EL SISTEMA SOLAR JUAN DE LA CRUZ PINTA PAREDES DOCENTE MIGUEL ANGEL OSPINA LOPEZ INSTITUCION UNIVERSITARIA COLOMBO GERMANA CONVENIO SENA BOGOTA 2014 1 TABLA DE CONTENIDO Tabla de contenido 1 INTRODUCCION ..................................................................................................................... 3 2 OBJETIVOS ............................................................................................................................. 4 OBJETIVOS GENERALES. ............................................................................................................ 4 2.1 3 OBJETIVOS ESPECIFICOS. ............................................................................................... 4 SISTEMA SOLAR ..................................................................................................................... 1 3.1 ORBITA........................................................................................................................... 1 3.2 Rotación ........................................................................................................................ 1 3.3 Otros movimientos........................................................................................................ 1 4 Planetas ................................................................................................................................. 2 5 Planetas enanos .................................................................................................................... 2 5.1 LA TIERRA ...................................................................................................................... 2 5.2 Formación de la Tierra .................................................................................................. 3 5.3 Magnetismo de la Tierra ............................................................................................... 4 5.4 Movimientos de la Tierra .............................................................................................. 4 5.4.1 6 Estructura de la Tierra ........................................................................................................... 5 6.1 Capas de la Tierra .......................................................................................................... 5 6.1.1 7 El movimiento de traslación: el año ...................................................................... 4 Manto .................................................................................................................... 6 LA LUNA ................................................................................................................................. 7 7.1 Características de la Luna .............................................................................................. 7 7.2 La Luna, fases y eclipses ................................................................................................ 8 7.3 Las fases de la Luna ....................................................................................................... 8 7.4 Eclipse de Sol, eclipse de Luna ...................................................................................... 9 8 Los planetas rocosos ............................................................................................................. 9 9 Meteoritos........................................................................................................................... 10 10 BIBLIOGRAFIA ...................................................................................................................... 11 11 RESUMEN ............................................................................................................................ 12 12 GLOSARIO ............................................................................................................................ 13 2 1 INTRODUCCION El siguiente trabajo está hecho con la finalidad de estudiar el Planeta Tierra como un todo; su origen, estructura, sus movimientos y sus principales características. Con el paso del tiempo y a medida que la ciencia y la tecnología han avanzado, se han hecho más profundos los estudios sobre el planeta Tierra, lo que ha sido muy importante y trascendental porque es el planeta que habitamos y el único que se conoce en el que exista vida y agua, la que se puede presentar en cualquiera de sus estados y es vital para la vida. Quisimos estudiar nuestro planeta y de esa forma darle respuesta a nuestra interrogantes. Al hablar sobre este tema, pudimos conocer un poquito más de todo aquello que comprende o trata la Tierra. A partir de ese momento decidimos conocer un poco más sobre su estructura y su origen para así entender su funcionamiento. Un tema muy amplio e importante, que para muchos le es indiferente, pero ciertamente es muy importante saber sobre este gran hogar en el que habitamos todos y el cual debemos cuidar y proteger. 3 2 OBJETIVOS OBJETIVOS GENERALES. Clasificar y distinguir los cuerpos que componen el Sistema Solar: Sol, planetas, satélites, cometas, etc., así como tener una idea aproximada de las distancias y escalas en él. Reconocer la influencia de los movimientos de la Tierra en la sucesión de días y noches, diferencias horarias y estaciones. Explicar las causas de las fases de la Luna e indicar la relación de la Luna con los eclipses y las mareas. Observar los movimientos del Sol y la Luna a lo largo del día y de días distintos. Construir modelos sencillos que imiten y expliquen los movimientos Valorar y debatir las repercusiones que han tenido a lo largo de la historia algunas teorías erróneas de la ciencia, y subrayar la elegancia y meticulosidad de las observaciones y el rigor intelectual de la investigación que permitió corregirlos. 2.1 OBJETIVOS ESPECIFICOS. Dar a conocer nuevas estrategias de aprendizaje Dar a conocer yemas relacionados con el sistema solar Desarrollar conocimientos significativos y reales del tema Desarrollar competencias tecnológicas y conocimiento sobre el tema Implementar herramientas que aporten al conocimiento de los planetas 4 3 SISTEMA SOLAR El Sistema Solar es un sistema planetario en el que se encuentra la Tierra. Consiste en un grupo de objetos astronómicos que giran en una órbita, por efectos de la gravedad, alrededor de una única estrella, conocida como el Sol, de la cual obtiene su nombre. 1 3.1 ORBITA La órbita de la Tierra es elíptica: hay momentos en que se encuentra más cerca del Sol y otros en que está más lejos. Además, el eje de rotación del planeta está un poco inclinado respecto al plano de la órbita. Al cabo del año parece que el Sol sube y baja. El camino aparente del Sol se llama eclíptica, y pasa sobre el ecuador de la Tierra a principios de la primavera y del otoño. Estos puntos son los equinoccios. En ellos el día y la noche duran igual. Los puntos de la eclíptica más alejados del ecuador se llaman solsticios, y señalan el principio del invierno y del verano. Al igual que todo el Sistema Solar, la Tierra se mueve por el espacio a unos 20,1 km/s o 72,360 km/h hacia la constelación de Hércules. Sin embargo, la Vía Láctea como un todo, se mueve hacia la constelación de Leo a 600 km/s. Traslación La Tierra y la Luna giran juntas en una órbita elíptica alrededor del Sol. La excentricidad de la órbita es pequeña, tanto que la órbita es prácticamente un círculo. 3.2 Rotación La Tierra gira sobre su eje una vez cada 23 horas, 56 minutos y 4,1 segundos. 3.3 Otros movimientos Además de estos movimientos primarios, hay otros componentes en el movimiento total de la Tierra como la precesión de los equinoccios y la nutación, una variación periódica en la inclinación del eje de la Tierra provocada por la atracción gravitacional del Sol y de la Luna. 1 4 PLANETAS Los ocho planetas que componen el Sistema Solar son, de menor a mayor distancia respecto al Sol, los siguientes: Mercurio Venus Tierra Marte Júpiter Saturno Urano Neptuno 5 PLANETAS ENANOS Los cinco planetas enanos del Sistema Solar, de menor a mayor distancia respecto al Sol, son los siguientes: Ceres Plutón Haumea Makemake Eris 5.1 LA TIERRA Es nuestro planeta y el único habitado. Está en la ecosfera, un espacio que rodea al Sol y que tiene las condiciones necesarias para que exista vida. La Tierra es el mayor de los planetas rocosos. Eso hace que pueda retener una capa de gases, la atmósfera, que dispersa la luz y absorbe calor. De día evita que la Tierra se caliente demasiado y, de noche, que se enfríe. 2 Siete de cada diez partes de la superficie terrestre están cubiertas de agua. Los mares y océanos también ayudan a regular la temperatura. El agua que se evapora forma nubes y cae en forma de lluvia o nieve, formando ríos y lagos. En los polos, que reciben poca energía solar, el agua se hiela y forma los casquetes polares. El del sur es más grande y concentra la mayor reserva de agua dulce. Datos básicos Tamaño: radio ecuatorial La Tierra Orden 6.378 km. 5º 149.600.000 km. 3º. Día: periodo de rotación sobre el eje 23,93 horas 5º. Año: órbita alrededor del Sol 365,256 días 3º. 15 º C 7º. 9,78 m/s2 5º. Distancia media al Sol Temperatura media superficial Gravedad superficial en el ecuador 5.2 Formación de la Tierra La Tierra se formó hace unos 4.650 millones de años, junto con todo el Sistema Solar. Aunque las piedras más antiguas de la Tierra no tienen más de 4.000 millones de años, los meteoritos, que se corresponden geológicamente con el núcleo de la Tierra, dan fechas de unos 4.500 millones de años, y la cristalización del núcleo y de los cuerpos precursores de los meteoritos, se cree que ocurrió al mismo tiempo, unos 150 millones de años después de formarse la Tierra y el Sistema Solar. Después de condensarse a partir del polvo cósmico y del gas mediante la atracción gravitacional, la Tierra era casi homogénea y bastante fría. Pero la continuada contracción de materiales y la radiactividad de algunos de los elementos más pesados hizo que se calentara. 3 5.3 Magnetismo de la Tierra El magnetismo terrestre significa que la Tierra se comporta como un enorme imán. El físico inglés William Gilbert fue el primero que lo señaló, en 1600, aunque los efectos del magnetismo terrestre se habían utilizado mucho antes en las brújulas primitivas. 5.4 Movimientos de la Tierra La Tierra está en continuo movimiento. Se desplaza, con el resto de planetas y cuerpos del Sistema Solar, girando alrededor del centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Sin embargo, este movimiento afecta poco nuestra vida cotidiana. Más importante, para nosotros, es el movimiento que efectúa describiendo su órbita alrededor del Sol, ya que determina el año y el cambio de estaciones. Y, aún más, la rotación de la Tierra alrededor de su propio eje, que provoca el día y la noche, que determina nuestros horarios y biorritmos y que, en definitiva, forma parte inexcusable de nuestras vidas. 5.4.1 El movimiento de traslación: el año Por el movimiento de traslación la Tierra se mueve alrededor del Sol, impulsada por la gravitación, en 365 días, 5 horas y 57 minutos, equivalente a 365,2422 días, que es la duración del año. Nuestro planeta describe una trayectoria elíptica de 930 millones de kilómetros, a una distancia media del Sol de 150 millones de kilómetros. El Sol se encuentra en uno de los focos de la elipse. La distancia media Sol-Tierra es 1 U.A. (Unidad Astronómica), que equivale a 149.675.000 km. 4 6 ESTRUCTURA DE LA TIERRA La corteza del planeta Tierra está formada por placas que flotan sobre el manto, una capa de materiales calientes y pastosos que, a veces, salen por una grieta formando volcanes. La densidad y la presión aumentan hacia el centro de la Tierra. En el núcleo están los materiales más pesados, los metales. El calor los mantiene en estado líquido, con fuertes movimientos. 6.1 Capas de la Tierra Desde el exterior hacia el interior podemos dividir la Tierra en cinco partes: Atmósfera Es la cubierta gaseosa que rodea el cuerpo sólido del planeta. Tiene un grosor de más de 1.100 km, aunque la mitad de su masa se concentra en los 5,6 km más bajos. Hidrosfera Se compone principalmente de océanos, pero en sentido estricto comprende todas las superficies acuáticas del mundo, como mares interiores, lagos, ríos y aguas subterráneas. La profundidad media de los océanos es de 3.794 m, más de cinco veces la altura media de los continentes. Litosfera Compuesta sobre todo por la corteza terrestre, se extiende hasta los 100 km de profundidad. Las rocas de la litosfera tienen una densidad media de 2,7 veces la del agua y se componen casi por 5 completo de 11 elementos, que juntos forman el 99,5% de su masa. El más abundante es el oxígeno, seguido por el silicio, aluminio, hierro, calcio, sodio, potasio, magnesio, titanio, hidrógeno y fósforo. Además, aparecen otros 11 elementos en cantidades menores del 0,1: carbono, manganeso, azufre, bario, cloro, cromo, flúor, circonio, níquel, estroncio y vanadio. Los elementos están presentes en la litosfera casi por completo en forma de compuestos más que en su estado libre. La litosfera comprende dos capas, la corteza y el manto superior, que se dividen en unas doce placas tectónicas rígidas. El manto superior está separado de la corteza por una discontinuidad sísmica, la discontinuidad de Mohorovicic, y del manto inferior por una zona débil conocida como astenosfera. 6.1.1 Manto Se extiende desde la base de la corteza hasta una profundidad de unos 2.900 km. Excepto en la zona conocida como astenosfera, es sólido y su densidad, que aumenta con la profundidad, oscila de 3,3 a 6. El manto superior se compone de hierro y silicatos de magnesio como el olivino y el inferior de una mezcla de óxidos de magnesio, hierro y silicio. Núcleo Tiene una capa exterior de unos 2.225 km de grosor con una densidad relativa media de 10 Kg por metro cúbico. Esta capa es probablemente rígida, su superficie exterior tiene depresiones y picos. Por el contrario, el núcleo interior, cuyo radio es de unos 1.275 km, es sólido. El núcleo interno irradia continuamente un calor intenso hacia afuera, a través de las diversas capas concéntricas que forman la porción sólida del planeta. 6 7 LA LUNA La luna es el único satélite natural de la Tierra y el único cuerpo del Sistema Solar que podemos ver en detalle a simple vista o con instrumentos sencillos. La Luna refleja la luz solar de manera diferente según donde se encuentre. Gira alrededor de la Tierra y sobre su eje en el mismo periodo: 27 días, 7 horas y 43 minutos. Esto hace que nos muestre siempre la misma cara. No tiene atmosfera ni agua, por eso su superficie no se deteriora con el tiempo, si no es por el impacto ocasional de algún meteorito. La Luna se considera fosilizada. Datos básicos Tamaño: radio ecuatorial Distancia media a La Tierra La Luna La Tierra 1.737 km. 6.378 km. 384.403 km. - Día: periodo de rotación sobre el eje 27,32 días 23,93 horas Órbita alrededor de La Tierra 27,32 días - 107 º C 15 º C Temperatura media superficial (día) Temperatura media superficial (noche) Gravedad superficial en el ecuador -153 º C 1,62 m/s2 9,78 m/s2 7.1 Características de la Luna La Luna describe su órbita alrededor de la Tierra a una distancia media de 384.403 km y a una velocidad media de 3.700 km/h. Aunque aparece brillante a simple vista, sólo refleja en el espacio alrededor del 7% de la luz que recibe del Sol. Este poder de reflexión, o albedo, es similar al del polvo de carbón. Desde el renacimiento, los telescopios han revelado numerosos detalles de la superficie lunar, y las naves espaciales han contribuido todavía más a este conocimiento. Hoy sabemos que la Luna tiene cráteres, cadenas de montañas, llanuras o mares, fracturas, cimas, fisuras lunares y radios. 7 El origen de los cráteres lunares se ha debatido durante mucho tiempo. Los estudios muestran que la mayor parte se formaron por impactos de meteoritos que viajaban a gran velocidad o de pequeños asteroides, sobre todo durante la era primaria de la historia lunar, cuando el Sistema Solar contenía todavía muchos de estos fragmentos. Sin embargo, algunos cráteres, fisuras lunares y cimas presentan características que son indiscutiblemente de origen volcánico. 7.2 La Luna, fases y eclipses El movimiento de la Luna en su órbita alrededor de la Tierra hace que el Sol la ilumine de distinta forma, según la posición. En algunas ocasiones, el Sol, la Tierra y la Luna se encuentran alineados. Las fases de la luna determinaron, desde la antigüedad, la medida del tiempo, mientras que los eclipses se tomaron como acontecimientos espectaculares y trascendentes. 7.3 Las fases de la Luna Dado que la Luna gira alrededor de la Tierra (es su único satélite), la luz del Sol le llega desde posiciones diferentes, que se repiten en cada vuelta. Cuando ilumina toda la cara que vemos se llama luna llena. Cuando no la vemos en el cielo es la fase de luna nueva. Entre estas dos fases sólo se ve un trozo de la luna, un cuarto creciente o un cuarto menguante. Las primeras civilizaciones ya medían el tiempo contando las fases de la Luna. Una semana es lo que dura cada fase, y un mes, aproximadamente, todo el ciclo. 8 7.4 Eclipse de Sol, eclipse de Luna A veces, el Sol, la Luna y la Tierra se sitúan formando una línea recta. Entonces se producen sombras, de forma que la de la Tierra cae sobre la Luna o al revés. Son los eclipses. Cuando la Luna pasa por detrás y se sitúa a la sombra de la Tierra, se produce un Eclipse Lunar (dibujo, izquierda). Cuando la Luna pasa entre la Tierra y el Sol, lo tapa y se produce un Eclipse Solar (dibujo, derecha). Si un astro llega a ocultar totalmente al otro, el eclipse es total, si no, es parcial. Algunas veces la Luna se pone delante del Sol, pero únicamente oculta el centro. Entonces el eclipse tiene forma anular, de anillo. 8 LOS PLANETAS ROCOSOS Los planetas rocosos son los cuatro más interiores en el Sistema Solar: Mercurio, Venus, la Tierra y Marte. Se les llama rocosos o terrestres porque tienen una superficie rocosa compacta, como la de la Tierra. Venus, Tierra, y Marte tienen atmósferas más o menos significativas, mientras que Mercurio casi no tiene. Se ha producido una selección muy alta de la materia, dando lugar a productos como uranio, torio, y potasio, con núcleos inestables que acompañan fenómenos de fisión radiactiva. Estos elementos han desarrollado el suficiente calor como para generar vulcanismo y procesos tectónicos importantes. Algunos son todavía activos y han borrado los rasgos de su superficie original. 9 Más allá de Marte se extiende una enorme distancia hasta Júpiter, ocupada por miles de fragmentos rocosos (asteroides) que forman una especie de cinturón, como si se tratase de un planeta fragmentado o los trozos que nunca se llegaron a unir para formarlo. 9 METEORITOS La palabra meteorito significa fenómeno del cielo y describe la luz que se produce cuando un fragmento de materia extraterrestre entra a la atmosfera de la Tierra y se desintegra. La palabra meteoroide se aplica a la propia partícula, sin hacer referencia al fenómeno que se produce cuando entra a la atmosfera. Hay muchísimos meteoroides y pocos meteoritos. Algunos de los meteoritos que se han estudiado parece que venían de la Luna y otros de Marte. La mayoría, sin embargo, son fragmentos de asteroides o de cometas. También hay corrientes de meteoroides, que se han formado por la desintegración de núcleos de cometas. Cuando coinciden con la Tierra se origina una lluvia de meteoritos (o, si es muy intensa, una tempestad) que puede durar unos cuantos días. Cada día entran en la atmósfera terrestre una gran cantidad de meteoroides, varios cientos de toneladas de materia. Pero la mayoría son muy pequeños. Sólo los grandes alcanzan la superficie para convertirse en meteoritos. El mayor meteorito encontrado (Hoba, en Namibia) pesa 60 toneladas. Los meteoroides entran en la atmósfera a una velocidad media que oscila entre 10 y 70 km/s. Los pequeños y medianos se frenan rápidamente hasta unos cientos de km/hora debido a la fricción, y cuando caen a tierra (si llegan) lo hacen con poca fuerza. Solamente los grandes conservan la velocidad suficiente para dejar un cráter. 10 Hay tres clases de meteoritos: los litosideritos están formados por materiales rocosos y hierro. Constituyen apenas un uno por ciento de los meteoritos. Los meteoritos rocosos, formados solamente por rocas, son los más abundantes. Los meteoritos ferrosos, un 6% del total, contienen gran cantidad de hierro. 10 BIBLIOGRAFIA Beatty, J. K.; Collins Petersen, C., y Chaikin, A. (1999). The New Solar System. Cambridge University Press. Sky Publishing Corporation. ISBN 0-933346-86-7 11 11 RESUMEN Mercurio: Es el planeta más cercano al Sol y el segundo más pequeño del Sistema Solar. Mercurio es menor que la Tierra, pero más grande que la Luna Venus: Es el segundo planeta del Sistema Solar y el más semejante a La Tierra por su tamaño, masa, densidad y volumen. La Tierra: Es nuestro planeta y el único habitado. Está en la ecosfera, un espacio que rodea al Sol y que tiene las condiciones necesarias. Estructura de la Tierra: La corteza del planeta Tierra está formada por placas que flotan sobre el manto, una capa de materiales calientes Movimientos de la Tierra: La órbita de la Tierra es elíptica: hay momentos en que se encuentra más cerca del Sol y otros en que está más lejos. Meteoritos: La palabra meteorito significa fenómeno del cielo y describe la luz que se produce cuando un fragmento de materia extraterrestre La Luna: La luna es el único satélite natural de la Tierra y el único cuerpo del Sistema Solar que podemos ver en detalle a simple vista o con lentes. La Luna, fases y eclipses: El movimiento de la Luna en su órbita alrededor de la Tierra hace que el Sol la ilumine de distinta forma, según la posición. Marte: Es el cuarto planeta del Sistema Solar. Conocido como el planeta rojo por sus tonos rosados, los romanos lo identificaban con la sangre. Las lunas de Marte: Marte tiene dos satélites, Fobos y Deimos. Son pequeños y giran rápido cerca del planeta. Asteroides: Son una serie de objetos rocosos o metálicos que orbitan alrededor del Sol, la mayoría en el cinturón principal, entre Marte y Júpiter. El cinturón de asteroides: Entre las órbitas de Marte y Júpiter hay una región de 550 millones de kilómetros en la que orbitan unos 20.000 asteroides .. 12 12 GLOSARIO Corteza: capa más superficial de la Tierra. La corteza es como una “piel” delgada de roca y suelo que cubre el planeta. Tiene un espesor de entre 5 y 75 kilómetros (entre 3 y 46 millas). La corteza continental está compuesta por rocas similares al granito y al basalto. La corteza oceánica es principalmente de basalto. Diagrama Divergir: tender a alejarse. Movimiento divergente de las placas: movimiento por el cual las placas tectónicas se alejan unas de otras. Animación Epicentro: lugar exacto en la superficie terrestre que se encuentra directamente sobre el lugar donde se produce el terremoto. El epicentro es el punto en el cual la corteza se sacude y desde donde envía ondas de choque. Animación Falla: fractura o zona de fracturas que producen un desplazamiento de capas rocosas de la corteza terrestre. La presión se acumula en uno de los lados de la falla hasta que la roca se parte y se produce el desplazamiento. La mayoría de las fallas son subterráneas, pero algunas son visibles en la superficie. Diagrama Fósil: restos de una planta o un animal antiguo conservados en una roca. Los fósiles pueden ser vestigios de la planta o el animal, o bien una huella o la marca dejada por un animal. Se han encontrado algunos fósiles conservados en hielo, alquitrán o savia endurecida. Granito: roca ígnea de grano grueso y color claro compuesta de cuarzo, dos tipos de feldespato y mica. Heterogéneo: que consta de partes que no están relacionadas ni son parecidas entre sí. Homogéneo: que consta de partes parecidas o muy similares; uniforme. Punto caliente: área del centro de una placa tectónica donde el magma se levanta del manto y hace erupción en la superficie. A veces los volcanes se forman encima de un punto caliente. Diagrama Ígneo: dícese de las rocas formadas por el endurecimiento de la roca fundida. Algunos ejemplos son: el granito, la andesita, el basalto, el feldespato y la obsidiana. Fotografía 1 Lava: magma (roca fundida) que ha hecho erupción hacia la superficie terrestre. Por lava generalmente se entiende la roca líquida que fluye desde un volcán y la roca solidificada que se forma cuando la lava se enfría. Consulta magma. Litósfera: capa externa de la Tierra que incluye la corteza y la parte superior del manto. La litósfera está conformada por seis placas tectónicas grandes y varias más pequeñas. Placas litosféricas: Consulte placas tectónicas. Magma: roca fundida que se encuentra debajo de la superficie terrestre. Cuando el magma emerge a la superficie de la Tierra, se denomina lava. Consulta lava. Manto: zona de la Tierra entre la corteza y el núcleo. Tiene un espesor de aproximadamente 2.900 kilómetros (1.740 millas) y está formado por roca ígnea densa. Diagrama 13