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Ciencias de la naturaleza 1ESO
El libro Ciencias de la naturaleza para 1.º de ESOes una obra colectiva concebida, diseñada y creada en el departamento de Ediciones Educativas de Santillana Educación, S. L., dirigido por Enrique Juan Redal.
En su realización ha participado el siguiente equipo:
Ignacio Meléndez Hevia Miguel Ángel Madrid Rangel Margarita Montes Aguilera Susana Lobo Fernández Marcos Blanco Kroeger Eduardo Vidal-Abarca
REVISIÓN CIENTÍFICAJulio Pérez Márquez Ignacio Meléndez Hevia Miguel Ángel Madrid Rangel
EDICIÓNSusana Lobo Fernández Pilar de Luis Villota
DIRECCIÓN DEL PROYECTOAntonio Brandi Fernández
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Esquema de la unidad
12 «Para elaborar el alfajor pre-pararás lo que voy a decir: una
azumbre de miel blanca. Tres medios de avellanas y una libra de almendras, todo ello tostado y tronzado. Onza y media de canela
en polvo. Dos onzas de matalauva, cuatro adarmes de clavo y cuatro de cilantro, todo ello tostado y molido. Una libra de ajonjolí tostado. Ocho libras de polvo de moler, sacado de rosquillos de pan sin sal ni levaduras, muy cocidos en el horno. Con media libra de azúcar harás almíbar, luego agregarás la miel, y cuando esté su-bida de punto, le echas los avíos, tres puñados de harina cernida y polvo de moler. Muélelo para que todo quede bien mezclado.»
Este texto corresponde a un frag-mento de una receta árabe de la Edad Media, que siguen empleando toda-vía los reposteros en Medina Sidonia (Cádiz) para elaborar alfajores. Aunque hoy día no utilizamos li-bras ni onzas para medir la masa, ni azumbres para medir el volumen, an- tiguamente el uso de estas y otras unidades, como el quintal y la fanega, era muy habitual. En la actualidad existe un Siste-ma Internacional de unidades que comparten casi todos los países.
La materia y sus propiedades
En esta unidad…
Conocerás cuáles son las propiedades
de la materia.
Reconocerás las magnitudes
fundamentales más usuales: longitud,
masa, tiempo y temperatura.
Identificarás algunas magnitudes
derivadas, como la superficie,
el volumen y la densidad.
Aprenderás a realizar medidas
y a expresarlas correctamente.
Comprenderás la necesidad de definir
un Sistema Internacional de unidades.
Conocerás las unidades de uso
más común.
Aprenderás a realizar cambios
de unidades.
Aprenderás los pasos a seguir para realizar
una representación gráfica.
PLAN DE TRABAJO
Ingredientes para preparar alfajores.
1. ¿Cuál es la unidad de medida que utilizamos
actualmente para medir la masa? ¿Y para
medir el volumen?
2. Nombra algunas sustancias que conozcas,
¿dónde se encuentran en la naturaleza?
3. ¿Qué instrumento utilizarías para medir
la longitud de los lados del patio? ¿En qué
unidades darías el resultado?
4. ¿Qué te daría más idea de lo grande que
es el patio del colegio?
a) Medir la longitud de un lado.
b) Calcular la superficie.
RECUERDA Y CONTESTA
Busca la respuesta¿Qué magnitud puedes medir
con una probeta?
Introducción a la unidad
El texto de introducción cuenta un hecho histórico relacionado
con los contenidos.
La sección Plan de trabajo presenta todos aquellos puntos
sobre los que se va a trabajar a lo largo de la unidad.
En la sección Recuerda y contesta se formulan algunas
preguntas. Para contestarlas deberás recordar lo que ya sabes
sobre el tema.
La contestación a Busca la respuesta la encontrarás a lo largo
de la unidad.
154
Ciencia en tus manosElaboración y observación de un modelo experimental
Los insectos poseen un esqueleto externo formado por quitina, que a su vez
está recubierta por una fina capa de cera o grasa que la impermeabiliza. Esta
impermeabilización es de vital importancia, especialmente para los insectos
que viven en contacto con el agua, como el zapatero (Gerris lacustris).
Aparentemente, la razón de que el zapatero no se hunda en el agua podría
residir en que son animales muy livianos, pero la realidad es que, para
un animal del tamaño de un zapatero, el agua es muy peligrosa, ya que
si el insecto llegara a mojarse no podría despegarse del agua.
Un modelo nos permitirá observar la diferencia entre un zapatero
con las patas impermeabilizadas, y otro cuyas patas no lo están.
Preparamos los modelos para observar su comportamiento
Observamos y anotamos el comportamiento de los modelos
Interpretamos las diferencias observadas
Es fácil comprobar la diferencia entre uno y otro. La cera impermeabiliza el papel, del mismo modo
que impermeabiliza el cuerpo de los insectos.
1. Recortamos dos figuras iguales de cartulina, como las de la fotografía,
que representarán dos insectos. Su cuerpo es un rectángulo de 4 3 6 cm,
y sus patas tienen una longitud de unos 5 cm.
A continuación doblamos sus patas para que el «animal» se sostenga
sobre ellas.
2. Con la cera de una vela, cubrimos las patas de uno de ellos hasta la mitad
de su altura, mientras que las del otro zapatero las dejamos sin encerar.
3. Ponemos ambos modelos de zapatero con las patas apoyadas sobre
el agua, y esperamos diez minutos. Anotaremos el comportamiento
de ambos «animales» antes de ponerlos sobre el agua, al principio,
después de dos minutos y pasados diez minutos.
Dentro del reino animal, los insectos constituyen
el grupo con mayor número de especies y de individuos.
Se conocen alrededor de 1 000 000 de especies diferentes
de insectos. La variedad de tamaños y formas que
EN PROFUNDIDAD
21. ¿Qué podría ocurrirle a los insectos como los zapateros, si perdieran su capa impermeabilizante?
22. ¿Qué factor permite a los zapateros apoyarse y caminar sobre el agua?
23. Las arañas pueden recorrer su tela sin quedarse pegadas en ella. Lo que has observado en tu modelo experimental ¿te permite elaborar alguna hipótesis para explicar este hecho?
ACTIVIDADES
155
presentan se debe principalmente a las adaptaciones
a los distintos ambientes en los que viven.
Toda esta variedad hace que los insectos se clasifiquen
en varios grupos, entre los que destacan los siguientes:
Himenópteros. Hormigas, abejas, etc.
Poseen dos pares de alas membranosas,
aunque a veces faltan. Aparato bucal
adaptado para lamer, morder y chupar
líquidos. Viven en sociedades
organizadas.
Dípteros. Moscas y mosquitos.
Tienen un par de alas membranosas.
Las posteriores están reducidas
a órganos que mantienen el equilibrio
en el vuelo, llamados balancines.
Aparato bucal chupador.
Coleópteros. Escarabajos.
Presentan dos pares de alas. Las alas
anteriores son gruesas, duras y opacas,
y las posteriores, membranosas,
plegadas en reposo bajo las primeras.
Aparato bucal mordedor y masticador.
Dermápteros. Tijeretas.
Tienen las alas anteriores muy cortas,
y las posteriores muy grandes y
membranosas, plegadas en reposo bajo
las primeras. Aparato bucal masticador.
Ortópteros. Saltamontes y grillos.
Presentan dos pares de alas, las
anteriores endurecidas, y las posteriores
plegadas por debajo de las primeras.
Aparato bucal masticador.
Hemípteros. Chinches.
Poseen dos pares de alas. Las anteriores
tienen una parte engrosada,
y las posteriores son membranosas.
Boca adaptada a perforar y chupar.
Lepidópteros. Mariposas y polillas.
Tienen dos pares de alas membranosas
con escamas. Aparato bucal chupador,
enrollado si está en reposo.
Odonatos. Libélulas.
Poseen dos pares de alas estrechas,
grandes y membranosas. Aparato bucal
masticador.
Sifonápteros. Pulgas.
No presentan alas. Las patas están
adaptadas para el salto. Boca chupadora
y adaptada para perforar la piel.
Modelo con las patas sin encerar
Modelo con las patas enceradas
Se mantiene sobre sus patas
Flota al principio
Flota después de dos minutos
Flota después de diez minutos
Los insectos zapateros pueden
caminar sobre el agua sin hundirse.
Tipos de insectos
Figura sin cera
Figura con cera
Para saber más y prácticas de laboratorio
Algunos de los contenidos de la unidad se desarrollan en la
sección En profundidad en una página completa.
Ciencia en tus manos te propone experiencias explicadas
de forma muy clara y que se pueden realizar fácilmente.
Actividades finales
Las actividades finales están planteadas para que puedas
comprobar lo que has aprendido en la unidad, relacionando
e integrando unos contenidos con otros. En cada actividad
se indica su nivel de dificultad:
● Sencillas● ● Medias● ● ● Complicadas
Con Un análisis científico podrás examinar un tema concreto
o aplicar tus conocimientos a un caso particular de la vida
cotidiana. En este apartado se plantean cuestiones con las
que podrás trabajar y desarrollar tu competencia científica.
24. ● Copia en tu cuaderno el dibujo de la esponja y señala mediante flechas el recorrido que realiza la corriente de agua desde que entra hasta que sale.
25. ●● En el siguiente dibujo se pueden observar diferentes poríferos y celentéreos.
a) Identifica los poríferos y los celentéreos.
b) De los celentéreos identificados señala cuáles
presentan forma de pólipo y cuáles de medusa.
26. ●●● Algunas anémonas viven fijadas a la concha ocupada por cangrejos ermitaños. La relación que se establece es beneficiosa para ambas especies, ¿podrías explicar por qué?
27. ●● Los anélidos son un grupo de invertebrados que solo pueden vivir en medios acuáticos o terrestres muy húmedos. Justifica a qué crees
que es debido.
28. ● Las siguientes fotografías son de un anélido y una oruga.
a) Identifica cuál es cada uno.
b) ¿En qué se parecen y en qué se diferencian?
Las sociedades de insectos
UN ANÁLISIS CIENTÍFICO
157
32. ●● El nautilus es un molusco que se aloja en una concha enrollada en espiral. El interior de la concha está dividido en compartimentos por tabiques. Estos compartimentos están llenos de gas y le sirven para flotar. El animal habita solamente en la última cámara.
a) ¿En qué grupo de moluscos se incluye al nautilus?
¿Por qué?
b) ¿Cuál es la principal diferencia entre un nautilus
y un pulpo?
33. ● Indica a qué grupo de artrópodos corresponden las siguientes descripciones.
a) Poseen dos pares de antenas.
b) Tienen cuatro pares de patas.
c) Presentan tres pares de patas articuladas.
d) Su cuerpo está dividido en cabeza y tronco.
34. ●●● ¿A qué grupo de artrópodos pertenece la cochinilla de la humedad? ¿Qué características te permiten incluirlo
en ese grupo? ¿Es acuática o terrestre?
35. ●● El siguiente dibujo representa una estrella de mar.
a) Cópialo y señala las
siguientes partes: brazos,
aparato y pies ambulacrales.
b) ¿De qué se alimentan
las estrellas de mar?
¿Qué mecanismos utilizan?
36. ●● Identifica a qué grupo de invertebrados pertenecen los animales representados.
156
Actividades29. ●● La tenia o solitaria es un gusano platelminto
con forma de cinta que puede alcanzar los cuatro metros de longitud. En la parte anterior de su cuerpo presenta una protuberancia denominada escólex o cabeza, provista de cuatro ventosas y una corona de garfios puntiagudos. A continuación posee una porción delgada, llamada cuello, así como numerosos segmentos, cuyo tamaño y edad aumentan a medida que nos alejamos del escólex.
a) ¿Para qué utiliza la tenia las ventosas y los garfios?
b) Investiga cómo se reproduce la tenia y cómo
es su ciclo vital.
30. ●● Identifica a qué grupo de moluscos pertenecen los siguientes animales.
31. ● Los mejillones, las almejas y las ostras son bivalvos, también conocidos como pelecípodos.
a) Busca en los conceptos clave el significado
de «pelecípodo» y explica por qué se denominan
así.
b) ¿En qué se diferencian los bivalvos
de los gasterópodos?
c) ¿Qué estructuras características rodean la boca
de los moluscos cefalópodos?
Las abejas son insectos sociales que viven
en comunidades de más de 70 000 individuos.
Hay tres tipos de abejas: la reina, solo hay una en cada
colmena, su misión es poner huevos; los zánganos,
encargados de fecundar a la reina, y las obreras,
que son la mayoría y se encargan de construir
las celdas, cuidan las larvas, recogen el néctar
y el polen, fabrican la miel, etc.
37. ● ¿Cuáles de los siguientes animales también son considerados insectos sociales?
a) Termitas, hormigas y avispas.
b) Mariposas, polillas y escarabajos.
c) Chinches, piojos y pulgas.
d) Langostas, pulgones y cucarachas.
38. ● ¿Qué características de los artrópodos puedes reconocer en las abejas?
39. ●●● En las abejas obreras, el tercer par de patas está modificado a modo de cepillo plumoso. ¿Cuál crees que puede ser la finalidad de esta estructura?
40. ●● En una colmena, aproximadamente el 99 % de las abejas son obreras.
a) Si la colmena está formada por 70 000 abejas.
¿cuántas de ellas serán obreras?
b) ¿Cuántos serán zánganos? ¿Qué porcentaje
suponen?
41. ●● ¿Qué papel desempeñan en la colmena las tres clases de abejas que la forman? ¿Hay alguna que sea más necesaria que otra?
A
E
B
F
C
G
D
H
A B
C D
A B
Escólex
Ventosa
Garfios
Segmentos
Cuello
ReinaZángano
Obrera
Cepillo plumoso
Cámara
en la que habita
el animal
43
La atmósfera terrestre. Composición del aire
Casi todos los planetas del Sistema Solar tienen una atmósfera formada por diferentes gases.
La atmósfera es la envoltura gaseosa que envuelve un planeta. En la Tierra está compuesta por una mezcla de gases llamada aire.
Podemos apreciar la existencia del aire cuando sopla el viento o cuan-do hay contaminación y el aire pierde su transparencia.
Composición del aire
Los gases que forman el aire se encuentran en diferentes proporciones:
(N2) es un gas incoloro e inodoro. Constituye el 78 % del aire, casi cuatro quintas partes. Es un gas inerte, que no reaccio-na químicamente con otras sustancias.
(O2) también es un gas incoloro, y forma el 21 % del aire. Oxida con facilidad muchas sustancias y es imprescindible para la respiración de todos los seres vivos.
(Ar) es un gas inerte que forma el 0,9 % del aire.
(O3) es un derivado del oxígeno que se encuentra en pro-porciones muy pequeñas. Es venenoso, por lo que es un peligroso contaminante. Sin embargo, en las capas altas de la atmósfera, filtra las radiaciones ultravioleta del Sol, que resultan dañinas para los se-res vivos.
(CO2) es un gas incoloro e inerte, que forma el 0,03 % del aire. Es importante por dos razones:
– Es necesario para producir materia orgánica mediante la fotosíntesis.
– Es responsable del .
1 La estructura de la atmósfera
Las características de la atmósfera varían en función de la altitud.
Desde la superficie terrestre se pueden diferenciar cuatro capas en la atmósfera: troposfera, estratosfera, mesosfera e ionosfera.
2
42
1. Venus tiene atmósfera, pero no tiene aire. Razona por qué no podemos llamar aire a la mezcla de gases de la atmósfera venusiana.
2. En la atmósfera hay dos capas que están más calientes por su parte inferior que por su parte superior, y otras dos que están en cambio más calientes por arriba que por abajo. Identifica cuáles son cada una de ellas.
ACTIVIDADES
El efecto invernadero
Un invernadero es una construcción de cristal (o plástico)
en la que puede entrar la luz del sol, calentando el suelo y el aire interior.
Las paredes de cristal impiden que la mayor parte del aire caliente escape,
lo que mantiene una temperatura interior elevada.
El dióxido de carbono de la atmósfera realiza una función comparable
a la del cristal, impidiendo que escape parte del calor que emite la Tierra
calentada por el Sol, y manteniendo la temperatura media terrestre
en unos 15 °C. Por eso, al efecto que produce este gas en la atmósfera
se le llama efecto invernadero.
Explica cuál es el resultado de un aumento del efecto invernadero.
¿Por qué la actividad humana puede aumentar el efecto invernadero?
EN PROFUNDIDAD
La ionosfera es la capa externa. Las radiaciones
solares calientan su parte superior, por lo que
la temperatura es mayor con la altitud. La parte
superior se denomina exosfera. No tiene un límite
superior definido, cada vez hay menos aire, hasta
que, a unos 500 km de altitud, ya se encuentra
el vacío del espacio. A esa altitud se desplazan
algunos satélites artificiales. En ella se producen
las estrellas fugaces y las auroras polares.
Mesopausa80 km
50 km
10 km
Estratopausa
Ozonosfera
Tropopausa
La mesosfera tiene un espesor de unos 40 km. Su
límite superior es la mesopausa. Desde la zona
más interna hacia la más externa, la temperatura
va descendiendo hasta menos de 100 °C bajo cero
en la mesopausa.
La estratosfera tiene un espesor de entre 35
y 40 km. Su límite superior es la estratopausa.
En la parte alta, los rayos ultravioleta del Sol
chocan con las moléculas de oxígeno (O2)
y originan el gas ozono (O3). La reacción produce
calor, por lo que en la parte superior hay unos
17 °C sobre cero. Además, se encuentra una zona
rica en ozono, la ozonosfera.
La troposfera es la capa en contacto con el
suelo. Tiene un espesor de unos 10 km. Su límite
superior se llama tropopausa. A medida que
ascendemos, la temperatura desciende hasta
los 55 °C bajo cero. En esta capa está
aproximadamente el 90 % del aire de la atmósfera.
500 km
400 km
300 km
200 km
100 km
80 km
50 km
10 km
0 km
El nitrógeno y el oxígeno forman el 99 %
de la composición de la atmósfera.
Nitrógeno: 78 %
Otros gases: 1 %Oxígeno: 21 %
Composición del aire
Páginas de epígrafes
Los contenidos se desarrollan en una o dos páginas, de forma
muy estructurada y con abundante apoyo de imágenes.
Las ideas fundamentales aparecen sobre fondo verde y ciertas
palabras importantes se destacan en negrita.
Las actividades te permitirán repasar los contenidos
desarrollados en la página. El símbolo en algunas
de ellas indica que tienes que buscar la información en los
conceptos clave.
Dentro de algunos epígrafes encontrarás contenidos desarrollados
en profundidad.
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Anexos
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Las trampas de las arañas
EL RINCÓN DE LA LECTURA
Gerald Durrell nació en 1925, en la India, aunque vivió has-ta 1939 en la isla de Corfú donde se interesó mucho por la Zoología. Con 20 años se unió al personal del parque Whipsnade como estudiante y cuidador de animales. Des-de entonces dedicó toda su vida a los animales, su ma-yor afición. Organizó expe-diciones y viajó por todo el mundo, desde Paraguay hasta Madagascar, recolectando
especies animales. Cumplien-do un sueño que tenía de niño, fundó su propio zoo-lógico en la isla de Jersey, que se inauguró en 1959. Cinco años después fundó la Orga-nización Jersey para la Con-servación de la Vida Salvaje. Ha escrito una gran cantidad de libros en los que narra sus viajes y sus aventuras, así como los cuidados de los ani-males exóticos que encontró y recolectó.
Terminadas las uvas me tumbé boca abajo y con el mentón entre las manos, me puse a examinar el terreno circundante.
Un diminuto saltamontes verde de cara larga y melancólica se frotaba nervioso las patas trase-ras. Sobre una ramita de mus-go, un frágil caracol meditaba en espera del rocío vespertino. Un obeso gorgojo escarlata, del tamaño de una cabeza de fósfo-ro, se arrastraba cual rechoncho cazador bajo el bosque de musgo. Era todo un mundo microscópico, lleno de vida fascinante. Mientras seguía el lento avance del gorgojo noté una cosa curiosa. Disemi-nadas aquí y allá sobre el verde peluche del musgo aparecían unas tenues señales redondas, del diámetro de un chelín. Eran tan débiles que solo se las distinguía desde un cierto ángulo. Me recor-daban el perfil de la luna llena visto a través de un nubarrón, el sutil círculo que parece moverse y cambiar. Distraídamente me pregunté cuál sería su origen. Eran demasiado irregulares, de-masiado desordenadas para ser la huella de algún animal, y ¿qué animal podía andar por una la-dera casi vertical y con paso tan
errabundo? Además no estaban en hueco. Con un tallo de hierba presioné sobre el borde de uno de los círculos. No cedió. Empecé a creer que las marcas se debían a alguna misteriosa forma de crecer el musgo. Pre-sioné de nuevo con más fuerza, y el estómago me dio un vuelco de tremenda emoción. Era como si el palito hubiera dado con un resor-te oculto, porque el círculo entero se levantó como una trampilla. Mirando, vi con asombro que era en efecto una trampilla, forrada de seda, y con un borde biselado que encajaba perfectamente en la boca de un túnel recubierto del mismo material. El borde de la puerta iba unido al del túnel mediante un pegote de seda que hacía las veces de gozne. Absor-to ante esta magnífica muestra de artesanía, me pregunté quién diablos podía ser su autor.
GERALD DURRELL, Mi familia y otros animales.
Alianza Editorial
Poríferos
INV
ER
TE
BR
AD
OS
Platelmintos, nematodos y anélidos
Moluscos
Artrópodos
Equinodermos
Resumen
42. Realiza en tu cuaderno un resumen con la clasificación de los moluscos, los artrópodos y los equinodermos, e indica las características más importantes de cada uno de los grupos.
43. Indica qué tipo de respiración tienen los siguientes grupos de invertebrados.
44. ¿Qué invertebrados pueden experimentar metamorfosis?
45. ¿Qué grupo de invertebrados presenta un sistema de locomoción único? ¿Cómo se llama este sistema? ¿En qué otra función interviene?
ACTIVIDADES
Libros:Insectos que viven en familiaMARÍA FERRÉ. Ed. Altea
Me pregunto por qué las arañas tejen telasAMANDA O’NEILL. Ed. Everest
Las hormigasBERNARD WERBER. Ed. Plaza y Janes
-
En la pantalla:Animales y plantas. Insectos y reptiles. Vol. II
Microcosmos
En la red:www.urbanext.uiuc.edu/insects_sp/
www.unex.es/edafo/ECAP/ECAL/Fauna.htm
NO TE LO PIERDAS
Celentéreos
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46. ¿Qué llamó la atención del protagonista del relato mientras observaba el gorgojo? ¿Qué pregunta se hizo?
47. ¿Qué era demasiado irregular y desordenado? ¿Por qué no podían ser las huellas de un animal?
48. ¿Cómo son las trampas de las arañas que se describen en el texto?
49. ¿Para qué crees que las arañas utilizarán las trampas?
COMPRENDO LO QUE LEO
Resumen y lectura
El resumen está estructurado de forma muy esquemática, para
que tengas en una sola página lo esencial de la unidad. Las
actividades te invitan a trabajar sobre él o elaborar el tuyo propio.
El rincón de la lectura. Recoge una selección de textos donde
podrás leer algunos fragmentos interesantes, además de datos
biográficos y otras informaciones.
Unas cuestiones te permitirán desarrollar la comprensión lectora.
Para terminar te recomendamos algunos libros, películas,
direcciones de internet, etcétera.
Animales, árboles, rocas y minerales representativos de España
En estas páginas podrás encontrar información general
sobre las especies de animales y de árboles más representativas
de España, así como de algunas de las rocas y minerales
más importantes desde el punto de vista de los recursos
mineros.
Conceptos clave
Los conceptos clave recogen una relación de conceptos
importantes que han sido tratados a lo largo de las unidades.
Cada concepto está definido y explicado de forma sencilla para
que puedas entenderlo fácilmente.
Se trata de un elemento de consulta que utilizarás a lo largo
de todo el curso.
Evaluación de competencias
A partir de una selección de diferentes noticias reales, se te
plantean distintas cuestiones para que puedas poner en práctica
las capacidadees que has ido aprendiendo y desarrollando a lo
largo de las unidades del libro. Esta sección te permitirá evaluar
el desarrollo de las diferentes competencias básicas.
Animales representativos de Españaa es ep ese tat os de spa a
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Jabalí (Sus scrofa)
El jabalí tiene el aspecto de un cerdo salvaje. Es de gran cor-pulencia y su pelaje está forma-do por cerdas duras de colorcasi negro. Las patas son cortas y fuertes y acaban en una pezuña. Los machos presentanunos potentes colmillos que utiliza para defenderse.
El jabalí es omnívoro; se alimenta de todo tipo de materia vegetal: frutos, tubérculos, ramas…, así como de hongos, larvas, insectos, pequeños mamíferos, huevos, etc.
Es un animal típico del bosque mediterráneo y zonas bos-cosas. En la Península se encuentra principalmente en laszonas del centro, norte de Andalucía y Cataluña que pre-sentan estos hábitats.
Águila imperial ibérica (Aquila adalberti)
El águila imperial es una rapazde gran tamaño cuyas alas tie-nen una envergadura de 1,80 metros. El plumaje es de color pardo, posee un fuerte pico cur-vado hacia abajo con el extremoafilado y garras fuertes.
Su dieta se basa principalmen-te en mamíferos de pequeñotamaño, como ardillas y liebres que caza en el suelo.
Es un ave casi exclusiva de la Península Ibérica que está engrave peligro de extinción. Se encuentra en las zonas del centroy sur con bosque mediterráneo donde abunda el matorral.
Nutria (Lutra lutra)
La nutria es un mamífero dehábitos acuáticos. Tiene unpelaje denso e impermeable ysu cuerpo es robusto y alarga-do. El hocico y las orejas sonpequeños; las patas, cortas, y los dedos están unidos por unamembrana que facilita la natación.
La nutria es un animal carnívoro que se alimenta princi-palmente de peces, crustáceos, pequeños moluscos, ratasde agua, culebras, ranas, etc.
Suele vivir en las orillas de los ríos que atraviesan zonasboscosas, donde construye sus madrigueras. Su distribu-ción en la Península es muy irregular y prácticamente haquedado relegado a zonas de montaña con aguas limpias.
Urogallo (Tetrao urogallus)
Una característica diferencial del urogallo es que posee tres dedos en cada pata. La hembra es de color pardo; el macho,sin embargo, presenta una coloración variada, donde pre-domina el gris oscuro mezclado con plumaje verde, azul,rojo, blanco y marrón. En época de celo, durante el corte-jo, el macho se sitúa en el suelo y mueve su cola abierta enabanico de una manera muy característica.
Su dieta está basada en hojas, hierbas y frutos de los vege-tales presentes en los bosques donde vive.
La distribución del urogallo en España está muy restringi-da a bosques de hayas, robles y abedules situados por enci-ma de los 800 m de la Cordi-llera Cantábrica y ciertaszonas de los Pirineos.
Cigüeña (Ciconia ciconia)
La cigüeña es un ave zancuda deplumaje blanco con el extremode las alas de color negro, largaspatas rosadas y pico alargado ypuntiagudo de color rojo.
Su dieta es muy variada. Puede consumir insectos, crustá-ceos, moluscos, lombrices, peces, saltamontes, pequeñosanfibios y reptiles… También es frecuente verla en basu-reros rebuscando comida con su pico entre los restos.
Vive en zonas abiertas húmedas e inundables. Es un avemigratoria que pasa los inviernos en el norte de África,aunque últimamente es habitual que permanezca en zonasde nidificación de la Península durante todo el año.
Oso pardo ibérico(Ursus arctos pyrenaicus)
Es el animal más grande detoda la Península Ibérica. Su cuerpo es robusto, tiene unpelaje espeso de color pardo, casi negro en las patas, y una cola pequeña.
Su dieta es prácticamente vegetariana y depende en granparte de los frutos, tubérculos y brotes presentes en lazona donde vive, que tiene que ser amplia y contar conrefugios donde poder hibernar.
Ese hábitat se encuentra principalmente en los bosques caducifolios de la Cordillera Cantábrica y Pirineos, que son los lugares donde vive el oso pardo ibérico.
Cabra montés (Capra pyrenaica)
La cabra montés es un animal corpulento y robusto, conun pelaje de color pardo grisáceo que varía ligeramentecon las estaciones. Los machos presentan una gran corna-menta que se curva hacia atrás.
Su dieta está basada en vegetales: hojas de arbustos, frutos,pasto, raíces, cortezas…
Habita en bosques y en zonas de relieve abrupto, ya que puede caminar con gran facilidad entre rocas y por paredes prácticamente verticales evitando así a los depredadores.
Su distribución en la Penín-sula es muy amplia, pudien-do encontrarla prácticamente en todas las zonas de monte y alta montaña, principal-mente en la zona de la sierra de Gredos, sierra de Madrid, Sierra Nevada y Cazorla.
Lobo ibérico(Canis lupus signatus)
El lobo pertenece a la familia de los cánidos, como los perrosy los coyotes. Es un depredadorde fuertes mandíbulas con uncerebro muy desarrollado y quevive en manadas.
La mayor parte de su dieta consiste en los mamíferos que caza, aunque también puede consumir frutos silvestres si las presas escasean.
En los últimos años, las medidas de protección de esteanimal en España han hecho que aumente su número. Laspoblaciones se distribuyen principalmente por el cua-drante noroccidental de la Península.
Se calcula que en España habitan alrededor de 100 especies de mamíferos, 460 de aves, 83 de reptiles, 28 de anfibios y70 de peces de aguas continentales. Esta diversidad de ani-males vertebrados también se encuentra en los animalesinvertebrados, con más de 50 000 especies.
Muchas de estas especies son endémicas, es decir, pueden habi-tar solo en áreas y zonas muy concretas, y no pueden encontrar-se en otras partes del mundo. El lince ibérico, el lobo ibérico, el oso pardo, el urogallo, el sapillo balear, el lagarto de El Hierro, la hubara canaria, el samaruc o la mariposa isabelina son ejem-plos de endemismos de España.
También hay muchas especies que están en peligro de extin-ción, como la cigüeña negra, el águila imperial y el lince ibérico.
Zorro (Vulpes vulpes)
Es un cánido de tamaño nomuy grande que tiene un espe-so pelaje donde predomina elcolor pardo, con zonas blancasy rojizas. Sus orejas son peque-ñas, y su hocico, alargado;además tiene una larga y espe-sa cola con la punta blanca muy característica.
La dieta del zorro es muy variada; incluye materia vegetalcomo brotes tiernos y frutos, y animales como ratones,que caza principalmente de noche, insectos, moluscos,larvas, etc.
Su hábitat es amplio; se le puede encontrar en zonas debosque bajo y en entornos de alta montaña de práctica-mente toda la Península. También es común verlo en lasinmediaciones de zonas rurales, donde consume restos dealimentos de manera oportunista.
Lince ibérico (Lynx pardina)
El lince es un felino de aspectorobusto. Su cola termina en una borla negra y sus orejasestán rematadas con unospelos rígidos. El color de supelaje varía entre pardo y gris con moteado negro.
Es un animal carnívoro cuya dieta está basada casi porcompleto en el conejo.
El lince ibérico se encuentra solo en determinadas zonasde España y Portugal. Habita en los bosques mediterráneosbien conservados y aislados de la actividad humana, comolos de Doñana, Sierra Morena y Montes de Toledo.
259
Buitre leonado (Gyps fulvus)
La envergadura de las alas de esta ave carroñera puede superar los dos metros y medio. Su cuello largo y curvadoestá cubierto de plumón blanco, con un característico collar de plumas pardas en la base. Su plumaje es de colorpardo y su pico es fuerte y grueso. Utiliza las corrientes térmicas para planear sin batir las alas.
El buitre leonado no es cazador, se alimenta de carroña, muchas veces en estado de descomposición, alrededor dela cual se agrupan un gran número de individuos.
Suele habitar en zonas deacantilados y roquedales ele-vados. Está presente en prác-ticamente toda la Península, exceptuando ciertas zonas de la cornisa cantábrica y dellevante.
Conceptos clave
235
AnticiclónMasa de aire en la que la presión at-mosférica es más alta que en sus alre-dedores.
Año-luzDistancia que recorre la luz en un año.Equivale a unos 9,5 billones de kiló-metros.
ArtrópodosGrupo de animales invertebrados queestán recubiertos de un exoesqueleto yque tienen el cuerpo segmentado y pro-visto de patas articuladas, como el es-carabajo o la hormiga. Del griego, arth-ron: articulado, y podo: pie.
AsteroideCuerpo rocoso o metálico de pequeñotamaño, que se encuentra en el espa-cio y que no presenta un núcleo dife-renciado.
AstroCualquier objeto natural que se en-cuentre en el espacio y que emita, ab-sorba o refleje luz, de forma que pue-da ser captado por un instrumento deobservación.
AtmósferaCapa de gases que envuelve un plane-ta. La atmósfera terrestre está forma-da por aire. Del griego, atmós: vapor, ysphâira: esfera.
ÁtomoPartícula más pequeña que puede exis-tir de un elemento. Del griego, átomos:indivisible.
AutótrofoOrganismo que puede producir sus-tancias orgánicas por sí mismo, utili-zando una fuente de energía, como laluz, y tomando del medio sustanciasinorgánicas como el agua y las sales mi-nerales. Del griego, auto: uno mismo,y trophós: comer.
iosferaConjunto de todos los seres vivos quehabitan la Tierra. Del griego, bios: vida,y sphâira: esfera.
B
BiparticiónProceso de reproducción por el cualuna célula o un organismo se divide endos partes.
BípedoAnimal que tiene dos pies o dos patas.
BivalvosGrupo de animales invertebrados quetienen una concha con dos valvas o pie-zas articuladas que encajan una en laotra, como las almejas o los berbere-chos. Del latín, bi: dos, y valva: puerta.
Bomba volcánicaBloque de lava de gran tamaño lanza-do al aire durante una erupción volcá-nica.
BorrascaMasa de aire en la que la presión at-mosférica es menor que en sus alre-dedores.
aducifolioVegetal que pierde las hojas al comen-zar la estación desfavorable, como elchopo.
CálizParte exterior de la flor, formada porhojas generalmente verdes llamadas sé-palos.
Calor específicoCantidad de energía calorífica que senecesita para aumentar un grado cen-tígrado la temperatura de un kilogra-mo de una sustancia.
CápsidaEnvoltura de proteínas que rodea el ma-terial genético de los virus.
CarbonatosSales formadas por carbono. Derivandel ácido carbónico.
CarnívoroReferido a un animal, que se alimenta deotros animales, como el león o el tigre.Referido a una planta, que se nutre deinsectos, como la Venus atrapamoscas.Del latín, caro: carne, y vorare: comer.
C
CarroñeroAnimal que se alimenta de restos deanimales muertos, como el buitre.
CefalópodosGrupo de animales invertebrados quetienen la cabeza rodeada de ten-táculos y que generalmente care-cen de concha, como el pulpo. Delgriego, kephalé: cabeza, y podo: pie.
Ceniza volcánicaRoca triturada en fragmentos peque-ños, del tamaño de granos de arena,que es lanzada al exterior durante unaerupción volcánica.
CigotoCélula huevo procedente de la unión deun óvulo y un espermatozoide. A partirdel cigoto se desarrolla un individuo.
CitoplasmaEn una célula, región situada entre lamembrana plasmática y el núcleo, don-de se encuentran los diferentes orgá-nulos celulares.
ClimaConjunto de condiciones atmosféricasque caracterizan una zona, durante unlargo período de tiempo.
CliteloZona engrosada, a modo de silla demontar, relacionada con la funciónreproductiva, que aparece en el centrodel cuerpo de muchos anélidos, comola lombriz de tierra.
ClorofilaSustancia de color verde que utilizanlas plantas, las algas y algunas bacteriasautótrofas para realizar la fotosíntesis.
CloroplastoOrgánulo exclusivo de las células ve-getales, donde se realiza la fotosíntesis.Posee un pigmento de color verde lla-mado clorofila.
Columna magmáticaMagma contenido en la chimenea vol-cánica que durante una erupción as-ciende hacia la superficie, a la vez quepierde los gases que tiene disueltos.
ensidadMagnitud que expresa la relación en-tre la masa de un cuerpo, o de una sus-tancia, y su volumen.
DesgasificaciónSeparación del gas disuelto en un lí-quido o embebido en la porosidad deuna materia sólida.
DiatomeasGrupo de algas microscópicas y uni-celulares planctónicas, que poseenun caparazón silíceo con dos valvasde distinto tamaño que encajan en-tre sí.
DilataciónAumento de volumen que experimen-ta una sustancia al aumentar su tem-peratura.
Dimorfismo sexualPresencia de dos formas o dos aspec-tos distintos en la forma masculina yfemenina en los individuos de una es-pecie.
DisoluciónMezcla homogénea que resulta de di-solver dos o más sustancias en un lí-quido.
DisolventeSustancia capaz de contener a otra enproporciones variables, con la que for-ma una mezcla homogénea.
clipseSituación que se produce cuando la Lu-na proyecta su sombra sobre la Tierra,o la Tierra proyecta la suya sobre la Lu-na.
EclípticaPlano imaginario sobre el cual la Tierratraza su órbita alrededor del Sol.
EmbriónEn los animales, primeras etapas deldesarrollo de un individuo. En las plan-tas fanerógamas, el esbozo de la nuevaplanta que se encuentra contenido enla semilla.
E
D
234
CombustiónReacción química en la que un com-bustible reacciona con el oxígeno y seproduce desprendimiento de energíaque se manifiesta habitualmente porincandescencia o llama.
Compuesto químicoSustancia pura formada por átomos di-ferentes, que se puede descomponer enotras sustancias distintas por métodosquímicos.
ConíferasGrupo de plantas gimnospermas, con flo-res pequeñas y poco vistosas en forma decono, como los pinos y los abetos.
CórneoDe cuerno o con las características de este.
CorolaParte de la flor que protege los órganossexuales, formada por hojas coloreadasy llamativas denominadas pétalos.
CortezaCapa rocosa más superficial de la Tie-rra, formada fundamentalmente porgranito y basalto.
CristalSustancia, mineral u orgánica, cuyoscomponentes están dispuestos orde-nadamente. Puede mostrar o no un as-pecto externo con caras planas.
CrustáceosGrupo de animales artrópodos, casi to-dos marinos, con dos pares de antenasen la cabeza y generalmente cinco pa-res de patas, como el langostino o elcangrejo de río.
Antera
Cáliz
(sépalos)
dherenciaCapacidad de un material para pegar-se a otro. Aplicado a los líquidos se re-fiere a su capacidad para humedecer elrecipiente que los contiene o los obje-tos sumergidos en él.
ADNSustancia orgánica de la célula que con-tiene la información hereditaria y quese transmite de generación en genera-ción.
AireMezcla de gases que forma la atmósfe-ra de la Tierra.
AlgasGrupo de protoctistas unicelulares opluricelulares cuyas células no formantejidos. Vive en el agua y es capaz derealizar la fotosíntesis.
AnélidosGrupo de animales invertebrados, conel cuerpo alargado y blando, divididoen segmentos o anillos, como la lom-briz de tierra. Del latín, annellus: pe-queño anillo.
AngiospermasGrupo de plantas con flores y semillasencerradas en un fruto, como el man-zano o la amapola. Del griego, angeion:vaso o receptáculo, y sperma: semilla.
AnteraParte del estambre que contiene los gra-nos de polen.
A
Corola
(pétalos)
Cefalópodo.
250 251
3. ● El dióxido de carbono no se considera un contaminante, ya que forma parte de la composición del aire. Sin embargo, su acumulación en la atmósfera produce un incremento del efecto invernadero, que genera efectos negativos sobre el clima y los intereses humanos. Indica si las siguientes acciones resultarían útiles para comprender la relación que hay entre las actividades humanas, el dióxido de carbono, el efecto invernadero y el cambio climático.
Participar en un chat de internet en el
que cada persona cuente lo que opina. Sí No
Buscar información en internet sobre
los elementos mencionados.Sí No
Buscar en libros información, diagramas
y dibujos explicativos sobre el efecto
invernadero.
Sí No
Buscar en la prensa noticias que hablen
sobre el cambio climático.Sí No
Buscar noticias sobre los daños
producidos por ciclones, temporales…Sí No
Preguntar en clase de Ciencias sobre
ese asunto.Sí No
4. ●●● El dibujo adjunto es una explicación esquemática del efecto invernadero. Indica cuáles de los rótulos inferiores se corresponden con los cuatro números del dibujo.
Rótulo Número
a) El calor emitido por el suelo puede
reflejarse en las nubes y volver al suelo.
b) La contaminación atmosférica calienta
el aire.
c) La radiación solar calienta el suelo, por lo
que este puede emitir calor en forma de
radiación infrarroja.
d) Los gases de efecto invernadero que hay
en el aire, como el CO2, absorben parte
del calor emitido por el suelo.
e) Las actividades humanas producen
un aumento de la nubosidad.
f) El calor emitido por el suelo puede atravesar
la atmósfera y escapar al espacio.
5. ●●● El diagrama adjunto muestra las proporciones relativas de los tres principales componentes del aire atmosférico. Indica a cuál corresponde cada letra.
6. ●●● Ordena los siguientes recuadros, de manera que cada uno sea la causa del siguiente y escribe el resultado en tu cuaderno.
La temperatura
de la atmósfera
aumenta
La actividad
humana produce
dióxido de carbono
El hielo de
los casquetes
glaciares se
funde
El nivel del mar
asciende
La atmósfera
retiene una
proporción mayor
del calor que emite
el suelo (efecto
invernadero)
La proporción
de dióxido
de carbono
aumenta en la
atmósfera
7. ●● Los consumidores podemos adoptar diferentes hábitos para reducir la emisión de contaminantes a la atmósfera. Enumera qué medidas se pueden adoptar en la vida diaria para:
a) Reducir la cantidad de agua caliente que consumes.
b) Ahorrar electricidad.
c) Utilizar menos el coche o la moto en tus actividades
diarias.
d) Ahorrar calefacción.
Explica por qué estas medidas disminuyen la emisión
de sustancias contaminantes a la atmósfera.
8. ● Diseña un anuncio, que consista en un dibujo y un eslogan, para una campaña de concienciación dirigida a los ciudadanos con la finalidad de que en los desplazamientos por la ciudad utilicen el transporte público en vez del coche particular.
9. ●● En muchas ciudades españolas se está implantando el «carril bici», y con frecuencia se desata una polémica entre los ciudadanos partidarios de esta medida y los que la consideran inoperante y perjudicial, ya que reduce el espacio destinado a la circulación y al aparcamiento de coches, con lo que aumentan los atascos de tráfico. Explica cuál es tu opinión al respecto.
Composición del aire. Efecto invernadero
(unidad 3).
Humedad, nubes y precipitaciones (unidad 3).
Los impactos de las actividades humanas y la corrección
de esos impactos (unidad 3).
El ciclo del agua (unidad 4).
DEBES RECORDAR
Pon en práctica tus capacidades
1. ●● Señala si cada una de las frases de la tabla situada a la derecha expresa correctamente o no el contenido de la primera noticia.
2. ●● Con respecto a las medidas preventivas que se mencionan en la primera noticia, indica qué frase es correcta:
a) Las medidas preventivas son las que se adoptan
cuando la contaminación atmosférica es muy alta.
b) Las medidas preventivas, como utilizar el autobús
en vez del coche, están destinadas a evitar
la contaminación atmosférica.
c) Medir los niveles de contaminación del aire es una
medida preventiva.
El autobús está equipado con
instrumentos para medir la concentración
de contaminantes del aire.
Sí No
En el autobús se investiga cuáles son las
sustancias contaminantes del aire.Sí No
Está previsto que estudiantes y otros
colectivos realicen visitas para entender
el funcionamiento del autobús.
Sí No
Una de las funciones del autobús es que
los ciudadanos adopten medidas para
evitar la contaminación del aire.
Sí No
El autobús cumple una doble función,
como laboratorio de análisis y como aula
de divulgación.
Sí No
Mantener la calidad del aire que respiramos
Con el doble objetivo de servir como laboratorio móvil e instrumento para labores de divulgación, el autobús de la Calidad del Aire del Plan Azul comienza hoy a prestar su servicio en Valdemorillo.La posibilidad de concienciar a la población de la Comunidad de Madrid de la importancia de colaborar para evitar la contaminación atmosférica, conociendo las oportunas medidas preventivas, destaca entre las funciones de este autobús, en el que se informa a los ciudadanos del estado de la calidad del aire.
Estas labores se ven reforzadas con visitas guiadas para estudiantes y otros colectivos, para despertar una mayor conciencia social sobre esta materia.Esta unidad móvil puede medir la calidad del aire, analizando concentraciones de contaminantes como el dióxido de azufre, monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno, ozono troposférico, hidrocarburos y partículas en suspensión.
www.diariodelasierra.es, 11 de noviembre de 2009
El autobús de Calidad del Aire del Plan Azul ya está en Valdemorillo
El casquete glaciar de la parte oriental del continente antártico también se está fundiendo como la parte occidental, según un estudio publicado el domingo en la revista especializada Nature Geoscience.Los casquetes glaciares retienen enormes cantidades de agua en forma de hielo. El deshielo total
del casquete de Groenlandia provocaría una subida del nivel de los mares de unos siete metros y la desaparición del casquete antártico una subida superior a 70 metros.
Agencia AFP, 23 de noviembre de 2009
El este del continente antártico también se funde
2
1
3
4
AAAAA
C
B
Competencia en comunicación
lingüística
Competencia matemática
Competencia en el conocimiento
y la interacción con el mundo físico
Tratamiento de la información
y competencia digital
Competencia social
y ciudadana
Competencia cultural
y artística
Competencia para
aprender a aprender
Autonomía e iniciativa
personal
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Índice
4
VOLUMEN 1. LA TIERRA
1. El Universo y el Sistema Solar1. El Universo. Ideas antiguas y actuales ..................................... 82. Componentes y origen del Universo ....................................... 93. Tamaños y distancias en el Universo ....................................... 104. El Sistema Solar ...................................................................... 115. Los planetas interiores ............................................................ 126. Los planetas exteriores ............................................................ 137. Los asteroides y los cometas .................................................... 148. Conocimiento histórico del Universo ...................................... 15En profundidad. Lo que vemos en el cielo nocturno ................. 16Ciencia en tus manos. Tamaño y distancias en el Universo ...... 17Un análisis científico. La superficie de la Luna ......................... 19El rincón de la lectura. El Universo en una cáscara de nuez ..... 21
2. El planeta Tierra1. El planeta Tierra ..................................................................... 242. Los movimientos de la Tierra .................................................. 253. Las estaciones .......................................................................... 264. La Tierra y la Luna .................................................................. 285. Las capas de la Tierra. La geosfera ........................................... 306. Atmósfera, hidrosfera y biosfera .............................................. 327. Dos medios para la biosfera .................................................... 33En profundidad. Meridianos, paralelos y husos horarios ........... 34Ciencia en tus manos. Análisis de un texto científico ................ 35Un análisis científico. La rigidez del manto terrestre ................ 37El rincón de la lectura. Aventura al centro de la Tierra ............. 39
3. La atmósfera terrestre1. La atmósfera terrestre. Composición del aire ........................... 422. La estructura de la atmósfera ................................................... 433. El origen de la atmósfera ......................................................... 444. La presión atmosférica y el viento ............................................ 455. La humedad y las nubes .......................................................... 466. Las precipitaciones .................................................................. 477. El estado de la atmósfera. La meteorología .............................. 488. Las previsiones meteorológicas y el clima ................................ 499. El impacto de las actividades humanas .................................... 5010. La corrección del impacto sobre la atmósfera ........................ 51En profundidad. Observación del cielo ...................................... 52Ciencia en tus manos. Toma de datos ....................................... 53Un análisis científico. El mal de altura y el entrenamiento en altitud ..................................................................................... 55El rincón de la lectura. Viaje de un naturalista alrededor del mundo ................................................................................... 57
4. La hidrosfera terrestre1. El agua de la Tierra ................................................................. 602. El agua de los océanos ............................................................. 623. El agua de los continentes ....................................................... 634. El ciclo del agua ...................................................................... 645. El agua que necesitamos ......................................................... 656. El agua potable ........................................................................ 667. La calidad del agua .................................................................. 67En profundidad. Cuando la hidrosfera se convierte en amenaza 68Ciencia en tus manos. La formación de nubes .......................... 69Un análisis científico. El uso del agua ....................................... 71El rincón de la lectura. Sobre el agua ........................................ 73
5. Los minerales1. Los materiales de la geosfera ................................................... 762. La clasificación y el origen de los minerales ............................ 783. Las propiedades de los minerales ............................................ 804. Importancia y utilidad de los minerales .................................. 81En profundidad. Explotaciones mineras e impactos ambientales 82Ciencia en tus manos. Observación de característicasde los minerales .......................................................................... 83Un análisis científico. Las actividades mineras ......................... 85El rincón de la lectura. El médico ............................................. 87
6. Las rocas1. Las rocas están formadas por minerales .................................. 902. Las rocas sedimentarias ........................................................... 913. Las rocas magmáticas .............................................................. 944. Las rocas metamórficas ........................................................... 955. El ciclo de las rocas ................................................................. 966. Los usos de las rocas ................................................................ 97En profundidad. Los fósiles ....................................................... 98Ciencia en tus manos. Estudio de la velocidad de cristalización 99Un análisis científico. Combustibles fósiles e impacto ambiental . 101El rincón de la lectura. Los refugios de piedra .......................... 103
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5
VOLUMEN 2. LA BIOSFERA
7. Los seres vivos1. Características de los seres vivos ............................................. 1102. La composición química de los seres vivos ............................. 1113. La célula .................................................................................. 1124. La célula animal y la vegetal .................................................... 1135. Los organismos unicelulares y los pluricelulares ..................... 1146. La clasificación de los seres vivos ............................................ 1157. Los cinco reinos ...................................................................... 1168. Las especies ............................................................................. 1179. La historia de la vida ............................................................... 11810. La biodiversidad ................................................................... 120En profundidad. El microscopio ................................................ 122Ciencia en tus manos. Observación de células al microscopio .. 123Un análisis científico. Las colonias de diatomeas ...................... 125El rincón de la lectura. La biodiversidad de las praderas .......... 127
8. Los animales vertebrados1. El reino Animales .................................................................... 1302. Características de los vertebrados ............................................ 1313. Los mamíferos ......................................................................... 1324. Las aves ................................................................................... 1345. Los reptiles .............................................................................. 1356. Los anfibios ............................................................................. 1367. Los peces ................................................................................. 137En profundidad. La especie humana .......................................... 138Ciencia en tus manos. Realización de un esquema científico .... 139Un análisis científico. Huevos de aves y huevos de reptiles ...... 141El rincón de la lectura. Vivir entre chimpancés ........................ 143
9. Los animales invertebrados1. Los poríferos y los celentéreos ................................................. 1462. Los gusanos ............................................................................. 1473. Los moluscos ........................................................................... 1484. Los artrópodos ......................................................................... 1505. Los equinodermos ................................................................... 153En profundidad. Tipos de insectos ............................................ 154Ciencia en tus manos. Elaboración de un modelo experimental .. 155Un análisis científico. Las sociedades de insectos ..................... 157El rincón de la lectura. Las trampas de las arañas ..................... 159
10. Las plantas y los hongos1. El reino Plantas ....................................................................... 1622. Las plantas sin flores ............................................................... 1633. Las plantas con flores .............................................................. 1644. Las hojas, el tallo y la raíz ....................................................... 1655. La nutrición de las plantas ...................................................... 1666. La relación de las plantas ........................................................ 1677. La reproducción de las plantas ................................................ 1688. El reino Hongos ...................................................................... 170Ciencia en tus manos. Estudio de hojas .................................... 171Un análisis científico. La nutrición de las plantas ..................... 173El rincón de la lectura. El bosque animado ............................... 175
11. Los seres vivos más sencillos1. El reino Protoctistas ................................................................. 1782. El reino Moneras ..................................................................... 1803. Los virus .................................................................................. 1824. Los microorganismos y su papel en la biosfera ........................ 1835. Las enfermedades producidas por microorganismos ............... 1846. La lucha contra las enfermedades infecciosas .......................... 185En profundidad. Los líquenes .................................................... 186Ciencia en tus manos. Observación de microorganismos ......... 187Un análisis científico. El crecimiento de las bacterias ............... 189El rincón de la lectura. El bacilo robado ................................... 191
VOLUMEN 3. LA MATERIA
12. La materia y sus propiedades1. La materia ............................................................................... 1982. La medida ............................................................................... 1993. La longitud .............................................................................. 2004. La superficie ............................................................................ 2015. El volumen .............................................................................. 2026. La masa ................................................................................... 2037. La densidad ............................................................................. 2048. Otras magnitudes fundamentales ............................................ 205En profundidad. El error en las medidas ................................... 206Ciencia en tus manos. Representaciones gráficas ...................... 207Un análisis científico. La medida y la historia ........................... 209El rincón de la lectura. La naturaleza de los cuerpos ................ 211
13. La materia y su diversidad1. Los estados de la materia ......................................................... 2142. Los cambios de estado ............................................................. 2163. Las mezclas ............................................................................. 2184. Las sustancias puras. Compuestos y elementos ....................... 2205. Materiales sintéticos ................................................................ 2216. Los residuos y el reciclado ....................................................... 222Ciencia en tus manos. Interpretación de resultados y obtención de conclusiones de un experimento ......................... 223Un análisis científico. El enigma de las llaves ........................... 225El rincón de la lectura. La fabricación de Cavorita .................... 227
14. La composición de la materia1. La materia está formada por átomos ........................................ 2302. Los elementos químicos .......................................................... 2313. Átomos, moléculas y cristales .................................................. 2324. Las sustancias y las fórmulas ................................................... 2335. Los elementos en la naturaleza (I) ........................................... 2346. Los elementos en la naturaleza (II) .......................................... 236En profundidad. Hidrógeno y oxígeno unidos. El agua ............. 238Ciencia en tus manos. Elaboración de un informe científico ..... 239Un análisis científico. El aire: un bien común en peligro .......... 241El rincón de la lectura. El mundo al final del tiempo ................ 243
PON EN PRÁCTICA TUS CAPACIDADES ............................. 248ANIMALES REPRESENTATIVOS DE ESPAÑA ..................... 258ÁRBOLES REPRESENTATIVOS DE ESPAÑA ........................ 260ROCAS Y MINERALES DE ESPAÑA ....................................... 262CONCEPTOS CLAVE ............................................................... 264
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El Universo y elSistema Solar
En esta unidad…
• Conocerás cómo es y cómo se originóel Universo y sus principales componentes.
• Aprenderás a manejar las enormes distancias del Universo y a realizar sencillos cálculos con ellas.
• Te familiarizarás con los componentes del Sistema Solar, sus característicasy sus movimientos.
• Desarrollarás tu capacidadde observación del cielo nocturno, reconociendo en él diferentes objetos.
• Adquirirás habilidades para comparar los tamaños del Sol y los planetascon objetos cotidianos.
PLAN DE TRABAJO
Edwin Aldrin.
1
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En el año 1865 Julio Verne escribió De la Tierra a la Luna, una novela en la que describía un fantás-tico viaje a nuestro satélite.
Pero la Luna no fue pisada por el ser humano hasta un siglo más tarde, concretamente el 20 de julio de 1969. Ese día, el módulo lunar de la nave Apollo 11 se posó en la superficie lunar con los astronautas Neil Armstrong y Edwin Aldrin, que fueron las pri-meras personas que pisaron nuestro satélite. En el viaje también iba el astronauta Michael Collins, que permaneció en órbita lunar.
Cuando Armstrong puso su pie en la Luna excla-mó: «Ese es un pequeño paso para un hombre pero un gran salto para la humanidad».
Desde entonces se ha visitado la Luna en otras cinco ocasiones.
1. Antiguamente los astrónomos observabanel cielo a simple vista. ¿Qué aparatosse utilizan actualmente para observarlas estrellas y otros astros?
2. La Luna es el satélite de la Tierra. ¿Sabes qué es un satélite?
3. ¿Recuerdas los nombres de los planetasdel Sistema Solar?
4. ¿Sabes qué es un cometa?
a) Una estrella que se desplaza.b) Un planeta.c) Un meteorito.d) Una masa de hielo y fragmentos de roca
que gira alrededor del Sol.
RECUERDA Y CONTESTA
Busca la respuesta¿Tienen satélites todos los planetasdel Sistema Solar?
Módulo lunar.
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Superstición y ciencia. Astrología y astronomía
En la Antigüedad, los astrólogos observaban las estrellas, y en su imaginación, decían ver una conexión entre estas y los asuntos humanos, y así elaboraban horóscopos para predecir el futuro.
Actualmente todavía muchas personas creen que existe tal relación. Pero todas las investigaciones científicas sobre este asunto indican que no es así. La astrología no tiene ningún fundamento científico, y no debe confundirse con la astronomía, que es la ciencia que estudia los astros y el Universo.
¿Crees que los horóscopos tienen alguna base científica?
EN PROFUNDIDAD
El Universo. Ideas antiguas y actuales
Cuando contemplamos el cielo en una noche clara, sabemos que los astros cuya luz vemos parpadear sobre el cielo oscuro son estrellas pa-recidas a nuestro Sol, que están a una enorme distancia.
Apenas hace ciento cincuenta años que el ser humano dispone de instru-mentos para explorar el Universo. Anteriormente, las teorías que trataban de explicar cómo es el Universo se basaban en observaciones realizadas a simple vista, que resultaban muy incompletas. Entre ellas destacan:
• La teoría geocéntrica. Propuesta por los antiguos griegos, afirmaba que la Tierra permanecía quieta en el centro del Universo, y que las estrellas, el Sol, los planetas y la Luna giraban a su alrededor.
• La teoría heliocéntrica. Enunciada hace quinientos años por elastrónomo Nicolás Copérnico, proponía que el Sol permanecía quieto y que los planetas, entre ellos la Tierra, giraban a su alre-dedor. Esta teoría fue muy discutida, hasta que en el año 1610 Gali-leo Galilei inventó el telescopio y observó el movimiento de los pla-netas y sus lunas, dando la razón a Copérnico.
Hoy día sabemos que ninguna de ambas teorías es correcta. El Sol es una pequeña estrella que forma parte de una de las muchas galaxias que hay en el Universo, y no existe un lugar que se pueda considerar su centro.
Constelaciones y dioses de la Antigüedad
Hace más de tres mil años los seres humanos observaron que, vistas desde la Tierra, las estrellas parecían formar figuras caprichosas, a las que llamaron constelaciones.
Cada cultura las interpretó de diferentes formas, imaginando animales fabulosos, héroes y dioses. Las historias asociadas a cada constelación forman parte de la mitología. Tienen valor histórico y cultural, pero no se pueden tomar como una explicación del origen de las estrellas.
Interpretación geocéntrica del Universo.
Interpretación heliocéntrica del Universo.
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Componentes y origen del Universo
Gracias a las investigaciones de los astrónomos, podemos saber qué componentes tiene el Universo, incluso cómo y cuándo se formó.
• El Universo está formado por galaxias, separadas entre sí por enormes distancias. El espacio que hay entre ellas está vacío.
Las galaxias no están repartidas uniformemente en el Uni-verso, sino que forman grupos llamados cúmulos de ga-laxias. Nuestra galaxia es la Vía Láctea, y forma parte del cúmulo de galaxias de Virgo.
• Las galaxias están formadas por estrellas. Una galaxia pue-de contener entre cien mil y quinientos mil millones deestrellas, entre las cuales hay enormes nubes de polvo y gas llamadas nebulosas.
La altísima temperatura a la que se encuentra el interior de las estre-llas las hace brillar, emitiendo luz y calor. Nuestra estrella es el Sol, y se encuentra en uno de los brazos espirales de la Vía Láctea.
• Muchas estrellas poseen planetas que giran a su alrededor forman-do sistemas planetarios. El nuestro es el Sistema Solar.
• Algunos planetas poseen satélites que giran a su alrededor. El saté-lite de la Tierra es la Luna.
El Universo está formado por galaxias, en las que hay estrellas que pueden tener sistemas planetarios formados por planetas y satélites.
Origen del Universo
En 1929, el astrónomo Edwin Hubble demostró que el Universo conte-nía millones de galaxias que se alejan unas de otras a enormes velocida-des, como si fueran los fragmentos de una explosión. Esto implica que el Universo aumenta de tamaño con el tiempo en un proceso de expansión.
El comienzo de esta expansión debió de ser una gigantesca explosión. Los astrónomos la llaman la gran explosión, y calculan que ocurrió hace unos quince mil millones de años.
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1. Busca en los conceptos clave el significado de «astro».
2. ¿Qué son las constelaciones? ¿Y la mitología? ¿Qué relación hay entre las constelaciones y los horóscopos?
3. ¿Cuál es la diferencia entre la astrología y la astronomía? ¿Cuálde las dos es una ciencia?
4. Indica cuál es el cúmulo de galaxias, la galaxia y el sistema planetario a los que pertenece la Tierra.
ACTIVIDADES
Cúmulo de galaxias.
Vía Láctea.
Sistema Solar.
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Tamaños y distancias en el Universo
La Tierra nos parece muy grande; sin embargo, en comparación con el Sol es diminuta.
El Sol a su vez no es más que una de las muchísimas estrellas que for-man la Vía Láctea. Se calcula que en nuestra galaxia hay más de cien mil millones de estrellas, separadas unas de otras por distancias enormes.
Si redujéramos el Sol al tamaño de un garbanzo, la estrella más cercana sería otro garbanzo situado a 540 kilómetros. La Tierra no podríamos distinguirla a simple vista, sería una mota de polvo situada a más de dos metros de nuestro «garbanzo». La Vía Láctea estaría formada por unos cien mil millones de garbanzos repartidos en un círculo de siete millones de kilómetros de radio, algo difícil de imaginar.
Unidades en astronomía
Para poder manejar estas distancias tan gigantescas, los astrónomos utilizan principalmente dos unidades:
• La unidad astronómica. Es la distancia de la Tierra al Sol, unos 150 millones de kilómetros.
Mercurio está a 0,4 unidades astronómicas del Sol; Marte está aproxi-madamente a 1,5 unidades astronómicas del Sol, y Plutón, a 39,4 uni-dades astronómicas del Sol.
• El año-luz. Es la distancia que recorre la luz en un año. Como la luz recorre 300 000 kilómetros en un segundo, en un año recorre unos nueve billones y medio de kilómetros.
La luz del Sol tarda tan solo ocho minutos y veinte segundos en re-correr los casi 150 millones de kilómetros de espacio vacío que nos separan. La estrella más próxima al Sol, Alfa Centauro, está situada a unos cuatro años-luz. Betelgeuse es una estrella que se encuentraa más de 500 años-luz de nosotros.
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5. Sabiendo que la distancia entre el Sol y la Tierra es de una unidad astronómica y desde el Sol hasta Plutón hay 39,4 unidades astronómicas, calcula a cuántos kilómetros está Plutón de la Tierra.
6. Imagina que hoy por la noche, al observar el cielo, presenciáramos la explosión de la estrella Betelgeuse. ¿En qué año se habría producido realmente esa explosión?
ACTIVIDADES
El tiempo en el espacio
Nuestra galaxia tiene unos 100 000 años-luz de diámetro; la luz tarda en cruzarla cien mil años. Puede que alguna de las estrellas que vemos ahora ya no exista, pero no podremos saberlo hasta que nos llegue la luz de su explosión.
En el año 1054 el astrónomo chino Yang Wei-te observó la explosión de una estrella. Hoy sabemos que esa estrella, de la que ahora solo queda una nube de polvo y gas llamada la nebulosa del cangrejo, estaba a 2 000 años-luz. ¿En qué año hizo realmente explosión esa estrella?
EN PROFUNDIDAD
El Sol tiene un radio 109 veces mayor que el de la Tierra.
Nebulosa del cangrejo.
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El Sistema Solar
Nuestro sistema planetario se formó hace unos cinco mil millones de años a partir del gas y el polvo de una nebulosa.
En su centro se encuentra el Sol, la estrella que da nombre al sistema. Está formado fundamentalmente por dos gases: hidrógeno y helio.
Los demás astros del Sistema Solar se clasifican actualmente en:
• Planetas. Son cuerpos con forma esférica, que giran alrededor del Sol y cuyo tamaño es mucho mayor que el de otros astros de su órbita. Los planetas pueden ser rocosos o principalmente gaseosos. Mercurio, Venus, la Tierra y Marte son los planetas rocosos. Júpi-ter, Saturno, Urano y Neptuno son los planetas gigantes gaseosos.
• Planetas enanos. Son cuerpos con forma esférica, que giran alrede-dor del Sol y en cuya órbita hay otros astros con tamaños similares. Entre ellos destaca Plutón, el más alejado del Sol, y considerado como un planeta hasta el año 2006.
• Cuerpos pequeños. En esta categoría se incluyen el resto de astros que giran alrededor del Sol. Entre ellos destacan: asteroides y co-metas.
• Satélites. Son cuerpos rocosos que giran alrededor de un planeta o de un planeta enano. El satélite de la Tierra es la Luna; el satélite de Plutón es Caronte.
Movimientos de rotación y traslación
Los astros poseen dos tipos de movimientos:
• Movimiento de rotación. Es el giro de un astro sobre sí mismo. La línea imaginaria alrededor de la que se produce el giro se denomina eje de rotación.
• Movimiento de traslación. Es el desplazamiento de un astro que da vueltas alrededor de otro. El recorrido que sigue se denomina órbita.
El plano imaginario en el que se encuentra la órbita de la Tierra recibe el nombre de eclíptica o plano de la eclíptica.
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7. Sabiendo que el Sol, y todoel Sistema Solar, tiene un movimiento de traslación alrededor del centrode la galaxia, describe todoslos movimientos que poseeun satélite.
8. ¿A qué se denomina órbita?
9. ¿Cómo se llama el plano imaginario en el que se encuentra la órbita terrestre?
ACTIVIDADES
Eje de rotaciónde la Tierra
Eje de rotaciónde la Luna
Planode la eclíptica
Órbita terrestre
Órbita lunar
En el interior del Sol se producen reacciones nucleares. Su superficie está a unos seis mil grados centígrados. Esto hace que el Sol emita luz y calor.
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Los planetas interiores
Mercurio, Venus, la Tierra y Marte son los cuatro planetas más próximos al Sol, por lo que se denominan planetas interiores.
Su superficie es rocosa, poseen una corteza y un manto formados por rocas, y en su centro, un núcleo metálico.
• Mercurio. Su radio es casi tres veces menor que el de la Tierra. No tiene satélites y no posee atmósfera.
Las temperaturas en su superficie son muy extremas, en la parte ilu-minada se alcanzan los 425 °C, mientras que en la zona no ilumina-da la temperatura desciende hasta los 2170 °C.
• Venus. Su tamaño es parecido al de la Tierra. No tiene satélites. Su atmósfera está compuesta principalmente por dióxido de carbono, y la temperatura en su superficie es muy alta, de unos 480 °C. Pre-senta una característica curiosa: gira sobre sí mismo en sentido con-trario a como lo hacen los demás planetas del Sistema Solar.
• Tierra. Su atmósfera está compuesta principalmente por nitrógeno y oxígeno. Tiene un satélite, la Luna. Por lo que sabemos hasta aho-ra, es el único planeta con vida.
• Marte. Su tamaño es aproximadamente la mitad que el de la Tierra. Tiene dos satélites, llamados Deimos y Fobos. Su atmósfera es muy escasa y está compuesta principalmente por dióxido de carbono. En su superficie las temperaturas son muy bajas, alrededor de 250 °C.
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10. Enumera los cuatro planetas interiores e indica qué características presentan en común.
11. Busca información sobre qué planeta fue visitado y fotografiado por las sondas espaciales Spirit y Opportunity.
12. ¿Qué planeta gira en sentido contrario a como lo hacen los demás?
ACTIVIDADES
En agosto de 2008 la sonda Phoenix aterrizó en Marte y confirmó la existencia de agua helada en el subsuelo, a pocos centímetros de profundidad.
MercurioDiámetro: 4 880 km
VenusDiámetro: 12 104 km
TierraDiámetro: 12 756 km
MarteDiámetro: 6 787 km
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Los planetas exteriores
Los cuatro planetas más alejados del Sol son: Júpiter, Saturno, Uranoy Neptuno, y se denominan planetas exteriores. Son de gran tamaño yestán formados principalmente por gas, por lo que se conocen comogigantes gaseosos.
• Júpiter. Es el planeta más grande del Sistema Solar. Su radio es más de once veces mayor que el de la Tierra. Tiene más de 60 satélites. Los cuatro más grandes son Ío, Calisto, Ganimedes y Europa, y los descubrió Galileo Galilei en el año 1610.
• Saturno. Es el segundo planeta más grande del Sistema Solar. Su radio es casi diez veces mayor que el de la Tierra. Tiene más de 30 sa-télites, el mayor de los cuales es Titán. Presenta, además, un sistema de anillos muy vistoso, formado por polvo y fragmentos de rocas.
• Urano. Su tamaño es unas cuatro veces mayor que el de la Tierra. Tie-ne más de 25 pequeños satélites y también posee un sistema de ani-llos. Su eje de rotación está casi horizontal con respecto a su órbita.
• Neptuno. Es de un tamaño algo menor que Urano. Tiene más de 10 pequeños satélites.
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13. ¿Qué planetas se denominan gigantes gaseosos? ¿Por qué reciben esenombre?
ACTIVIDADES
NeptunoDiámetro: 49 560 km
JúpiterDiámetro: 143 800 km
SaturnoDiámetro: 120660 km
UranoDiámetro: 51 120 km
El caso de Plutón y otros planetas enanos
Hasta agosto de 2006, Plutón había sido consideradocomo el planeta más externo y pequeño (2 300 kmde diámetro) de nuestro Sistema Solar. En ese año, la Unión Astronómica Internacional (IAU) lo clasificócomo planeta enano, debido a sus particulares características, entre ellas el hecho de orbitar conjuntamente con otro astro, Caronte.
Existen otros astros que tienen las característicasde planetas enanos. Entre ellos:
Ceres, un pequeño astro de 980 km de diámetro,situado entre Marte y Júpiter. Fue descubierto en 1868y considerado un planeta, hasta que en 1929 se calificócomo asteroide.
Eris fue descubierto en el año 2005, más allá de Plutón,y posee un satélite llamado Disnomia.
EN PROFUNDIDAD
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Los asteroides y los cometas
Dentro de la categoría de «cuerpos pequeños del Sistema Solar» des- tacan:
• Los asteroides. Son cuerpos rocosos de diversos tamaños. Se en-cuentran formando dos cinturones alrededor del Sol.
– El cinturón de asteroides. Se halla situado entre la órbita de Marte y la de Júpiter. El tamaño de estos asteroides es muy variado. La mayoría tiene unos pocos metros de diámetro.
– El cinturón de Kuiper. Se encuentra más allá de la órbita de Neptuno. En este cinturón hay asteroides mucho mayores.
• Los cometas. Son cuerpos formados de hielo mezclado con frag-mentos de roca. Tienen tamaños muy variados, y forman un tercer cinturón, más allá de la órbita de Plutón.
Este tercer cinturón se llama Nube de Oort y se encuentra a unas 60 000 unidades astronómicas del Sol.
En ocasiones, uno de estos cometas es expulsado de la Nube de Oort hacia el interior del Sistema Solar. A medida que se aproxima al Sol, se va calentando y el hielo se vaporiza. El cometa pasa a estar forma-do entonces por un núcleo de hielo y rocas, y una cola, que es un larguísimo rastro de vapor y partículas de hielo que reflejan viva-mente la luz del Sol.
Los cometas pueden verse en el cielo nocturno cuando están cerca de la órbita de Marte.
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El cometa Halley fue visto por última vezen el año 1986. Su próxima aparición se calcula que tendrá lugar en 2061.El cometa Hale-Boop pudo verse en el año 1997. Este cometa, con dos colas y especialmente brillante, es el último que ha podido observarse desde la Tierra. Se calcula que su próxima aparición será dentro de unos 2 500 años.
Las órbitas de los planetas son casi circulares y están situadas sobre planos casi paralelos a la eclíptica. Plutón es un planeta enano con una órbita más excéntrica y altamente inclinada.
Plutón
Neptuno
Cinturón de Kuiper
Nube de Oort
Cometa
Saturno
Urano
VenusJúpiter
MarteTierra
Cinturón de asteroides
Mercurio
Cometa Halley
Cometa Hale-Boop
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Conocimiento histórico del Universo
Actualmente podemos ver fotografías de la superficie de Marte, degalaxias lejanas, mapas de la Luna, etc. Disponemos de información muy detallada del Sistema Solar, e incluso de estrellas de otras galaxias.
Pero hasta el siglo XVI el conocimiento del Sistema Solar era muy esca-so, y la observación estaba mezclada con la fantasía. Se pensaba quela Tierra se encontraba en el centro del Universo, que la Luna era de cristal puro, y muchas otras ideas que hoy pueden parecernos absur-das. En 1543, Nicolás Copérnico propuso la teoría heliocéntrica.Desde ese momento cambió la imagen que el ser humano tenía del Universo.
• A finales del siglo XVI, el astrónomo Tycho Brahe realizó observa-ciones detalladas del movimiento de los planetas, y durante años anotó diariamente sus posiciones. Con estos valiosos datos, el mate-mático Johannes Kepler pudo calcular las órbitas planetarias, des-terrando la teoría geocéntrica.
• A principios del siglo XVII, Galileo Galilei fue el primero que usó un telescopio y descubrió que en la Luna había profundos valles y agudas crestas montañosas, y que Júpiter tenía satélites.
• Tras el descubrimiento de Urano en el siglo XVIII y gracias a los da-tos aportados por Kepler, se predijo matemáticamente la presencia de un planeta más allá de Urano. La existencia del planeta Neptuno fue comprobada por el astrónomo alemán Johann Galle en 1846.
• En el siglo XX, la observación astronómica avanzó mucho gracias a los radiotelescopios. También se empezaron a enviar sondas espa-ciales a otros planetas, que nos proporcionaron muchas fotografías y datos muy valiosos. En 1969, el ser humano llegó a la Luna.
• En la actualidad, los telescopios situados en órbita alrededor de la Tierra, como el Hubble, han permitido observar el Sistema Solar y el Universo con un asombroso grado de detalle.
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14. ¿Qué es la cola de un cometa? ¿Tienen cola los cometas que están en la Nube de Oort?
15. Busca en los conceptos clave el significado de «excéntrico».
ACTIVIDADES
Galileo fue el primeroque observó los cráteresde la Luna con su telescopio.
Un mensaje de paz hacia las estrellas
En 1972 se lanzó la sonda espacial Pioneer 10, y un año más tarde, la Pioneer 11. Ambas llevaban a bordo una placa metálica, diseñada por el astrónomo Carl Sagan, en la que se especificala posición del Sol en la Vía Láctea y la posición de la Tierraen el Sistema Solar. Se indicaban además la forma y el tamañode los seres humanos mediante figuras inspiradas en dibujos de Leonardo da Vinci.
Imagina que tienes que diseñar la placa que viajará a bordode una nave. ¿Cómo sería el mensaje que dirigirías a una posible civilización extraterrestre?
EN PROFUNDIDAD
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Placa de las naves Pioneer.
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Lo que vemos en el cielo nocturno
Algunas estrellas, vistas desde la Tierra, parecen formar agrupaciones de diferentes aspectos que reciben el nombre de constelaciones.
Una de las constelaciones más fáciles de localizar y reconocer en el cielo es la Osa Mayor. Estáhacia el norte, y tiene el aspecto de un carrocuya caja la forman cuatro estrellas, y cuya lanzala constituyen otras tres que trazan un arcohacia la izquierda.
Si unimos con una línea las últimas dos estrellasdel carro y la prolongamos cinco veces, podemos localizar la Estrella Polar, que forma la punta de la lanza de otra constelación más pequeña, llamada Osa Menor. La Estrella Polar marca la dirección del norte, y puede servir para orientarnos de noche.
En ocasiones, podemos ver planetas. Su brillo es más intenso y no parpadean. El nombrede planeta se lo dieron los griegos, y significa «vagabundo» porque, al contrario que las estrellas,varían su posición en el cielo con respecto a los demás astros.
EN PROFUNDIDAD
Venus (2). Es llamado el lucerodel alba. Aparece al atardecer, cuando las estrellas aún no pueden verse,o justo antes de amanecer, cuandola claridad del Solya no deja verlas estrellas.
Marte (3). Se ve con un color rojizo.Se puede identificar por su pequeño tamaño, su débil brillo y la faltade parpadeo. Su color rojo comola sangre hizo que los romanosle dieran el nombredel dios de la guerra.
Júpiter (1). Es el planeta más grande del Sistema Solar, por lo que cuando se ve en el cielo se le reconoce fácilmente por su intenso brilloy su tamaño mayorque cualquier estrellao planeta.
Estrellas fugaces (5).Son pequeños fragmentos de rocaque caen a la Tierra. El rozamientocon el aire los pone incandescentesy brillan, dejando una estela luminosa.
Satélites artificiales (4).Aunque reflejan muy débilmente la luz del Sol, pueden reconocerse porquese mueven lentamente y siempreen dirección norte-sur.
Aviones (6). Algunosvuelan tan alto que no oímos sus motores, pero podemos reconocerlos por sus luces parpadeantes y su rápido desplazamiento.
Osa Mayor
Osa Menor
EstrellaPolar
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Ciencia en tus manosIdentificación de un problema científico. Tamaños y distancias en el Universo
Los científicos buscan la solución a problemas concretos. Las preguntas que se hacen solo pueden responderse cuando son correctamente formuladas. Al intentar responderlas, se encuentran dificultades concretas. Estas dificultades son los problemas que el científico trata de resolver.La pregunta: ¿cómo es el Sistema Solar? Es una pregunta científica, y tenemos muchos datos para
poder responderla, pero es muy ambigua;es necesario concretarla más y formularla correctamente.
Podemos preguntarnos: ¿qué dimensiones y qué aspecto tiene el Sistema Solar visto desde fuera?Esta es una pregunta clara, un problema científico,y podemos responderla. Se trata de elaboraruna imagen de cómo es el Sistema Solar.
1. Reunimos los datos necesarios.
Radio del Sol: 695 000 km.
Radio de la Tierra: 6 378 km.
Radio de la órbita de Neptuno (planeta más alejado del Sol): 4 500 000 000 km.
«Espesor» del Sistema Solar: Si no tenemos en cuenta las órbitas de los planetas enanos, tales como Plutón, la inclinación de las órbitas de los ocho planetas del Sistema Solar no se aparta más de 2º del plano de la eclíptica. Esto hace que el «espesor» del sistema sea de aproximadamente 1,3 unidades astronómicas por arriba y por debajo de la eclíptica.
2. Planteamos las preguntas de la manera más concreta posible.
Si el radio del Sistema Solar fuera 6 cm, ¿qué espesor tendría?, ¿qué tamaño tendría entonces el Sol?, ¿y la Tierra?
3. Realizamos los cálculos para apreciar los tamaños relativos.
Dividimos por el mismo número las dos medidas que queremos comparar, utilizando las mismas unidades. Por ejemplo:
Aplicando la misma división al radio del Sol, nos queda:
Real 5 69 500 000 000 cm Reducido 5 0,000 926 cm
El Sol tendría unas 9 milésimas de milímetro de radio.
4. Realizamos esquemas o maquetas, a partir de los resultados obtenidos.
Una vez realizados los cálculos, tenemos las respuestas que nos permiten hacernos una idea de cómo es el Sistema Solar:
• Si el radio del Sistema Solar fuera de 6 cm (como el de un CD), el Sol tendría un radio de 0,000 926 cm; es decir, unas 9 milésimas de milímetro. Necesitaríamos un microscopio para verlo. La Tierra no podríamos verlani siquiera al microscopio.
• El espesor del Sistema Solar sería entonces de unos 0,39 cm.
Resulta que un CD es una imagen bastante aproximada de cómo es el Sistema Solar. Pero a esa escala no distinguiríamos ninguno de sus componentes.
16. La Vía Láctea tiene un diámetro de 100 000 años-luz. ¿Qué tamaño tendría el Sistema Solar si el diámetrode la Galaxia fuera de 100 cm (1 m)?
17. Si el diámetro del Sol fuera de unos 7 cm (similar al de una pelota de tenis), ¿qué tamaño tendría la Tierra?
ACTIVIDADES
Radio real de la órbitade Neptuno
Tamañoreducido
Hemos divididoentre
450 000 000 000 000 cm 6 cm 75 000 000 000 000
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18. ● Indica qué teorías sobre el Universose corresponden con cada uno de los siguientes esquemas, y quién propuso cada una de ellas.
19. ● En la antigua Grecia se contaba la historia de Orión el cazador, un gigante enorme capaz de abatir cualquier animal. Por su carácter sanguinario fue castigado por la diosa Gea, su madre, quien le envió un escorpión cuya picadura le causó la muerte. El dios Zeus colocó en el cielo a Orión y al escorpión, pero los situó donde no pudieran volver a encontrarse, por eso Orión aparece en el cielo durante el invierno, y Escorpio, en el verano.
a) ¿Cómo se llama el conjunto de estas historias que hablan de los dioses? ¿Se pueden considerar una buena explicación del origen de las estrellas?
b) ¿Cómo se llama el conjunto de estrellas que componen estas figuras? ¿Se encuentran realmente agrupadas así, o solo cuando se ven desde la Tierra?
20. ●●● En 1961, el astrónomo Frank Drake calculóque aproximadamente la mitad de las estrellasde nuestra galaxia deben tener sistemas planetarios.
a) Se calcula que en la Vía Láctea hay cerca de 100 000 millones de estrellas. ¿Cuántos sistemas planetarios puede haber en ella?
b) Si uno de cada cien de esos sistemas tuviera un planeta de un tamaño similar a la Tierra y a una distancia parecida a su estrella, ¿cuántos planetas parecidos a la Tierra habría en nuestra galaxia?
21. ● Hace menos de un siglo aún se pensaba que la Vía Láctea era la única galaxia del Universo. ¿Qué científico y en qué año demostró que habíaen el Universo muchas galaxias? ¿Qué otra cosa descubrió respecto a las galaxias y al Universo?
Actividades22. ●●● El diámetro del Sistema Solar es de unas
20 000 unidades astronómicas.
Calcula a qué distancia se encontraría la Tierra del Sol si hiciéramos una maqueta del Sistema Solar de 50 cm de diámetro. Recuerda que la Tierra está a una unidad astronómica del Sol.
23. ●● Calcula cuántas unidades astronómicas tiene un año-luz.
24. ● ¿Qué dos movimientos presentan todos los planetas?
25. ●● Describe cómo es nuestra estrella, el Sol, en los siguientes aspectos: su composición, su tamaño y su temperatura.
26. ● El siguiente dibujo representa el Sistema Solar.
Cópialo en tu cuaderno y señala en él: el Sol, los planetas interiores, los planetas exteriores, Plutón,el cinturón de asteroides, el cinturón de Kuiper y la Nube de Oort.
27. ●● Identifica cada planeta, y numéralos según su distancia al Sol, empezando por el más cercano.
A
D
B
F
C
H
E
G
A B
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La superficie de la Luna
UN ANÁLISIS CIENTÍFICO
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28. ● Indica a qué planeta correspondecada frase.
a) Tiene el mayor número de satélites.
b) Es el más cercano al Sol.
c) Tiene seres vivos.
d) Es el más grande del Sistema Solar.
e) Gira sobre sí mismo en sentido contrario a como lo hacen los demás.
29. ● En una noche clara, observando el cielo duranteun buen rato, y también con un poco de suerte, puedes ver tres tipos de objetos luminosos moverse: las estrellas fugaces, los satélites artificiales y los aviones.
Explica cómo reconocerías cada uno.
La superficie lunar se caracteriza por estar llenade cráteres producidos por impactos de meteoritos.
Al carecer de atmósfera, esta no frena las rocas que caen hacia su superficie, por lo que hasta los fragmentos más diminutos producen pequeños cráteres. El resultado de estos impactos es que la superficie lunar está cubierta de una fina arenillade roca triturada que recibe el nombre de regolito.
31. ● ¿Por qué hay tantos cráteres en la superficie de la Luna?
32. ●●● En la Luna hay cráteres de gran tamaño, lo que significa que han impactado asteroides grandes. En la superficie terrestre también debería haber entonces cráteres grandes, ya que la atmósfera no puede desintegrar rocas tan grandes, y sin embargo en la Tierra estos cráteres son muy escasos. ¿Por qué puede ser eso?
a) Porque la atmósfera frena esas rocas impidiéndoles llegar a la superficie.
b) Porque es más fácil que caigan en la Lunaque en la Tierra.
c) Porque en la Tierra la erosión del agua y el viento ha borrado los cráteres.
33. ●● ¿Qué es el regolito lunar? ¿Cómo se ha formado?
34. ●●● ¿Pueden verse estrellas fugaces en la Luna? ¿Por qué?
35. ●●● Cuando dos cráteres se superponen, es fácil saber cuál es más antiguo y cuál es posterior. ¿Se te ocurre cómo puede saberse?
36. ●●● En la superficie de la Tierra se han recogido muchos meteoritos, algunos de los cuales proceden de la Luna. Intenta explicar cómo puede haber llegado hasta la superficie de la Tierra una roca procedente de la Luna.
30. ●●● El siguiente dibujo representa varias posiciones de un cometa en su órbita.
¿Por qué cuando los cometas se acercan al Sol presentan una cola y los asteroides no? ¿Por qué la cola siempre está en la posición opuesta al Sol?
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Ideas antiguas
EL
UN
IVE
RS
O
Unidadesde medida
El Sistema Solar
• Teoría geocéntrica. La Tierra está en el centro del Universo y el Sol, la Luna, las estrellas y los planetas giran a su alrededor.
• Teoría heliocéntrica. El Sol está en el centro del Universo y la Tierra, los planetas y las estrellas giran a su alrededor.
• Cúmulos de galaxias. Formados por agrupaciones de galaxias.
• Galaxias. Formadas por miles de millones de estrellas.
• Estrellas. Son masas de gases incandescentes. Algunas poseen sistemas planetarios, formados por planetas, satélites, asteroidesy cometas.
• Unidad astronómica. Es la distancia de la Tierra al Sol: unos 150 millones de kilómetros.
• Año-luz. Es la distancia que recorre la luz en un año: unos 9,5 billones de kilómetros.
Es el sistema planetario de la estrella Sol. Está formado por:
• El Sol. Es una estrella de tamaño medio que se encuentra en la Vía Láctea.
• Planetas:
– Interiores: Mercurio, Venus, la Tierra y Marte. Son rocosos.
– Exteriores: Júpiter, Saturno, Urano, y Neptuno. Son gaseosos.
• Planetas enanos, como Plutón.
• Satélites que giran alrededor de los planetas y de los planetas enanos.
• Cuerpos pequeños, como:
– Asteroides. Son pequeños cuerpos rocosos que giran alrededor del Sol. Forman dos cinturones: a) Cinturón de asteroides. Entre las órbitas de Marte y Júpiter. b) Cinturón de Kuiper. Más allá de la órbita de Neptuno.
– Cometas. Masas de hielo y rocas situados más allá de Plutón.
Resumen
37. Haz un dibujo esquemático del Sistema Solar visto «desde arriba», sitúa sus componentes y señala con flechas los movimientos de cada uno.
38. Copia en tu cuaderno esta frase y complétala, para situar la Luna en el Universo:
La Luna es el satélite del planeta , que pertenece al sistema planetario llamado . La estrella de este sistema planetario es el , y pertenece a la galaxia llamada , que a su vez forma parte del cúmulo de galaxias de .
39. Realiza un resumen con las principales características de todos los componentes del Sistema Solar, detallando las correspondientes a cada uno de los planetas.
ACTIVIDADES
Componentes
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El Universo en una cáscara de nuez
EL RINCÓN DE LA LECTURA
glo XX después de Einstein y es ya un mito por su brillante contribución a la física teóri-ca y al desarrollo de las leyes que gobiernan el Universo. Pero su fama también se debe a la valentía con que lucha para superar las dificultades que le plantea diariamente la enfermedad que padece.
Según las ideas actuales, tendre-mos que explorar la galaxia de una manera lenta y aburrida, utilizando naves espaciales que via-jan con velocidad menor que lade la luz, pero como todavía no tenemos una teoría unificada completa, no podemos desechar completamente los viajes por atajos del espacio-tiempo. […]Suponiendo que no nos autodes-truyamos en los próximos siglos, es probable que nos disemine-mos primero por los planetas del Sistema Solar y a continuación por los de las estrellas próximas, pero no pasará como en Star Trek o Babilón 5, en que hay una nueva raza de seres casi humanos en casi cada sistema estelar. La especie humana ha tenido su forma actual durante unos dos millones de los 15 000 millones de años, aproximada-mente, transcurridos desde la gran explosión inicial.Por lo tanto, incluso si se llega a desarrollar vida en otros siste-mas estelares, las posibilidades de encontrarla en un estadio reconociblemente humano son muy pequeñas. Es probable
que cualquier vida ex-traterrestre que podamos hallar sea mucho más primi-tiva o mucho más avanzada. Si es más avanzada, ¿por qué no se ha diseminado por la galaxia y ha visitado la Tierra?
STEPHEN HAWKING,El Universo en una cáscara
de nuez. Ed. Planeta
Stephen Hawking nació el 8 de enero de 1942 en Oxford. Su carrera como c ientífico empezó en la Universidad de Cambridge. A la edad de 21 años se le diagnosticó una enfermedad degenerativa de las neuronas motoras cono-cida como esclerosis lateral amiotrófica (ELA), lo que le ha llevado a pasar la mayor parte de su vida confinado en una silla de ruedas. Su enfer-medad, sin embargo, no ha impedido que continúe su desarrollo científico. Ha pu-blicado obras de divulgación científica, como Historia del tiempo, que han alcanzado un éxito mundial. En 1989 fue galardonado con el premio Príncipe de Asturias de la
Libros:Historia del tiempoSTEPHEN HAWKING. Ed. PlanetaExplica con sencillez las leyes fundamentales para compren-der el cosmos.
EspacioJAMES A. MICHENER. Ed. Plaza y JanesNovela sobre las exploraciones y los descubrimientos esta-dounidenses en el espacio.
La conexión cósmicaCARL SAGAN. Ediciones OrbisUn libro acerca de la exploración del espacio, el Sistema So-lar y la vida extraterrestre.
NO TE LO PIERDAS
40. ¿Qué lugares del espacio es más probable que explore antes el ser humano?
41. ¿Qué ventajas tendrían los viajes a través del espacio-tiempo?
42. ¿Cuál ha sido la principal contribución de Stephen Hawking al conocimiento científico?
43. ¿Tiene necesariamente limitado el desarrollo de su inteligencia una persona con una enfermedad neurológica grave?
44. ¿Se muestra optimista el autor respecto a la posibilidad de encontrar vida en otros planetas? ¿Por qué?
COMPRENDO LO QUE LEO
Concordia por su trascenden-tal labor investigadora sobre los fundamentos del tiempo y el espacio, acercando al co-nocimiento de todas las per-sonas las últimas aportacio-nes científicas sobre el origen y destino del Universo.Es considerado por muchos como el mayor genio del si-
En la pantalla:
Cosmos. Carl Sagan. RBA Editores.
Las claves del Universo. Discovery Chanel.
En la red:
www.lanasa.netPágina oficial de la Agencia Espacial Norteamericana.
www.planetmad.esPágina del Planetario de Madrid.
www.windows.ucar.edu/spanish.htmlPágina de la Universidad de Michigan con mucha informa-ción sobre el Universo.
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2 El planetaTierra
En esta unidad…
• Conocerás las características que diferencian nuestro planeta de los otros planetas rocosos.
• Aprenderás las formas de relieve características de los continentes y de los fondos oceánicos.
• Comprenderás la relación que hayentre el movimiento orbital de la Tierra,la inclinación de su eje de rotación y la sucesión de las estaciones.
• Estudiarás los procesos que ocurren debidoa los movimientos de la Luna: las fases lunares, las mareas y los eclipses.
• Conocerás las capas que forman el planeta Tierra, su composición y su importancia.
• Aprenderás a obtener información analizandoun texto científico.
PLAN DE TRABAJO
Pingüino emperadoren la Antártida.
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En junio de 1910, el médico y explorador noruegoRoald Amundsen, junto con Bjaaland, Wisting, Hassel y Hanssen, zarparon en dirección a la Antártida. Su objetivo era alcanzar el Polo Sur terrestre.
Tras meses de navegación llegaron a este continente en enero de 1911, y prepararon un campamento desde el que realizar la travesía de 1 450 km que les separaba del Polo Sur geográfico. Mientras tanto, el capitán de la ar-mada británica Robert Scott instalaba en otro punto de la Antártida su campamento con la intención de llegar al Polo Sur antes que Amundsen. Ambas expediciones iniciaron su marcha en octubre de 1911, con la llegada de la primavera antártica. Siguieron distintos caminos y utilizaron estrategias muy diferentes, pero ambas tuvie-ron que pasar enormes dificultades.
El 14 de diciembre de 1911, la expedición de Amund-sen llegó al Polo Sur. «Tenemos el Polo Sur a la vista; casi podemos oír cómo rechina el eje terrestre», escri-bió Bjaaland en su diario.
El 17 de enero de 1912, la expedición de Scott llegó al Polo Sur, solo para encontrar que Amundsen se les había adelantado. Una tienda de campaña y una ban-dera noruega marcaban el punto de latitud 90° sur.
1. La hidrosfera es el conjunto de toda el aguaque hay en la superficie terrestre. ¿Sabes cómo se llama el conjunto de todos los seres vivos?
2. ¿Cómo se llaman los movimientos que realiza la Tierra al girar sobre sí misma y al seguir su órbita?
3. ¿Qué tipo de planeta es la Tierra?
a) Un planeta exterior rocoso.
b) Un gigante gaseoso.
c) Un planeta interior.
d) Un planeta atmosférico.
RECUERDA Y CONTESTA
Busca la respuesta¿En qué fecha se produce la noche más larga en el hemisferio norte? ¿Y en el hemisferio sur?
Roald Amundsen.
Robert Scott.
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El planeta Tierra
En la actualidad disponemos de mucha información sobre nuestro pla-neta, que procede de exploraciones como la de Amundsen, de investi-gaciones científicas, de imágenes obtenidas desde satélites, etc.
Características de la Tierra
La Tierra es un planeta especial, y no solo porque vivamos en él.
La Tierra es el único planeta del Sistema Solar que, además de un campo magnético, posee atmósfera con oxígeno, una temperatura media de 15 ºC, un ciclo del agua y es el único en el que se ha desarrollado la vida.
• Su campo magnético nos protege de algunas radiaciones solares muy peligrosas.
• La atmósfera está formada principalmente por nitrógeno y oxígeno. El oxígeno es indispensable para la respiración de todos los seres vivos.
• La distancia al Sol y la composición de la atmósfera permiten que en la superficie terrestre se mantenga una temperatura media de unos 15 °C, con variaciones relativamente suaves.
• Esta temperatura y sus ligeras variaciones permiten la existencia de agua en sus tres estados, que hacen posible el ciclo del agua.
• Tiene un satélite relativamente grande, la Luna, responsable de las mareas en los océanos.
• Es un planeta con una gran actividad geológica, que se manifiesta en terremotos, volcanes, levantamiento de relieves, erosión, etc.
• En él se ha desarrollado la vida, que ha evolucionado a lo largo de miles de millones de años hasta originar la variedad de especies que existen actualmente, incluida la especie humana.
Todas estas características hacen de la Tierra un planeta único en el Sistema Solar.
Imagen de la Tierra y la Luna tomada desde un satélite.
1
24
1. Escribe en tu cuaderno las características que hacen de la Tierra un planeta único en el Sistema Solar.
2. ¿Cuáles de estas características son indispensables para la vida tal como existe en la Tierra?
3. Menciona algunos ejemplos de la actividad geológica de nuestro planeta.
ACTIVIDADES
Nuestro planeta tiene una intensa actividad geológica.
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Los movimientos de la Tierra
El paso de los días y las noches y la sucesión de las estaciones a lo largo del año son consecuencias directas de los dos movimientos de nuestro planeta: la rotación y la traslación.
Movimiento de rotación
Todos los planetas, los satélites y también el Sol presentan un movi-miento de rotación alrededor de un eje.
El eje de rotación terrestre es una línea imaginaria que pasa por el Polo Norte y por el Polo Sur y que atraviesa el planeta por su centro.
La Tierra gira hacia el este sobre su eje de rotación, por lo que vista desde el Polo Norte gira en sentido contrario a las agujas del reloj. En realizar un giro completo tarda 24 horas. Este período es un día.
El eje de rotación de la Tierra está inclinado unos 23,5° con respecto al plano de la eclíptica. Esto hace que la duración relativa del día y la noche varíe a lo largo del año.
Si cortásemos la Tierra en dos mitades iguales con un plano perpen-dicular al eje de rotación (plano ecuatorial), obtendríamos dos hemis-ferios: el hemisferio norte y el hemisferio sur.
El ecuador es la línea imaginaria, trazada sobre la superficie terrestre, que separa ambos hemisferios.
Movimiento de traslación
Mientras la Tierra gira sobre sí misma, realiza una traslación alrededor del Sol, describiendo una órbita cada 365 días, lo que representa un año terrestre.
En este movimiento, nuestro planeta permanece sobre el plano imagi-nario de la eclíptica. Si la eclíptica fuera un gigantesco papel, la órbita sería el rastro dejado por la Tierra en su traslación sobre este plano.
La órbita es casi circular, por lo que la Tierra mantiene durante todo el año una distancia al Sol de unos 150 millones de kilómetros.
Si observásemos el movimiento de traslación por encima del PoloNorte, veríamos que el desplazamiento se realiza en sentido contrario a las agujas del reloj.
2
A lo largo de 24 horas, un punto de la superficie terrestre pasa por una zona iluminada por el Sol, decimos que es de día, y por una zona oscura, decimos que es de noche.
4. ¿En qué sentido gira la Tierra: hacia el este o hacia el oeste? ¿Por dónde sale el Sol y por dónde se produce el ocaso?
5. ¿Dónde habrá más diferencia en la duración del día y la noche a lo largo del año, en un país situado cerca del polo o en otro próximo al ecuador? Razona tu respuesta.
6. Si mirásemos la órbita terrestre desde una posición inferior al plano de la eclíptica, es decir, desde el Polo Sur terrestre, ¿veríamos la Tierra girar alrededor del Sol en el sentido de las agujas del reloj o en el sentido contrario?
ACTIVIDADES
150 000 000 km
Plano de la eclíptica
Planoecuatorial
Ecuador
Ejede rotación
Día
Noche
G F
Órbita terrestre
Sentido de giro
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Las estaciones
La inclinación del eje de rotación de la Tierra es la causa de una serie de variaciones a lo largo del año. Entre ellas, diferencias en las tempera-turas y en la duración del día y la noche.
Según estas diferencias, a lo largo del año se suceden cuatro estaciones: primavera, verano, otoño e invierno.
Las fechas de paso de una estación a otra se conocen como:
• Equinoccios. Son los días de paso de verano a otoño y de invierno a primavera. Corresponden a las fechas en las que el día y la noche tienen la misma duración. Aunque la fecha exacta varía ligeramente, se producen hacia el 22 de septiembre y el 21 de marzo.
• Solsticios. Son los días de paso de otoño a invierno y de primavera a verano. Corresponden a las fechas en las que la duración del día y la noche alcanza su máxima diferencia. Aunque las fechas varían ligeramente, se producen hacia el 22 de diciembre y el 21 de junio.
3
Estaciones en el hemisferio norte
Estaciones en el hemisferio sur
Primavera. Los días se van haciendo más largos, y las noches, más cortas. Hasta el día 21 de junio, que es el más largo del año.
21 de marzoEquinoccio de primavera
21 de marzoEquinoccio de otoño
22 de septiembreEquinoccio de otoño
21 de junioSolsticiode verano
22 de diciembreSolsticio
de invierno
Invierno. Los días van siendo más largos,y las noches, más cortas. Hasta el 21 de marzo, cuando día y noche duran lo mismo.
Verano. Los días se van haciendo más cortos, y las noches, más largas. Hasta el 22 de septiembre, en que la noche y el día duran lo mismo.
Verano. Los días se van acortando y las noches alargando. Hasta el 21 de marzo, en que día y noche duran lo mismo.
Otoño. Los días se van haciendo más cortos, y las noches, más largas. Hasta el 22 de diciembre, que es el día más corto del año.
22 de septiembreEquinoccio de primavera
21 de junioSolsticiode invierno
22 de diciembreSolsticio
de verano
Invierno. Los días se van haciendo más largos,y las noches, más cortas. Hasta el 22 de septiembre, en que la noche y el día duran lo mismo.
Primavera. Los días se van haciendo más largos, y las noches, más cortas. Hasta el día 22 de diciembre, que es el día más largo del año.
Otoño. Los días se van haciendo más cortos, y las noches, más largas. Hasta el 21 de junio,que es el día más corto del año.
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Un recorrido aparente
Desde la superficie de nuestro planeta parece que el Sol gira alrededor de la Tierra describiendo un arco en el cielo que comienza al amanecer y termina al anochecer. En zonas como España, situadas en latitudes medias, el recorrido que realiza el Sol sobre el horizonte varía con las estaciones, y dura más tiempo en verano que en invierno. Es nuestra forma de percibir que, en verano, España pasa más tiempo en la zona iluminada por el Sol que en la zona oscura.También observamos que el Sol alcanza su máxima altura sobre el hori-zonte en verano. Por eso, la sombra de un poste a mediodía es más pe-queña en verano y más larga en invierno. Así apreciamos que los rayos del Sol nos llegan más perpendiculares en verano que en invierno.
7. Si el eje de rotación fuera perfectamente perpendicular a la eclíptica, ¿existirían estaciones? Razona la respuesta.
8. Busca en los conceptos clave el significado del término «equinoccio».
ACTIVIDADES
Recorridos aparentes del Sol
Los rayos solares llegan de forma muy perpendicular,por lo que se concentran en una zona más pequeña que se calienta más. Además, calientan durante más tiempo, ya que la Península Ibérica está más horas en la zona iluminada.
Los rayos solares llegan oblicuos, atraviesan un espesor de atmósfera mayor y se reparten por una zona más amplia que se calienta menos. Además, calientan durante menos tiempo, ya que la Península Ibérica está menos horas en la zona iluminada.
Solsticio de verano Solsticio de invierno
A mediodía, el Sol se encuentra en el sur,y nuestra sombra apunta al norte.A la derecha queda el este, por donde saleel Sol, y a la izquierda, el oeste.
Mediodía solar
E
N
O
S
Distribución de los rayos solares
Si nos fijamos en la Península Ibérica en ambos solsticios, podemos apreciar dos circunstancias muy diferentes.
1 En el solsticio de verano, en su recorrido el Sol se eleva más sobre el horizontey permanece en el cielo durante más de 15 horas.
2 En los equinoccios de otoño y primavera, el Sol se levanta menos sobre el horizonte y permanece unas 12 horas en el cielo.
3 En el solsticio de invierno, el Sol se eleva aún menos sobre el horizonte. Los días son más cortos y tienen unas 9 horas de luz.
Norte Sur
Verano
Otoño y primavera
Invierno
1 2 3
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La Tierra y la Luna
La Luna es nuestro satélite. Sus fases y los eclipses son fenómenos que se deben a su tamaño relativamente grande y a ciertas particularidades de sus movimientos.
Movimientos de la Luna
Nuestro satélite tiene dos movimientos propios:
• Rotación. La Luna tarda 28 días en dar un giro completo sobre sí misma.
• Traslación. La Luna describe una órbita alrededor de la Tierra, que se encuentra inclinada 5° con respecto al plano de la eclíptica. En realizar una vuelta completa tarda también 28 días. Este tiempo re-cibe el nombre de mes lunar.
Vistos por encima del Polo Norte, ambos movimientos se producen en sentido contrario a las agujas del reloj.
La coincidencia de los períodos de rotación y traslación hace que la Luna permanezca siempre con la misma cara enfrentada a la Tierra. Por eso, hasta que en 1959 la nave soviética Luna 3 sobrevoló la super-ficie de nuestro satélite y obtuvo las primeras fotografías, no se sabía qué aspecto tenía la cara oculta de la Luna.
4
Las fases de la Luna
Luna nueva
Cuando el Sol, la Luna y la Tierra
están casi en línea recta, con la Luna
situada en medio, desde la Tierra
se ve la parte de la Luna que está
en sombra, su lado nocturno.
Cuarto menguante
Cuando la Luna está a medio
camino entre la fase de luna
llena y la de luna nueva, vemos
iluminado su lado izquierdo, y la
Luna tiene forma de C.
Cuarto creciente
Cuando la Luna está a medio
camino entre la fase de luna
nueva y la de luna llena, vemos
iluminado su lado derecho.
La Luna tiene forma de D.
Luna llena
Cuando el Sol, la Tierra y la Luna
están casi en línea recta, con la
Tierra situada en medio, desde
nuestro planeta vemos la parte
iluminada de la Luna.
La Luna siempre muestra la misma carahacia la Tierra. El punto marcado en rojose encuentra en la cara oculta de la Luna, de forma que desde la Tierra no puede verse.
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Eclipses
Un eclipse es la ocultación, total o parcial, de un astro por otro.
Esta situación se produce cuando tres astros se encuentran en línea. La Tierra, el Sol y la Luna pueden dar lugar a dos tipos de eclipses:
• Eclipse de Sol. Se produce cuando la Luna está entre el Sol y la Tierra. En esta posición, la Luna proyecta su sombra sobre la Tierra, y ob-servamos cómo nuestro satélite tapa el Sol.
• Eclipse de Luna. Se origina cuando la Tierra está entre el Sol y la Luna. En esta posición podemos ver la sombra de nuestro planeta pro-yectada sobre la luna llena.
La inclinación del plano de la órbita lunar hace que la Luna, al recorrer su órbita, cruce el plano de la eclíptica en dos puntos, los nodos.
Mareas
La Tierra y la Luna se atraen mutuamente debido a la fuerza de la gra-vedad. Esta fuerza se puede apreciar en los océanos, cuya agua se des-plaza debido a la atracción que ejerce la Luna sobre ella.
El nivel del agua sube en la zona terrestre más próxima a la Luna y en la situada en la parte opuesta. En estos puntos en los que el nivel del agua sube, se produce la marea alta, mientras que en las zonas en las que el agua es desplazada y baja su nivel, tiene lugar la marea baja.
9. Explica qué son los nodos de la órbita lunar, y por qué solo puede producirse un eclipse cuando la Luna está en uno de sus nodos.
10. La Tierra da un giro completo sobre su eje cada 24 horas. ¿Cuántas mareas altas y cuántas mareas bajas tendrá un punto de la costa en ese tiempo?
11. ¿Por qué crees que no debe mirarse directamente al Sol, ni siquiera durante un eclipse?
ACTIVIDADES
Eclipsede Luna
Eclipsede Sol
Los eclipses se producen únicamente cuando la Luna está en unode sus nodos y, además, el Sol, la Tierra y la Luna forman una línea recta.
Localización de las mareas tras una rotación de la Tierra de 90°.
Nodos
Marea altaen España
Marea bajaen España
Marea altaen México
Marea bajaen México
Zona de eclipse total
Zona de eclipse total
Zona de eclipse parcial
Zona de eclipse parcial
Eclipse total de Sol.
Eclipse total de Luna.
Eclipse parcial de Sol.
Eclipse parcial de Luna.
Eclipse de Sol Eclipse de Luna
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Las capas de la Tierra. La geosfera
El planeta Tierra es el único conocido en el que, además de una esfera rocosa y una envoltura gaseosa, hay agua y seres vivos. La geosfera es el componente rocoso; la atmósfera, la envoltura gaseosa; la hidrosfe-ra, el componente acuoso, y la biosfera, el conjunto de los seres vivos. En la superficie estos componentes interactúan intensamente entre sí.
Geosfera
La geosfera es la parte rocosa de la Tierra. Tiene un radio de 6 378 km y está formada por tres capas.
• La corteza. Es la capa más externa y está cons-tituida por rocas. La corteza terrestre es de dos tipos:
– Corteza continental. Su espesor es de unos 70 km. Forma los continentes y en ella la roca más abundante es el granito.
– Corteza oceánica. Su espesor es de unos 10 km. Forma los fondos oceánicos. La ro-ca más abundante es el basalto, que es unaroca volcánica. La corteza oceánica se origina por la intensa actividad volcánica de unas cor-dilleras submarinas, llamadas dorsales oceá-nicas.
• El manto. Se encuentra bajo la corteza, y llega hasta los 2 900 km de profundidad. Está for-mado por rocas que se encuentran en esta-do sólido a una temperatura de entre 1 000 y 4 000 °C.
• El núcleo. Está situado bajo el manto. Su com-ponente principal es el hierro, y se encuentra a una temperatura de más de 4 000 °C. Tiene dos partes:
– El núcleo externo. Es líquido y está agitado por violentas corrientes en su interior.
– El núcleo interno. Es sólido.
La separación entre ambos núcleos se encuen-tra a los 5 150 km de profundidad.
5
12. Haz en tu cuaderno un dibujo esquemático con la estructuraen capas de la geosfera, indicando los nombres de las capas,su composición, su temperatura y su estado. Señala tambiénlos dos tipos de corteza.
ACTIVIDADES
Manto
Núcleoexterno
5 150 km
2 900 km
0 km
6 378
Cortezacontinental
Cortezaoceánica
Núcleointerno
70 k
mG F
10 k
mG F
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El relieve de la superficie terrestre
En las imágenes tomadas desde el espacio, vemos nuestro planeta de un color azulado por las extensas masas de agua de su superficie. So-bre ese fondo azul destaca el perfil de los continentes.
Si el agua de los océanos se volviera totalmente transparente, veríamos que la superficie terrestre presenta dos niveles bien diferenciados:
• Los continentes. Tienen una altitud media de unos 600 metros so-bre el nivel del mar. En ellos destacan tres formas de relieve:
– Cordilleras. Son alineaciones montañosas que en algunos casos alcanzan grandes altitudes, como la cordillera del Himalaya en Asia o los Andes en Sudamérica. En España tenemos algunas cor-dilleras, como las Béticas, los Pirineos o la Cordillera Cantábrica.
– Grandes llanuras. También llamadas escudos, son grandes ex-tensiones prácticamente horizontales, como la llanura del río Amazonas en Sudamérica o la del Sahara en África.
– Plataformas continentales. Abarcan desde la línea de costa hasta unos kilómetros mar adentro. Aunque están bajo el agua, forman el borde de los continentes. Su profundidad máxima es de unos 300 m.
• Los fondos oceánicos. Su profundidad media es de unos 4 500 m por debajo del nivel del mar. En ellos destacan:
– Cordilleras oceánicas. También llamadas dorsales oceánicas, como la que discurre por el océano Atlántico en dirección norte-sur. En ellas hay una intensa actividad volcánica.
– Fosas oceánicas. Son las zonas más profundas de los océanos, como la fosa de las Marianas, con 11 034 m de profundidad, o la fosa de Japón, con más de 10 500 m de profundidad.
– Llanuras abisales. Son las llanuras más extensas del planeta, si-tuadas a una profundidad media de unos 4 000 o 4 500 m.
– Volcanes submarinos. Son enormes relieves aislados, que en algunos casos sobresalen de la superficie del océano originandoarchipiélagos volcánicos, como las Hawai o las Canarias.
13. En algunos libros se estudian las plataformas continentales en los océanos, mientras que en otros se incluyen en los continentes. Menciona una razón para incluirlas en los continentes, y una para estudiarlas en los océanos.
14. ¿Qué formas del relieve de los fondos oceánicos están relacionadas con la actividad volcánica?
ACTIVIDADES
31
En los continentes se distinguen las áreasmás áridas en marrón, y las zonas con vegeta-ción, en verde.
Dorsaloceánica
Plataformacontinental
Fosaoceánica
Volcanessubmarinos
Llanuraabisal
Escudo
Cordillera
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Atmósfera, hidrosfera y biosfera
Atmósfera
La atmósfera es la capa de aire que envuelve la Tierra.
El aire es una mezcla de gases cuyos componentes más abundantes son: el nitrógeno, que constituye casi las cuatro quintas partes de la mezcla, y el oxígeno, que forma una quinta parte. El oxígeno de la atmósfera es indispensable para la mayoría de los organismos. También hay una pe-queña proporción de dióxido de carbono (CO2) y de otros gases.
Hidrosfera
La hidrosfera está formada por toda el agua que existe en la Tierra.
Los océanos están formados por agua en la que hay disuelta gran can-tidad de sales, por lo que se la llama agua salada. El agua de los ríos y lagos contiene sales disueltas, pero en muy poca cantidad, por lo que se llama agua dulce. Las precipitaciones son prácticamente agua pura.
El calor del Sol y la fuerza de la gravedad ponen en movimiento el agua de la Tierra. El agua se evapora, se condensa en las nubes, forma preci-pitaciones, discurre por la superficie, se infiltra en el suelo y es utiliza-da por los seres vivos. Todos estos procesos forman el ciclo del agua.
Biosfera
La biosfera es el conjunto de todos los seres vivos que habitan en la Tierra.
La biosfera influye mucho sobre los otros componentes de la Tierra:
• Sobre la corteza terrestre. Algunos seres vivos alteran las rocas con su actividad. Los corales forman grandes estructuras rocosas, mu-chos animales viven dentro del suelo, y los vegetales toman de él sales minerales.
• Sobre la atmósfera. El nitrógeno procede de la actividad de unos microorganismos que viven en el suelo, y el oxígeno se produce en la fotosíntesis que realizan las plantas, las algas y algunas bacterias. Además, muchos seres vivos evaporan gran cantidad de agua, lo que proporciona humedad al aire.
• Sobre la hidrosfera. Los seres vivos contienen gran cantidad de agua, las plantas toman agua del suelo, y muchos organismos viven en medios acuáticos.
6
La atmósfera de Venus está formada por dióxido de carbono, y tiene una espesa capa de nubes de ácido sulfúrico. En la Luna y en Mercurio, debido a su pequeño tamaño, la atmósfera no existe, ya que los gases escapan a su débil atracción gravitatoria.
Los corales producen un exoesqueletoque puede dar lugar a grandes acumulaciones de materiales rocosos.La gran barrera de coral, en Australia,es una formación orgánica tan grandeque puede ser vista desde el espacio.
15. Define cada una de las distintas capas que forman la Tierra y explica cómo influye cada una de ellas sobre las otras tres.
ACTIVIDADES
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Dos medios para la biosfera
Los seres vivos se distribuyen en un gran número de ambientes, como los desiertos, las selvas, los mares o los lagos. Todos estos ambientes, a pesar de ser muy diferentes entre sí, se pueden agrupar en dos medios: el medio acuático, rodeado de agua, y el medio terrestre, rodeado de aire.
Las características de estos dos medios determinan la forma y el tipo de organismos que habitan en cada uno de ellos.
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16. A medida que alcanzamos más profundidad en el medio acuático, hay menos plantas y menos algas. ¿A qué se debe? ¿Cómo afecta esto a la distribución de los animales?
ACTIVIDADES
Es más extenso que el medio terrestre. Sus características más relevantes son:
• Abundancia de agua. Ello permite a los organismos que habitan en este medio disponer en todo momento del agua que necesiten.
• Temperaturas casi constantes. Aunque haypequeñas variaciones con la profundidady la distancia a la costa.
• Escasez de luz con la profundidad. Los organismos fotosintéticos necesitan luz, por lo que a medidaque esta disminuye, estos seres vivos van escaseando en zonas profundas.
• Mayor densidad del agua. Al tener mayor flotabilidad, los organismos no precisan sistemas de sostén.Pero el agua ofrece mayor resistencia al movimiento, por lo que muchos animales que se desplazan en el agua tienen el cuerpo alargado (forma hidrodinámica).
• Escasez de oxígeno disuelto. Los organismos tomanel oxígeno disuelto en el agua por medio deestructuras muy eficaces, como las branquias de los peces.
Es más reducido que el medio acuático. Sus características más relevantes son:
• Escasez de agua. Muchos seres vivos han desarrollado mecanismos específicos para conseguirla, como las raíces de las plantas.
• Fuertes variaciones de temperatura. Los seres vivos desarrollan mecanismos termorreguladores, como el sudor o el letargo.
• Abundancia de luz. La atmósfera favorece la propagación de la luz. Sin embargo, cuando la cubierta vegetal es espesa, cerca del suelo la luz puede escasear.
• Menor densidad del aire. Por ello, muchos animalesse desplazan por el suelo, ya sea caminando, corriendoo saltando. Los organismos voladores han desarrollado sistemas que aligeran su cuerpo, lo que facilitasu mantenimiento en el aire.
• Abundancia de oxígeno. Los organismos terrestres han desarrollado complejas estructuras internas que les permiten tomar el oxígeno del aire, como las tráqueas de insectos o los pulmones de vertebrados.
El medio acuático El medio terrestre
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Meridianos, paralelos y husos horarios
¿Cómo se estableció un horario internacional?
Los meridianos y los paralelos son líneas imaginarias perpendiculares que se pueden representar sobre un mapa de la Tierra y permiten,a través de un sistema de coordenadas geográfi cas, ubicarde manera exacta un punto sobre la esfera terrestre.
Los meridianos son líneas que van de polo a polo, y los paralelos son círculos que se trazan de este a oeste, siendo el ecuador el círculo máximo, cuyo centro es el centro de la Tierra. Los meridianos y paralelos establecen dos distancias que se miden en grados. La longitud, que es la distancia entre dos meridianosy la latitud, que es la distancia entre dos paralelos.
EN PROFUNDIDAD
17. ¿Por qué entre las ciudades de Londres y Madrid hay una hora de diferencia si ambas están en el mismohuso horario?
18. Investiga por qué en Canarias hay una hora menos respecto a la hora peninsular.
ACTIVIDADES
Antiguamente, para establecer la hora en las distintas zonas del planeta se utilizaba la hora solar, por lo que cada lugar tenía su horario local. En 1859, el matemático italiano Giuseppe Barilli, más conocido por el seudónimo de Quirico Filopanti, publicó un sistema de husos horarios para establecer las horas en las distintas zonas del planeta. Para ello tuvo en cuenta las 24 horas que tarda la Tierra en dar una vuelta completa sobre sí misma y los 360º que tiene un círculo. Obtuvoasí 24 sectores, como los gajos de una naranja, cada uno de los cuales abarcaba una banda de 15º entre dos meridianos. A cada uno de estos sectores lo llamó huso horario y le asignó una hora.
Con este sistema se podía establecer un horario internacional, ya que todos los territorios comprendidos dentro de un determinado huso horario tendrían la misma hora.
Como había que fi jar un meridiano de referenciaa partir del cual comenzar a contar, en 1884 se determinó mediante un acuerdo internacional, que este fuera el meridiano que pasa por el antiguo real observatorio astronómico de Greenwich, al oestede la ciudad de Londres. Esta línea imaginaria también se estableció como el meridiano de origen para medirla longitud, tomándolo como meridiano 0. Así el mundo quedaba dividido en una mitad oriental y otra occidental.
Las zonas horarias
Como la Tierra rota hacia el este, al pasar de un huso horario al siguiente en esta dirección hay que sumar una hora, y si se hace en dirección contraria, es decir, hacia el oeste, hay que restar una hora.
Algunos países establecen zonas horarias, que no coinciden exactamente con los husos horarios.Hoy día, además, los países y regiones establecenun horario civil que puede variar en relación con los husos horarios. Esto ocurre, por ejemplo en la Península Ibérica y Baleares, que aunque se encuentran sobreel meridiano de Greenwich, no se rigen por ese huso horario, sino que suman una hora más adaptándose al horario centroeuropeo y otra hora más duranteel periodo de verano, que abarca desde fi nales de marzo hasta fi nales de octubre.
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Meridiano de Greenwich
Latitud
Ecuador
Longitud
Países con horario oficial par.
Países con horario oficial impar.
Países con media hora de diferencia sobre la oficial.
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La clase de actividad [volcánica] que prevalece en el Etna depende del nivel de magma en el interior de sus conductos. La baja presión en la parte supe-rior de la columna magmática permite que los gases disueltos (en su mayor parte [vapor de] agua y dióxido de carbono) puedan escapar. Las burbujas resultantes ascienden dentro de la columna de magma y explotan en su superficie, expeliendo fragmentos líquidos y sólidos. Cuando […] la co-lumna magmática está situada a bastante profundidad dentro del volcán, solo los gases y las partículas finas de ceniza alcanzan el borde del cráter. Cuando se halla más cerca de la superficie, se lanzan también fragmentos mayores (lapilli y bombas). En los casos infrecuentes en que la columna magmática misma alcanza el borde del cráter, el magma en proceso de desgasificación se desborda por el cráter […] y forma una colada de lava.
TOM PFEIFFER, Futuro del Etna. Investigación y Ciencia, junio 2003
Búsqueda de información. Análisis de un texto científico
Una vez identificado un problema científico, unode los siguientes pasos es buscar y recoger información sobre él. En las revistas científicas, en los librosde divulgación, en Internet y en los mismoslibros de texto podemos encontrar mucha información.
A continuación se reproduce un extracto de un artículo científico sobre la actividad del volcán Etna, situado en la isla de Sicilia (Italia).
El procedimiento para el análisis de un texto como el anterior consta de los siguientes pasos:
1. Leemos atentamente el texto entero para saber cuál es la idea general sobre la que trata.
2. Hacemos una segunda lectura más detenida, subrayando las ideas fundamentales relacionadas con el fenómeno que se explica.
3. Anotamos las palabras que no comprendemos, y buscamos su significado en un diccionario.
4. Resumimos la información que buscábamos, ya sea elaborando una tabla de datos, una lista de conceptos o un breve texto explicativo.
19. Busca en un diccionario el significado de: «magma», «lava», «columna magmática», «ceniza volcánica», «lapilli», «bomba volcánica», «expeler» y «desgasificación».
20. ¿Qué dos gases son muy abundantes en el magma y se expulsan durante una erupción?
21. Copia en tu cuaderno la siguiente tabla y complétala relacionando la profundidad a la que se encuentra la columna de magma dentro del volcán y el tipo de productos que son expulsados.
ACTIVIDADES
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Profundidad de la columna magmática
Bastante profundidad
Más cerca de la superficie
Borde del cráter
Productos expelidos por el volcán
Ciencia en tus manos
Dom
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Lunes
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2 h 3 h
hora de oficial.
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22. ● Haz en tu cuaderno un dibujo esquemáticodel planeta Tierra visto desde el Polo Norte.
a) Dibuja la luz del Sol iluminando la mitad del planeta.
b) Pinta una flecha que indique el sentido de giro de la Tierra.
c) ¿Dónde amanece antes: en la costa mediterránea o en la costa atlántica española?
23. ●● Haz un dibujo esquemático en tu cuaderno con cuatro posiciones de la Tierra al recorrer su órbita.
a) Señala los solsticios y los equinoccios.
b) Pinta con cuatro colores diferentes la parte de la órbita correspondiente a cada estaciónen el hemisferio norte. Fíjate, por ejemplo, en que el verano comienza el día del solsticio de verano y finaliza en el equinoccio de otoño.
24. ●● ¿Puedes explicar por qué a mediodía el Sol se encuentra más alto sobre el horizonte en verano que en invierno?
¿Ocurre esto a la vez en ambos hemisferios?
25. ●● Cuando en el hemisferio norte es verano,en el sur es invierno, y cuando en el nortees primavera, en el sur es otoño.
a) ¿Qué estación será en el hemisferio nortesi en el sur es verano? ¿Y si en el sur es primavera?
b) Explica a qué se debe este desfase en las estaciones.
26. ●● Relaciona cada una de estas imágenes de la Luna con la posición correspondiente de su órbita.
Actividades27. ●●● La eclíptica es un plano imaginario que pasa
por el centro de la Tierra y por el centro del Sol.
a) ¿Pasa también por el centro de la Luna?
b) ¿Pasa solo a veces? ¿Cuántas veces y cuándo?
28. ●● Dibuja en tu cuaderno la Luna girando alrededor de la Tierra y la luz del Sol llegando desde la izquierda.
Píntala en las cuatro posiciones correspondientesa luna nueva, cuarto creciente, luna llena y cuarto menguante. Representa también la Luna vista desde la Tierra en cada una de esas posiciones.
29. ●●● La existencia de la cara oculta de la Luna se debe a que tarda lo mismo en dar una vuelta alrededor de la Tierra que en dar un giro sobre sí misma, 28 días.
¿Cómo podrías representar, con ayuda de un compañero, el movimiento de la Luna alrededor de la Tierra, para comprobar que cada vez que completa una vuelta a la Tierra también ha realizado un giro completo sobre sí misma?
30. ● ¿Cuáles son los cuatro componentes de la Tierra?
Explica brevemente de qué está compuesto cada uno de ellos.
31. ● Explica qué diferencias importantes hay entre la corteza continental y la corteza oceánica.
32. ●● Utilizando los datos del texto calcula qué espesor tienen el manto y el núcleo externo, y qué radio tiene el núcleo interno.
33. ●● Calcula qué desnivel medio hay entre los océanos y los continentes, tomando como referencia la altitud media de los escudos continentales y de las llanuras abisales.
34. ●● Identifica en el dibujo las siguientes formasdel relieve: cordillera, fosa oceánica, volcán submarino y plataforma continental.
A
A
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B
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C
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C
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La rigidez del manto terrestre
UN ANÁLISIS CIENTÍFICO
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35. ●●● En la Cordillera Cantábrica, en la provincia de León, hay unas montañas formadas por la acumulación de arrecifes de coral que vivieron allí hace unos 400 millones de años, cuando aquella zona era el fondo de un mar cálido.
Escribe en tu cuaderno una explicación de por qué están allí esos fósiles. ¿Cómo influye la biosfera en la geosfera?
36. ●●● Los fondos oceánicos ocupan aproximadamente el 70 % de la superficie de la Tierra, los continentes ocupan el 30 %. Sabiendo que el radio de la Tierra es de 6 378 km y que la superficie de una esfera es su radio al cuadrado multiplicado por 12,6 (superficie de la esfera 5 4 ? p · r2), calcula cuántos kilómetros cuadrados ocupan los continentes y cuántos los océanos.
Las rocas son un símbolo de algo sólido y rígido; sabemos que pueden romperse si se golpean con fuerza, pero nos cuesta concebir que una roca como el granito pueda deformarse como si fuera arcilla blanda. Sin embargo, así es como se comportan las rocas en el interior del manto terrestre, debidoa las altísimas presiones y temperaturas que allí reinan.
En la base del manto terrestre se originan corrientes de roca fundida que ascienden hacia la superficie atravesando las rocas del manto como si estas fueran un material plástico y viscoso. Algunos volcanes, como los de Hawai, expulsan estas rocas fundidas procedentes de las zonas más profundas del manto, formando extensas coladas de lava.
37. ●● Agrupa las seis palabras que aparecen abajo, por parejas de antónimos, de forma que cada pareja exprese significados contrapuestos. Utiliza el diccionario para buscar las que no conozcas.
Sólido, plástico, fluido, frágil, rígido y tenaz.
a) ¿Qué tres características de las mencionadas se pueden atribuir al vidrio?
b) ¿Qué dos se pueden atribuir a la arcilla de modelar?
c) ¿Cuál es la única que se puede atribuir a un líquido como el agua o la cera fundida?
38. ● ¿Qué factores son los que hacen que las rocas, en el manto terrestre, se comporten de forma plástica en vez de rígida?
39. ● ¿Dónde se forman las corrientes de roca fundida que pueden llegar hasta la superficie terrestre?
40. ● Indica el lugar de la geosfera (la superficieo el interior del manto) en que ocurrenlos siguientes fenómenos.
41. ●● Las rocas al fundirse tienenun comportamiento parecido al de la cera,o la miel espesa.
¿Te parece que será más fluida una lava a muyalta temperatura o una lava que está más fría? Razona tu respuesta.
42. ●● ¿Puede entrar en erupción un volcán debajo del agua? ¿Puedes citar algún ejemplo de actividad volcánica submarina?
Fenómeno
Las rocas tienenun comportamiento plástico
Las rocas son sólidas y rígidas
Ascienden corrientes de roca fundida
Se forman coladas de lava
Superficie terrestre/interior del manto
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Características especiales
LA
TIE
RR
A
Su satélite, la Luna
Componentes
• Intenso campo magnético.
• Atmósfera con nitrógeno, oxígeno y dióxido de carbono.
• Temperatura media de 15 ºC.
• Agua en forma sólida, líquida y gaseosa que forma el ciclo del agua.
• Un satélite grande, la Luna.
• Intensa actividad geológica.
• Existencia de seres vivos.
• Rotación. Alrededor de un eje que está inclinado 23,5º con respecto a la eclíptica. Origen de la sucesión de los días y las noches.
• Traslación. Alrededor del Sol. Describe una órbita prácticamente circular que define la eclíptica.
Ambos movimientos y la inclinación del eje producenla sucesión de las estaciones: primavera, verano, otoñoe invierno, con diferencias en la duración de los díasy las noches y en la inclinación de los rayos solares.
Sus movimientos de rotación y traslación duran 28 días. Por lo que siempre vemos la misma cara.
Presenta fases: luna nueva, cuarto creciente, luna llena y cuarto menguante.
Su movimiento de traslación da lugar a eclipses:
• De Sol: la Luna tapa el Sol.
• De Luna: la Tierra proyecta su sombra sobre la Luna.
Su atracción gravitatoria deforma la hidrosfera produciendo las mareas.
Geosfera. Parte rocosa. Está formada por:
• Corteza. Capa exterior. En su superficie se encuentran relieves, que pueden ser: continentales (cordilleras, llanuras y plataformas continentales) y oceánicos (dorsales, fosas, llanuras y volcanes).
• Manto. Capa intermedia, formada por rocas.
• Núcleo. Capa interna, formada por metales. Hay un núcleo externo (líquido) y un núcleo interno (sólido).
Atmósfera. Parte gaseosa. Formada por una mezcla de gases, llamada aire.
Hidrosfera. Parte acuosa. Formada por agua salada y agua dulce.
Biosfera. Son los seres vivos del planeta. Pueden vivir en dos medios: acuático y terrestre.
Resumen
43. Haz en tu cuaderno dos dibujos: uno explicativo de las posiciones relativas del Sol, la Tierra y la Luna durante un eclipse de Sol y durante un eclipse de Luna y otro de las posiciones relativas del Sol, la Luna y la Tierra que explique las fases lunares.
44. Escribe en tu cuaderno un resumen con los tipos de corteza terrestre que hay, y con sus características.
45. ¿Qué son los solsticios y los equinoccios? ¿Cuántos hay a lo largo del año? ¿Qué relación tienen con el hecho de que el eje de rotación de la Tierra esté inclinado?
ACTIVIDADES
Movimientos
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Aventura al centro de la Tierra
EL RINCÓN DE LA LECTURAdamente aumenta a razón de medio grado cada veinte o vein-ticinco metros de profundidad, sería suficiente como para fun-dir aun la más refractaria de las sustancias a esa distancia. Otros afirman que, dados los fenómenos de precesión y rota-ción, la Tierra, si no totalmente
sólida, debe de tener al menos una cáscara de no menos de mil trescientos o mil seiscientos ki-lómetros de espesor. Allí tienes tu respuesta. Puedes elegir.
EDGAR RICE BURROUGHS, Aventura en el centro
de la Tierra. Editorial Intersea
Fue entonces cuando Perry me interesó en su invento. Era un hombre viejo que había de-dicado la mayor parte de su larga vida a perfeccionar una excavadora subterránea me cá-nica. En sus momentos de ocio estudiaba paleontología. Revisé sus planos, escuché sus argu-mentos, inspeccioné el modelo armado y luego, convencido, puse a su disposición los fondos necesarios para construir una excavadora funcional de tama-ño natural.No entraré en los detalles de la construcción del aparato, que ahora está allí afuera, en el de-sierto, a unas dos millas de aquí. Mañana, tal vez tenga usted interés en ir a verlo. Se trata, aproximadamente, de un cilin-dro de acero de treinta metros de longitud, ensamblado de tal modo que puede girar y retor-cerse a través de la roca sólida si es necesario. En un extremo hay un poderoso taladro impul-sado por un motor que, según Perry, genera más potencia por centímetro cúbico que los demás por metro. Recuerdo que él so-lía afirmar que ese invento por sí solo podía hacernos fabulosa-mente ricos. Íbamos a dar a co-nocer el artefacto públicamente
después del resultado exitoso de nuestra primera prueba secre-ta, pero Perry jamás retornó de ese viaje de prueba, y yo acabo de volver después de diez años.
Miré el termómetro. Marcaba 43 grados. Mientras hablába-mos, el gran topo de hierro ha-bía taladrado más de una milla de roca de la corteza te rres tre.
–Continuemos, entonces –dije–. A este paso pronto habrá termi-nado todo. Nunca insinuaste que esta cosa alcanzaría seme-jante velocidad, Perry. ¿No lo sabías?
–No –contestó–. No pude calcu-lar con exactitud la velocidad, pues no tenía instrumentos para medir la inmensa potencia de mi generador. Estimé, sin embargo, que debía de andar a unos qui-nientos metros por hora.
–Y estamos yendo a doce kiló-metros por hora –concluí, con la mirada fija en el cuentakiló-metros–. ¿Qué espesor tiene la corteza terrestre, Perry? –pre-gunté.–Hay casi tantas conjeturasal respecto como geólogos –fue la respuesta–. Hay quienes lo calculan en alrededor de cua-renta y ocho kilómetros, porque el calor interno, que aproxima-
Libros:El Mundo PerdidoARTHUR CONAN DOYLE. Ed. AnayaTrata sobre la expedición de unos científicos en busca de criaturas prehistóricas ocultas en la Amazonia.
Viaje al centro de la Tierra JULIO VERNE. Ed. OrbisUn grupo de exploradores viaja al interior del planeta.
Guía de la Tierra y el EspacioISAAC ASIMOV. Ed. ArielLibro con 111 preguntas de carácter astronómico que son contestadas por el autor.
NO TE LO PIERDAS
46. Describe dos características del aparato que construyó Perry.
47. ¿Marchaba la excavadora a la velocidad que esperaba su constructor? ¿Por qué?
48. ¿Cuál de los siguientes títulos te parece mejor para el fragmento? «El interesante invento de Perry» o «Viaje al Interior de la tierra» ¿Por qué?
49. ¿La temperatura a 500 metros de profundidad es la misma que a 2 000 metros? ¿Por qué?
COMPRENDO LO QUE LEO
Revistas:Especial «Historia de la Tierra»Muy Interesante, primavera 2005, n.o 69.
En la red:www.solarviews.com/span/earth.htmMucha información y muchas fotografías de la Tierra.
tierra.rediris.es/Red Temática de Ciencias de la Tierra de España.
www.astromia.com/solar/rocosos.htmPágina de Astronomía Educativa. La Tierra, el Sistema Solar y el Universo.
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3 La atmósferaterrestre
En esta unidad…
• Conocerás la composición, la estructuray el origen de la atmósfera.
• Averiguarás cómo influyen los seres vivos en la composición del aire.
• Aprenderás los fundamentos de la meteorología y del estudio del clima.
• Comprenderás cómo se forman los vientos,las nubes y las precipitaciones.
• Entenderás cómo influye la actividad humana en la atmósfera y el clima.
• Podrás aprender qué medidas tomar para evitar la contaminación de la atmósfera.
• Aprenderás los pasos para tomar datos correctamente en una investigación científica.
PLAN DE TRABAJO
Everest.
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Hasta 1953 se habían realizado dieciséis expediciones a la cima del Everest. Ninguna de ellas logró alcanzarla, y en los intentos perdieron la vida trece escaladores.
El 29 de mayo de ese año, el escalador Edmund Hillary y el sherpa Tenzing Norgay coronaron su cima. Necesitaron utilizar botellas con oxígeno, ya que a esas altitudes el aire es tan tenue que la respiración es muy dificultosa.
Hillary relata así el momento de la llegada:
«Miré a Tenzing, y a pesar del pasamontañas, gafas y careta de oxígeno, todos incrustados de largos carámbanos de hielo, no podía ocultar su contagiosa sonrisa de puro gozo al mirar al-rededor. Nos estrechamos las manos y luego Tenzing me echó los brazos al cuello y nos golpeamos uno a otro en la espalda hasta quedar casi sin aliento».
1. El aire es una mezcla de gases. ¿Sabes cuál es el principal componente de esta mezcla?
2. La composición del aire es la misma al nivel del mar que en lo alto del Everest. ¿Por qué, entonces, es necesario utilizar oxígenoen la cumbre de la montaña?
3. ¿De qué están hechas las nubes?
a) De vapor de agua.
b) De gotitas microscópicas de agua.
c) De aire más caliente que el de su alrededor.
d) De aire con más oxígeno que el de su alrededor.
RECUERDA Y CONTESTA
Busca la respuesta¿De qué depende la fuerza del viento?
Tenzing Norgay y Edmund Hillary.
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La atmósfera terrestre. Composición del aire
Casi todos los planetas del Sistema Solar tienen una atmósfera formada por diferentes gases.
La atmósfera es la envoltura gaseosa que envuelve un planeta. En la Tierra está compuesta por una mezcla de gases llamada aire.
Podemos apreciar la existencia del aire cuando sopla el viento o cuan-do hay contaminación y el aire pierde su transparencia.
Composición del aire
Los gases que forman el aire se encuentran en diferentes proporciones:
• El nitrógeno (N2) es un gas incoloro e inodoro. Constituye el 78 % del aire, casi cuatro quintas partes. Es un gas inerte, que no reaccio-na químicamente con otras sustancias.
• El oxígeno (O2) también es un gas incoloro, y forma el 21 % del aire. Oxida con facilidad muchas sustancias y es imprescindible para la respiración de todos los seres vivos.
• El argón (Ar) es un gas inerte que forma el 0,9 % del aire.
• El ozono (O3) es un derivado del oxígeno que se encuentra en pro-porciones muy pequeñas. Es venenoso, por lo que es un peligroso contaminante. Sin embargo, en las capas altas de la atmósfera, filtra las radiaciones ultravioleta del Sol, que resultan dañinas para los se-res vivos.
• El dióxido de carbono (CO2) es un gas incoloro e inerte, que forma el 0,03 % del aire. Es importante por dos razones:
– Es necesario para producir materia orgánica mediante la fotosíntesis.
– Es responsable del efecto invernadero.
1
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El efecto invernadero
Un invernadero es una construcción de cristal (o plástico) en la que puede entrar la luz del sol, calentando el suelo y el aire interior. Las paredes de cristal impiden que la mayor parte del aire caliente escape, lo que mantiene una temperatura interior elevada.
El dióxido de carbono de la atmósfera realiza una función comparablea la del cristal, impidiendo que escape parte del calor que emite la Tierra calentada por el Sol, y manteniendo la temperatura media terrestre en unos 15 °C. Por eso, al efecto que produce este gas en la atmósfera se le llama efecto invernadero.
Explica cuál es el resultado de un aumento del efecto invernadero.¿Por qué la actividad humana puede aumentar el efecto invernadero?
EN PROFUNDIDAD
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El nitrógeno y el oxígeno forman el 99 %de la composición de la atmósfera.
Nitrógeno: 78 %
Otros gases: 1 %Oxígeno: 21 %
Composición del aire
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La estructura de la atmósfera
Las características de la atmósfera varían en función de la altitud.
Desde la superficie terrestre se pueden diferenciar cuatrocapas en la atmósfera: troposfera, estratosfera, mesosfera e ionosfera.
2
1. Venus tiene atmósfera, pero no tiene aire. Razona por qué no podemos llamar aire a la mezcla de gases de la atmósfera venusiana.
2. En la atmósfera hay dos capas que están más calientes por su parte inferior que por su parte superior, y otras dos que están en cambio más calientes por arriba que por abajo. Identifica cuáles son cada una de ellas.
ACTIVIDADES
La ionosfera es la capa externa. Las radiaciones solares calientan su parte superior, por lo que la temperatura es mayor con la altitud. La parte superior se denomina exosfera. No tiene un límite superior definido, cada vez hay menos aire, hasta que, a unos 500 km de altitud, ya se encuentra el vacío del espacio. A esa altitud se desplazan algunos satélites artificiales. En ella se producen las estrellas fugaces y las auroras polares.
Mesopausa80 km
50 km
10 km
Estratopausa
Ozonosfera
Tropopausa
La mesosfera tiene un espesor de unos 40 km. Su límite superior es la mesopausa. Desde la zona más interna hacia la más externa, la temperatura va descendiendo hasta menos de 100 °C bajo cero en la mesopausa.
La estratosfera tiene un espesor de entre 35 y 40 km. Su límite superior es la estratopausa. En la parte alta, los rayos ultravioleta del Sol chocan con las moléculas de oxígeno (O2) y originan el gas ozono (O3). La reacción produce calor, por lo que en la parte superior hay unos 17 °C sobre cero. Además, se encuentra una zona rica en ozono, la ozonosfera.
La troposfera es la capa en contacto con el suelo. Tiene un espesor de unos 10 km. Su límite superior se llama tropopausa. A medida que ascendemos, la temperatura desciende hastalos 55 °C bajo cero. En esta capa está aproximadamente el 90 % del aire de la atmósfera.
500 km
400 km
300 km
200 km
100 km
80 km
50 km
10 km0 km
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3. ¿Qué gas del aire debe su presencia a la actividad fotosintética? ¿Y qué otro gas escasea precisamente por la misma razón?
4. Venus, la Tierra y Marte tienen una proporción de gas argón muy similar en sus atmósferas. ¿Qué significado tiene este dato?
ACTIVIDADES
El origen de la atmósfera
Cuando vemos las imágenes de una erupción volcánica, consideramos que los gases expulsados son nocivos para los seres vivos. Sin embar-go, esta actividad volcánica es la que dio origen a nuestra atmósfera.
La atmósfera primitiva
Hace 4 500 millones de años la actividad volcánica en la Tierra era muy intensa. Aquellos volcanes, igual que los actuales, dejaban escapar gases procedentes de las rocas del interior terrestre: dióxido de carbono, vapor de agua, óxidos de azufre, óxidos de nitrógeno y argón.
La primitiva atmósfera terrestre estaba compuesta principalmente de dos gases: dióxido de carbono y vapor de agua.
Cambios en la atmósfera
El vapor de agua se fue condensando y cayendo en forma de precipi-taciones, lo que originó la hidrosfera.
El dióxido de carbono, que formaba alrededor del 95 % de la atmósfe-ra, empezó a reducir su concentración debido a dos procesos:
• La actividad fotosintética de las plantas y las algas, que lo utilizan para producir materia orgánica.
• La formación de rocas, como las calizas, que contienen mucho car-bono.
Los óxidos de azufre y de nitrógeno se disolvieron en los océanos. El azufre formó rocas, como los yesos. El nitrógeno fue utilizado por los organismos fotosintéticos para fabricar su materia orgánica.
El oxígeno apareció como resultado de la fotosíntesis, y su concentra-ción fue aumentando hasta estabilizarse en el 21 %.
La atmósfera actual está formada en su mayor parte por nitrógeno y oxígeno, hay poco dióxido de carbono y la proporción de argón prácticamente no ha cambiado.
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La atmósfera terrestre se formó a partir de los gases emitidos por los volcanes.
La atmósfera de Venus
Venus es una muestra de cómo sería la Tierra si no se hubiera desarrollado la vida. Su atmósfera contiene un 98 % de dióxidode carbono. Esto produce un efecto invernadero tan intenso quela temperatura en la superficie es de unos 480 °C. A esta temperaturael agua se combina con los óxidos de azufre, formando nubes de ácido sulfúrico. La cantidad de argón es similar a la de la Tierra, alrededordel 1 %, lo que indica que ambas atmósferas tienen un origen volcánico.
EN PROFUNDIDAD
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La presión atmosférica y el viento
Al sumergirnos en el mar o en una piscina notamos en nuestros oídos la presión del agua. Esa presión se debe al fluido que nos rodea, y es comparable a la que realiza el aire de la atmósfera.
La atracción de la gravedad mantiene el aire sobre la superficie del pla-neta y es la responsable de la presión atmosférica.
La presión atmosférica es ejercida por el aire y se debe a la atracción de la gravedad.
La presión atmosférica se mide en milibares (mb). En condiciones nor-males, a nivel del mar la presión es de 1 024 milibares. En los mapas se representa con líneas curvas, llamadas isobaras, que unen puntos con la misma presión. Estas líneas se representan cada cuatro milibares.
El aire se mueve
El aire caliente es más ligero que el aire frío, por lo que tiende a subir. Cuando el Sol calienta el suelo, el aire en contacto con él se calienta y asciende; ese lugar es ocupado por el aire más frío que está alrededor. En las zonas donde el aire caliente asciende, la presión atmosférica es menor; mientras que en las zonas donde el aire frío desciende, la pre-sión es mayor.
Las zonas en que la presión atmosférica es mayor que en las áreas de su alrededor reciben el nombre de anticiclones, y aquellas en que la presión atmosférica es menor que en sus proximidades se llaman borrascas.
El aire se mueve desde las zonas de alta presión hacia las de baja, por lo que tiende a ir desde los anticiclones hacia las borrascas.
Cuanto mayor sea el número de isobaras que hay entre un anticiclón y una borrasca y más próximas estén, mayor es la diferencia de presión entre ambos, y, por tanto, más fuertes son los vientos.
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Los globos aerostáticos suben gracias a que están llenos de aire caliente, más ligero que el aire exterior.
5. ¿En cuál de las dos situaciones meteorológicas que aparecen en el margen derecho habrá vientos más fuertes en la Península Ibérica?
6. Copia en tu cuaderno ambos mapas, completa las presiones de las isobaras que faltan e indica con flechas la dirección de los vientos.
ACTIVIDADES
Debido al giro de la Tierra, el aire es desviado y describe trayectorias espirales.
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1012
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1012
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La humedad y las nubes
El aire suele contener siempre algo de humedad en forma de vapor de agua. Esta humedad se mide en gramos de agua por cada kilogramo de aire seco, y procede de dos fuentes:• La evaporación producida en mares y océanos, en las aguas conti-
nentales y sobre el suelo húmedo.• La actividad de los seres vivos. La transpiración de plantas y anima-
les y el vapor de agua expulsado durante la respiración pulmonar.
El aire caliente puede contener más vapor de agua que el aire frío. Si una masa de aire cálido con bastante humedad se enfría, contendrá más agua de la que puede mantener en forma de vapor, y parte de ese vapor se condensará en forma de gotitas. Estas gotas se pueden mani-festar de dos formas:• Rocío, si la humedad se condensa sobre los objetos expuestos al
aire. Cuando las superficies están a temperaturas bajo cero, al con-densarse la humedad se congela y forma la escarcha.
• Nubes, que son masas formadas por pequeñas gotitas de agua, sus-pendidas en el aire.
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La niebla son nubes que se formansobre el suelo.
7. Muchas personas creen que las nubes están hechasde vapor de agua. ¿De qué están formadas en realidad las nubes?
8. Busca en los conceptos clave el significado de «transpiración».
9. Explica de qué depende que se forme rocío o escarcha. ¿Se podrá producir alguno de ambos fenómenos si el aire está muy seco? Razona la respuesta.
ACTIVIDADES
Formas básicas de las nubes
Cirros. Nubes altas blancas con aspecto fibroso, que pueden aparecer como bandas o elementos separados.
Altoestratos. Nubes planas o grumosas en largas bandas paralelas que cubren gran parte del cielo.
Cúmulos. Nubes densas de aspecto algodonoso. Su parte superior es brillante y la inferior suele ser oscura.
Nimbostratos. Nubes que forman capas grisáceas de aspecto difuso debido a las precipitaciones.
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47
Las precipitaciones
Las gotitas de agua que forman las nubes son microscópicas. En oca-siones, cuando el aire se enfría, la condensación es intensa, las gotas se hacen demasiado grandes y caen produciendo precipitaciones.
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La lluvia horizontal
En las Islas Canarias, las precipitaciones son muy escasas, pero en los relieves más altos ocurre algo curioso. Los vientos húmedos del nordeste procedentes del océano Atlántico, llamados alisios, remontan las montañas, se enfrían y pierden gran parte de su humedad. Esto forma una neblina permanente y, a veces, un auténtico mar de nubes.
La humedad no suele provocar lluvia, pero humedece tanto las plantas que estas gotean agua constantemente. A este fenómeno se le llama «lluvia horizontal», y es la causa de que en algunas zonas de Canarias se desarrolle una selva tropical, que recibe el nombre de laurisilva.
¿Por qué los vientos alisios que llegan a Canarias tienen tanta humedad? ¿En qué vertiente de los relieves se desarrollará la laurisilva, en la norte o en la sur? Razona tus respuestas.
EN PROFUNDIDAD
Las precipitaciones de lluvia se originan cuando el aire que contiene mucha humedad se enfría. La condensación hace que se formen gotas grandes, que pesan mucho y no pueden permanecer en el aire, por lo que caen.
Las precipitaciones de nieve se producen cuando la temperatura de la atmósfera está bajo cero. El vapor de agua se congela inmediatamente. Los cristales de hielo se adhieren entre sí y crecen poco a poco formando copos de nieve.
El granizo se produce cuando el aguase congela. Las esferas de hielo son arrastradas arriba y abajo, se mojan, quedan recubiertas de más hielo y caen. Cuando son de gran tamaño, reciben el nombre de pedrisco.
Precipitaciones de lluvia, nieve y granizo
Mar de nubes.
Laurisilva.
10. Las nubes que originanlluvia y nieve se llaman nimbostratos. ¿De qué depende que den lugar a uno u otro tipo de precipitaciones?
ACTIVIDADES
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El estado de la atmósfera.La meteorología
Las previsiones meteorológicas nos informan de si lloverá o no, si hará frío o calor, si habrá nubes o lucirá el sol, etc. Muchas de estas pre-visiones muestran fotografías obtenidas por satélites meteorológicos, como el Meteosat; mapas meteorológicos, con la situación de anti-ciclones y borrascas, y mapas significativos, que mediante símbolos indican las previsiones del tiempo.
La meteorología estudia el comportamiento de la atmósfera. Para ello, los meteorólogos obtienen datos sobre temperatura, precipitaciones, humedad del aire, presión atmosférica y nubosidad.
Se llama tiempo meteorológico al estado de la atmósfera en un momento y lugar determinados.
Los instrumentos meteorológicos se utilizan para tomar datos sobre la atmósfera.
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Fotografía obtenida por el Meteosat.
El termómetro sirve para medir las temperaturas.
Este termómetro mide las temperaturas máximasy mínimas quese alcanzan durante el día.
El pluviómetro mide el volumen de agua caído por metro cuadrado durante las precipitaciones.
Debe situarse cerca del suelo para evitar la infl uencia del viento y no tener obstáculos por encima que puedan modifi car la entrada de agua.
El anemómetro sirve para medir la velocidad del viento en km/h, m/s o nudos.
La veleta sirve para determinar la direcciónen la que soplael viento.
El barómetro midela presión atmosférica. Su aumento o descenso indica un cambio de tiempo.
El higrómetro mide el grado de humedad del aire,es decir, el contenidode vapor de agua que presenta la atmósfera.
1 0
24
1 0
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B
A
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1 0
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1 024
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1 0
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1 008
Mapa meteorológico. Mapa significativo.
11. ¿Qué estudia la meteorología? ¿Qué instrumentos científicos utiliza para tomar datos y qué información obtiene con esos instrumentos?
12. Después de una intensa tormenta escuchas en la radiola noticia de que se han registrado vientos de 95 km/hy se han recogido 200 litros de agua por metro cuadrado. ¿Qué instrumentos son los que han permitido obtener esos datos?
ACTIVIDADES
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Las previsiones meteorológicasy el clima
Con los datos que se recogen sobre el estado de la atmósfera se pueden realizar previsiones meteorológicas.
• En una borrasca, la presión atmosférica es baja. El viento va hacia su interior, llevando humedad; se formarán nubes y se producirán precipitaciones.
• En un anticiclón, la presión atmosférica es alta. El viento va hacia el exterior, no habrá nubosidad y lucirá el sol.
• Sobre la Península Ibérica las borrascas suelen desplazarse de oes-te a este, es decir, desde el Atlántico hacia el Mediterráneo. Si unaborrasca está produciendo precipitaciones en Extremadura y Gali-cia, es probable que al día siguiente llueva en la costa mediterránea.
Tiempo meteorológico y clima
Diariamente, en muchos lugares, se toman datos sobre precipitaciones, temperatura, humedad, presión atmosférica, etc. Por lo que en un año se dispone de abundante información.
El tiempo meteorológico se refiere al estado de la atmósfera en un lu-gar y momentos concretos. En cambio, el clima es algo más general.
El clima es una síntesis del tiempo meteorológico a lo largode un período muy largo de tiempo. Para definirlo se utilizan los valores de las temperaturas (medias, máximas y mínimas)y de la pluviosidad (cantidad de agua caída).
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Los climogramas
Un climograma es una representación gráfica de las temperaturas medias y las precipitaciones totales de cada mes, que se dan en una zona determinada a lo largo de un año.
Observa que, en azul, aparecen los valores de la pluviosidaden mm, y que, en rojo, están los valores de la temperaturamedia en ºC.
¿Cuál es el mes más frío? ¿Y el más caluroso?
¿Qué diferencia de temperaturas hay entre ambos?¿Te parece una diferencia acusada o moderada?
¿Cuál es el mes más lluvioso? ¿Y el más seco?
Calcula la pluviosidad total a lo largo del año. Para ello,suma todos los valores de la pluviosidad.
Calcula la temperatura media anual.
¿Crees que hay relación entre la temperaturay las precipitaciones?
EN PROFUNDIDAD
13. Si una borrasca procedente del Atlántico está produciendo precipitaciones en Galicia y Portugal, ¿crees que al día siguiente en Guadalajara y Soria hará tiempo lluvioso? Razona tu respuesta.
ACTIVIDADES
Mes E F M A M J J A S O N D
Pluviosidad 180 160 150 100 105 50 25 30 70 125 175 170
Temperatura 10 10 11 12 14 17 19 19 17 15 11 10
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40
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10
5
0
Precipitacionesen mm
E F M A M J J A S O N D
Temperaturaen °C
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El impacto de las actividades humanas
Actualmente empezamos a tomar conciencia de que las actividades humanas producen un efecto sobre la atmósfera. La contaminación es preocupante, oímos hablar del excesivo efecto invernadero, del aguje-ro de la capa de ozono…
Sustancias contaminantes de la atmósfera
Ciertas actividades humanas producen una serie de sustancias conta-minantes que son emitidas a la atmósfera. Entre ellas destacan:
• Óxidos de azufre y de nitrógeno. Proceden de la combustión de carbón y gasolinas de mala calidad. Cuando estos óxidos se com-binan químicamente con el agua de las nubes, la lluvia y la nieve se forman ácidos, como el sulfúrico y el nítrico, que precipitan en forma de lluvia ácida.
Las consecuencias son: graves daños en la flora y la fauna y el dete-rioro de edificios y monumentos.
• Gases clorofluorocarbonados (CFC). Son gases fabricados indus-trialmente, que se utilizan en aerosoles, aparatos de aire acondicio-nado, etc. Provocan la reducción de la capa de ozono, haciendo me-nos efectivo el filtro de la radiación ultravioleta del Sol.
Las consecuencias son: quemaduras y enfermedades graves, como el cáncer de piel. Por eso es importante utilizar cremas y gafas protec-toras cuando se permanece mucho tiempo expuesto al Sol.
• Hollín. Son partículas sólidas muy pequeñas, que se producen al quemar carbón y otros combustibles. Permanecen en el aire hacien-do que sea grisáceo y menos transparente.
Las consecuencias son: el aumento de la suciedad en las ciudades y el deterioro de los edificios y monumentos. Es, además, causa de enfermedades pulmonares cuando se inhala de forma continuada.
Aunque el dióxido de carbono (CO2) es un componente natural de la atmósfera, su acumulación debido a la utilización de combustibles fósiles, como el carbón y los derivados del petróleo, produce un au-mento del efecto invernadero y un calentamiento progresivo, con el consecuente cambio climático.
Las consecuencias son: el aumento de ciclones tropicales destruc-tivos, la fusión del hielo de los casquetes polares con la subida del nivel del mar, y graves sequías en diversas partes del planeta.
Nuestra salud
El aire que respiramos es fundamental para nuestra salud. Algunos contaminantes son muy perjudiciales y la inhalación constante de hollín origina la irritación de la garganta y los bronquios.
Por eso es importante hacer ejercicio al aire libre, en lugares donde la atmósfera esté limpia. Así, nuestro aparato respiratorio se mantiene sa-ludable y nuestra sangre recibe la cantidad de oxígeno que necesita.
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Fotografía de satélite del huracán Gustav que se formó en el Caribe en el año 2008. El cambio climático incrementa la cantidady violencia de los ciclones tropicales.
14. Escribe en tu cuaderno un breve texto que explique la relación entre la utilización de combustibles fósiles, el efecto invernadero y el cambio climático.
15. En las ciudades, los objetos acumulan con frecuencia un polvo negruzco cuando no se limpian. ¿Qué es y de dónde procede? ¿Lo encontraríamos también en una casa de campo situada en un lugar sin contaminación? Razona tus respuestas.
ACTIVIDADES
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La corrección del impacto sobre la atmósfera
Las consecuencias de la contaminación atmosférica son claramente ne-gativas, pero ¿es posible corregirlas?
La respuesta es afirmativa, siempre que tomemos conciencia del pro-blema y adoptemos las medidas necesarias para solucionarlo.
Las medidas institucionales
Para disminuir la contaminación de la atmósfera, las diferentes institu-ciones pueden tomar las siguientes medidas: • Adoptar protocolos internacionales para evitar la contamina-
ción. En 1997 se firmó el protocolo de Kyoto, un acuerdo para re-ducir la emisión de dióxido de carbono a la atmósfera, y frenar así el cambio climático. Para ello, es necesario desarrollar formas de ener-gía no contaminantes, como la eólica o la solar.
• Promulgar leyes que prohíban la fabricación y utilización de gases CFC, y que obliguen a instalar filtros en las chimeneas para que no viertan hollín ni gases contaminantes, como los óxidos de azufre.
• Promover campañas para concienciar a la población de la impor-tancia de ahorrar combustibles.
• Facilitar el reciclaje de materiales como el vidrio, el plástico y el pa-pel, cuya fabricación es más contaminante que su reciclado.
Las medidas individuales
Tan importante como las actuaciones de los gobiernos es lo que pode-mos hacer las personas de forma individual:
• Ahorrar energía. Para ello podemos:– Utilizar con prudencia el agua caliente. No despilfarrarla.– No abusar de la calefacción ni del aire acondicionado. Apagar es-
tos aparatos cuando la casa está a una temperatura adecuada.– Ahorrar electricidad. Apagar las luces y los aparatos eléctricos
cuando no son necesarios.– Desplazarse en transporte público o en bicicleta en vez de en
coche, siempre que sea posible.• Facilitar el reciclado del papel, el plástico y el vidrio, separándo-
los correctamente y depositándolos en los contenedores adecuados. También es importante depositar en los contenedores adecuados re-siduos tóxicos como las pilas usadas.
10
Los aerogeneradores y las placas solares utilizan la energía eólica y la solar,respectivamente, para producir electricidad sin contaminar la atmósfera.
16. En España hace ya varios años que se promueve el reciclado del vidrio, el plástico y el papel. Investiga sobre cómo se realiza la recogida de estos materiales.
17. Explica por qué se considera que un aerogenerador produce energía de forma «ecológica».
ACTIVIDADES
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Observación del cielo
La luz que llega del Sol, al interactuar con la atmósfera terrestre,proporciona al cielo una enorme variedad de coloridos.Si la Tierra no tuviera atmósfera, el cielo sería completamentenegro, incluso en pleno día, y las estrellas se verían como puntos fijos de luz, sin ese parpadeo tan característico.
La luz blanca está compuesta en realidad por varios tiposdiferentes de luz que nosotros percibimos como siete colores: rojo, naranja, amarillo, verde, azul, añil y violeta.
El cielo diurno El cielo nocturno
EN PROFUNDIDAD
Al amanecer predomina la luz roja y naranja. Si hay nubes, se ven iluminadas desde abajo por el sol rasante.
El cielo es azul, ya que esta luz se dispersa en la atmósfera, tiñéndola de ese color.
El arco iris se forma cuando el Sol no está tapado por las nubesy hay gotitas de aguaque descomponen la luz blanca.
Si hay contaminación, el cielo adquiere un color grisáceo, porque el hollín absorbe la luz.
Las nubes están formadas por gotitas de agua que reflejan la luz, por eso se ven de color blanco intenso por su parte iluminada.
Día muy nublado. Las nubes reflejan hacia arriba casi toda la luz del sol y oscurecen el cielo, que adquiere color gris plomizo.
Al atardecer predominan de nuevo la luz roja y naranja. Si hay nubes, se ven iluminadas por abajo.
A la caída de la noche, si hay nubes muy altas formadas por cristales de hielo, reflejan vivamente los últimos rayos del sol.
Por la noche, si hay nubes bajas o contaminación sobre una ciudad, el cielo se ve anaranjado por las luces urbanas.
Si hay nubes muy altas,la Luna puede presentar un halo a su alrededor, parecido a un arco iris.
Los rayos y los relámpagos iluminan intensamenteel cielo nocturno durante las tormentas.
El cielo es negro cuando está despejado, o si hay nubes pero en las proximidades no existe ninguna ciudad que las ilumine.
El cielo lunar es negro por la ausencia de atmósfera.
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Ciencia en tus manosFormulación y contrastación de hipótesis. Toma de datos
Cuando en una investigación científica creemos que hay una relación entre dos fenómenos, podemos formular hipótesis que expresan esa relación, y a continuación tomar datos experimentales, que nos permitan:
• Comprobar si una hipótesis es falsa o si es una explicación aceptable de la realidad.
• Encontrar relaciones entre dos hechos.• Observar cómo evoluciona un proceso en el tiempo.
En una investigación meteorológica podemos formular por ejemplo, estas dos hipótesis:
• Si el viento del norte trae aire frío de Europa, los días que sople este viento las temperaturas serán las más bajas.Sabemos que cuando llueve suele haber una borrasca situada al oeste, por tanto:
• Si el viento procede de las borrascas, los días de lluvia habrá viento del oeste.
1. Colocación de nuestra estación meteorológica.
• Un termómetro. Lo situaremos en el exterior, protegido del sol y de la lluvia, y lejos de fuentes de calor.
• Una veleta que fabricaremos nosotros mismos con alambre, una botella grande de plástico cortada y un soporte con los puntos cardinales para saber de dónde viene el viento. Tal como muestra el dibujo superior.
2. Toma de datos. Diariamente anotaremoscinco datos: la temperatura a primera y última hora de la mañana, la dirección del viento,su intensidad y la nubosidad.
3. Elaboración de una tabla. Anotaremos estos valores, durante un mes como mínimo, en una tabla.
4. Estudio de los datos. Observa la siguientetabla obtenida durante la primera mitaddel mes de noviembre, y compáralos parasu interpretación.
18. Observa los datos de la tabla. ¿Alguna de las dos hipótesis formuladas al comienzo está claramente refutada por los datos? ¿Alguna es apoyada por los datos?
19. ¿Cuál es el estado del cielo cuando las temperaturas son más bajas?
20. ¿Qué dirección del viento está asociada con la llegada de la lluvia? ¿Cómo son las temperaturas cuando llueve?
ACTIVIDADES
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DíaTemp. 9:00 h(°C)
1
2
3
4
5
6
7
8
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11
12
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15
18
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16
17
16
15
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10
9
8
2
3
6
10
Temp. 14:00 h
(°C)
25
26
28
20
19
19
16
18
15
13
16
14
13
15
15
Dirección del viento
Oeste
Oeste
—
—
Suroeste
Sur
Sur
Sur
Noroeste
Noroeste
Norte
Norte
Norte
Noroeste
Oeste
Intensidad
Flojo
Flojo
En calma
En calma
Moderado
Moderado
Moderado
Flojo
Flojo
Moderado
Flojo
Moderado
Fuerte
Flojo
Flojo
Cielo
Nuboso
Despejado
Algo nuboso
Algo nuboso
Muy nublado
Lloviendo
Lloviendo
Cubierto
Algo nuboso
Algo nuboso
Despejado
Despejado
Despejado
Algo nuboso
Muy nublado
O
S E
N
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21. ●● Al subir al Everest se hace necesario llevar oxígeno en botellas. ¿Por qué?
22. ●● ¿Hay otros planetas del Sistema Solar que tengan atmósfera? ¿Cuáles? ¿Se puede decir que tengan aire? Razona tu respuesta.
23. ● Escribe en tu cuaderno los cinco gases componentes principales del aire. Indica la proporción de cada uno, su origen, y si interviene en algún proceso importante.
24. ●● El ozono es un gas escaso pero fundamental. Escribe en tu cuaderno una explicación sobrela importancia de este gas e indica dónde resulta beneficioso y dónde perjudicial.
25. ●● Haz en tu cuaderno un dibujo de un invernadero, explica el proceso por el que puede acumularse aire caliente en su interior y explica en qué consiste el efecto invernadero en la Tierra.
26. ●●● Teniendo en cuenta que el aire caliente se expande y que el aire frío se contrae, explica por qué sobre los polos la tropopausa se sitúa a unos 9 000 metros de altitud, mientras que sobre el ecuador llega a situarse a más de 15 000 metros de altitud.
27. ●● La Estación Espacial Internacional (ISS) orbita la Tierra a una altitud de unos 600 km. ¿Notaránlos astronautas a bordo algún efecto por el rozamiento con el aire? Explica tu respuesta.
28. ●●● La troposfera tiene un espesor medio de unos 10 km, que es aproximadamente la cincuentava parte del espesor de la atmósfera; sin embargo, contiene casi todo el aire. ¿Por qué no está repartido el aire de manera uniforme por todo el espesor de la atmósfera?
29. ●●● Completa esta tabla en tu cuaderno para explicar las diferencias entre la atmósfera primitiva y la actual.
Actividades30. ●● Fíjate en el siguiente mapa.
a) ¿Dónde existen más posibilidades de que haya nubosidad y precipitaciones: en España o en Gran Bretaña? ¿Qué tiempo hará en España?
b) ¿En cuál de los dos países es más alta la presión atmosférica?
c) ¿Hacia dónde es más probable que se desplace la borrasca: a Centroeuropa o a la Península Ibérica?
d) Copia el mapa y representa con flechas la dirección de los vientos.
31. ●● Observa la tabla de datos en la que se han anotado los valores de la presión atmosférica a lo largo de varias horas.
a) ¿Está aumentando o disminuyendo la presión atmosférica?
b) ¿Está llegando una borrasca o un anticiclón?
c) ¿La tendencia será a que haya más nubosidad o menos?
32. ● En los desiertos es frecuente que por la noche la temperatura sea inferior a cero grados, pero no se forma escarcha ni rocío. ¿Puedes explicar por qué?
33. ● Observa este aparato e indica qué dos instrumentos meteorológicos contiene y qué información aporta cada uno.
Gas
Concentración (%)Explicación
de la diferenciaAtmósferaprimitiva
Atmósferaactual
Vapor de agua
CO2
O2
Ozono
Argón
N2
15
80-90
0
0
1
0
Muy poco
0,03
21
0,05
1
78
Hora
Presiónatmosférica
12:00
1 020 mb
14:00
1 016 mb
16:00
1 010 mb
18:00
1 007 mb
B
A
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El mal de altura y el entrenamientoen altitud
UN ANÁLISIS CIENTÍFICO
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34. ● Indica cuál de estas imágenes es un mapa meteorológico y cuál un mapa significativo.
Razona si ambas imágenes reflejan la misma situación meteorológica.
35. ● ¿Qué instrumento meteorológico se utiliza para medir la presión atmosférica? ¿Y para medir la humedad del aire?
36. ● De estas siete frases, solo tres son correctas. Averigua cuáles son, escríbelas en tu cuaderno en el mismo orden en que están aquí, y obtendrás una explicación de la formación de las nubes.
a) El aire caliente puede contener más humedad que el aire frío.
b) El aire frío puede contener más humedad que el aire caliente.
c) Al enfriarse el aire, su humedad se condensa y forma gotitas.
d) Al calentarse el aire, se forma el rocío sobre los objetos.
e) Al congelarse el agua de las nubes, se formala escarcha.
f) Las gotitas microscópicas suspendidas en el aire forman las nubes.
g) Las nubes están formadas por vapor de agua.
La composición del aire es la misma tanto al nivel del mar como en la cumbre de la montaña más alta. Una bocanada de aire contiene aproximadamente cuatro partes de nitrógeno y una de oxígeno. La diferenciaes que al nivel del mar el aire es más denso, por lo quela cantidad total de aire que entra en los pulmoneses mayor, y la respiración es más eficaz.
Las personas que viven a gran altitud están habituadasa respirar este aire enrarecido. Su sangre contiene más glóbulos rojos, que son las células sanguíneas que transportan el oxígeno.
Algunos deportistas se entrenan a gran altitud durante varias semanas. Con ello consiguen aumentar su cantidad de glóbulos rojos, y la oxigenación de sus músculos. Cuando regresan al nivel del mar, su capacidad de oxigenación es mayor y su rendimiento deportivo aumenta durante unos días, hasta que la concentración de glóbulos rojos vuelve a la normalidad.
37. ●● Explica por qué en un lugar a gran altitud una persona puede sentir mareos, debilidad y fatiga.
38. ●● ¿Es cierto que el aire contiene menos oxígeno a gran altitud que al nivel del mar? Razona tu respuesta.
39. ●●● Los dibujos representan dos muestras de aire (A y B) y muestras de sangre de dos deportistas (1 y 2).
a) Indica cuál de las muestras de sangre corresponde a un deportista que se ha entrenado al nivel del mar y cuál corresponde a un deportista que se ha entrenado en altura.
b) Indica qué muestra de aire se ha tomado al nivel del mar y cuál se ha tomado a gran altitud.
c) Razona qué deportista obtendría más rendimiento en su respiración: ¿el deportista 1 compitiendo en el lugar cuyo aire es el de la muestra A, o el deportista 2 en el lugar de la muestra de aire B?
40. ●● Un deportista va a competir en Granada (738 m de altitud). ¿Dónde le interesa entrenar: en Granada, en Valencia (13 m de altitud) o en Valdelinares (Teruel), situado a 1 693 m de altitud?
B
A B
A
Molécula de O2 Glóbulo rojo
B 1 2
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Composicióny estructura
La atmósfera está compuesta por aire, que es una mezcla de gases:
• 78 % de nitrógeno, 21 % de oxígeno y 1 % de otros gases.
• Contiene cantidades variables de vapor de agua.
Estructurada en capas:
• Ionosfera: capa más externa, llega hasta los 500 km de altitud.
• Mesosfera: desde los 50 hasta los 80 km de altitud.
• Estratosfera: desde los 10 hasta los 50 km. Contiene la ozonosfera.
• Troposfera: desde el suelo hasta los 10 km de altitud.
OrigenLos gases expulsados por los volcanes originaron una atmósfera primitiva que experimentó cambios:
• El agua formó la hidrosfera, el CO2 se utilizó en la fotosíntesis y formó rocas calizas, y la fotosíntesis aumentó la cantidad de oxígeno.
Su dinámica
El clima
El aire se desplaza desde las zonas de mayor presión atmosférica (anticiclones) hacia las de menor presión atmosférica (borrascas).
Al enfriarse el aire, su humedad puede condensarse o congelarse, formando nubes, rocío, escarcha o precipitaciones.
Es el objeto de estudio de la meteorología, que toma datos sobre:
• Temperatura • Presión • Humedad
• Precipitaciones • Vientos
Con esos datos se realizan predicciones meteorológicas, que se representan mediante:
• Mapas meteorológicos • Mapas significativos
• Son los valores medios de temperatura y pluviosidad a lo largode un año.
• Se representa mediante climogramas.
El impactohumano
Las actividades humanas emiten sustancias a la atmósfera que producen diversos impactos:
• CO2, que produce efecto invernadero, causante del cambio climático.
• Gases CFC, que eliminan el ozono de la estratosfera.
• Óxidos de azufre y nitrógeno, que causan lluvia ácida.
• Hollín, que ensucia el aire y perjudica la salud de las personas.
Resumen
41. Haz en tu cuaderno un dibujo esquemático de la atmósfera y representa las diferentes capas en que está estructurada: la posición de la ozonosfera, los límites entre ellas, la altitud a la que se encuentra cada uno de los límites y un resumen de las principales características de cada capa.
42. Realiza en tu cuaderno un resumen en forma de tabla con tres columnas, poniendo en la primerael tipo de contaminante (CO2, óxidos de azufre y nitrógeno, gases CFC y hollín); en la segundacolumna el origen de estos contaminantes, y en la tercera las consecuencias de cada tipo de contaminación. Puedes ampliar la información con las diferentes maneras de combatir esta contaminación.
ACTIVIDADES
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Viaje de un naturalistaalrededor del mundo
EL RINCÓN DE LA LECTURA
nueve de la noche, no era más que 72 °Fahrenheit (22,2 °C).A menudo caían fuertes aguace-ros; pero los cálidos vientos del sur secaban con rapidez el sue-lo y podía pasearse con gusto. Una mañana llovió seis horas seguidas y cayó una pulgada y seis décimas de lluvia. Cuando esa tempestad pasó por los bos-
ques que rodean al Corcovado, las gotas de agua que chocaban contra la multitud innúmera de hojas producían un ruido extra-ño: Podía oírse a un cuarto de milla de distancia y se asemeja-ba al de un torrente impetuoso.
CHARLES DARWIN,Viaje de un naturalista alrededor
del mundo. Ed. Miraguano
El bosque abunda en objetos admirables, entre los cuales no puedo cansarme de admirar los helechos arborescentes, poco elevados, pero de un follaje tan verde, tan gracioso y tan elegan-te. Por la tarde cae a torrentes la lluvia y tengo frío, aunque el termómetro marca 65 grados Fahrenheit (18 grados 3 centesi-males). En cuanto cesa la lluvia presencio un espectáculo curioso: la enorme evaporación que se produce en toda la extensión del bosque. Un espeso vapor blanco envuelve entonces las colinas has-ta unos 100 pies de altura; estos vapores se elevan como columnas de humo por encima de las par-tes más frondosas del bosque, y principalmente por encima de los valles. He podido observar varias veces este fenómeno, debido, a mi parecer, a la inmensa superficie del follaje, calentada anterior-mente por los rayos del sol.[…]Ocupábame a menudo en estu-diar las nubes que viniendo del mar iban a estrellarse, digámos-lo así, contra la parte más alta del Corcovado. Como casi todas las montañas, cuando quedan así ocultas en parte por las nu-bes, el Corcovado parece elevar-
se a una altura mucho mayor de la que tiene en realidad, o sea de 2 300 pies (690 metros). Mís-ter Daniell, en sus ensayos me-teorológicos, ha hecho observar que una nube aparece algunas veces fija en la cima de una mon-taña, mientras el viento sigue so-plando. El mismo fenómeno se presentaba aquí bajo un aspec-to un poco diferente. En efecto, veíase la nube encorvarse y pa-sar con rapidez por encima de la cúspide, sin que la parte fija en la falda de la montaña parecieseaumentar ni disminuir. Po-níase el sol, y una suave bri-sa del sur que iba a dar contra el lado meridional de la roca, volvía a levantarse para ir a confundirse con la corriente su-perior de aire frío conforme se condensaban los vapores; pero a medida que las nubes ligeras habían pasado sobre la cima y se encontraban sometidas a la influencia de la atmósfera máscálida y septentrional, inmedia-tamente se disolvían.Durante los meses de mayo y junio, comienzo del invierno eneste país, el clima es delicioso. La temperatura media, dedu-cida de observaciones hechas a las nueve de la mañana y a las
43. En el texto se dice que Darwin tiene frío por la tarde, ¿consideras que se encuentra en una zona fría? ¿Por qué?
44. Al final del primer párrafo del texto se dice:«He podido observar varias veces este fenómeno…». ¿A qué fenómeno se refiere?
45. Imagínate que deseas viajar a las tierrasque describe Darwin y te dicen que en estos momentos allí es invierno. ¿Qué clase de ropallevarías? ¿Por qué?
46. ¿Cuándo comienza el invierno en las tierras que se describen en el texto?
COMPRENDO LO QUE LEO
Libros:Quemando el futuro: clima y cambio climáticoANTONIO RUIZ DE ELVIRA. Ed. NivolaTres jóvenes investigan los fenómenos vinculados al cam-bio climático. El libro ofrece acciones concretas mediante las que se podrían frenar las consecuencias de estos fenó-menos.
El tiempo y cómo se prediceHERMAN SCHNEIDER. Ed. Ramón SopenaCon ilustraciones y un lenguaje didáctico, explica cómo in-terpretar el tiempo atmosférico.
En la pantalla:La tormenta del siglo. National Geographic, 2002
La máquina del tiempo 3: el Tiempo. Colección: Fascinación por la Naturaleza. BBC. 2004
En la red:www.aemet.esPágina de la Agencia Estatal de Meteorología.
www.opengis.uab.es/wms/iberia/mms/index.htmAtlas climático de la Península Ibérica (UAB).
NO TE LO PIERDAS
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4 La hidrosferaterrestre
En esta unidad…
• Conocerás la distribución del agua que formala hidrosfera.
• Aprenderás las propiedades del agua, y su importancia en muchos procesos.
• Estudiarás las características del agua de los océanos y de las aguas continentales.
• Comprenderás los procesos que forman el ciclo del agua.
• Encontrarás información sobre los procesos de depuración y potabilización del agua.
• Aprenderás los usos que se hacen del agua.
• Conocerás qué impactos pueden producirse sobre la hidrosfera y qué medidas podemos tomar para evitarlos.
• Aprenderás las posibles variables que afectana un experimento y cómo se controlan.
PLAN DE TRABAJO
Cataratas del Nilo Azul (Etiopía).
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El Nilo es el río más largo del mundo y la cuna de la civilización egipcia, una de las más importantes de la Historia.
Este río proviene de la confluencia, en Sudán (África Oriental), del Nilo Blanco, que viene de Uganda, y el Nilo Azul procedente de Etiopía.
En 1856, los exploradores Richard Burton y John Speke comenzaron una expedición en busca de «las fuentes del Nilo», nombre con el que se conocía el nacimiento del Nilo Blanco. Tras dos años de acci-dentado viaje, llegaron a un inmenso lago al que lla-maron Tanganika, pero ese no era el origen del Nilo. Burton enfermó; Speke continuó el viaje solo y llegó hasta un lago aún mayor, al que llamó Lago Victoria. Creyó que ese era el origen del río Nilo, y así lo co-municó. Pero realmente el Nilo no nace allí, sino en unas montañas próximas, las Montañas de la Luna, hoy día conocidas como montañas Ruwenzori.
Curiosamente, 1 700 años antes de Speke, Ptolomeo había indicado estas montañas como el lugar más probable del nacimiento del Nilo.
1. ¿Qué es el ciclo del agua?
2. ¿Por qué es importante ahorrar en el consumo de agua?
3. ¿Conoces algunas medidas sencillas que podemos adoptar para ahorrar agua?
4. ¿Por qué se llama «agua dulce» al agua de los ríos?
a) Porque contiene azúcar en disolución.
b) Porque carece de sales en disolución.
c) Porque la cantidad de sales que lleva en disolución es muy pequeña.
d) Porque suele estar contaminada y no es potable.
RECUERDA Y CONTESTA
Busca la respuesta¿Qué propiedad física del agua le permite ascender por los vasos de los vegetales desde el suelo hasta muchos metros de altura?
Richard Burton. John Speke.
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El agua de la Tierra
El agua es para nosotros algo necesario y cotidiano, basta abrir un grifo para obtenerla en abundancia, la vemos correr formando ríos y arro-yos; incluso la inmensa extensión del mar nos resulta conocida.
Distribución del agua
En la superficie terrestre hay enormes cantidades de agua, aunque casi toda es agua salada.
El agua de la Tierra se distribuye en un 97 % de agua salada y un 3 % de agua dulce.
El agua dulce está repartida del siguiente modo:• El 79 % aparece en forma de hielo y nieve en los glaciares de monta-
ña y en los polos.• El 20 % son aguas subterráneas, que empapan el terreno.• El 1 % restante se encuentra en los lagos, el suelo, la atmósfera, los
ríos y los seres vivos.
Origen de la hidrosfera terrestre
Hace 4 500 millones de años, la Tierra presentaba una intensa actividad volcánica y estaba sometida a un continuo bombardeo de asteroides y cometas. Estos fenómenos enriquecieron la atmósfera con dióxido de carbono y vapor de agua.
En la actualidad los volcanes aún expulsan ambos gases a la atmósfera.
A medida que la Tierra se enfriaba, el vapor de agua se fue conden-sando y precipitó en forma de lluvia, acumulándose en la superficie y dando lugar a la hidrosfera.
La fotosíntesis eliminó gran parte del dióxido de carbono; el que queda produce un suave efecto invernadero. Esto, junto a la distancia que nos separa del Sol, hace que la temperatura media de nuestro planeta sea de 15 °C, lo que permite la existencia de agua en los tres estados:• Agua sólida, en forma de hielo y de nieve.• Agua líquida, en los mares, ríos y lagos. También forma las nubes,
y es un constituyente de los seres vivos.• Agua en estado gaseoso, que se encuentra en la atmósfera forman-
do la humedad del aire.
1
60
Distribución del agua en la Tierra
1. Imagina que tienes un rectángulo dividido en 100 000 cuadritos. Si esos cuadritos representan toda el agua de la hidrosfera, averigua cuántos de ellos corresponden al agua contenida en los seres vivos.
2. ¿Qué relación hay entre la actividad volcánica y la hidrosfera?
ACTIVIDADES
Total de aguaen el planeta
Total de agua dulce
Total de agua dulcesuperficial
Agua marina: 97 %
Agua dulce: 3 %
Hielo: 79 %
Aguas subterráneas: 20 %
Agua dulce superficial: 1 %
Lagos: 50 %
Suelo: 38 %
Atmósfera: 10 %
Ríos: 1 %
Seres vivos: 1 %
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El agua en los demás planetas rocosos
El proceso que tuvo lugar en la Tierra también ocurrió en los demás planetas rocosos, pero el resultado fue diferente en cada uno de ellos.• Mercurio es un planeta pequeño. Su escasa gravedad no retiene los
gases, por lo que no posee atmósfera y no hay agua en su superficie.• Venus sí mantiene su atmósfera de origen volcánico, con una gran
cantidad de dióxido de carbono. Esto produce un efecto invernade-ro tan intenso que la temperatura en su superficie es de casi 500 °C, por lo que no tiene agua líquida. El vapor de agua, al combinarse con los gases de azufre de origen volcánico, forma densas nubes de ácido sulfúrico.
• Marte es pequeño, su gravedad es menos de la mitad que la terrestre y poco a poco ha ido perdiendo su atmósfera, que actualmente es muy tenue. Presenta huellas de que hace millones de años hubo la-gos y cursos de agua en su superficie, pero hoy día la que queda está en forma de hielo en los polos y en el subsuelo.
Propiedades del agua
El agua es una sustancia con unas propiedades extraordinarias, inter-viene en muchos procesos que ocurren en la superficie terrestre y tiene mucha importancia para los seres vivos.
3. ¿Cómo afecta a la hidrosfera terrestre la presencia de dióxido de carbono en la atmósfera? ¿Ha ocurrido lo mismo en los otros planetas rocosos?
4. Busca en los conceptos clave el significado de los términos: «disolvente», «evaporación», «transpiración», «dilatación» y «adherencia».
5. Explica qué ocurriría si el agua no fuera una sustancia tan adherente.
ACTIVIDADES
Propiedad Procesos en la superficie terrestre Procesos en los seres vivos
Es muy buen disolvente
Disuelve minerales de la corteza terrestre.Arrastra las sales disueltas hasta el mar.Al evaporarse, produce el depósito de las sales disueltas.
Sirve como medio de transporte en el interior de los organismos.Es el principal componente de los fluidos orgánicos: sangre, linfa, saliva, jugos digestivos…
Absorbe gran cantidad de calor
Atempera el clima. Los océanos y mares absorben calor en verano y lo desprenden en invierno.Refrigera la superficie terrestre al evaporarse el agua que luego formará las nubes.
Amortigua los cambios de temperatura en el interior de los organismos.Es un eficaz refrigerante al evaporarse cuando los seres vivos transpiran.
Su dilataciónes anómala
Todas las sustancias se contraen al pasar del estado líquido al sólido, en cambio el agua se dilata al congelarse. Esto produce la rotura de las rocas en cuyas grietas se congela el agua.
En los lagos, ríos y mares, el hielo flota, creando una capa superficial helada bajo la cual se conserva agua líquida en la que pueden seguir viviendo los organismos acuáticos.
Es una sustancia adherente
El agua se adhiere eficazmente a la mayoría de las superficies; es decir, las moja. Esto hace que empape las rocas y el suelo, especialmente cuando es arcilloso, donde queda retenida.
El agua asciende por el interior de los finos vasos conductores de los vegetales, posibilitando asíel transporte de sustancias por el interior de las plantas.
Ciertas formaciones en la superficiede Marte dan indicios de la existencia de agua en el pasado. En la fotografíasuperior se observan posibles cauces fluviales. En la inferior, una probable línea de costa.
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6. ¿Cuántos kilogramos de sulfatos hay disueltos en 1 000 L de agua de mar?
7. Explica qué gases aporta al agua la actividad de los seres vivos, y mediante qué procesos.
8. ¿En qué parte del océano habrá más oxígeno disuelto: cerca de la superficie o en las zonas profundas donde no llega la luz? Explica por qué.
ACTIVIDADES
2 El agua de los océanos
El mar es para nosotros una fuente de diversión y de actividades de-portivas. Además, nos ofrece paisajes de gran belleza y de él extraemos muchos recursos valiosos, tanto para la alimentación como para la in-dustria.
Características del agua de los océanos
El agua de los océanos posee algunas características especiales:• Es agua salada. De media, cada litro contiene algo más de treinta y
cinco gramos de sales disueltas.• Contiene gases disueltos. Nitrógeno, oxígeno, dióxido de carbono
y otros, que se disuelven en el agua por dos procesos:– Por el oleaje, que tiende a mezclar el agua con el aire.– Por la actividad de los seres vivos acuáticos. Los fotosintéticos
producen oxígeno, y la respiración de todos los seres vivos pro-duce dióxido de carbono.
• Su temperatura varía con la profundidad. En la superficie, el aguaes calentada por el sol y su temperatura es mayor que la del agua que se encuentra por debajo. En las zonas más profundas, donde no llega la luz del sol, el agua se encuentra entre 4 y 22 °C.
Movimientos del agua de los océanos
El agua de los océanos presenta tres tipos de movimientos: olas, corrientes y mareas.
• Olas. Son ondas que se originan en la superficie del agua debido a la acción del viento. El oleaje produce varios efectos:– Mezcla eficazmente los 50 metros más superficiales del agua, por
lo que en esta zona hay mucho oxígeno disuelto.– Erosiona los acantilados y forma las playas.– Transporta la arena y el lodo por la costa y mar adentro.
• Corrientes marinas. Son movimientos de masas de agua que se desplazan dentro del océano como verdaderos ríos oceánicos. Son producidas por tres factores:– Vientos dominantes. En algunas zonas, los vientos soplan casi
siempre en una dirección, produciendo corrientes superficiales.– Diferencias de temperatura. El agua fría cercana a los polos
tiende a hundirse, y el agua más cálida de las zonas ecuatoriales se desplaza por la superficie hacia los polos.
– Diferencias de salinidad. En algunos lugares se produce una in-tensa evaporación, que hace aumentar la salinidad del agua. Esta agua es más densa y tiende a hundirse, lo que provoca corrientes.
• Mareas. Son ascensos y descensos periódicos del agua del mar, pro-ducidos por la atracción gravitatoria de la Luna y, en menor medida, por la del Sol.
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Cloruros: 87 %
Otros: 2 % Sulfatos: 11 %
Proporción de sales en el agua marina
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El aguade los continentes
Casi toda el agua que utilizamos habitualmente se encuentra sobre los continentes. Esta agua tiene un contenido en sales mucho menor que el agua de mar, por lo que se llama agua dulce.
El agua dulce puede encontrarse en diferentes formas: lagos, ríos, torrentes, aguas subterráneas, pantanos y glaciares.
• Lagos. Son acumulaciones de agua que ocupan depresiones delterreno. Algunos son muy grandes y profundos, como el Lago Victoria situado cerca del nacimiento del Nilo.
• Ríos. Son cursos de agua permanente. En España, el río más cau-daloso es el Ebro, y el más largo, el Tajo. El más caudaloso del mundo es el Amazonas, y el más largo, el Nilo, con 6 670 km de recorrido.
• Torrentes y arroyos. Son cursos de agua que permanecen secosparte del año. En las zonas más áridas hay ramblas, que se mantie-nen secas durante años. En momentos de intensas precipitaciones, el agua circula por ellas con violencia, lo que las hace muy peligrosas.
• Aguas subterráneas. Son acumulaciones de agua que empapa las rocas del subsuelo. A veces pueden formar lagos o ríos subterráneos, en zonas donde las rocas han sido disueltas formando cuevas.
• Zonas pantanosas, marismas y humedales. Son lugares en los que el suelo permanece encharcado todo el año. La profundidad del agua es muy variable y pueden ser de agua salada, si están cerca de la costa.
• Glaciares. Son acumulaciones de hielo. En los polos forman los cas-quetes glaciares, y en las montañas más altas, los glaciares alpinos.
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Las aguas subterráneas solo forman lagos y ríos en el interior de cuevas y galerías.
Los humedales tienen gran valor ecológico por ser el hábitat de muchas especies, especialmente de aves.
Cuando los glaciares llegan al mar, se rompen en grandes fragmentos que quedan flotando, son los icebergs.
Existen lagos de agua salada, como el mar Muerto, que tiene una concentración de sales diez veces mayor que la del mar.
9. ¿Qué son las ramblas?¿En qué condiciones puedenser peligrosas?
ACTIVIDADES
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El ciclo del agua
Cuando llueve, muy pronto vemos el agua formar charcos y pequeños regueros de agua que discurren por la superficie. Cuando sale el Sol y hace calor, esta agua no tarda en evaporarse. Estos procesos constitu-yen parte del ciclo que el agua realiza en la superficie terrestre.
Los procesos que tienen lugar en el ciclo del agua son los siguientes:
• Evaporación. Es el paso de agua líquida a gas (vapor de agua). El agua pasa de la hidrosfera a la atmósfera.
• Condensación. Es el paso de vapor de agua a agua líquida, que for-ma el rocío y las nubes, que pueden producir precipitaciones.
• Escorrentía. Puede ser superficial si el movimiento del agua ocurre por la superficie terrestre, formando ríos y arroyos, o subterránea si lo hace bajo la superficie.
• Infiltración. Es la penetración en el subsuelo del agua de la superfi-cie. Es más eficaz cuanto más permeable es el suelo.
4
10. En el ciclo del agua, esta puede pasar de la atmósfera a la hidrosfera. ¿Puede pasar desde la biosfera hasta la atmósfera? ¿Mediante qué proceso?
11. Explica el papel del Sol en el ciclo del agua.
ACTIVIDADES
Emisión de vaporde agua
Precipitación
Precipitación
Precipitación
Evaporación
Condensaciónen forma de nubes
Escorrentía
Escorrentía subterránea
Evaporación
Transpiración
Lago
Infiltración
Movimiento de las nubes
Rocasdel suelo
Aguasubterránea
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El agua que necesitamos
El agua es la sustancia más abundante en los seres vivos. Además, al día necesitamos ingerir entre 1,5 y 2 litros de agua para reponer la que per-demos por el sudor, la orina y la respiración. Esta cantidad puede ser mucho mayor en días calurosos, o cuando hacemos mucho ejercicio.
Usos del agua
El uso que se hace del agua varía mucho en los diferentes países, y de unas zonas a otras.
En España, la mayor parte del agua se utiliza para la agricultura. Suele ser agua no potable, pero aun así es un recurso valioso y caro.
Otra parte importante se dedica a la industria, en cuyos procesos se utiliza también agua no potable.
El resto del agua que consumimos se dedica al uso doméstico. Se trata de agua potable usada en alimentación, limpieza, etc.
Medidas de ahorro de agua
Diariamente cada uno de nosotros utilizamos unos 160 litros de agua potable para beber, cocinar, asearnos, lavar, fregar y otros usos. Esta cantidad puede reducirse fácilmente si adoptamos algunos hábitos adecuados.• Ducharnos en vez de bañarnos y cerrar el grifo mientras nos enja-
bonamos o nos cepillamos los dientes.• Utilizar el lavavajillas y la lavadora, llenándolos bien antes de po-
nerlos en funcionamiento.• Instalar dispositivos de ahorro en la cisterna del inodoro y difuso-
res en los grifos.
5
12. Calcula cuántos kilogramosde agua hay en tu cuerpo.
13. Una forma sencilla de reducir el consumo de agua es introducir una botella llena de agua en la cisterna del inodoro. Explica qué se consigue con esta medida.
14. Observa la tabla inferior y calcula el porcentaje de agua que ahorrarías durante undía en el aseo, haciendo un uso correcto del agua con dispositivos de ahorro, con respecto al consumo derivado de un mal uso.
ACTIVIDADES
Ser vivo Porcentaje de agua
Alga
Lechuga
Medusa
Feto humano
Persona joven
98 %
93 %
97 %
94 %
65 %
Consumo medio de agua en el aseo
Consumo derivado de un mal uso
Consumo derivado de un uso correcto
Consumo derivado de un uso correcto
con dispositivos de ahorro
Retrete
10 L por descarga.
8 descargas: 80 L
Utiilizar el retrete como una papelera y hacer innecesarias descargas de la cisterna.
4 descargas: 40 L
Descargar la cisterna sololas veces realmente necesarias.
4 descargas: 24 L
Reducir la capacidad de la cisterna unos 4 litros instalando un dispositivo en su interior.
Ducha
15 L por minuto.
1 baño: 300 L
Llenar la bañera de agua en lugar de ducharse cerrando el grifo para enjabonarse.
3 minutos: 45 L
Ducharse durante pocos minutos cerrando el grifo para enjabonarse.
3 minutos: 21 L
Instalar difusores de aire en los grifos para reducir la cantidad de agua en 7 L cada minuto.
Grifo del lavabo
10 L por minuto.
3 minutos 3 veces al día: 90 L
Mantener el grifo abierto durante el cepillado de los dientes.
3 minutos 3 veces al día: 13 L
Utilizar el agua del grifo únicamente para aclararse la boca.
3 minutos 3 veces al día: 6 L
Instalar un difusor en el grifo y mantenerlo cerrado mientras no se necesite agua.
Litros gastados durante un día. 80 + 300 + 90 = 470 L 40 + 45 + 10 = 95 L 24 + 21 + 6 = 51 L
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66
El agua potable
El agua que llega a los grifos de nuestras casas es agua potable que pode-mos beber sin riesgo para nuestra salud. Esta agua ha sido sometida a un proceso de potabilización que la hace apta para el consumo humano.
Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), el agua tiene que cumplir los siguientes requisitos para ser potable:• No debe contener sustancias nocivas para la salud; es decir, debe ca-
recer de contaminantes biológicos (microbios patógenos), químicos (orgánicos o inorgánicos) y radiactivos.
• Ha de tener una proporción determinada de gases y de sales inorgá-nicas disueltas.
• Tiene que ser incolora o translúcida, inodora y de sabor agradable.
6
Las plantas desalinizadoras permiten obtener agua dulce a partir del agua del mar. (Planta desalinizadora de Las Palmas de Gran Canaria).
15. A veces el agua del grifo tiene un ligero sabor a cloro. Sin embargo, durante el proceso de potabilización el agua es declorada con óxido de azufre. ¿En qué fase del proceso le vuelven a añadir cloro y con qué finalidad?
ACTIVIDADES
2. Pretratamiento. Se mezcla con carbón activado,que retiene partículas, y con ozono, que elimina
bacterias y virus. Se le añaden además sustancias químicas que eliminan
otros productos disueltos.
5. Bombeo y distribución. Se le añade otra pequeña cantidad de
cloro, que garantiza su pureza durante la distribución, y se bombea a
los lugares de consumo.
Esquema de una planta potabilizadora
3. Decantacióny filtración. Se deja
en reposo para que sedepositen los lodos, y se hace
pasar por filtros de arena muy fina.
4. Cloracióny decloración.
Se le añade cloro,que elimina cualquier
microorganismo. A continuaciónse le retira gran parte del cloro
utilizando un óxido de azufre, y ya está lista para su distribución.
1. Captación y desbastado. Se toma el agua de las reservas naturales (ríos, embalses, aguassubterráneas, etc.) y se hace pasar por unas rejillas para quitarle restos de vegetación y arena.
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La calidad del agua
Cuando nos bañamos en la playa o en un río, es necesario ser pruden-tes, no solo para prevenir accidentes, sino también para evitar bañar-nos en agua que perjudique nuestra salud por estar contaminada.
La contaminación del agua
La contaminación del agua de los continentes y de los mares es un gra-ve problema que tiene diversas causas, entre ellas están:• Los vertidos de las industrias y de las aguas procedentes de granjas.• Las aguas residuales de los núcleos urbanos.• Los vertidos de barcos petroleros en el mar.• El uso de fertilizantes y plaguicidas en los cultivos, que pueden
infiltrarse en el suelo y contaminar los ríos y las aguas subterráneas.
Para evitar esta contaminación, se depuran los vertidos (industriales, agrícolas, ganaderos, urbanos, etc.) en plantas depuradoras, que eliminan las sustancias contaminantes antes de verter el agua a los ríos o al mar.
Lo que nosotros podemos hacer
Todos podemos contribuir a mantener la hidrosfera limpia. Para ello:• No tires basura en el campo, en los ríos, lagos, embalses ni playas.
Guárdala en una bolsa y deposítala en un contenedor.• No viertas por el desagüe pinturas, aceites ni disolventes, que difi-
cultan mucho la depuración de las aguas residuales. Infórmate del lugar de tu localidad donde pueden depositarse estos productos químicos peligrosos, y acude allí a depositarlos.
• No arrojes pilas a la basura. Desde un vertedero, las sustancias conta-minantes de una pila pueden acabar en un río. Utiliza los contenedo-res especiales o déjalas en la tienda en que compras otras.
7
Muchos animales marinos mueren atragantados al ingerir bolsas de plástico, o enganchadosen plásticos con forma de anillo.
Esquema de una planta depuradora
1. Pretratamiento. Se eliminan los sólidos de gran tamaño y las grasas.
2. Decantación primaria. El agua se pasa a un tanque de decantación al aire libre para que las sustancias sólidas precipiten en el fondo.
3. Tratamiento biológico. Al agua se añaden bacterias que consumen la materia orgánica.
4. Decantación secundaria. El agua se separa de los lodos producidos por la acción bacteriana.
Desarenado
Desengrasado
Deshidratación de lodos.
Lodos
Secado de lodos.
Finalmente el agua se filtra, se desinfecta y se vierte al río o al mar.
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Cuando la hidrosfera se convierte en una amenaza
Los ríos y el litoral son normalmente lugares de descanso y diversión donde se puede disfrutar de la naturaleza. Pero estas zonas están sujetas a unos riesgos derivados del funcionamiento de la hidrosfera, que en ocasiones, pueden ocasionar graves catástrofes que provocan pérdidas materiales y humanas.
EN PROFUNDIDAD
Avenidas torrenciales. Ocurren cuando tras una intensa tormenta el agua inunda un cauce que permanece habitualmente seco, a veces durante años. A menudo, se instalan en ellos chabolas, huertas, cultivos, etc., por lo que, cuando se produce la avenida, los destrozos son enormes y el riesgo para las personas es muy alto.
Inundaciones. Se producen cuando un río aumenta su caudal y se desborda. Los cultivos, granjas y construcciones que hay en los márgenes resultan muy dañados. El litoral mediterráneo y la costa cantábrica son propensos a estas inundaciones en épocas de lluvias fuertes, especialmente en los lugares próximos a las desembocaduras.
Lluvias torrenciales. La gota fría es una situación meteorológica típica del litoral mediterráneo a finalesde verano y principios de otoño. Se produce cuando el aire en las capas bajas de la atmósfera es cálido y muy húmedo, y en la parte alta de la troposfera entra una masa de aire muy frío. Esto provoca fortísimas precipitaciones, que a su vez producen inundaciones.
Tsunamis. Son olas gigantescas ocasionadas por un terremoto producido en el fondo del mar. Su poder destructor sobrelas poblaciones costeras es enorme. En diciembre de 2004, un tsunami causó la muerte de casi 300 000 personas en el Sudeste Asiático. En 2009 otro tsunami ocasionó en las islas de Samoa decenas de víctimas. En España, este riesgo se localiza en las Islas Canarias y en la costa atlántica de la Península.
16. ¿Qué condiciones meteorológicas son las que determinan la formación de una gota fría? ¿Qué parte de España es especialmente propensa a la formación de gotas frías, y en qué época del año?
17. Explica por qué es peligroso construir viviendas en los cauces que durante años permanecen secos. ¿Qué tipo de riesgo hidrológico presentan esos cauces?
18. Japón es un país formado por varias islas, en las que el riesgo de terremotos es muy elevado. ¿Qué riesgo añadido presentan las zonas costeras de Japón? Razona tu respuesta.
ACTIVIDADES
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Ciencia en tus manosControl de variables en un experimento. La formación de las nubes
La condensación del vapor formando gotas de agua líquida origina las nubes. En este proceso del ciclo del agua influyen varios factores: la temperatura del aire, su humedad, la presión atmosférica, la presencia de partículas de polvo en la atmósfera, etc.
Si queremos averiguar cómo influye la temperatura en la condensación del vapor de agua, debemos comparar masas de aire que estén a diferentes temperaturas pero que tengan los demás factores idénticos.
A este proceso de mantener iguales todas las variables y modificar solo una, se le llama control de variables de un experimento. La única variable que modificamos es la variable independiente; en este caso, la temperatura.
Vamos a llevar a cabo un experimento para averiguar cómo influye la temperatura en la eficacia de la condensación. Utilizaremos cuatro vasos de vidrio a diferentes temperaturas, y observaremos si la humedad del aire se condensa en su exterior.
1. Sobre una mesa ponemos cuatro vasos de vidrio iguales, rotulados con A, B, C y D, y colocamos un termómetro en su interior. Al estar los cuatro vasos sobre la misma mesa y muy próximos, podemos asumir que el aire que está en contacto con ellos es idéntico en cuanto a su presión atmosférica, densidad, contenido en humedad, partículas, etc. Es decir, consideramos que todas esas variables son variables controladas.
2. El vaso A lo llenamos con agua muy caliente; el B, con agua a temperatura ambiente; en el C ponemos agua y tres cubitos de hielo, y el D lo llenamos de cubitos de hielo. Es importante que los vasos estén bien secos por su exterior.
3. Esperamos veinte minutos y anotamos si se ha producido condensación en la cara externa de los vasos.
19. Echa el aliento sobre los vasos para aportar aire más húmedo y observa si aumenta la condensación en alguno. Describe lo que ocurre. ¿Cuál de las variables controladas has modificado?
20. Si repites el experimento con vasos de distintos materiales (el A de plástico, el B de metal, el C de vidrio y el Dde cerámica) y los sitúas en habitaciones diferentes, ¿tendría la misma validez el experimento? Explica por qué.
ACTIVIDADES
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Vaso
A
Temperatura
60 °C
Condensación
Sin condensación.
B 18 °C Sin condensación.
C 6 °C Pequeñas gotas.
D 0 °CGotas gruesas que resbalan por el vaso.
La temperatura del vaso indicada por el termómetro es la variable independiente. El grado de condensación de la humedad del aire depende de la temperatura, por lo que recibe el nombre de variable dependiente.
El resto de las variables (presión, tiempo transcurrido, humedad del aire, etc.) son iguales para los cuatro vasos, por lo que las consideramos variables controladas.
A
60 °C 18 °C 6 °C 0 °C
B C D A B C D
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21. ● Copia en tu cuaderno este diagrama de sectores que muestra la distribución del agua dulce de la hidrosfera, e indica qué representa cada sector.
22. ●● Escribe en tu cuaderno un resumen de lo que ha ocurrido con la hidrosfera de los cuatro planetas interiores: Mercurio, Venus, la Tierra y Marte.
23. ● ¿En qué tres estados se encuentra el agua en la superficie terrestre? Indica qué forma esa agua en cada caso.
24. ●● El agua arrastra las sales en disolución hastael mar, y también transporta sustancias nutritivas en nuestra sangre.
¿Qué propiedad del agua le permite hacer ambas cosas?
25. ●●● Observa en los siguientes dibujos cómola superficie de un líquido se curva en el punto de contacto con un vaso. Esa forma se llama «menisco».
El mercurio es una sustancia muy poco adherente,no moja las superficies.
Observa los meniscos del agua y del mercurio y trata de explicar en qué se diferencian, y a qué se debe esa diferencia entre ellos.
26. ●● En un día caluroso, si regamos el suelo notamos que se refresca el ambiente.
¿A qué se debe ese efecto, y qué relación tiene con el frío que sentimos al salir mojados del agua?
Actividades27. ●● El clima de Galicia, Asturias, Cantabria y el País
Vasco presenta menos diferencias de temperatura entre el invierno y el verano que el clima de las zonas de interior, como Castilla-La Mancha o Aragón.
¿Cuál es la causa de esta diferencia, y qué propiedad del agua permite explicarla?
28. ●● La salinidad del agua de mar es del 3,5 %, o también del 35 ‰.
Explica qué significa ese dato. ¿Cuántos gramos de sal podemos obtener de la evaporación de 100 litrosde agua marina?
29. ●●● En los desiertos no llueve casi nunca, pero cuando cae un chaparrón, el agua casi no se infiltraen el suelo, sino que forma torrentes muy impetuosos que realizan una intensa erosión. ¿Puedes explicarpor qué?
30. ●● ¿Qué son los casquetes glaciares? ¿En quése diferencian de los glaciares alpinos?
31. ●● El siguiente dibujo representa un esquema del ciclo del agua.
a) Copia el dibujo en tu cuaderno y coloca en el lugar que corresponda cada uno de los siguientes fenómenos: evaporación, condensación, precipitación, escorrentía superficial e infiltración.
b) Observa que en el dibujo aparece un volcán.¿Qué papel representa la actividad volcánicacon respecto a la hidrosfera?
c) ¿Qué papel desempeñan las plantas en el ciclo del agua?
32. ●● Repasa los requisitos que debe tener el agua potable según la OMS. ¿Qué formas de contaminación se mencionan en ellos?
Agua. Mercurio.
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El uso del agua
UN ANÁLISIS CIENTÍFICO
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33. ●●● Un grifo abierto vierte normalmente unos 15 litros por minuto.
a) Si nos lavamos los dientes tres veces al día y nos duchamos una vez al día, calcula cuánta agua puedes ahorrar si reduces en cinco minutos el tiempo de tu ducha y cierras el grifo durante los dos minutos en que te cepillas los dientes cada vez.
b) Calcula qué porcentaje supone esa cantidad, de los 160 litros que consume por término medio una persona diariamente.
34. ● ¿Cuáles son las principales fuentes de contaminación ligadas a la actividad humana?
35. ●● Llena totalmente de agua una botella pequeñade plástico. Ciérrala bien y métela en el congelador. Dependiendo del tipo de plástico, puede romperseo deformarse.
a) ¿Por qué ocurre esto?b) Si la botella fuera de vidrio, ¿qué sucedería?c) Explica la relación de esta experiencia con la rotura
de rocas por efecto de la congelación del agua.
36. ●● Arrojar una pila gastada al cubo de la basura parece un gesto inofensivo, pero en realidades una agresión al medio ambiente. Explica qué tipo de impacto causan las pilas arrojadas a la basura.
Cuando consumimos agua para el uso doméstico, industrial, para la agricultura o la ganadería, estamos haciendo un uso consuntivo del agua. En cambio, cuando el agua se utiliza pero no se consume, por ejemplo en actividades recreativas, para la producción de energía hidroeléctrica, o para el mantenimiento de hábitats acuáticos, estamos haciendo un uso no consuntivo del agua.
37. ● Cuando usamos agua para lavar ropa o fregarla vajilla, ¿estamos haciendo un uso consuntivoo no consuntivo del agua?
38. ● El agua que se utiliza en usos no consuntivos puede resultar contaminada o no; busca en el texto un ejemplo de uso no consuntivo que contamineel agua y otro que no la contamine.
39. ● Las plantas depuradoras que se instalan en las ciudades sirven para limpiar el agua, quitándole los contaminantes antes de devolverla a los ríos.
¿El agua que llega a estas plantas ha tenido un uso consuntivo o no consuntivo?
40. ●● En toda España, por término medio, entre el 75 y el 80 % del agua de uso consuntivo se utiliza para riego.
Si un año se destinan a usos consuntivos 30 500 hm3, ¿cuántos hm3 se han dedicado a riego y cuántos a otros usos?
41. ●● En las grandes ciudades, aproximadamente el 72 % del agua de usos consuntivos es para consumo humano y solo el 27 % se emplea para otras cosas.
Compara estos datos con los de la pregunta anterior y explica la diferencia entre ambos porcentajes.
42. ●●● En España se está empezando a utilizar agua de mar desalada. La desalinización es el proceso que permite obtener agua dulce a partir del agua de mar.
¿Dónde crees que será más conveniente instalar plantas desalinizadoras: en Murcia o en Asturias? Razona tu respuesta.
43. ●●● Se suele considerar que, dentro de los usos consuntivos, el riego es el que menos afecta el ciclo del agua.
¿Encuentras alguna razón para considerarlo así?
Usos consuntivos Usos no consuntivos
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Distribucióndel agua
Mares y océanos: 97 %. Agua dulce: 3 %, de la cual:
• Hielo de los glaciares: 79 %.
• Aguas subterráneas: 20 %.
• Aguas superficiales: 1 %.
Propiedadesdel agua
• Buen disolvente. Transporta sales en el interior de los seres vivos.
• Absorbe gran cantidad de calor. Atenúa las diferencias de temperatura en el clima.
• Su dilatación al congelarse es anómala. El hielo flota.
• Es adherente. Empapa las rocas, queda retenida en el suelo y sube por conductos finos.
Movimientosdel agua
de los océanos
El agua de los océanos presenta tres movimientos:
• Oleaje. Ondas debidas al viento. Mezcla la masa de agua, erosiona los acantilados y transporta materiales.
• Corrientes. Desplazamientos de masas de agua debidos a vientos dominantes, y a diferencias de salinidad y temperatura.
• Mareas. Ascensos y descensos del agua producidos porla atracción de la Luna y, en menor medida, del Sol.
El ciclodel agua
Es el conjunto de pasos y procesos que experimenta el agua de la hidrosfera por la superficie terrestre y la atmósfera.
Los procesos que ocurren en este ciclo son: evaporación, condensación, precipitación, transpiración, infiltración y escorrentía.
El uso del agua
En España, la mayor parte del agua se utiliza en la agricultura. También se emplea en la industriay para uso doméstico.
El agua se potabiliza en las plantas potabilizadoras, donde es sometida a varios procesos:
• Captación y desbastado.
• Pretratamiento y ozonización.
• Decantación y filtración.
• Cloración y decloración.
• Bombeo y distribución.
El agua se contamina por:
• Vertidos de industrias y granjas.
• Aguas residuales de núcleos urbanos.
• Vertidos de petróleo.
• Plaguicidas y fertilizantes.
Resumen
44. Explica a qué se llama agua salada y agua dulce. ¿Qué proporción de cada una hay en la hidrosfera? ¿En qué formas se puede encontrar el agua dulce?
45. Describe en tu cuaderno las fases de que consta el proceso de depuración de aguas residuales.
46. Elabora en tu cuaderno un esquema similar al del resumen de la unidad con las características del agua de los océanos.
ACTIVIDADES
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Sobre el agua
EL RINCÓN DE LA LECTURA
Pues bien, creo que las historias cuchicheadas por las finas cañas, con sus vocecitas tan dulces, deben de ser aún más siniestras que los dramas tétricos contados por los aullidos de las olas. Pero ya que me pregunta por algunos de mis recuerdos, le voy a contar una aventu-ra singular que me ocurrió aquí, hace unos diez años.
GUY DE MAUPASSANT,El Horla y otros cuentos. Ediciones Cátedra
El verano pasado había alquilado una casita de campo a orillas del Sena, a varias leguas de París, e iba a dormir allí todas las noches. Después de unos días conocí a uno de mis vecinos, un hombre de unos treinta a cuarenta años, que desde luego era el tipo más raro que había visto nunca. Era un viejo barquero, pero un barquero fanático, siempre cerca del agua, siempre sobre el agua, siempre en el agua. Debía de haber nacido en un bote, y seguramente muera en la botadura final.Una noche, mientras paseábamos a orillas del Sena, le pedí que me contara algunas anécdotas de su vida náutica. Entonces el buen hom-bre se animó, se transfiguró, se volvió locuaz, casi poe ta. Tenía en el corazón una gran pasión, una pasión devoradora, irresistible: el río.–¡Ay! –me dijo–, ¡cuántos recuerdos tengo en este río que ve fluir ahí cerca de nosotros!Vosotros, los habitantes de las calles, no sabéis lo que es un río. Pero escuche cómo un pescador pronuncia esa palabra. Para él es la cosa misteriosa, profunda, desconocida, el país de los espejismos y de las fantasmagorías, donde de noche se ven cosas que no son, donde se oyen ruidos que no se conocen, donde se tiembla sin saber por qué, como al cruzar un cementerio: y en efecto es el cementerio más si-niestro, aquel donde no se tiene tumba.Para el pescador la tierra tiene límites, pero en la oscuridad, cuan-do no hay luna, el río es ilimitado. Un marinero no experimenta lomismo por el mar. Este es a menudo duro y malo, es verdad, pero grita, aúlla: el mar abierto es leal; mientras que el río es silencioso y pérfido. No ruge, corre siempre sin ruido, y el eterno movimiento del agua que fluye es más espantoso para mí que las altas olas del océano. Ciertos soñadores pretenden que el mar esconde en su seno inmensos países azulados, donde los ahogados ruedan entre los gran-des peces, en mitad de extraños bosques y en cuevas de cristal. El río solo tiene profundidades negras en cuyo limo nos pudrimos. Sin em-bargo, es bello cuando brilla al sol que se levanta y cuando chapotea suavemente entre sus orillas llenas de cañas que murmuran.Un poeta, hablando del océano, dijo:
«¡Oh, mares, cuántas lúgubres historias conocéis!Mares profundos, temidos por las madres arrodilladas.Historias que os contáis cuando suben las mareasY es lo que os da las voces desesperadasQue tenéis, a la noche, cuando venís hacia nosotros».
47. Aunque el barquero habla con temor del río, ¿dice algo bonito de este?
48. ¿Considera el barquero que el río es peligroso? ¿Por qué?
49. ¿Por qué el barquero era un tipo raro?
50. El autor utiliza un lenguaje muy poético en algunos fragmentos del texto. ¿Con qué finalidad?
COMPRENDO LO QUE LEO
Libros:Inciértico o la rica historia del sexto océanoMARTA ECHEGARAY. Ed. SiruelaAventuras de una niña de 12 años y una tortuga en el archi-
piélago del océano Inciértico.
Las trampas del Mar: Una aventura del equipo Cousteau en viñetas ilustradasSERAFINI-PACCALET. Ed. Debate
En la pantalla:El Viaje del Agua. Superproducciones de Ciencias y Naturaleza. BBC, 2003
En la red:recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/1ESO/hidrosfe/contenidos.htmPágina del Ministerio de Educación sobre la hidrosfera.
NO TE LO PIERDAS
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Los minerales
En esta unidad…
• Aprenderás qué son los minerales y cuáles son sus componentes y sus características.
• Diferenciarás entre la materia amorfa y la materia cristalina.
• Conocerás la clasificación de los minerales, y los representantes más importantes de cada grupo.
• Reconocerás los procesos que pueden dar origen a los minerales.
• Estudiarás las principales propiedades de los minerales.
• Conocerás los modos en que se extraen y los usos que se dan a los minerales.
• Aprenderás a elaborar una tabla con las propiedades de los minerales, para poder reconocerlos.
PLAN DE TRABAJO
Explotación de sal.
Mosaico de la ciudad de Ostia Antica.
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La sal es un mineral que forma parte de nuestra dieta, ya que la utilizamos de forma habitual en la cocina para con-dimentar todos nuestros platos.
Para el imperio romano, la sal era un producto muy im-portante que se usaba entre otras cosas como conservante de alimentos y como desinfectante para las heridas. Tam-bién tenía una destacada importancia social y se utilizaba en rituales religiosos.
Hace unos 2 500 años, se construyó la vía romana más an-tigua de Italia, la «Vía salaria», que conectaba la ciudad de Roma con las enormes salinas de Ostia, en el mar Adriáti-co. A lo largo de sus 242 km, esta ruta que atravesaba los Apeninos, se utilizaba para transportar la sal hasta Roma.
A los soldados romanos que cuidaban de la seguridad de la ruta se les pagaba con pequeños saquitos de sal, el «sala-rium argentum». Este es el origen de la palabra actual sa-lario, que es la retribución que recibe un trabajador por sus servicios.
Calzada romana. Ostia Antica.
1. Algunos minerales se presentan como cristales con caras planas y formas geométricas. ¿Conoces algún mineralque presente ese aspecto?
2. ¿Sabes qué es un yacimiento mineral?
a) Un mineral muy valioso.
b) Una zona de la corteza donde unoo más minerales son especialmente abundantes.
c) Un mineral del que puede obtenerseun producto de interés industrial,como el hierro.
d) El material que podemos obtener procesando industrialmente un mineral.
RECUERDA Y CONTESTA
Busca la respuestaLos minerales tienen distinta dureza. El diamante es famoso, entre otras cosas, por ser el mineral más duro que existe,al que ningún otro puede rayar…¿O quizá sí? ¿Con qué puede rayarseun diamante?
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Diamantes y minas de lápices
El diamante es carbono puro, formado en el interior terrestre a enormes presiones y elevadas temperaturas. El grafito también es carbono puro, pero su formación es diferente. La forma como se ordena internamente el carbono en ambos minerales es distinta, y también lo son sus propiedades.
Cuando una sustancia puede dar lugara minerales distintos, se dice que estosson formas alotrópicas. El diamantey el grafito son formas alotrópicas del carbono.
EN PROFUNDIDAD
76
Los materiales de la geosfera
Las piedras que podemos coger del suelo tienen un aspecto sólido y resistente, y algunas son muy duras y bastante pesadas. En ellas, por término medio, casi la mitad de su peso es oxígeno.
El oxígeno es el elemento más abundante en la corteza terrestre, mu-cho más que el silicio, que es el siguiente en orden de abundancia. En cualquier roca o mineral podemos encontrar oxígeno formando parte de su composición química, y en casi todos aparece también silicio.
Minerales
Los minerales son sólidos formados por la combinación química de los elementos que hay en la corteza terrestre. Las rocas están constituidas por minerales.
Por ejemplo, el carbono, el calcio y el oxígeno se combinan y forman un mineral llamado calcita, en el que el 12 % del peso del mineral corresponde a carbono; el 40 %, a calcio, y el 48 % restante, a oxígeno.
Pero no todos los minerales tienen oxígeno en su composición. Por ejemplo, el cinabrio es sulfuro de mercurio, es decir, está compuesto por azufre y mercurio.
Se conocen más de tres mil minerales distintos, y cada año se descu-bren entre 20 y 50 nuevos, casi todos minerales arcillosos.
Un mineral debe presentar tres características:• Ser natural. Las sustancias creadas artificialmente en el laboratorio
no son minerales.• Tener origen inorgánico. Las sustancias producidas por los seres
vivos, por ejemplo, el azúcar, no son minerales.• Tener composición química homogénea, es decir, todas sus partes
tienen que estar formadas por la misma sustancia.
1
ElementosPorcentaje
en masa (%)
Oxígeno (O)
Silicio (Si)
Aluminio (Al)
Hierro (Fe)
Calcio (Ca)
Sodio (Na)
Potasio (K)
Magnesio (Mg)
Hidrógeno (H)
Carbono (C)
47
28
7,9
4,5
3,5
2,5
2,5
2,2
0,22
0,19
Elementos más abundantesde la corteza terrestre
Casi la mitad del peso de la calcita corresponde a oxígeno.
1. Escribe en tu cuaderno una definición de mineral en la que se especifiquen las tres características que lo identifican.
2. ¿Qué relación hay entre los minerales y las rocas?
ACTIVIDADES
El diamante es el mineralmás duro que existe,mientras que el grafitoes tan blando quese deshace al rozarlocontra el papel.
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Composición de los minerales
En las imágenes de construcciones que aparecen en la parte superior, podemos ver que la estructura fabricada en el primer caso está realiza-da con piezas de diferentes formas, tamaños y colores mezcladas, mien-tras que en el segundo caso todas las piezas son iguales.El primer caso representa una mezcla de varios componentes distin-tos, mientras que el segundo muestra una sustancia pura formada por un solo tipo de componente.
Los minerales son sustancias puras, en cuya composición interviene un único tipo de sustancia.
Por ejemplo, el mineral denominado calcita está compuesto únicamen-te por carbonato de calcio.
La composición de los minerales determina algunas de sus propieda-des; por ejemplo, el óxido de silicio, que forma el mineral cuarzo, es más resistente a la rotura que el sulfato de calcio, que forma el yeso.
Todos los ejemplares de un mismo mineral tienen las mismas propie-dades, ya que, al estar constituidos únicamente por un tipo de sustan-cia, todos tienen la misma composición.
Sin embargo, es frecuente que en la composición de un mineral haya diversas impurezas, que pueden modificar algunas de sus propieda-des, como por ejemplo el color. Decimos entonces que ese mineral tiene variedades. El cuarzo es un mineral con muchas variedades.
Minerales amorfos y minerales cristalizados
El aspecto exterior de un mineral está determinado por la forma en que se disponen sus componentes. Así, podemos tener:• Minerales amorfos. Son minerales cuyos
componentes están desordenados, como el ágata.
• Minerales cristalizados. Son minerales cuyos componentes están dispuestos de forma ordenada,lo que produce una materia cristalina.
Algunos minerales cristalizados, aunque no todos, presentan además un aspecto externo con caras planas, vértices y aristas. Estos ejemplares se denominan cristales.
Cuarzo blanco o lechoso.oso.
Cuarzo rosa.
El cristal de roca es cuarzo (óxido de silicio) incoloro.
Cuarzo ahumado.ahhumad
El ágata es cuarzo (óxido de silicio) amorfo.
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La clasificación y el origen de los minerales
Las piedras que podemos ver en el campo, la grava, los granos de arena de una playa, incluso algunos materiales de construcción, como los la-drillos, están hechos de minerales.
Se conocen miles de minerales diferentes, y sus combinaciones forman gran diversidad de rocas y materiales distintos.
La mayoría de los minerales contienen los dos elementos más abun-dantes en la corteza: oxígeno y silicio, y se conocen como silicatos.
El resto de los minerales, que no contienen silicio en su composición, se conocen como no silicatos.
Silicatos
Los silicatos son un grupo de minerales que contienen principalmente silicio y oxígeno en su composición.
Algunos silicatos abundantes en la corteza terrestre y que forman parte de muchas rocas son:• Cuarzo. Es el mineral más característico de las rocas graníticas. Es
muy duro y no se altera con el agua, por lo que es también muy abundante en los sedimentos arenosos de los ríos.
• Feldespatos. Forman parte de muchas rocas de la corteza terrestre, como el granito y el basalto. El más conocido es el feldespato ortosa.
• Micas. Son abundantes en rocas como el granito y los esquistos. Se alteran con el agua, convirtiéndose en minerales de arcilla. Las más conocidas son la mica blanca o moscovita y la mica negra o biotita.
• Minerales de arcilla. Son los más variados y abundantes en la su-perficie terrestre, ya que muchos otros silicatos, al alterarse, se trans-forman en estos minerales. Tienen muchos usos industriales, como la caolinita que es blanca y se emplea para hacer lozas, y las arcillas rojas que se usan para fabricar tejas y ladrillos.
• Olivino. Su nombre se debe a su color verde oliva. Abunda en el manto terrestre. En la corteza se encuentra en rocas volcánicas.
Los silicatos son los minerales más abundantes tanto en la Tierra como en todos los planetas y satélites conocidos. Son además los componentes de las dos principales rocas de la corteza terrestre: el granito y el basalto.
2
Feldespato. Color blancoo rosado.
Cuarzo. Colores variados.
Moscovita. Color blancoo amarillento, aspecto laminar.
Biotita. Color negro,aspecto laminar.
Arcilla. Color variado,aspecto amorfo.
Olivino. Color verde,cristalino.
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No silicatos
Aunque los silicatos son los minerales más abundantes, hay también muchos minerales en cuya composición no hay silicio.
Los no silicatos son un grupo de minerales que no contienen silicio en su composición.
En este grupo se incluyen, entre otros:
• Elementos nativos. En su composición hay únicamente un solo elemento. El oro, la plata, el cobre y el azufre se encuentran en la naturaleza en estado puro como minerales.
• Óxidos. Están compuestos por oxígeno combinado con otro ele-mento. El oligisto y la magnetita son dos óxidos de hierro de los que se extrae este metal.
• Sulfuros. Están formados por azufre combinado con un metal. La blenda es sulfuro de cinc; el cinabrio, sulfuro de mercurio, y la ga-lena, sulfuro de plomo, y de ellos se obtienen estos metales.
• Sulfatos. Su fórmula contiene azufre, oxígeno y un metal. La epsomita es un sulfato de magnesio que se utiliza como laxante para los niños.
• Carbonatos. Contienen carbono, oxígeno y un metal. La magnesita es un carbonato de magnesio. La calcita es carbonato de calcio.
• Haluros. Compuestos por un metal combinado con cloro o con flúor. La halita o sal gema es cloruro de sodio. La fluorita es fluoruro de calcio.
Origen de los minerales
Para que se forme un mineral es necesario que sus componentes estén en cantidades suficientes y a una temperatura adecuada.
Por otra parte, la formación de materia cristalina, que posee sus com-ponentes ordenados, necesita tiempo (miles de años).
Los minerales pueden originarse en tres tipos de situaciones:
• Dentro de una masa de roca fundida situada en el interior de la corte-za terrestre. Así se forman minerales como los feldespatos o el olivino.
• En las rocas sólidas sometidas a altas presiones y temperaturas dentro de la corteza terrestre. En estas condiciones, unos minerales se transforman en otros nuevos. Así es como se origina la moscovita a partir de algunos minerales de arcilla.
• En la superficie terrestre, debido a la cristalización de sustancias disueltas en el agua. Así se forman el yeso y la calcita.
Oro nativo.
Halita. Color blanco o transparente, cristalina.
La calcita depositada por el agua que goteaen las cuevas forma las estalactitas.
e,
3. ¿Qué diferencia hay entre los silicatos y los no silicatos?
4. El diamante es un mineral formado únicamente por átomos de carbono. ¿A qué clase de minerales pertenece?
5. Busca en los conceptos clave el significado de los siguientes términos: «óxido», «sulfuro», «sulfato», «carbonato» y «haluro».
ACTIVIDADES
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G FSe rayan con la uña
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Las propiedades de los minerales
Si comparamos varios ejemplares de galena recogidos en diferentes lu-gares, veremos que todos tienen la misma densidad, brillo, color, etc. Estas propiedades están determinadas por su composición y por suestado de cristalización. Por eso podemos identificar un mineral obser-vando sus propiedades.
• Color. Es el tipo de luz que refleja cuando es iluminado con luz blanca. A veces, el color que presenta en las superficies expuestas al exterior es diferente al de las superficies que no lo han estado.
• Brillo. Es la forma en que refleja la luz. Puede ser metálico, si el re-flejo es similar al de una superficie de metal; vítreo, si es parecido al del vidrio; graso, como el de una superficie engrasada; mate, si su aspecto es apagado y sin brillo; etc.
• Dureza. Es la resistencia a ser rayado. El yeso se raya con la uña, mientras que para rayar la calcita es necesario un objeto metálico. El diamante es el mineral más duro y solo se raya con otro diamante.
• Color de la raya. Es el color del polvillo que se produce al rayar un mineral, que no siempre coincide con el de la superficie del mineral. También puede verse como el color que deja si lo frotamos con una superficie de porcelana.
• Exfoliación. Es la propiedad de fracturarse en fragmentos que con-servan caras planas. La mica se exfolia en láminas, y la galena, en cubos.
Escala de Mohs
La dureza de los minerales se expresa con un número referido a una escala de diez minerales, llamada escala de Mohs, en honor del geólo-go alemán Friedrich Mohs, que la propuso en 1825.
Cada mineral raya a todos los que tienen un número igual o inferior a él, y es rayado por los que tienen un número igual o mayor que el suyo.
A los minerales que no están en esta escala se les da un número inter-medio, expresado en forma decimal. La galena, por ejemplo, que raya al yeso pero que es rayada por la calcita, tiene dureza 2,5.
3
La pirita tiene brillo metálico y color amarillo latón. En ocasiones, la superficie puede oscurecerse por oxidación.
El oligisto tiene color de raya rojo.
La mica se exfolia fácilmente en láminas.
1. Talco. 2. Yeso. 3. Calcita. 4. Fluorita. 5. Apatito. 6. Ortosa.
G FSe rayan con la navaja
G FSe rayan con un trozo de vidrio
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Importancia y utilidad de los minerales
Si observamos con una lupa unos cristales de sal, podremos ver peque-ños cubos con caras planas que indican que es una sustancia cristaliza-da. La sal de mesa es un mineral llamado halita.
La halita tiene una importancia y una utilidad evidentes: forma parte de nuestra alimentación. Pero hay otros muchos minerales que tienen gran importancia en nuestra sociedad por sus diferentes usos:
• Obtención de metales. El plomo se obtiene de la galena; el cinc, de la blenda, y el mercurio, del cinabrio. El hierro se obtiene de varios óxidos, como la hematites y la magnetita.
• Industrias cerámicas. Los minerales de arcilla se utilizan para fa-bricar todo tipo de cerámicas, lozas, ladrillos, azulejos, etc.
• Elaboración de materiales. El yeso y la escayola que se obtiene de él se utilizan en la construcción; la calcita se usa para fabricar ce-mento; con el cuarzo se fabrica vidrio; etc.
• Joyería. El oro, la plata, el platino y las piedras preciosas, como el diamante, el rubí, la esmeralda o el zafiro, se emplean en joyería.
Obtención de los minerales
Los minerales son componentes de las rocas, que se encuentran dispersos en su interior. Por ejemplo, al triturar un kilogramo de granito se pueden obtener unos 340 g de cuarzo, con el que se puede fabricar vidrio.
Pero no siempre es necesario hacer este trabajo para obtener un mine-ral, a veces estos están en una concentración mucho más elevada de lo normal. Entonces se dice que forman un yacimiento mineral.
Las explotaciones de estos yacimientos pueden realizarse de varias formas:
• Explotaciones a cielo abierto. Se realizan cuando el yacimiento está a poca profundidad. Se excava el suelo y las capas de roca hasta llegar a la zona de interés. Pueden ser: canteras, si son superficiales, o cortas, si alcanzan mayor profundidad.
• Minas. Se realizan cuando el yacimiento está a gran profundidad. Presentan túneles, galerías horizontales y pozos verticales, que se ra-mifican para llegar a las zonas de mayor interés. El trabajo en lasminas es especialmente peligroso, y es necesario apuntalar bien las galerías para evitar derrumbes.
4
La sal común es un mineral formadopor cloruro de sodio.
Corta Atalaya, Riotinto (Huelva). Las cortas se caracterizan por una excavación estructurada en terrazas.
7. Cuarzo. 8. Topacio. 9. Corindón. 10. Diamante.
G FRayan el vidrio 6. Las propiedades de los minerales se agrupan en: ópticas, las relacionadascon la forma de reflejar la luz,y mecánicas, las relacionadas con su comportamiento anteun esfuerzo. Clasifica como ópticas o mecánicas las propiedades que se describen en el texto.
ACTIVIDADES
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07. La galena se encuentra a veces dentro de rocas calizas. En este caso concreto, ¿cuál sería la ganga y cuál la mena de esta explotación?
08. ¿Qué es un estudio de impacto ambiental? ¿En qué momento de una explotación minera se realiza?
09. ¿Qué son las escombreras de una mina? ¿Y las balsas de lodos?
10. Explica en qué consiste una reforestación. ¿Conoces algún lugar en el que se haya llevado a cabo una reforestación?
ACTIVIDADES
Explotaciones mineras e impactos ambientales
Las explotaciones mineras implican un gran movimiento de tierras, lo que puede producir graves impactos sobre el medio ambiente.
Para evitar estos impactos, la ley obliga a las empresas, que llevan a cabo la explotación, a realizar los siguientes pasos cuando se va a proceder a una explotación minera:
• Previamente a la explotación, realizar un estudio de impacto ambiental, en el que se estiman cuáles pueden ser los efectos de la explotación sobre el aire, el suelo, las masas de agua (ríos, lagos…), los seres vivos, las personas y las propiedades.
• Realizar un proyecto de explotación en el quese especifique no solo cómo van a realizarsela excavación, los movimientos de tierras, la extracción del mineral, etc., sino también qué medidas se vana tomar para reducir al mínimo los impactos previstos y cómo se va a devolver al paisaje un aspecto comparable al anterior a la explotación, una vez terminada esta.
Las medidas que se suelen adoptar para restaurar el lugar tras la explotación reciben el nombre de medidas correctoras del impacto, y son,por ejemplo:
– Los líquidos contaminantes resultantes del lavadode mineral, que se deben haber ido acumulandoen unos embalses llamados balsas de lodos, deben ser evacuados hasta un lugar donde puedanser depurados.
– Movilización de tierras para devolver al paisaje, en la medida de lo posible, un aspecto parecidoal que tenía antes de la explotación.
– Reforestación con las mismas especies vegetalesque había antes de la explotación.
Por último, se puede iniciar la obra según el plan previsto y aprobado por las autoridades técnicas.
EN PROFUNDIDAD
El lavado de los materiales para separar el material útil, llamado mena, del material sobrante, o ganga, puede contaminar las aguas de arroyos y ríos.
En las explotaciones a cielo abierto se destruye la vegetación. También se modifica el paisaje al socavar las laderas y se desestabilizan los taludes.
La circulaciónde camiones, excavadoras y otros vehículos pesados es una fuente de ruidoy de contaminacióndel aire, del sueloy del agua.
Los materiales sobrantes de la excavación se amontonan en enormes escombreras. Estas producen un importante impacto que requiere medidas de restauración.
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Ciencia en tus manosObservación de características de los minerales
Durante las investigaciones científicas es frecuente que reunamos muchos datos diferentes. Esta información debe ser anotada de forma ordenada, para que resulte útil y fácil de consultar mediante una tabla de datos.
Vamos a elaborar una tabla con los resultados obtenidos al analizar las propiedades de algunos minerales.
1. Elegimos los minerales que vamos a estudiar. En este caso, tenemos cinabrio, azufre nativo, galena, calcita, pirita, yeso y cuarzo.
2. Elaboramos la tabla. Para ello:
• Ponemos en la fila superior las características que anotaremos de cada mineral: nombre, color, aspecto, dureza, color de la raya.
• La última casilla la titulamos «Características especiales», por si queremos anotar alguna propiedad del mineral que sea llamativa y útil para reconocerlo.
• Ponemos en la primera columna la lista de minerales.
3. Realizamos los análisis con cada mineral. Por ejemplo, intentamos rayarlo con la uña. Si no se raya, probamos con un clavoo una navaja, y si tampoco, con un trozo de vidrio.
4. Cumplimentamos las casillas. Si no apreciamos ninguna característica interesante, dejaremos la última en blanco.
11. Elabora en tu cuaderno una tabla similar a esta. Pon los nombres de los minerales que tengas y rellénala.
12. Si un mineral no puede rayarse con un clavo, ¿puede ese mineral rayar al metal del que está hecho el clavo? Haz la prueba y explica el resultado. Indica con qué mineral de la escala de Mohs se corresponde la dureza de un clavo.
13. En vez de reunir los datos en una tabla, podríamos hacer una ficha para cada mineral. Diseña en tu cuaderno cómo sería una de esas fichas, con todos los apartados necesarios.
ACTIVIDADES
Yeso
Azufrenativo
Pirita
Cuarzo
Galena
AnaCinabrio
Calcita
Mineral
Cinabrio
Color
Rojo
Aspecto
Irregular, no cristalizado
Dureza
Se raya con el clavo
Color de la raya
Rojo
Característicasespeciales
Es muy denso
Azufre Amarillo Irregular Se raya con el clavo AmarilloMuy blando y ligero. Olor desagradable
Galena Gris oscuroSe exfolia en cubos.
Es muy denso
Calcita Se raya con el clavoHace burbujas
al echarle un ácido
Pirita Cubos
Yeso Varios colores Se raya con la uña
Cuarzo Muy duro
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14. ● El aire de la atmósfera tiene un 21 % de oxígeno.
¿Dónde hay más oxígeno: en el aire de la atmósferao en las rocas de la litosfera?
15. ● Indica cuáles de los siguientes ejemplos son minerales y cuáles no, razonando por qué.
Papel, sal, azúcar, madera, calcita, agua líquida, cinabrio, cera, plástico y mantequilla.
16. ● ¿Todos los minerales tienen oxígeno en su composición? ¿Conoces alguno que no lo contenga?
17. ● De las siguientes características, copia en tu cuaderno las que sean propias de los minerales.
a) Ser inorgánico.b) Ser una mezcla de dos sustancias.c) Tener composición química homogénea.d) Ser artificial.e) Ser natural.f) Ser materia orgánica.g) Ser sólido.
18. ● ¿De qué dependen en gran parte las propiedades de los minerales? ¿Qué son las variedades de un mineral?
19. ●●● Un cubito de hielo puede tener caras planas, pero no es un cristal.
¿Has visto alguna vez un cristal de hielo? ¿Cómo es? Según eso, ¿se puede considerar que el hieloes un mineral?
20. ● El ágata y el cristal de roca son el mismo mineral: cuarzo, pero tienen aspectos y colores muy diferentes.
¿Puedes explicar a qué se deben esas diferencias en su color y su forma externa?
21. ● ¿Cuál es el silicato de composición química más sencilla? ¿En qué rocas es muy abundante?
22. ●● Indica cuáles de los siguientes objetos están elaborados con minerales de arcilla.
Lavabo, ladrillo, papel, vidrio, teja, bolsa de plástico, jarrón de cerámica, plato de loza, escayola, pintura al óleo y corcho.
23. ● ¿Qué nombre reciben los minerales en cuya composición no entra el silicio? ¿Qué criterio se sigue para clasificar estos minerales?
Actividades24. ●●● Las micas son minerales muy abundantes
en muchas rocas de la corteza terrestre. Responde las siguientes cuestiones referentes a ellas.
a) ¿A qué grupo de minerales pertenecen?b) Si son tan abundantes en las rocas, ¿por qué no
abundan en los sedimentos de los ríos?c) ¿Qué propiedad presentan, que se pone
de manifiesto al fracturarse?
25. ● La sal de mesa es un mineral. Observa un poco de sal con una lupa y aprecia si está cristalizado y si tiene caras planas.
¿A qué grupo de minerales pertenece? ¿Cuáles el nombre científico de este mineral?
26. ●●● Muchos minerales de arcilla proceden de la alteración de otros silicatos formados en el interior de la corteza terrestre.
También ocurre el proceso inverso: los mineralesde arcilla, al ser sometidos a las altas presionesy temperaturas del interior de la corteza, pueden transformarse en micas y otros silicatos.
Con esta información haz en tu cuaderno un esquema como el de la figura, añadiendo los nombres de los minerales y las explicaciones correspondientes.
27. ● Copia en tu cuaderno estas dos columnasy relaciónalas mediante flechas para indicar el origen de los minerales.
Yeso •
Micas •
Feldespatos •
Calcita •
Olivino •
• Interior de una masa de roca fundida.
• Altas presiones y temperaturas.
• Cristalización de sustancias disueltas en el agua.
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Las actividades mineras
UN ANÁLISIS CIENTÍFICO
28. ●● Explica por qué los minerales formados en la lava que sale por un volcán, y que se enfría bruscamente, suelen presentar un aspecto amorfo, mientras que los que se han formado en el interior de una masa de granito, que se ha enfriado lentamente durante miles de años, tienen un aspecto cristalizado.
29. ● La fluorita es un mineral con una variedad que,al ser iluminada con luz blanca es de color azul oscuro, pero al iluminarla con luz ultravioletatiene color amarillento.
¿Cuál es entonces su color? Razona tu respuesta.
30. ●● Busca a tu alrededor objetos cuyo brillo se pueda clasificar como metálico, vítreo, graso y mate.
31. ● ¿Qué dureza le darías a un mineral que pudiera rayarse con el talco?
¿Y qué dureza tendría un mineral que rayase al talco pero fuera rayado por el yeso?
32. ●●● Imagina que tienes un trozo de calcita de color blanco amarillento y un trozo de yeso de color rojizo. Intentas rayar uno con el otro y viceversa. En ambos casos obtienes una raya blanca.
¿Lo que ves es el color de la raya de la calcita o del yeso? Explica por qué.
33. ●● El yeso, igual que la mica, puede separarseen láminas con ayuda de una navaja.
¿Qué propiedad comparten estos dos minerales?
85
Las minas subterráneas constan de pozos verticales y galerías horizontales. En unos pozos se instalan los ascensores que permiten el acceso de los mineros, y en otros, los sistemas de evacuación de los materiales. En las galerías es donde los mineros realizan la extracción de las rocas que contienen los minerales.
El trabajo en las galerías se realiza con martillos de aire comprimido y con explosivos, y es un trabajo duro y peligroso, especialmente cuando se atraviesan rocas que pueden estar fracturadas y ocasionar derrumbes, o estar saturadas de agua y producir la rápida inundación de una galería. Cuando se inhala, el polvo de la roca triturada es muy perjudicial para la salud, por lo que los mineros deben realizar turnos de pocas horas y han de llevar mascarillas especiales de protección.
34. ● ¿Qué son los pozos y las galerías de una mina? ¿En cuáles de ellos se realiza la extracción de la roca que contiene el mineral buscado?
35. ●●● En las minas más profundas se nota un aumento de temperatura, debido al calor interno de la Tierra. Este incremento es de aproximadamente unos dos grados por cada cien metros de profundidad.
Calcula qué temperatura se alcanzará en el fondo de la mina más profunda, situada en Sudáfrica, que tiene 3 777 m de profundidad.
36. ● ¿Por qué es peligroso el trabajo en una mina subterránea? Explica cuáles son los dos riesgos principales que tienen los mineros y a qué son debidos.
37. ●● Explica cuáles de las siguientes situaciones del trabajo de los mineros son peligrosas, y por qué.
a) Atravesar rocas muy duras.b) Atravesar rocas fracturadas.c) Atravesar rocas muy profundas.
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86
Sólidos, de origen natural, inorgánicos y de composición química homogénea.
Son los constituyentes de las rocas.
Los elementos más abundantes en la corteza terrestre son el oxígeno (47 % del peso
de la corteza) y el silicio (28 %).
El origen de los minerales puede estar:
• Dentro de una masa de roca fundida, como los feldespatos o el olivino.
• Dentro de rocas sólidas sometidas a elevadas presiones y temperaturas, como
las micas.
• En la superficie terrestre, a partir de sustancias disueltas en el agua, como la calcita.
Clasificación
• Silicatos. Poseen en su composición oxígeno y silicio.
Los más importantes son: el cuarzo, los feldespatos,
las micas, los minerales de arcilla y el olivino.
• No silicatos. Se clasifican por su composición química
en: elementos nativos, óxidos, sulfuros, sulfatos, carbonatos
y haluros.
Propiedades
• Color. Es el tipo de luz que refleja un mineral al ser iluminado
con luz blanca.
• Brillo. Es la forma en que refleja la luz.
• Dureza. Es la resistencia que opone a ser rayado. Se mide
con la escala de Mohs.
• Color de la raya. Es el color del polvo que se desprende
de un mineral al ser rayado.
• Exfoliación. Es la propiedad de romperse en fragmentos
regulares, como láminas o cubos.
Usos y obtención
• Obtención de metales y otros elementos.
• Fabricación de cerámicas con minerales de arcilla.
• Elaboración de diferentes materiales y objetos.
• Joyería.
Un yacimiento mineral es un lugar de la corteza terrestre
en el que uno o más minerales de interés industrial aparecen
concentrados y su explotación es rentable. Esta explotación
puede realizarse mediante: explotaciones a cielo abierto
o en minas.
Resumen
38. Añade en tu cuaderno a este resumen un apartado sobre el impacto ambiental que produce la explotación de los minerales y la forma en que puede prevenirse, atenuarse y corregirse ese impacto.
39. Uno de los primeros minerales que utilizó la humanidad fue el sílex, para fabricar hachas y otras herramientas. ¿Cómo clasificarías ese uso de un mineral?
40. Escribe en tu cuaderno uno o dos ejemplos de cada tipo de minerales no silicatos. Escribe también ejemplos para cada uno de los usos de los minerales descritos aquí.
41. ¿Qué tres orígenes diferentes pueden tener los minerales? Curiosamente, las rocas también se originan por los mismos procesos. Lee la definición de mineral en este resumen y explica por qué coinciden las formas en que pueden originarse los minerales y las formas en que pueden originarse las rocas.
ACTIVIDADES
LO
S M
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El médico
EL RINCÓN DE LA LECTURA
Observándolo, Rob comprendió que nunca podría aprender las complejidades, las variaciones en las sutiles habilidades trans-mitidas a lo largo de muchasgeneraciones de herreros in-dios, pero entendió el proceso haciendo un sinnúmero de pre-guntas.
Dhan manufacturó una cimi-tarra que curó en hollín hume-decido con vinagre de cidra, y que dio por resultado una hoja
con un «grabado ácido de fili-granas» de un color azul oscu-ro, como ahumado. De haber sido fabricada solo con hierro, la hoja habría resultado blanda y pesada; si solo hubiera emplea-do el duro acero indio, habríaresultado quebradiza. Pero esa espada adquirió un filo fino,capaz de cortar un pelo en elaire, y era un arma flexible.
NOAH GORDON, El médico. Ediciones B
Sobre un hoyo poco profundo del suelo, Dhan había construido un horno de fundición, consistente en una pared de arcilla rodea-da por una pared exterior y más gruesa de roca y barro, todo ase-gurado mediante estacas.
El horno llegaba a la altura de los hombros de un hombre nor-mal, tenía un paso de ancho, y se estrechaba hasta un diáme-tro ligeramente menor en lo alto, para concentrar el calor y reforzar las paredes.
En ese horno Dhan forjaba el hierro quemando capas alter-nativas de carbón y mineral de hierro persa, de anchuras va-riables entre un guisante y una nuez. Alrededor del horno ha-bía cavado una zanja poco pro-funda. Sentado en el reborde exterior y con los pies dentro, ponía en funcionamiento unos fuelles hechos con el pellejo de una cabra entera, emitiendo cantidades exactamente contro-ladas de aire sobre la masa in-candescente. Encima de la par-te más caliente de esa masa, el mineral se reducía a fragmen-tos de hierro semejantes a me-tálicas gotas de lluvia. Las cua-les se derramaban a través del interior del horno y se deposita-ban en el fondo, formando una mezcla de gotas de carbón, es-coria de hierro, llamada tocho.
Dhan había sellado con arci-lla un agujero de descarga, que ahora rompió para sacar el to-cho; luego lo refinó mediante fuertes martillazos que exigie-ron diversos recalentamientos en la forja. La mayor parte del hierro del mineral se convertía en escoria y desperdicios, pero el que era reducido producía una buena cantidad de hierro forjado.
Pero era blando, explicó a Rob por intermedio de Harsha. Las barras de acero indio, trasla-dadas por los elefantes desde Kausambi, eran durísimas.
Fundió varias en un crisol y lue-go apagó el fuego. Al enfriar-se, el acero era sumamentequebradizo. Dhan lo hizo tri-zas y lo salpicó sobre las piezas de hierro fundido. Después, su-dando entre sus yunques, tena-zas, cinceles, punzones y mar-tillos, el delgado indio desplegó unos bíceps semejantes a ser-pientes mientras unía el me-tal blando y el metal duro. Sol-dó en la forja múltiples capas de hierro y acero, martillando como un poseso, retorciendo y cortando, superponiendo, ple-gando la lámina y martillando una y otra vez, mezclando sus metales como un calderero la arcilla. También recordaba a una mujer amasando pan.
42. ¿Qué componentes integraban la masa incandescente?
43. ¿De qué manera consigue Dhan hacer las cimitarras más flexibles?
44. ¿Cómo se cambia el color y se hacen dibujos en las cimitarras?
45. Imagínate que debes construir un buen cuchillo. ¿Qué utilizarías para fabricarlo: hierro, cobre, acero, aluminio? ¿Por qué?
COMPRENDO LO QUE LEO
Libros:MineralesJAROSLAV SVENEK. Ed. Susaeta
Minerales: estudio y reconocimientoA. GONZÁLEZ. Ed. Omega
Guía de bolsillo de las rocas, mineralesy piedras preciosas.SUE RIGBY. Ed. OmegaGuías para principiantes sobre minerales, rocas y gemas.
NO TE LO PIERDAS
En la red:www.mfom.es/ignPágina del Instituto Geográfico Nacional, con enlaces a varias áreas científicas, como geofísica o geodesia.
www.uned.es/cristaminePágina de la UNED con más de 800 imágenes de minerales.
www.igme.esPágina del Instituto Geológico y Minero de España con enlace al Museo Geominero.
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Las rocas
Las Médulas (León).
6Fresco romano y pendiente de oro.
En esta unidad…
• Comprenderás la relación que hay entre los minerales y las rocas.
• Aprenderás a identificar y reconocerlas principales rocas.
• Estudiarás cómo se forman las rocas.
• Conocerás los procesos que forman el ciclode las rocas.
• Aprenderás los principales usos que se dana estos importantes materiales.
• Aprenderás los pasos para analizar los resultados de un experimento de simulaciónsobre la formación de una roca.
PLAN DE TRABAJO
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«La avaricia hurgó en las venas de la Tierra para bus-car en las tinieblas lo que estaba espantosamente ocul-to; nuestros antepasados, movidos por la esperanza,hicieron caer los montes y, para su provecho, los dejaronderrumbados. ¿Qué necesidad encorvó al hombrey lo enterró en lo hondo de la Tierra para sacar oro, cuyabúsqueda no es menos peligrosa que su posesión?»
Séneca, en el siglo I d.C., se refiere así a la explotación de Las Médulas (León), en las que más de un siglo antes, los romanos habían extraído oro utilizando un sistema al que llamaron ruina montium (derrumbe de los montes).
Este sistema consistía en excavar túneles verticales y ho-rizontales para luego llenarlos de agua. El agua del túnel inferior reblandecía la base de la montaña, y después se introducía más agua a presión. Esto provocaba el derrum-bamiento de la pared de la montaña con enormes avalan-chas de material. De este material se eliminaban los cantos de mayor tamaño y posteriormente se lavaba el resto de escombros para recuperar el valioso metal.
1. El sistema utilizado por los romanos para extraer oro en Las Médulas se empleaba en un terreno de areniscas. ¿Se hubiese podido utilizar en un terreno granítico? ¿Y en uno calizo?
2. ¿De qué están formadas las rocas?
3. ¿Todas las rocas son sólidas, o existe algunaque sea líquida a temperatura ambiente?
4. ¿Conoces algunos usos que se den habitualmentea las rocas como el granito o el mármol?
RECUERDA Y CONTESTA
Busca la respuesta¿Qué tipo de roca es la arenisca de la que los romanos extrajeron el oro enLas Médulas? ¿Cuál es el origen de esta roca?
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Las rocas están formadas por minerales
Las rocas son apreciados materiales de construcción, ya que son resis-tentes y decorativas. Se utilizan también para hacer bancos en jardines, bordillos de aceras, encimeras y muchas cosas más.
En algunas de estas rocas podemos apreciar a simple vista los minerales que las componen. En otras, como el basalto o la caliza, los minerales son tan diminutos que no pueden verse sin un microscopio.
Si son minerales resistentes a la rotura y están unidos fuertemente, el resultado es una roca resistente, como el granito o el basalto. Si son minerales frágiles, como los minerales de arcilla o el yeso, y están uni-dos débilmente, la roca resultante es frágil y deformable.
Tipos de rocas
Hay rocas formadas por varios minerales diferentes, como es el caso del granito, y rocas en cuya composición solo participa un tipo de mineral, como el yeso. Estas últimas rocas se llaman rocas monominerales.
Los tres tipos de situaciones o ambientes geológicos en los que pueden formarse los minerales son también en los que se originan las rocas. Según su proceso de formación, las rocas pueden clasificarse en:
• Rocas sedimentarias. Son las formadas por la acumulación y com-pactación de sedimentos como arcilla, lodo, arena o piedras.
• Rocas magmáticas. Son las originadas por el enfriamiento de un magma, que es una masa de roca fundida y gases disueltos.
• Rocas metamórficas. Son las formadas en el interior de la corteza, por fenómenos debidos a las altas presiones y temperaturas del inte-rior, que, sin fundir las rocas, producen cambios en sus minerales.
Las rocas están formadas por granos minerales unidos entre sí. Si todos los granos son del mismo mineral, decimos que es una roca monomineral. Hay tres tipos de rocas: sedimentarias, magmáticas y metamórficas.
1
Mineral Roca
Minerales de arcilla Arcilla
Yeso Yeso
Sal gema(halita) Sal
Calcita Caliza
Cuarzo Cuarcita
Algunas rocas monominerales
1. Escribe en tu cuaderno una clasificación explicada de los tres tipos de rocas.
ACTIVIDADES
El cuarzo y la cuarcita
El cuarzo es un mineral, mientras que la cuarcita es una roca constituida únicamente por cristales de cuarzo. La cuarcita está formada por muchos fragmentos de mineral cuarzo unidos.
Normalmente, estos fragmentos son tan pequeños que no se distinguen a simple vista, pero con un microscopio petrográfico, que pone de manifiesto los cristales, se aprecian pequeños minerales encajados y unidos entre sí.
Imagina un puñado de arena formada por granos de cuarzo, como la que puede arrastrar un río. Si se compactaran y los granos minerales quedaran unidos entre sí, ¿el resultado se llamaría cuarcita o cuarzo? Explica por qué.
EN PROFUNDIDAD
Cuarcita
Cristalesde cuarzo
Las rocas están formadas por minerales unidos entre sí. El granito es una roca en la que pueden verse sus componentes: cuarzo, mica y feldespato.
Cuarzo
Mica
Feldespato
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Las rocas sedimentarias
En los taludes de las carreteras, en los acantilados y en las laderas de algunas montañas, podemos contemplar rocas que están dispuestas en capas de diversos espesores y colores, y de diferente consistencia.
Las rocas sedimentarias suelen presentar una disposición en capas, que reciben el nombre de estratos.
Hay cuatro tipos de rocas sedimentarias:
• Detríticas. Son las formadas por fragmentos de diferentes minerales y rocas, unidos entre sí.
• Calizas. Las constituidas fundamentalmente por el mineral calcita.• Evaporíticas. Son rocas monominerales. Se originan por la precipi-
tación de sales al evaporarse el agua en que estaban disueltas.• Orgánicas. Son las que se forman por la acumulación de materia
orgánica como la madera y otros restos. Son el carbón y el petróleo.
Formación de las rocas sedimentarias detríticas
La formación de rocas sedimentarias comienza con la acumulación y sedimentación de materiales.
Una vez acumulados los materiales, se producen dos procesos:
• Compactación. El peso de los materiales que se van depositando encima del sedimento comprime sus componentes. Los minerales de arcilla, los granos de arena y los cantos se encajan unos en otros, y se va eliminando el aire y el agua que hay entre ellos.
• Cementación. El agua contenida en el sedimento disuelve algunos minerales y vuelve a depositarlos, lo que adhiere entre sí los compo-nentes como si fuera un pegamento.
Tras estos procesos, el sedimento se transforma en una roca sedimen-taria y las capas de sedimentos se convierten en estratos de rocas.
2
2. ¿Qué dos procesos son los que transforman un sedimento blando y empapado en agua en una roca sedimentaria?
ACTIVIDADES
Después de una intensa lluvia, los ríosarrastran lodo, arcilla, arena y piedrashasta las zonas más bajas del relieve.
Las cuencas sedimentarias son zonas bajasde la superficie o del fondo del mar, dondeel suelo se hunde lentamente.
En las cuencassedimentarias
se acumulan los sedimentosen capas sucesivas.
El hundimiento del suelo permite la acumulación de muchas capas de sedimentos, que formarán estratos de rocas sedimentarias.
Los estratos de rocas sedimentarias, en ocasiones, aparecen plegados.
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Formación de las rocas sedimentarias calizas
Las rocas calizas, además del mineral calcita que las compone funda-mentalmente, suelen presentar también pequeñas proporciones de ar-cillas y otros minerales. Estas rocas pueden tener dos orígenes:• La acumulación de caparazones y esqueletos de seres vivos, o de
sus fragmentos. Los moluscos, los corales e incluso algunos seresvivos unicelulares poseen un caparazón de calcita.
• La precipitación de carbonato de calcio a partir del agua que lo lleva en disolución, como ocurre con las estalactitas y las tobas calcáreas.
Formación de las rocas sedimentarias evaporíticas
En lugares donde el clima es seco y caluroso, y además hay extensiones de agua salada, como las marismas y lagunas costeras, la intensa eva-poración del agua produce la precipitación de los minerales disueltos, formando principalmente dos rocas: • Yeso. Constituida por la acumulación de cristales del mineral yeso.• Sal. Originada por la acumulación de cristales del mineral halita.
Formación de las rocas sedimentarias orgánicas
La acumulación de materia orgánica origina dos rocas sedimentarias orgánicas diferentes:• Carbón. Procede de la acumulación de materia vegetal, que queda
enterrada y es sometida a altas presiones y temperaturas. Es una roca que se forma en ambientes continentales, como bosques.
• Petróleo. Se origina por la acumulación de partículas microscópicas de materia orgánica procedentes del plancton marino. Estas partícu-las impregnan los sedimentos arcillosos y, al quedar enterradas, la presión y la temperatura cambian su composición y producen una mezcla negruzca de gases, líquidos y sólidos, que forman el petróleo.
3. Busca en los conceptos clave el significado de «precipitación».
ACTIVIDADES
La formación del carbón
El carbón vegetal se produce industrialmente utilizando madera de encina, que se calienta en un horno, sin oxígeno para evitar que arda. Al ser calentada así,la madera pierde toda el agua y casi todo el oxígenode su composición, lo que la convierte en un material muy ricoen carbono y que puede arder dando mucho calor, es decir, se carboniza.
Hace unos 300 millones de años, en lo que ahora es el Principado de Asturias, había unas extensas zonas pantanosas próximas al mar. El clima cálido permitió la existencia de una exuberante vegetación de helechos de gran tamaño. Los restos de aquellos vegetales quedaron enterrados y se fueron hundiendo al superponerse nuevos sedimentos. Esto produjo su carbonización y originó los yacimientos de carbón en el norte de España.
EN PROFUNDIDAD
En las lagunas de agua salada se produce la precipitación de minerales y se forman rocas evaporíticas.
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Reconocimiento de rocas sedimentarias
Las rocas sedimentarias son fáciles de reconocer, ya que cada tipo tiene unas propiedades muy características y un aspecto muy diferente de las demás.
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ConglomeradoFormado por fragmentos de roca entre los que puede
haber granos de arena.
AreniscaCompuesta por pequeños granos de arena.
Al rascarla pueden desprenderse algunos
de estos granos.
ArcillaConstituida por arcilla compactada. Puede presentar
diferentes colores. Al mojarla huele a tierra húmeda.
Calizabioclástica
Formada por acumulación de caparazones de seres
vivos. Pueden ser fragmentos grandes (fósiles),
o muy pequeños, distinguibles solo con una lupa.
TravertinosOriginadas
por precipitación
de carbonato de calcio
disuelto en el agua.
Toba calcárea
Formadas
por acumulación
de minerales precipitados
a partir del agua
con sales disueltas.
El yeso se raya
con la uña.
Las tobas calcáreas son
porosas y ligeras,
y tienen huellas
de restos vegetales.
Los travertinos tienen
la superficie lisa
y son compactos.
Forman las estalactitas
y las estalagmitas.
La sal tiene sabor salado.
Yeso
Sal
Carbón
Petróleo
Originado por acumulación de madera en un medio
continental. Color negro. Mancha las manos y el papel.
Formado por acumulación de arcilla con mucha
materia orgánica, en un medio marino. Líquido
negruzco y espeso.
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Las rocas magmáticas
Podemos comprobar fácilmente que la cera puede fundirse al calentar-la y volver a solidificarse si se deja enfriar. Lo mismo ocurre con las rocas en el interior de la corteza terrestre, en zonas donde la tempera-tura es muy alta. A medida que los diferentes minerales que componen una roca se van fundiendo, la roca pasa de ser sólida a ser líquida.
La roca fundida contiene gases disueltos. Los más abundantes son el vapor de agua y el dióxido de carbono.
La mezcla de roca fundida y gases recibe el nombre de magma. Las rocas que se forman cuando el magma solidifica son las rocas magmáticas.
Una vez formado el magma en el interior de la corteza, pueden producirse dos procesos diferentes, que darán lugar a dos tipos de rocas magmáticas:
• Plutónicas. Se forman cuando el magma permanece a cierta profun-didad y se va enfriando lentamente, a lo largo de miles de años.
• Volcánicas. Se originan cuando el magma sale hacia la superficie y se produce una erupción volcánica. Los gases del magma escapan y la roca fundida sin gases, llamada lava, se enfría rápidamente.
3
4. Explica brevemente cuál es la diferencia entre las rocas volcánicas y las rocas plutónicas. ¿Cuáles tienen los minerales mejor cristalizados?
5. Busca en los conceptos claveel significado de «plutón».
6. Explica la diferencia entreel magma y la lava.
ACTIVIDADES
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Granito
Formada por cuarzo, feldespato, mica blanca
(moscovita) y mica negra (biotita).
Es la roca más abundante en la corteza continental.
SienitaCompuesta por feldespato de color rosado y mica
negra (biotita). No tiene cuarzo.
Pegmatita
Formada por cuarzo, feldespato, mica
y otros minerales.
Los minerales forman cristales grandes.
BasaltoColor oscuro o negro. Es pesada y dura. A veces
contiene cristales de olivino. Puede presentar
también agujeros.
Pumita o piedra pómez
Colores muy variados: blanco, verde, rojizo, negro.
Pesa muy poco, incluso flota en el agua.
Es muy esponjosa, ya que es la espuma de la lava.
Color negro, parece un fragmento de vidrio,
incluso sus bordes pueden ser cortantes.Obsidiana
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Las rocas metamórficas
La arcilla es una roca sedimentaria que puede contener gran cantidad de agua, lo que le da una consistencia muy plástica, pero cuando la cocemos en un horno, se vuelve rígida y resistente. ¿Qué le ocurre al cocerse?
Cuando una roca es sometida a altas presiones y temperaturas sin lle-gar a fundirse, experimenta cambios en sus minerales, volviéndose más rígida y compacta.
El metamorfismo es el conjunto de cambios que experimenta una roca sometida a altas presiones y temperaturas. El resultado es una roca metamórfica.
Según su aspecto externo, las rocas metamórficas se pueden clasificar en dos tipos:
• Laminares. Durante el metamorfismo, algunos minerales de arcilla originan cristales de mica blanca y negra que son laminares. Estas rocas con frecuencia se separan en láminas al romperse.
• Cristalinas. No presentan láminas; son homogéneas. Se rompen de forma irregular sin separarse en láminas.
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Se separa bien en láminas finas. Color variable,
el más frecuente es el negro. Su superficie tiene
un ligero brillo por la presencia de diminutos cristales
de mica.
Presenta láminas deformadas. Se aprecia
la abundancia de mica por su brillo. Puede tener
otros minerales, como granates, cuarzo, etc.
Presenta un bandeado deformado e irregular.
Se aprecian cristales, medianos o grandes,
de feldespato.
Colores variados, puede presentar vetas de diferentes
tonalidades. Al echarle un ácido, como el vinagre o el
ácido clorhídrico, reacciona con un burbujeo de CO2.
Colores variados, es frecuente el rojo o rosado.
Extremadamente dura y resistente. No reacciona
con el ácido.
Cuarcita
Mármol
Gneis
Esquisto
Pizarra
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El ciclo de las rocas
El vidrio que depositamos en los contenedores para reciclar es tritura-do y fundido para elaborar nuevos envases, que pueden usarse y volver a reciclarse muchas veces.
Con las rocas ocurre algo parecido. En la superficie terrestre son des-gastadas y convertidas en sedimentos, y en el interior de la corteza son sometidas a procesos que cambian su aspecto, por lo que unas rocas pueden convertirse en otras diferentes.
Se llama ciclo de las rocas al conjunto de procesos que experimentan las rocas y los sedimentos en la superficie y en el interior de la corteza terrestre.
5
Procesos del ciclo de las rocas
Los materiales se rompen y disgregan. Por ejemplo, en las zonas más frías, el agua se infiltra en las grietas de las rocas y, al congelarse, aumenta de volumen y produce su rotura. Al ser transportados, por ejemplo
por los ríos, los fragmentos de rocason golpeados y reducidos a fragmentoscada vez más pequeños.
El hundimientode la superficieterrestre favorecela acumulaciónde capas de sedimentos.
El pesode las capas
de sedimentos,los transforma en rocas sedimentarias.
Las elevadastemperaturas puedenproducir la fusión de las rocas, originando rocas magmáticas y actividad volcánica. Las fuerzas
que comprimen la cortezaterrestre y las elevadas temperaturasproducen el metamorfismo que da lugara las rocas metamórficas.
7. Al observar un canto procedente de un conglomerado vemos que está hecho de cuarcita, una roca metamórfica que, antes de experimentar metamorfismo, era arenisca, una roca sedimentaria. ¿Puedes contar la historia de ese canto del conglomerado, y de cómo ha sido sometido a los procesos del ciclo de las rocas?
8. Identifica sobre el esquema del ciclo de las rocas las zonas en quela corteza se está hundiendo y en las que se está levantando. ¿En cuál de ellas predomina la acumulación de sedimentos y en cuál la erosión?
ACTIVIDADES
Roca sedimentaria
Roca magmática
Fusión
Fusió
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Metamorfismo
Metamorfismo
Enfriamiento Fu
sión
Roca metamórfica
Sedimentos
Magma
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Disgregación
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Los usos de las rocas
Si observamos los edificios de una calle, veremos que la mayoría están construidos o decorados con rocas o productos obtenidos de ellas. Desde la Antigüedad se han dado a las rocas diversos usos:
• Materiales de construcción. Las rocas como el granito, la caliza, la pizarra, etc., son resistentes, decorativas y buenos aislantes térmicos, por lo que se utilizan directamente para hacer muros y tejados, o como materia prima para elaborar diversos materiales: – Cemento. Se obtiene de la caliza y de ciertas arcillas.– Yeso y escayola. Se obtienen de la roca yeso.– Materiales cerámicos, como tejas, ladrillos, sanitarios, etc. Se
obtienen de las arcillas.• Usos ornamentales. Para hacer esculturas, mesas, mobiliario urba-
no, encimeras, etc. El mármol es una roca muy apreciada para estos usos, porque es fácil de labrar, y pulido adquiere un vistoso brillo.
• Recipientes. Vasijas, fuentes, etc., se modelan con arcilla que, una vez decorada, barnizada y cocida, adquiere gran resistencia.
• Combustibles. El carbón, el petróleo y sus derivados, como las ga-solinas, gasóleos, gas, etc., son utilizados para el transporte, la cale-facción, las industrias y la producción de electricidad.
• Industria química. Para la elaboración de plásticos, pinturas, fertili-zantes, fibras sintéticas y otros productos obtenidos del petróleo.
6
9. Probablemente, la roca que mayor aprovechamiento tiene en la actualidad es el petróleo. Haz una lista de todos los productos que puedas mencionar que se obtienende esta roca orgánica.
ACTIVIDADES
El acueducto de Segovia está construido con 20 400 bloques de granito.
Muchos edificios están construidos o decorados con rocas o derivados de ellas.
El hormigón, el vidrioy los metales son materiales que se obtienen de las rocas.
Muchas construcciones están hechas de mármol.
La arcilla se usa para fabricar materiales cerámicos.
En las refinerías se obtienen combustibles del petróleo.
Los plásticos y pinturas también son derivados del petróleo.
Stonehenge está realizado con bloques de granitoy de arenisca.
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10. Describe en tu cuaderno, ayudándote de dibujos explicativos sencillos, cómo se produce un fósil a partir de un resto animal o vegetal. Explica de la misma manera cómo se forman los fósiles de huellas de animales.
11. En la sierra de Atapuerca (Burgos) se han encontrado fósiles de seres humanos primitivos. ¿Por qué se consideran tan valiosos esos restos?
ACTIVIDADES
Los fósiles
Las rocas sedimentarias poseen algunas veces restos o huellas de seres vivos que vivieron en el pasado, y que han quedado incluidos en la roca, al compactarse y cementarse los sedimentos que la formaron. Estos restos y huellas de seres vivos son los fósiles.
Los fósiles proporcionan información muy valiosa sobre los seres vivos de otras épocas y sobre la historia de la vida en nuestro planeta, ya que permiten conocer animales y vegetales extinguidos, y también permiten reconstruir la historia evolutiva de las especies.
Los fósiles de caparazones, esqueletos y hojas o troncos de vegetales se formaron cuando los restos cayeron en un lugar en el que se estaban acumulando sedimentos. Al quedar enterrados, experimentaron los mismos procesos que transformaron el sedimento en roca, y sus componentes orgánicos fueron sustituidos por minerales. Ese proceso se llama fosilización.
Otro tipo de fósiles son las huellas de animales que quedaron impresas en un sedimento blando. Al ser este recubierto por otros materiales y endurecerse seguidamente, la impresión de la huella pasó a formar parte de la roca sedimentaria. En el sedimento que la recubrió podemos encontrar un molde en relieve de la huella.
EN PROFUNDIDAD
Los ammonites fueron moluscos marinos que vivieron durante la era Mesozoica.
Trilobites.
Priscacara.Dactyloceras.
Ophiopetra.
Hojas de Carya.
Los fósiles de Archaeopterix nos permiten conocer el parentesco entre los dinosaurios y las aves actuales.
Los fósiles de hojas y troncos nos permiten saber cómo eran las plantas de las que se formó el carbón.
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Ciencia en tus manosEstudio de la velocidad de cristalización
En el trabajo científico, la experimentación nos permite estudiar la relación entre dos variables de manera más controlada que en la naturaleza.
Para intentar establecer una relación entre la velocidad de enfriamiento de una roca y el tamaño de sus cristales, vamos a realizar el siguiente experimento.
1. Preparamos una disolución. En un vaso pequeño de precipitados ponemos un poco de agua templada y añadimos sulfato de cobre en polvo, en cantidad suficiente para que, después de revolver bien la mezcla, quede en el fondo algo de polvo sin disolver. Así, la disolución está saturada.
2. Preparamos la cristalización lenta. Ponemos en una placa Petri una pequeña cantidad de la disolución y la dejamos destapadaa temperatura ambiente. Esperamos dos o tres días hasta que toda la disolución se haya evaporado.
3. Realizamos la cristalización rápida. Vertemos con un cuentagotas una pequeña cantidad de disolución sobre otra placa Petri. A continuación añadimos acetona con otro cuentagotas. La acetona se evapora rápidamente y produce la evaporación del agua, forzando la formación rápida de cristales de sulfato de cobre.
4. Analizamos los resultados. Los cristales obtenidos mediante una evaporación lenta son apreciables a simple vista y tienen formas geométricas, mientras que los que se han formado rápidamente son pequeños e irregulares.
5. Obtenemos conclusiones. Los resultados nos permiten comprender la relación que hay entre la formación de las rocas plutónicas y volcánicas y el tamaño de sus cristales. Podemos expresarlos en forma de tabla:
12. Explica la relación entre la velocidad de cristalización del sulfato de cobre y el tamaño de los cristales.
13. Si haces hervir la disolución en el vaso de precipitados hasta que se evapore, el resultado es una pasta azulen la que no se aprecia ningún cristal y cuyo aspecto recuerda el de la pumita o piedra pómez. ¿Puedes explicaresta semejanza?
ACTIVIDADES
ExperimentoEvaporación
durantevarios días
Evaporación rápida con acetona
ResultadoCristales grandes
y geométricosCristales pequeños
e irregulares
Rocamagmática
Roca plutónica. Enfriamiento lento
Roca volcánica. Enfriamiento
brusco
ResultadoCristales visibles
a simple vistaNo se aprecian
cristales
Cristalizaciónlenta
Labo
rato
rio
Nat
ural
eza
Cristalizaciónrápida
Cristalización lenta Cristalización rápida
Agua
Acetona
Sulfato de cobre
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14. ●● El mineral halita es la sal de cocina (cloruro de sodio) y la roca llamada sal es una roca monomineral formada por el mineral halita. Tanto el mineral como la roca tienen el mismo nombre.
¿Hay algún criterio para diferenciarlos?
15. ●● Se llama litificación (del griego, transformación en roca) al proceso que transforma los sedimentos en rocas sedimentarias.
Explica cuáles son los dos procesos que componenla litificación.
16. ●●● Observando los estratos de rocas sedimentarias, a menudo es posible averiguar cómo fue el clima en el pasado.
Si observas que sobre unos estratos de carbón hay unos estratos de yeso, ¿qué podrías deducir acerca de cómo cambió el clima en esa región hacemillones de años?
17. ●●● Las rocas calizas más abundantes son las formadas por acumulación de caparazonesy otros restos orgánicos.
En España encontramos grandes espesores de calizas. Los geólogos atribuyen su origen a épocas en las que España estaba cubierta por un mar cálido con abundante vida. Razona si esta interpretación tiene lógica.
18. ●●● En algunas cuencas sedimentarias, en mares poco profundos, se han acumulado cientos e incluso miles de metros de espesor de capas de sedimentos, a pesar de que la profundidad del agua no era mayor de unas decenas de metros.
Copia en tu cuaderno la figura que representa el origen de las rocas detríticas y explica con rótulos qué es lo que permite la acumulación de un espesor tan enorme de estratos.
Actividades19. ● Solo hay un tipo de rocas que pueden arder.
¿Cuáles son y por qué presentan esa propiedad?
20. ●●● ¿Puede haber una roca detrítica formada por granito que es una roca magmática? Piensa y razona tu respuesta.
21. ●● En muchas zonas de la Península Ibérica, como Castilla-La Mancha, Madrid, Aragón, Cataluña, Castilla y León, Andalucía, etc., se encuentran grandes espesores de yesos, formados hace unos 20 millones de años.
¿Qué clima debía de haber en España en esa época?
22. ● La arcilla y el granito son rocas. Explica por quéla primera es una roca blanda y frágil, mientrasque la segunda es una roca resistente y dura.
23. ● En una erupción volcánica se emite a la atmósfera una gran cantidad de gases.
¿Qué gases son esos y de dónde proceden? La roca fundida que salpica desde el cráter y que rebosa formando ríos incandescentes no es magma. ¿Qué es? ¿Qué diferencia hay entre esa roca fundida que sale del cráter y el magma del interior de la corteza?
24. ●● El mármol es una roca metamórfica formadapor el mineral calcita.
¿Es una roca monomineral o no? Explica cuál es la diferencia entre la calcita y el mármol. ¿Cómo podríamos distinguir los componentes de la roca?
25. ● ¿Qué es el metamorfismo? ¿Cuáles son los dos factores que producen el metamorfismo? ¿Cómo se llaman las rocas resultantes de este proceso?
26. ● Observa estas fotografías, una es mármoly la otra granito. Indica cuál es cadauna y cuál es una roca monomineral.
27. ●●● La mica es un mineral muy típico del metamorfismo, y el tamaño de sus cristales aumenta con la intensidad del proceso metamórfico.
Según esto, ¿qué roca te parece que ha estado sometida a un metamorfismo más intenso: la pizarra o el esquisto? ¿Por qué?
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Combustibles fósiles e impacto ambiental
UN ANÁLISIS CIENTÍFICO
28. ● Explica cuál es la diferencia fundamental entreel origen de una roca metamórfica y el de una roca magmática.
29. ●● Con los datos de las tablas descriptivasde las rocas, elabora una clave dicotómicapara su identificación.
30. ●● En muchas zonas de España se construyen casas de piedra utilizando bloques para los muros y lajas para el tejado. Con frecuencia las rocas usadas sonla pizarra y la cuarcita.
¿Cuál de ellas se utilizará para los muros y cuál para el tejado? Razona tu respuesta.
31. ●● La lupa binocular es un instrumentoque nos permite observar aumentados los materiales opacos, ya que la luz no tiene que atravesarla preparación como en el microscopio.Así podemos ver la textura de las rocase identificar sus componentes.
a) Explica qué diferencias apreciasal observar una arenisca y una arcilla.
b) ¿En cuál de ellas puedes diferenciarsus componentes?
c) Observa otras rocas, como una toba calcárea, un granito y una caliza bioclástica, y haz una breve descripciónde tus observaciones.
101
El carbón y el petróleo son rocas sedimentarias de cuya combustión se obtiene energía. La gran demanda de energía de nuestra sociedad hace que el consumo de estos combustibles sea muy intenso. Esto produce diversos impactos ambientales, de los que destacan dos:
• Su extracción y transporte produce el deterioro de paisajes, y con cierta frecuencia el vertido de grandes cantidades de petróleo al mar.
• Su combustión arroja a la atmósfera grandes cantidades de dióxido de carbono. Esto aumenta el efecto invernadero y produce la elevación de las temperaturas, causante del cambio climático.
32. ● ¿Por qué se llaman combustibles fósiles al carbón y al petróleo? ¿Por qué se los clasifica también como rocas sedimentarias orgánicas? Explica las diferencias entre la formacióndel carbón y la del petróleo.
33. ● ¿Qué es el cambio climático?Elige la respuesta correcta y razona tu elección.
a) El aumento de CO2 en la atmósfera.b) La producción descontrolada de CO2
por la actividad humana.c) Los efectos del aumento de la temperatura
de la atmósfera terrestre.d) La contaminación que se produce debido
al consumo de combustibles fósiles.
34. ● Observa el esquema que representa el efecto invernadero, y responde razonadamente a las siguientes preguntas.
a) La luz del sol en realidad no calienta el aire.¿De dónde procede el calor que queda retenido en la atmósfera?
b) ¿De qué forma puede aumentar la actividad humana el efecto invernadero?
c) ¿Qué relación hay entre este aumento del efecto invernadero y el cambio climático?
d) Las plantas, las algas y algunas bacterias utilizan el CO2 atmosférico, y disminuyen su cantidad en el aire. ¿Mediante qué proceso utilizan el CO2 y qué finalidad tiene ese proceso para los seres vivos que lo realizan?
El suelo emitecalor
El CO2 de la atmósferaabsorbe el calor
y no lo deja escapar al espacio
Acumulación de CO2 en la atmósfera
Producción de CO2
Combustión
Luz del sol
El suelo se calienta
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Las rocas están formadas por agregados de minerales. Si en su composición solo
interviene un tipo de mineral, se denominan monominerales.
Según su proceso de formación, se clasifican en:
• Sedimentarias. Formadas por acumulación y compactación de sedimentos.
• Magmáticas. Originadas a partir del enfriamiento de un magma.
• Metamórficas. Formadas por elevadas presiones y temperaturas.
El ciclo de las rocas es el conjunto de procesos que experimentan las rocas
y los sedimentos en la superficie y en el interior de la corteza terrestre.
Algunos de los principales usos de las rocas son: materiales de construcción,
ornamentales, como recipientes, combustibles, industria química, etc.
Sedimentarias
Suelen presentar una disposición en capas, llamadas estratos.
Pueden ser:
• Detríticas. Formadas por fragmentos de diferentes minerales
y rocas unidos entre sí. Conglomerado, arenisca y arcilla.
• Calizas. Constituidas fundamentalmente por calcita.
Caliza bioclástica, travertinos y toba calcárea.
• Evaporíticas. Rocas monominerales originadas
por precipitación de sales al evaporarse el agua
en que estaban disueltas. Yeso y sal.
• Orgánicas. Formadas por acumulación de materia orgánica.
Carbón y petróleo.
Resumen
35. ¿Cuál es la principal característica de cada tipo de roca y que la diferencia claramente de los otros tipos?
36. Copia en tu cuaderno las dos columnas siguientes y relaciónalas mediante flechas para tener un resumen de las principales características de las rocas metamórficas.
Se rompe en láminas finas • • Mármol
Cristales visibles de mica • • Pizarra
Cristales visibles de feldespato • • Esquisto
Reacciona con burbujeo al ácido • • Cuarcita
Extremadamente dura, no reacciona al ácido • • Gneis
ACTIVIDADES
Magmáticas
El magma del que provienen es una mezcla de rocas fundidas
y gases.
Pueden ser:
• Plutónicas. Solidificadas lentamente a cierta profundidad.
Presentan minerales cristalizados y reconocibles.
Granito, sienita y pegmatita.
• Volcánicas. Solidificadas bruscamente en el exterior.
Aspecto homogéneo, no cristalino. Basalto, pumita
y obsidiana.
Metamórficas
El metamorfismo es el conjunto de cambios producidos
en las rocas sólidas por altas presiones y temperaturas.
Pueden ser:
• Laminares. Se separan en láminas. Pizarra, esquisto y gneis.
• Cristalinas. Se rompen de forma irregular. Mármol y cuarcita.
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Los refugios de piedra
EL RINCÓN DE LA LECTURA
Los altos precipicios de la región fueron en otro tiempo el lecho de un antiguo mar. A medida que los crustáceos que vivían en ese mar se desprendían de sus caparazones, estos fueron amontonándose en el fondo y, finalmente, se convirtieron en carbonato de calcio, pie-dra caliza. En ciertos períodos, por diversas razones, parte de los caparazones depositados formaba gruesas capas de piedra caliza de mayor dureza. Cuando la tierra se desplazó y el lecho marino quedó al descubierto se convirtió por fin en precipicios. La acción del viento y el agua erosionó con mayor facilidad la piedra relati-vamente más blanda, abriendo profundos espacios y dejando en medio salientes de roca más dura.
Aunque los precipicios estaban también llenos de cavernas en el senti-do convencional –lo cual era característico de la piedra caliza–, estas inusitadas formaciones semejantes a repisas constituían refugios de piedra que resultaban excepcionalmente adecuados como viviendas y habían sido utilizados como tales durante muchos miles de años.
Jondalar se levantó, se acercó a su mochila y volvió rápidamente con un sencillo saquito de piel provisto de una correa para llevarlo colgado del cuello, aunque nada indicaba que se le hubiera dado ese uso. Lo abrió y, sacudiéndolo, hizo salir dos objetos, que cayeron en la palma de su mano. Uno era un pequeño fragmento de ocrerojo. El otro parecía un trozo de roca gris normal y corriente, con los bordes afilados, y forma semejante a una pirámide aplanada. Pero cuando Jondalar alzó y mostró la superficie inferior, hasta ese momento oculta, los demás reaccionaron con exclamaciones aho-gadas y expresiones de sorpresa. Esa faceta de la piedra estabarecubierta de una fina capa de ópalo azul blanquecino con intensos reflejos rojos.
–Me encontraba allí de pie, recordando a Thonolan, y esto rodó por el pedregal y cayó a mis pies –explicó Jondalar–. Ayla dijo que debía guardarlo en mi amuleto, este saquito, y traerlo a casa. No sé cuál es su significado, pero tuve la sensación, y todavía la tengo, de que el espíritu de Thonolan guarda alguna relación con esta piedra.
Se la entregó a Zelandoni. Nadie más parecía dispuesto a tocarla, y Ayla notó que de hecho Joharran se estremecía. La mujer examinó la piedra con atención, tomándose su tiempo para pensar qué decir.
JEAN M. AUEL, Los refugios de piedra. Ed. Maeva
37. ¿Con qué material se había formado la piedra caliza que originó las rocas de la regióndescrita en el texto?
38. Ordena las siguientes palabras para indicarcómo se formaron las cavernas: la tierra se desplaza, crustáceos, cavernas, depósito de caparazones, precipicios, viento, agua y erosión.
39. ¿Cómo crees que era el clima de la región descrita? Muy frío, templado o muy caluroso. ¿Qué te hace pensar eso?
COMPRENDO LO QUE LEO
Libros:La leyenda de la piedra movedizaLAURA DEVETACH y MARTA PRADA. Ed. Sudamericana Magnífica leyenda que explica un interesante fenómenode la naturaleza.
1001 datos sobre rocas y mineralesSUE FULLER. Ed. MolinoEnciclopedia ilustrada de bolsillo con cientos de datos sobre rocas y minerales. Recoge un minucioso trabajo de investi-gación realizado por muchos especialistas.
NO TE LO PIERDAS
En la red:www.igme.es/internet/default.aspPágina del Instituto Geológico y Minero de España donde en-contrarás animaciones relacionadas con las rocas.
www.ucm.es/info/diciex/programas/index.htmlMaterial de apoyo para el repaso de las rocas más comunes, el ciclo de las rocas, etc.
www.portalciencia.net/geoloroc1.htmlPágina de rocas y ciclo de las rocas.
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Dirección de arte: José Crespo
Proyecto gráfi co: Portada: PEP CARRIÓ Interiores: Manuel García
Ilustración: alademoscail·lustració, Digitalartis, Marcelo Pérez, Pere Luis León, Carlos Aguilera
Jefa de proyecto: Rosa MarínCoordinación de ilustración: Carlos AguileraJefe de desarrollo de proyecto: Javier TejedaDesarrollo gráfi co: Rosa María Barriga, José Luis García, Raúl de Andrés
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Coordinación técnica: Francisco MoralConfección y montaje: Pedro Valencia, Alfonso García, Francisco MoralCartografía: José Luis Gil, Belén Hernández, José Manuel SolanoMapas: Ana Isabel CalvoCorrección: Ángeles San Román, Gerardo Z. GarcíaDocumentación y selección fotográfi ca: Nieves Marinas
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