capas de roca. Ten cuidado de pasar este papel detrás del tubo de PVC en el lado abierto de la caja de cartón. 2. Usa cinta adhesiva para pegar el celofán o la envoltura de plástico (clara o azul) a tres lados de la caja de cartón para representar el mar. Deja un lado abierto para observar el tubo de PVC. 3. Pon criaturas miniaturas al fondo del mar para mejor visualizar la representación (opcional). Tornillo de ojo pequeño Preparar el recogedor de muestras y el cable 1. Corta un trozo de 1” de largo de la espiga. Espiga La cuerda 1’ de largo 2. Pega el imán a la parte de abajo de esta espiga con la cinta adhesiva. Pon la cinta por los bordes del imán y de la espiga para que la parte de abajo del imán no esté tapada. 3. Empieza un agujero para el tornillo de ojo pequeño con la chincheta de acero. Empuja la chincheta sobre el centro de la parte superior de la espiga de madera y sácala de la espiga. Retuerce el tornillo en este agujero hasta que el ojo pequeño esté alineado con la parte superior de la espiga. 4. Ata una cuerda de 4-5’ de largo al ojo del tornillo. Ata un abalorio al otro extremo para encontrarlo fácilmente. Página 5 El imán La cinta Los secretos climáticos de la Antártida – Cartel 3 Chincheta de acero Construir las muestras rocosas 1. Usa la sierra pequeña y corta tres trozos de 4” de la espiga de madera. 2. Clava una chincheta en el centro de la parte superior de los tres trozos de la espiga. 3. Corta las tres fotos de abajo que representan las muestras y pégalas con la cinta alrededor de las tres espigas de madera. Sacar algunas muestras 1. Deja caer las muestras en el tubo de PVC de manera que la chincheta esté orientada hacia arriba. 2. Simula la perforación de la roca rotando el tubo de PVC mientras desciende y pasa por las capas de piedra. 3. Baja la cuerda por el tubo de PVC. Cuando el imán toque el fondo, tira de la cuerda para sacar la muestra. Pega las tres imágenes de las muestras a las tres espigas con goma o cinta. Las imágenes en color de las muestras están disponibles en la Unidad 3 del libro electrónico. (http://www.andrill.org/flexhibit) Estos estratos estaban depositados debajo de una plataforma de hielo. Algún movimiento tectónico o una falla cambió la inclinación de los estratos horizontales. Después de cambiar de inclinación, la superficie del fondo del mar fue erosionada hasta quedar plana, y más depósitos se formaron encima. Las capas más claras son estratos de diatomeas microscópicas que se depositaron en el fondo del mar después de morir. Las capas oscuras son de ceniza volcánica. El aspecto ondulado sugiere que los estratos estaban presionados o apretados debido a temblores de erupciones volcánicas o por el peso de la roca superior. Página 6 parte superior parte superior parte superior Cortar cuidadosamente por la línea de puntos... En esta muestra se ve un cambio de sedimento del fondo marino a otros tiempos más fríos cuando una capa de hielo se extendía sobre la tierra. La capa de hielo erosionó el fondo marino hasta dejarlo plano, y luego depositó desordenadamente sus sedimentos. Información sobre “Leyendo Muestras Rocosas de la Antártida” Leyendo muestras rocosas de la Antártida es uno de cinco posters creados para el proyecto Los secretos climáticos de la Antártida. El proyecto ofrece una gran variedad de actividades prácticas, podcasts de video y posters con gráficos de alta calidad que muestran las investigaciones científicas de la Antártida. Este paquete de recursos educativos está diseñado para que estudiantes o grupos juveniles puedan hacer las actividades y usar los posters, modelos y otros objetos para crear una exposición científica informal. La exposición se llama una Flexhibición que quiere decir ‘exhibición flexible’ y se puede presentar en museos, escuelas y otros lugares. En su propia Flexhibición, los estudiantes explican lo que han aprendido y comparten sus conocimientos por medio de demostraciones. Copias electrónicas de los materiales de Los secretos climáticos de la Antártida se pueden descargar gratis. Copias impresas de los carteles y del libro de actividades pueden ser pedidas y serán enviadas al costo. Los materiales electrónicos se pueden pedir en: http://www.andrill.org/flexhibit/ Para preguntas o para obtener más información escriba a Louise Huffman, Coordinadora de Educación y Alcance a: [email protected]. © Copyright 2008 Museo del estado de la Universidad de Nebraska, Lincoln, Nebraska Se permite reproducir estas páginas para el uso educacional