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ESPA y ESPAD 1.1
Curso 2019/20
MODULO:
LA TIERRA EN EL UNIVERSO Y
MATERIALES TERRESTRES
Superstición y ciencia. Astrología y astronomía
En la Antigüedad, los astrólogos observaban las estrellas, y ensu imaginación, decían ver una conexión entre estas y losasuntos humanos, y así elaboraban horóscopos parapredecir el futuro.
Actualmente todavía muchas personas creen que existetal relación. Pero todas las investigaciones científicassobre este asunto han demostrado que no es así. Laastrología no tiene ningún fundamento científico, y no debeconfundirse con la astronomía, que es la ciencia que estudialos 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 losastros cuya luz vemos parpadear sobre el cielo oscuro son estrellas pa-recidas a nuestro Sol, y que están a una enorme distancia de nosotros.
Apenas hace ciento cincuenta años que el ser humano dispone de ins-trumentos para explorar el Universo. Anteriormente, las teorías quetrataban de explicar cómo era el Universo se basaban en observacionesrealizadas a simple vista, por lo que resultaban muy incompletas:
• Teoría geocéntrica. Propuesta por los antiguos griegos, afirmabaque la Tierra permanecía quieta en el centro del Universo, y que lasestrellas, el Sol, los planetas y la Luna giraban a su alrededor.
• Teoría heliocéntrica. Enunciada hace quinientos años por elastrónomo Nicolás Copérnico, proponía que el Sol permanecíaquieto y que los planetas, entre ellos la Tierra, giraban a su alre-dedor. Esta teoría fue muy discutida, hasta que en el año 1610 elmatemático Galileo Galilei inventó el telescopio y observó el movi-miento de los planetas y sus lunas, dando la razón a Copérnico.
Hoy día sabemos que ninguna de ambas teorías es correcta. El Sol noes más que una pequeña estrella, que se encuentra en una de las mu-chas galaxias que hay en el Universo. Y ni siquiera existe un lugar quese pueda considerar el centro del Universo.
Constelaciones y dioses de la Antigüedad
Hace más de tres mil años, los seres humanos observaron que, vistasdesde la Tierra, las estrellas parecían formar figuras caprichosas, a lasque llamaron constelaciones.
Cada cultura las interpretó de diferentes formas, imaginando animalesfabulosos, héroes y dioses. Las historias asociadas a cada constelaciónforman parte de la mitología. Tienen valor histórico y cultural, pero nose pueden tomar como una explicación del origen de las estrellas.
Universo geocéntrico.
Universo heliocéntrico.
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T.1. El UNIVERSO Y EL SISTEMA SOLAR
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Componentes y origen del Universo
Gracias a las investigaciones de los astrónomos, podemossaber qué componentes tiene el Universo, incluso cómo ycuándo se formó.
• El Universo está formado por galaxias, separadas entre sí porenormes 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 delcúmulo 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 gasllamadas 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, yse 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 satéli-te de la Tierra es la Luna.
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 elUniverso aumenta de tamaño con el tiempo en un proceso de expansión.
El comienzo de esta expansión debió ser una explosión gigantesca. Losastrónomos la llaman la gran explosión, y calculan que ocurrió haceunos quince mil millones de años.
El Universo está formado por galaxias, en las que hay estrellasque pueden tener sistemas planetarios formados por planetas y satélites.
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1. Busca en los conceptos clave el significado de «astro».
2. ¿Qué son las constelaciones? ¿Y la mitología? ¿Qué relación hayentre 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 planetarioa 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 elSol 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 cienmil millones de estrellas, y están separadas por distancias enormes.
Si redujéramos el Sol al tamaño de un garbanzo, la estrella más cercanasería otro garbanzo situado a 540 kilómetros. La Tierra no podríamosdistinguirla a simple vista, sería una mota de polvo situada a más dedos metros de nuestro «garbanzo». La Vía Láctea estaría formada porunos cien mil millones de garbanzos repartidos en un círculo de sietemillones de kilómetros de radio, algo difícil de imaginar.
Unidades en astronomía
Para poder manejar estas distancias tan gigantescas, los astrónomosutilizan principalmente dos unidades:
• La unidad astronómica. Es la distancia de la Tierra al Sol, unos 150millones 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 luzrecorre 300 000 kilómetros en un segundo, en un año recorre unosnueve 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 nosseparan. La estrella más próxima al Sol, Alfa Centauro, está situada aunos 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 entreel Sol y la Tierra es de unaunidad astronómica y desde elSol hasta Plutón 39,4 unidadesastronómicas, calcula a cuántoskilómetros está Plutón de la Tierra.
6. Imagina que hoy por la noche, al observar el cielo,presenciáramos la explosión de la estrella Betelgeuse. ¿Enqué año se habría producidorealmente 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 mismo ya no exista, pero no podremos saberlo hasta que su luz nos llegue.
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, estabaa 2 000 años-luz. ¿En qué año hizo realmente explosión esa estrella?
EN PROFUNDIDAD
El Sol tiene un radio 109 vecesmayor 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 deaños 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 delSol y cuyo tamaño es mucho mayor que el de otros astros de su ór-bita. Algunos son rocosos, como Mercurio, Venus, Tierra y Marte,y otros son principalmente gaseosos, como Júpiter, Saturno, Uranoy Neptuno.
• 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, situado después de Neptuno, y conside-rado como un planeta hasta el año 2006.
• Cuerpos pequeños. En esta categoría se incluyen el resto de astrosque giran alrededor del Sol. Entre ellos destacan: asteroides y co-metas.
Además de estos astros, existen satélites, que son cuerpos rocosos quegiran alrededor de un planeta. También los planetas enanos pueden te-ner satélites.
Movimientos de rotación y traslación
Los astros poseen dos tipos de movimientos:
• Movimiento de rotación. Es el movimiento de giro de un astro sobresi mismo. La línea imaginaria alrededor de la que se produce el giro sedenomina eje de rotación.
• Movimiento de traslación. Es el desplazamiento de un astro que davueltas alrededor de otro. El recorrido que sigue se denomina órbita.
El plano imaginario en el que se encuentra la órbita de la Tierra recibe elnombre de eclíptica, o plano de la eclíptica.
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7. Sabiendo que el Sol, y todoel Sistema Solar, tiene unmovimiento de traslaciónalrededor del centrode la galaxia, describe todoslos movimientos que poseeun satélite.
8. ¿A qué se denomina órbita?
9. ¿Cómo se llama el planoimaginario en el que seencuentra 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 reaccionesnucleares. Su superficie está a unos seis milgrados centígrados. Esto hace que el Solemita luz y calor.
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Los planetas interiores
Su superficie es rocosa, poseen una corteza y un manto formados porrocas, y en su centro, un núcleo metálico.
• Mercurio. Su radio es casi tres veces menor que el de la Tierra. Notiene 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 �170 °C.
• Venus. Su tamaño es parecido al de la Tierra. No tiene satélites. Suatmósfera 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. Tiene un satélite, la Luna. Su atmósfera está compuestaprincipalmente por nitrógeno y oxígeno. Por lo que sabemos hastaahora, 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 muyescasa y está compuesta principalmente por dióxido de carbono. Ensu superficie las temperaturas son muy bajas, alrededor de �50 °C.
Mercurio, Venus, la Tierra y Marte son los cuatro planetas máspróximos al Sol, por lo que se denominan planetas interiores.
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10. Enumera los cuatro planetas interiores e indica qué característicaspresentan en común.
11. ¿Qué planeta fue visitado y fotografiado por las sondas espacialesSpirit y Opportunity?
12. ¿Qué planeta gira en sentido contrario a como lo hacen los demás?
ACTIVIDADES
En 2004, los robots Spirit y Opportunityse posaron sobre Marte y estudiaron la posible existencia de agua sobre su superficie.
MercurioDiámetro: 4 880 km
VenusDiámetro: 12 104 km
TierraDiámetro: 12 740 km
MarteDiámetro: 6 794 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 másde once veces mayor que el de la Tierra. Tiene más de 60 satélites.Los cuatro más grandes son Ío, Calisto, Ganimedes y Europa y losdescubrió Galileo Galilei en el año 1610.
• Saturno. Es el segundo planeta más grande del Sistema Solar. Su ra-dio 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 sistemade anillos muy vistoso, formado por polvo y fragmentos de rocas.
• Urano. Es unas cuatro veces mayor que la Tierra. Tiene más de 25pequeños satélites y también posee un sistema de anillos. Su eje derotación está casi horizontal con respecto a su órbita.
• Neptuno. Es de un tamaño algo menor que Urano. Tiene más de10 pequeños satélites.
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13. ¿Qué planetas se denominangigantes gaseosos?¿Por qué reciben esenombre?
ACTIVIDADES
NeptunoDiámetro: 49 492 km
JúpiterDiámetro: 142 984 km
SaturnoDiámetro: 120536 km
UranoDiámetro: 51 118 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 particularescaracterísticas, entre ellas el hecho de orbitarconjuntamente 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 2003, más allá de Plutón,y posee un satélite llamado Disnomia.
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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 Martey la de Júpiter. El tamaño de estos asteroides es muy variado. La ma-yoría tiene unos pocos metros de diámetro.
– El cinturón de Kuiper. Se encuentra más allá de la órbita deNeptuno. 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 tercercinturón, más allá de la órbita de Plutón.
Este tercer cinturón se llama Nube de Oort y se encuentra a unas60 000 unidades astronómicas del Sol.
En ocasiones, uno de estos cometas es expulsado de la Nube de Oorthacia 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 unlargísimo rastro de vapor y partículas de hielo que reflejan vivamen-te la luz del Sol.
Los cometas pueden verse en el cielo nocturno cuando están cercade la órbita de Marte.
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El cometa Halley fue visto por última vezen el año 1986. Su próxima apariciónse calcula que tendrá lugar en 2061.
Las órbitas de los planetas son casi circulares y están situadas sobre planos casi paralelos a la eclíptica. Plutón es un planeta enanocon una órbita más excéntrica y altamente inclinada.
Plutón
Neptuno
Cinturón de Kuiper
Nube de Oort
Cometa
Saturno
Urano
VenusJúpiter
MarteTierra
Cinturónde asteroides
Mercurio
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ACTIVIDADES FINALES.
T.1 El UNIVERSO Y EL SISTEMA SOLAR 1. Indica qué teorías sobre el Universo se corresponden con cada uno de los siguientes esquemas, y quién propuso cada una de ellas. A B 2. 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 había en el Universo muchas galaxias? ¿Qué otra cosa descubrió respecto a las galaxias y al Universo? 3.¿Qué dos movimientos presentan todos los planetas? 4.Describe cómo es nuestra estrella, el Sol, en los siguientes aspectos: su composición, su temperatura y los movimientos que presenta 5.Indica a qué planeta corresponde cada frase.
• Tiene el mayor número de satélites. • Es el más cercano al Sol. • Tiene seres vivos. • Es el más grande del Sistema Solar. • Gira sobre sí mismo en sentido contrario a como lo hacen los demás.
6.En una noche clara, observando el cielo durante un 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. 7. Identifica cada planeta, y numéralos según su distancia al Sol, empezando por el más cercano. 8.Indica si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones: A - Las nebulosas son acumulaciones de estrellas. B - Las estrellas emiten luz y calor. C - Las estrellas se forman en los planetas. D - Hace 15.000 millones de años se produjo una gran explosión. E - La Vía Láctea es una galaxia. 9. ¿Qué diferencias hay entre cometa y asteroide?
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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.
• Su campo magnético nos protege de algunas radiaciones solaresmuy peligrosas.
• La atmósfera está formada principalmente por nitrógeno y oxíge-no. El oxígeno es indispensable para la respiración de todos los seresvivos.
• La distancia al Sol y la composición de la atmósfera permiten que enla superficie terrestre se mantenga una temperatura media de unos15 °C, con variaciones relativamente suaves.
• Esta temperatura y sus ligeras variaciones permiten la existencia deagua en sus tres estados, que hacen posible el ciclo del agua.
• Tiene un satélite relativamente grande, la Luna, responsable de lasmareas en los océanos.
• Es un planeta con una gran actividad geológica, que se manifiestaen terremotos, volcanes, levantamiento de relieves, erosión, etc.
• En él se ha desarrollado la vida, que ha evolucionado a lo largo demiles de millones de años hasta originar la variedad de especies queexisten actualmente, incluida la especie humana.
Todas estas características hacen de la Tierra un planeta único en el Sis-tema Solar.
La Tierra es el único planeta del Sistema Solar que, además de uncampo magnético, posee atmósfera con oxígeno, una temperaturamedia de 15 ºC, un ciclo del agua y es el único en el que se hadesarrollado la vida.
Imagen de la Tierra y la Luna tomada desde un satélite.
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1. Escribe en tu cuadernolas características que hacende la Tierra un planeta únicoen el Sistema Solar.
2. ¿Cuáles de estas característicasson indispensables para la vidatal como existe en la Tierra?
3. Menciona algunosejemplos de la actividadgeológica de nuestro planeta.
ACTIVIDADES
Nuestro planeta tiene una intensa actividad geológica.
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T.2. EL PLANETA TIERRA
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Los movimientos de la Tierra
Hoy en día sabemos que la sucesión de las estaciones a lo largo del añoy el paso de los días y las noches son consecuencias directas de los dosmovimientos 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.
La Tierra gira hacia el este sobre su eje de rotación, por lo que vistadesde el Polo Norte gira en sentido contrario a las agujas del reloj. Enrealizar 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 alplano de la eclíptica. Esto hace que la duración relativa del día y la no-che 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 alrededordel Sol, describiendo una órbita cada 365 días, 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 órbitasería 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 elaño 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 antiho-rario.
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.
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A lo largo de 24 horas, un punto de la superficie terrestre pasa por una zonailuminada 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 pordónde se produce el ocaso?
5. ¿Dónde habrá más diferencia en la duración del día y la noche a lo largo del año, en un paíssituado cerca del polo o en otropróximo al ecuador? Razona tu respuesta.
6. Explica qué significa que elsentido de la traslación terrestrees antihorario.
ACTIVIDADES
Órbita terrestre
150 000 000 km
Plano de la eclíptica
Sentido del giro
Planoecuatorial
Hemisferio sur
Hemisferio norteEcuador
Ejede rotación
DíaNoche
G F
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Las estaciones
La inclinación del eje de rotación de la Tierra es la causa de una seriede variaciones a lo largo del año. Entre ellas, diferencias en las tempera-turas y en la duración del día y la noche.
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 aprimavera. Corresponden a las fechas en las que el día y la nochetienen 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 primaveraa verano. Corresponden a las fechas en las que la duración entre eldía y la noche alcanza su máxima diferencia. Aunque las fechas varíanligeramente, se producen hacia el 22 de diciembre y el 21 de junio.
Según estas diferencias, a lo largo del año se suceden cuatroestaciones: primavera, verano, otoño e invierno.
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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,en que es el día 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 se van haciendo más largos,y las noches, más cortas. Hasta el 21 de marzo, en que el día dura lo mismo que la noche.
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 van siendo más cortos,y las noches, más largas. Hasta el 21 de marzo,en que el día dura lo mismo que la noche.
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 junioSolsticio
de invierno
22 de diciembreSolsticiode 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 alrededorde la Tierra describiendo un arco en el cielo que comienza al amanecery termina al anochecer. Ese recorrido del Sol dura más tiempo en vera-no que en invierno; es nuestra forma de percibir que, en verano, Espa-ña pasa más tiempo en la zona iluminada por el Sol que en la zonanocturna.
También observamos que el Sol se levanta más sobre el horizonte en ve-rano. Por eso, la sombra de un poste a mediodía es más pequeña enverano y más larga en invierno. Así apreciamos que los rayos del Sol nosllegan más perpendiculares en verano que en invierno.
Distribución de los rayos solares
Si nos fijamos en la Península Ibérica en ambos solsticios, podemosapreciar dos circunstancias muy diferentes.
La situación es similar a lo que ocurriría si pusiéramos un mapa de laPenínsula Ibérica en el suelo de una habitación oscura y lo ilumináse-mos con una linterna desde dos posiciones similares a las de los solsti-cios. Una perpendicular, simulando el verano, y otra inclinada, simu-lando el invierno. 7. Si el eje de rotación fuera
perfectamente perpendicular a laeclíptica, ¿existirían estaciones?Razona la respuesta.
8. Busca en los conceptos clave el significado del término«equinoccio».
9. En el ejemplo de la Península Ibérica y la linterna.¿Se iluminará igual en ambassituaciones? Razonatu respuesta.
ACTIVIDADES
Simulación del verano. Simulación del invierno.
Los rayos solares llegan de forma muy perpendicular,por lo que se concentran en una zona más pequeñay calientan más. Además, calientan durante más tiempo,ya que la Península Ibérica está más tiempo en la zonailuminada.
Los rayos solares llegan oblicuos, se reparten por una zona másamplia y tienen que atravesar un espesor mayor de atmósfera,por lo que calientan menos. Además, calientan durante menostiempo, ya que la Península Ibérica está menos tiempo 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.
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La Tierra y la Luna
La Luna es nuestro satélite. Sus fases y los eclipses son fenómenos quese deben a su tamaño relativamente grande y a ciertas particularidadesde sus movimientos.
Movimientos de la Luna
Nuestro satélite tiene dos movimientos propios:
• Rotación. La Luna tarda 28 días en dar un giro completo sobre símisma.
• Traslación. La Luna describe una órbita alrededor de la Tierra, quese encuentra inclinada 5° con respecto al plano de la eclíptica. En realizar una vuelta completa tarda también 28 días. Este tiempo reci-be el nombre de mes lunar.
Vistos por encima del Polo Norte, ambos movimientos se producen ensentido antihorario.
La coincidencia de los períodos de rotación y traslación hace que laLuna 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 sabíaqué aspecto tenía la cara oculta de la Luna.
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Las fases de la Luna
Luna nueva
Cuando el Sol, la Luna y la Tierraestán casi en línea recta, con la Lunasituada en medio, desde la Tierrase ve la parte de la Luna que estáen sombra, su lado nocturno.
Cuarto menguante
Cuando la Luna está a mediocamino entre la fase de luna llenay la de luna nueva, vemosiluminado su lado izquierdo, y laLuna tiene forma de C.
Cuarto creciente
Cuando la Luna está a mediocamino entre la fase de lunanueva y la de luna llena, vemosiluminado su lado derecho. La Luna tiene forma de D.
Luna llena
Cuando el Sol, la Tierra y la Lunaestán casi en línea recta, con laTierra situada en medio, desdenuestro planeta vemos la parteiluminada de la Luna.
La Luna siempre muestra la misma cara haciala Tierra. El punto marcado en rojo se encuentraen la cara oculta de la Luna, de forma que desdela Tierra no puede verse.
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Eclipses
Esta situación se produce cuando tres astros se encuentran en línea. LaTierra, 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, laLuna proyecta su sombra sobre la Tierra, y ob-servamos cómo nuestro satélite tapa el Sol.
• Eclipse de Luna. Se origina cuando la Tierraestá entre el Sol y la Luna. En esta posición po-demos ver la sombra de nuestro planeta pro-yectada sobre la luna llena.
La inclinación del plano de la órbita lunar haceque la Luna, al recorrer su órbita, cruce el plano de la eclíptica en dos puntos, los nodos.
Un eclipse es la ocultación, total o parcial, de un astro por otro.
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 enla situada en la parte opuesta. En estos puntos en los que el nivel delagua sube, se produce la marea alta, mientras que en las zonas en lasque el agua es desplazada y baja su nivel, tiene lugar la marea baja.
10. Explica qué son los nodos de laórbita lunar, y por qué solopuede producirse un eclipsecuando la Luna está en uno de sus nodos.
11. La Tierra da un giro completosobre su eje cada 24 horas.¿Cuántas mareas altas y cuántas mareas bajas tendráun punto de la costa en esetiempo?
12. ¿Por qué crees que no debemirarse directamente al Sol, ni siquiera durante un eclipse?
ACTIVIDADES
Eclipse de Sol Eclipse de Luna
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.
Representación del desplazamiento del agua debido a la atracción de la Luna,y 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
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14
30
Las capas de la Tierra. La geosfera
El planeta Tierra es el único conocido en el que, además de una esferarocosa y una envoltura gaseosa, hay agua y seres vivos. La geosfera esel 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 corteza. Es la capa más externa y está cons-tituida por rocas. La corteza terrestre es de dostipos:
– Corteza continental. Su espesor es de unos70 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 rocamás abundante es el basalto, que es una rocavolcánica. La corteza oceánica se origina porla intensa actividad volcánica de unas cordille-ras submarinas, llamadas dorsales oceánicas.
• El manto. Se encuentra bajo la corteza, y llegahasta los 2 900 km de profundidad. Está for-mado por rocas que se encuentran en estadosólido a una temperatura de entre 1 000 y4 000 °C.
• El núcleo. Está situado bajo el manto. Su com-ponente principal es el hierro, y se encuentra auna temperatura de más de 4 000 °C. Tiene dospartes:
– El núcleo externo. Es líquido y está agitadopor 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.
La geosfera es la parte rocosa de la Tierra. Tiene un radio de 6 370 km, y está formada por tres capas.
5
13. 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
1 220 km
3 470 km
6 370 km
0
Cortezacontinental
Cortezaoceánica
Núcleointerno
70 k
mG F
10 k
mGF
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15
El relieve de la superficie terrestre
En las imágenes tomadas desde el espacio, vemos nuestro planeta deun 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, veríamosque 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 alcanzan grandesaltitudes, como la cordillera del Himalaya en Asia o los Andes enSudamérica. En España tenemos algunas cordilleras, como las Bé-ticas, los Pirineos o la Cordillera Cantábrica.
– Grandes llanuras. También llamadas escudos, son grandes ex-tensiones prácticamente horizontales, como la llanura del ríoAmazonas en Sudamérica o la del Sahara en África.
– Plataformas continentales. Abarcan desde la línea de costa hastaunos kilómetros mar adentro. Su profundidad máxima es de unos300 m y, aunque están bajo el agua, forman el borde de los continentes.
• Los fondos oceánicos. Su profundidad media es de unos 4 500 mpor 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 lafosa 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 al-gunos casos sobresalen de la superficie del océano originando ar-chipiélagos volcánicos, como las Hawai o las Canarias.
14. En algunos libros se estudianlas plataformas continentalesen los océanos, mientras que en otros se incluyen en loscontinentes. Menciona unarazón para incluirlas en loscontinentes, y una paraestudiarlas en los océanos.
15. ¿Qué formas del relieve de losfondos oceánicos estánrelacionadas con la actividadvolcánica?
ACTIVIDADES
31
En los continentes se distinguen las áreasmás áridas en marrón, y las zonas convegetación, en verde.
Dorsaloceánica
Plataformacontinental
Fosaoceánica
Volcanessubmarinos
Llanuraabisal
Escudo
Cordillera
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16
ACTIVIDADES FINALES.
T.2 El PLANETA TIERRA
1. Explica por qué la atmósfera permite que haya vida en la Tierra. 1.Haz un dibujo esquemático en tu cuaderno con cuatro posiciones de la Tierra al recorrer su órbita. Señala los solsticios y los equinoccios. 2.¿Cuándo tiene lugar la noche más larga en el hemisferio Sur?¿y la más corta? 3.¿Sobre qué zona de la Tierra caen perpendiculares los rayos del Sol durante los equinoccios? 4. 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? 5.Señala sobre el dibujo las capas de la Tierra y el grosos aproximado del manto terrestre 6.Cuáles son las capas de la Tierra? Explica brevemente las características de cada una. 7. Explica qué diferencias importantes hay entre la corteza continental y la corteza oceánica. 8.Identifica en el dibujo las siguientes formas del relieve: cordillera, fosa oceánica, volcán submarino y plataforma continental. 9.Indica si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones: a)La Luna tarda el mismo tiempo en realizar rotación y traslación b)Cuando la Luna nos tapa el Sol se produce un eclipse lunar c)Cuando la Tierra tapa el Sol se produce un eclipse lunar d)La atracción de la Luna produce pleamares y bajamares
17
158
Los materiales de la geosfera
Las piedras que podemos coger del suelo tienen un aspecto sólido y re-sistente, y algunas son muy duras y bastante pesadas. En ellas, por tér-mino 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. Encualquier roca o mineral podemos encontrar oxígeno formando partede su composición química, y en casi todos aparece también silicio.
Minerales
Por ejemplo, el carbono, el calcio y el oxígeno se combinan y formanun 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. Porejemplo, el cinabrio es sulfuro de mercurio, es decir, está compuestopor 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.
Los minerales son sólidos formados por la combinación químicade los elementos que hay en la corteza terrestre. Las rocas estánconstituidas por minerales.
1
ElementosPorcentaje
en número total de átomos (%)
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 calcitacorresponde a oxígeno.
1. Escribe en tu cuadernouna definición de mineralen la que se especifiquenlas tres característicasque lo identifican.
2. ¿Qué relación hay entrelos minerales y las rocas?
ACTIVIDADES
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
El diamante es el mineralmás duro que existe,mientras que el grafitoes tan blando quese deshace al rozarlocontra el papel.
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T.3.LOS MINERALES Y LAS ROCAS
18
159
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,mientras 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 porun solo tipo de componente.
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, esmás 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 los ejemplares del mundo tienen la misma composición.
Sin embargo, es frecuente que en la composición de un mineral hayadiversas impurezas, que pueden modificar algunas de sus propieda-des, como por ejemplo el color. Decimos entonces que ese mineral tie-ne variedades. El cuarzo es un mineral con muchas variedades.
Minerales amorfos y minerales cristalizados
El aspecto exterior de un mineral está determinadopor la forma en que se disponen sus componentes.Así, podemos tener:• Minerales amorfos. Son minerales cuyos
componentes están desordenados, como elágata.
• Minerales cristalizados. Son minerales cuyoscomponentes están dispuestos de forma ordenada,lo que produce una materia cristalina.
Algunos minerales cristalizados, aunque no todos, pre-sentan además un aspecto externo con caras planas, vérti-ces y aristas. Estos ejemplares se denominan cristales.
Los minerales son sustancias puras, en cuya composicióninterviene un único tipo de sustancia.
Cuarzo blancoo lechoso.
Cuarzo rosa.
El cristal de roca es cuarzo(óxido de silicio) cristalizado.
Cuarzoahumado.
El ágata es cuarzo (óxido de silicio) amorfo.
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19
160
La clasificación y el origen de los minerales
Las piedras que podemos ver en el campo, la grava, los granos de arenade una playa, incluso algunos materiales de construcción, como los la-drillos, están hechos de minerales.
Se conocen miles de minerales diferentes, y sus combinaciones formangran 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
Algunos silicatos abundantes en la corteza terrestre y que forman partede 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 muyabundante 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. Sealteran con el agua, convirtiéndose en minerales de arcilla. Las másconocidas 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, comola caolinita que es blanca y se emplea para hacer lozas, y la mont-morillonita, de colores rojizos y se usa para tejas y ladrillos.
• Olivino. Su nombre se debe a su color verde oliva. Abunda en elmanto terrestre. En la corteza se encuentra en rocas volcánicas.
Los silicatos son los minerales más abundantes tanto en la Tierra comoen todos los planetas y satélites conocidos. Son además los componentesde las dos principales rocas de la corteza terrestre: el granito y el basalto.
Los silicatos son un grupo de minerales que contienenprincipalmente silicio y oxígeno en su composición.
2
Cuarzo. Colores variados, dureza 7.
Feldespato. Color blancoo rosado, dureza 6.
Moscovita. Color blancoo amarillento, aspectolaminar.
Biotita. Color negro,aspecto laminar.
Arcilla. Color variado,aspecto amorfo.
Olivino. Color verde,cristalino, dureza 7.
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20
161
No silicatos
Aunque los silicatos son los minerales más abundantes, hay tambiénmuchos minerales en cuya composición no hay silicio.
En este grupo se incluyen, entre otros:
• Elementos nativos. En su composición hay únicamente un soloelemento. El oro, la plata, el cobre y el azufre se encuentran en lanaturaleza en estado puro como minerales.
• Óxidos. Están compuestos por oxígeno combinado con otro ele-mento. La hematites o el oligisto son óxidos de hierro de los que seextrae este metal.
• Sulfuros. Están formados por azufre combinado con un metal. Lablenda 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 epsomi-ta es un sulfato de magnesio que se utiliza como laxante para los niños.
• Carbonatos. Contienen carbono, oxígeno y un metal. La magnesitaes un carbonato de magnesio. La calcita es carbonato de calcio.
• Haluros. Compuestos por un metal combinado con cloro o con flúor. Lahalita 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 esténen 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 temperaturasdentro de la corteza terrestre. En estas condiciones, unos mineralesse transforman en otros nuevos. Así es como se origina la moscovitaa partir de algunos minerales de arcilla.
• En la superficie terrestre, debido a la cristalización de sustancias di-sueltas en el agua. Así se forman el yeso y la calcita.
Los no silicatos son un grupo de minerales que no contienensilicio en su composición.
Oro nativo.
Halita. Color blanco o transparente,cristalina, dureza 2,5.
La calcita depositada por el agua que goteaen las cuevas forma las estalactitas.
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 siguientestérminos: «óxido», «sulfuro», «sulfato», «carbonato» y «haluro».
ACTIVIDADES
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21
G FSe rayan con la uña
162
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 luzblanca. A veces, el color que presenta en las superficies expuestas alexterior 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 aldel vidrio; graso, como el de una superficie engrasada; mate, si suaspecto 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. Eldiamante 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 unmineral, que no siempre coincide con el de la superficie del mineral.También puede verse como el color que deja si lo frotamos con unasuperficie 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 unaescala 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 aél, 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 rayaal yeso pero que es rayada por la calcita, tiene dureza 2,5.
3
La pirita tiene brillo metálico y color amarillolatón. En ocasiones, la superficie puedeoscurecerse por oxidación.
El oligisto tiene color de raya rojo.
La mica se exfolia fácilmente en láminas.
G F
1. Talco. 2. Yeso. 3. Calcita. 4. Fluorita. 5. Apatito. 6. Ortosa.
Se rayan con la navaja
G FSe rayan con un trozo de vidrio
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172
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 mineralesque las componen. En otras, como el basalto o la caliza, los mineralesson tan diminutos que no pueden verse sin un microscopio.
Si son minerales resistentes a la rotura y están unidos fuertemente, elresultado es una roca resistente, como el granito o el basalto. Si son mi-nerales frágiles, como los minerales de arcilla o el yeso, y están unidosdébilmente, la roca resultante es frágil y deformable.
Tipos de rocas
Hay rocas formadas por varios minerales diferentes, como es el caso delgranito, 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 puedenformarse los minerales son también en los que se originan las rocas. Se-gún 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 unmagma, que es una masa de roca fundida.
• 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 unaroca 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
Las rocas están formadas por minerales unidos entre sí. El granito es una roca en la que pueden verse sus componentes.
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 constituidaúnicamente por cristales de cuarzo. La cuarcita está formada por muchosfragmentos de cuarzo (mineral) unidos.
Normalmente, estos fragmentos son tan pequeños que no se distinguen a simple vista, pero con un microscopio petrográfico, que pone de manifiestolos cristales, se aprecian pequeños minerales encajados y unidos entre sí.
Imagina un puñado de arena formada por granos de cuarzo, como la quepuede arrastrar un río. Si se compactaran y los granos minerales quedaranunidos entre sí, ¿el resultado se llamaría cuarcita o cuarzo? Explica por qué.
EN PROFUNDIDAD
Cristalesde cuarzo
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173
Las rocas sedimentarias
En los taludes de las carreteras, en los acantilados y en las laderas dealgunas montañas, podemos contemplar rocas que están dispuestas encapas de diversos espesores y colores, y de diferente consistencia.
Hay cuatro tipos de rocas sedimentarias:
• Detríticas. Son las formadas por fragmentos de diferentes mineralesy 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 or-
gánica 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 se-dimentación de materiales.
Las rocas sedimentarias suelen presentar una disposición en capas, que reciben el nombre de estratos.
Una vez acumulados los materiales, se producen dos procesos:
• Compactación. El peso de los materiales que se van depositandoencima del sedimento comprime sus componentes. Los mineralesde 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 algunosminerales 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 sedimenta-ria y las capas de sedimentos se convierten en estratos de rocas.
2
En ocasiones, los estratos de rocassedimentarias aparecen plegados.
2. ¿Qué dos procesos son los que transforman un sedimentoblando 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 desedimentos, que formarán estratos de rocas sedimentarias.
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24
174
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 llevaen 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 extensionesde 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 sedimentariasorgánicas diferentes:• Carbón. Procede de la acumulación de materia vegetal, que queda
enterrada y es sometida a altas presiones y temperaturas. Es una rocaque se forma en ambientes continentales, como bosques.
• Petróleo. Se origina por la acumulación de partículas microscópicasde materia orgánica procedentes del plancton marino. Estas partícu-las impregnan los sedimentos arcillosos y, al quedar enterradas, lapresión y la temperatura cambian su composición y producen unamezcla negruzca de gases, líquidos y sólidos, que forman el petróleo.
En las lagunas de agua salada se produce la precipitación de minerales y se formanrocas evaporíticas.
3. Busca en los conceptos claveel significado de «precipitación».
ACTIVIDADES
La formación del carbón
El carbón vegetal se produce industrialmente utilizandomadera de encina, que se calienta en un horno, sinoxígeno 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 Asturias, habíaunas extensas zonas pantanosas próximas al mar. El clima cálidopermitió la existencia de una exuberante vegetación de helechosde gran tamaño. Los restos de aquellos vegetales quedaron enterradosy se fueron hundiendo al superponerse nuevos sedimentos. Esto produjosu carbonización y originó los yacimientos de carbón en el nortede España.
EN PROFUNDIDAD
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25
175
Reconocimiento de rocas sedimentarias
Las rocas sedimentarias son fáciles de reconocer, ya que cada tipo tieneunas propiedades muy características y un aspecto muy diferente delas demás.
RO
CA
S S
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rodu
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burb
ujeo
con
un
ácid
oD
etrí
ticas
ConglomeradoFormado por fragmentos de roca entre los que puedehaber granos de arena.
AreniscaCompuesta por pequeños granos de arena.Al rascarla, pueden desprenderse algunosde estos granos.
ArcillaConstituida por arcilla compactada. Puede presentardiferentes colores. Al mojarla huele a tierra húmeda.
Calizabioclástica
Formada por acumulación de caparazones de seresvivos. Pueden ser fragmentos grandes (fósiles), o muy pequeños, distinguibles solo con una lupa.
TravertinosOriginadaspor precipitaciónde carbonato de calciodisuelto en el agua.
Toba calcárea
Formadaspor acumulaciónde minerales precipitadosa partir del aguacon sales disueltas.
El yeso se rayacon la uña.
Las tobas calcáreas sonporosas y ligeras,y tienen huellasde restos vegetales.
Los travertinos tienenla superficie lisay son compactos.Forman las estalactitasy las estalagmitas.
La sal tiene sabor salado.
Yeso
Sal
Carbón
Petróleo
Originado por acumulación de madera en un mediocontinental. Color negro. Mancha las manos y el papel.
Formado por acumulación de arcilla con mucha materia orgánica, en un medio marino. Líquidonegruzco y espeso.
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26
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 ro-cas en el interior de la corteza terrestre, en zonas donde la temperaturaes muy alta. A medida que los diferentes minerales que componen unaroca se van fundiendo, la roca pasa de ser sólida a ser líquida.
La roca fundida contiene gases disueltos. Los más abundantes son elvapor de agua y el dióxido de carbono.
Una vez formado el magma en el interior de la corteza, pueden producirsedos 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 seproduce una erupción volcánica. Los gases del magma escapan y la rocafundida sin gases, llamada lava, se enfría rápidamente.
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.
3
4. Explica brevemente cuál es la diferencia entre las rocasvolcánicas y las rocasplutónicas. ¿Cuáles tienen losminerales 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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es.
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 vecescontiene cristales de olivino. Puede presentartambién 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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27
177
Las rocas metamórficas
La arcilla es una roca sedimentaria que puede contener gran cantidad deagua, lo que le da una consistencia muy plástica, pero cuando la coce-mos 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, volviéndosemás rígida y compacta.
Según su aspecto externo, las rocas metamórficas se pueden clasificaren dos tipos:
• Laminares. Durante el metamorfismo, algunos minerales de arcillaoriginan cristales de mica blanca y negra que son laminares. Estasrocas con frecuencia se separan en láminas al romperse.
• Cristalinas. No presentan láminas; son homogéneas. Se rompen deforma irregular sin separarse en láminas.
El metamorfismo es el conjunto de los cambios que experimentauna roca sometida a altas presiones y temperaturas. El resultadoes una roca metamórfica.
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Se
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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 cristalesde mica.
Presenta láminas deformadas. Se apreciala abundancia de mica por su brillo. Puede tenerotros 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 diferentestonalidades. Al echarle un ácido, como el vinagre o elácido 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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28
179
Los usos de las rocas
Si observamos los edificios de una calle, veremos que la mayoría estánconstruidos 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, lapizarra, 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 la arcilla.• Usos ornamentales. Para hacer esculturas, mesas, mobiliario urba-
no, encimeras, etc. El mármol es una roca muy apreciada para estosusos, porque es fácil de labrar, y, pulido, adquiere un vistoso brillo.
• Recipientes. Vasijas, fuentes, etc., se modelan con arcilla que, unavez 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 quemayor aprovechamiento tiene en la actualidad es el petróleo.Haz una lista de todos losproductos que puedasmencionar que se obtienende esta roca orgánica.
ACTIVIDADES
Muchas estatuas y figurasse realizan con mármol.
La arcilla se usa para fabricarmateriales cerámicos.
En las refinerías se obtienencombustibles del petróleo.
Los plásticos también sonderivados del petróleo.
Stonehenge está realizado con bloques de granitoy de arenisca.
El acueducto de Segovia estáconstruido con 20 400 bloquesde granito.
Muchos edificios modernosestán construidos o decoradoscon rocas o derivados de ellas.
El hormigón, el vidrioy los metales son materialesque se obtienen de las rocas.
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222
12
Actividades
1 ¿Cuál es el mineral no metálico más explotado en Asturias? Explica de qué gangas puede acompañarse y dónde se encuentran los yacimientos principales.
2 Dibuja un mapa de Asturias y señala con dife-rentes colores el tipo de roca que predomina en las distintas zonas.
3 ¿Qué importancia ha tenido la explotación de carbón en nuestra comunidad? Nombra los concejos mineros más importantes.
Mina de carbón.Fig. 12.9
Muestra de la importancia de la minería del carbón son los abun-dantes restos de minas y casti-lletes que puedes encontrar en numerosos puntos de la región.
Sabías que...
B2
Mapa con canteras de rocas ornamentales.
Explotaciones de rocas en Asturias
En la actualidad, estas explotaciones representan un porcentaje muy pequeño de la producción total española. Algunas de las más signi�cativas son:
• Explotación de rocas ornamentales: se extraen principalmente calizas, are-niscas y pizarras. Las calizas y areniscas se extraen en la zona del centro y
el oriente de la región en canteras a cielo abierto y se usan para la construcción de edi�cios y carreteras. La pizarra se ex-trae principalmente en la zona occidental (Luarca) y se destina a la construcción de los tejados tan característi-cos de esa zona de la región. También se dan pequeñas
explotaciones de granito (Langreo), mármol, cuarcita y caolín (Salas y Llanera).
• Explotación del carbón: la actividad de estas explotaciones en la actualidadha descendido notablemente, aunque a mediados del siglo pasado desempeñó un papel muy importante en el desarrollo industrial de nuestra comunidad. Las principales explotaciones se han localizado en torno a dos cuencas: la cuencadel Narcea y la cuenca hullera central de los ríos Caudal y Nalón. La cuenca delNarcea, donde se explota antracita, engloba los municipios de Cangas del Narcea,Ibias, Degaña, Tineo y Allande. La cuenca hullera central incluye los municipiosde Langreo, Mieres, San Martín del Rey Aurelio, Oviedo, Llanera, Laviana, Aller,Caso, Sobrescobio, Gijón, Lena, Quirós, Bimenes, Morcín, Riosa y Castrillón.
La hulla es el carbón con mayor poder calórico; es el más valorado por la indus-tria y, por eso, la mayor concentración de minas se localiza en la cuenca centralasturiana.
Fig. 12.8
MAPA DE CANTERAS EN ASTURIAS
LAS ROCAS DE ASTURIAS
30
T.3. LOS MINERALES Y LAS ROCAS
EJERCICIOS FINALES 1.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. 2. 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. 3.¿Qué rasgos observamos para identificar los minerales 4.¿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? 5.¿Dónde se forman las rocas sedimentarias? 6.¿Cómo se originan las rocas metamórficas? 7.Nombra una roca de cada tipo: sedimentaria, volcánica, plutónica y metamórfica 8. Solo hay un tipo de rocas que pueden arder. ¿Cuál es y por qué presentan esa propiedad? 9.¿Qué rocas podemos encontrar en los yacimientos de Asturias?
31
La atmósfera terrestre.Composición del aire
Casi todos los planetas del Sistema Solar tienen una atmósfera formadapor diferentes gases.
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 % delaire. Oxida con facilidad muchas sustancias y es imprescindible parala 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 peligrosocontaminante. Sin embargo, en las capas altas de la atmósfera, filtralas radiaciones ultravioleta del sol, que resultan dañinas para los se-res vivos.
• El dióxido de carbono (CO2) es un gas incoloro e inerte, que formael 0,03 % del aire. Es importante por dos razones:
– Es necesario para producir materia orgánica mediante la fotosíntesis.
– Es responsable del efecto invernadero.
La atmósfera es la envoltura gaseosa que envuelve un planeta. En la Tierra está compuesta por una mezcla de gases llamada aire.
1
124
El nitrógeno y el oxígeno forman el 99 %de la composición de la atmósfera.
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 Tierracalentada 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
Nitrógeno 78 %
Otros gases 1 %Oxígeno 21 %
Composición del aire
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T.4.LA ATMÓSFERA
32
125
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 nopodemos llamar aire a la mezcla de gases de la atmósfera venusiana.
2. En la atmósfera hay dos capas que están más calientes por su parteinferior que por su parte superior, y otras dos que están en cambiomás calientes por arriba que por abajo. Identifica cuáles son cadauna de ellas.
ACTIVIDADES
La ionosfera es la capa externa. Las radiacionessolares calientan su parte superior, por lo quela temperatura es mayor con la altitud. La partesuperior se denomina exosfera. No tiene un límitesuperior definido, cada vez hay menos aire, hastaque, a unos 500 km de altitud, ya se encuentrael vacío del espacio. A esa altitud se desplazanalgunos satélites artificiales. En ella se producenlas estrellas fugaces y las auroras polares.
Mesopausa
Estratopausa
Ozonosfera
Tropopausa
La mesosfera tiene un espesor de unos 40 km. Sulímite superior es la mesopausa. Desde la zonamás interna hacia la más externa, la temperaturava descendiendo hasta menos de 100 °C bajo ceroen la mesopausa.
La estratosfera tiene un espesor de unos 30 km.Su límite superior es la estratopausa. En la partealta, los rayos ultravioleta del sol chocan conlas moléculas de oxígeno (O2) y originan el gasozono (O3). La reacción produce calor, por lo queen 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 límitesuperior se llama tropopausa. A medida queascendemos, la temperatura desciende hastalos 55 °C bajo cero. En esta capa estáaproximadamente el 90 % del aire de la atmósfera.
80 km
10 km
40 km
500 km
400 km
300 km
200 km
100 km
80 km
40 km
10 km0 km
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33
132
El impacto de las actividadeshumanas
Hoy en día empezamos a tomar conciencia de que las actividades hu-manas producen un efecto sobre la atmósfera. La contaminación espreocupante, oímos hablar del excesivo efecto invernadero, del agujerode la capa de ozono…
Sustancias contaminantes de la atmósfera
Ciertas actividades humanas producen una serie de sustancias conta-minantes que son vertidas a la atmósfera. Entre ellas destacan:• Dióxido de carbono (CO2). Procede de la utilización de combusti-
bles fósiles, como el carbón y los derivados del petróleo. Su acu-mulación en la atmósfera produce un aumento del efecto inverna-dero y un calentamiento progresivo, con el consecuente cambioclimático.Las consecuencias son: el aumento de ciclones tropicales destructi-vos, la fusión del hielo de los casquetes polares con la subida del nivel del mar y graves sequías en diversas partes del planeta.
• Óxidos de azufre y de nitrógeno. Proceden de la combustión decarbón y gasolinas de mala calidad. Cuando estos óxidos se combi-nan químicamente con el agua de las nubes, la lluvia y la nieve quecae contiene ácidos, como el sulfúrico y el nítrico. Esto se conocecomo lluvia ácida.Las consecuencias son: el deterioro de edificios y monumentos y lamuerte de los vegetales y de los animales herbívoros.
• Gases CFC. Son gases fabricados industrialmente, que se utilizanen aerosoles, aparatos de aire acondicionado, etc. Provocan la reduc-ción de la capa de ozono, haciendo menos efectivo el filtro de la ra-diación ultravioleta del sol.Las consecuencias son: quemaduras y enfermedades graves, como elcáncer 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 alquemar 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 yel deterioro de los edificios y monumentos. Es, además, causa de en-fermedades pulmonares cuando se inhala de forma continuada.
Nuestra salud
El aire que respiramos es fundamental para nuestra salud. Algunoscontaminantes son venenosos en concentraciones elevadas y la inha-lación constante de hollín origina la irritación de la garganta y losbronquios.
Por eso es importante hacer ejercicio al aire libre, en lugares donde laatmósfera esté limpia. Así, nuestro aparato respiratorio se mantiene sa-ludable y nuestra sangre recibe la cantidad de oxígeno que necesita.
9
Fotografía de satélite del huracán Emily. 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 objetosacumulan con frecuencia unpolvo negruzco cuando no selimpian. ¿Qué es y de dóndeprocede? ¿Lo encontraríamostambién en una casa de camposituada en un lugar sincontaminación? Razona tus respuestas.
ACTIVIDADES
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34
133
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 de los gobiernos
Para disminuir la contaminación de la atmósfera, los gobiernos puedentomar 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 elcambio climático. Para ello, era necesario desarrollar formas deenergía no contaminantes, como la eólica o la solar.
• Promulgar leyes que prohíban la fabricación y utilización de gasesCFC, y que obliguen a instalar filtros en las chimeneas para que noviertan 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 materias como el vidrio, los plásticos 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. Apagarla cuando la casa esté caliente.– 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, si es posible.• No utilizar aerosoles con gases CFC. Es mejor usar vaporizadores
que no contienen gas a presión.• Facilitar el reciclado del papel, el plástico y el vidrio, depositándo-
los en los contenedores adecuados.
10
Los aerogeneradores y las placas solaresutilizan la energía eólica y la solar,respectivamente, para producir electricidadsin contaminar la atmósfera.
16. En España hace ya varios años que se promueve el recicladorutinario del vidrio, el plástico y el papel. ¿Cómo se realizala recogida de estos materiales?
17. Explica por qué se considera que un aerogenerador produceenergía de forma «ecológica».
ACTIVIDADES
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35
T.4. LA ATMÓSFERA
EJERCICIOS FINALES 1. Indica si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:
A - El elemento más abundante en la atmósfera es el oxígeno.
B - Todas las radiaciones solares llegan a la superficie terrestre.
C - El efecto invernadero lo produce la capa de ozono.
D - Los aviones necesitan aire para desplazarse.
E - La atmósfera puede desintegrar meteoritos.
F - Las aves pueden volar sin aire.
G - Los fenómenos meteorológicos que se producen en la atmósfera determinan el clima.
2. ¿En qué consiste el “efecto invernadero”?
3.¿Cuáles son los principales focos de contaminación de la atmósfera?
4.Cita algunas medidas que podemos adoptar personalmente para evitar la contaminación.
5. Indica si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:
A - La atmósfera facilita la evaporación de los mares y océanos.
B - El dióxido de carbono y el oxígeno son necesarios para la fotosíntesis.
C - El uso de la calefacción y el aire acondicionado evita la contaminación atmosférica.
D - El ácido desoxirribonucleico contiene nitrógeno.
6. Al subir al Everest se hace necesario llevar oxígeno en botellas. ¿Por qué? 7.¿Hay otros planetas del Sistema Solar que tengan atmósfera? ¿Cuáles? ¿Se puede decir que tengan aire? Razona tu respuesta. 8.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. 9.El ozono es un gas escaso pero fundamental. Escribe en tu cuaderno una explicación sobre la importancia de este gas e indica dónde resulta beneficioso y dónde perjudicial.
36
El agua de la Tierra
El agua es para nosotros algo necesario y cotidiano, basta abrir un grifopara 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 casitoda es agua salada.
El agua dulce está repartida del siguiente modo:• El 79 % aparece en forma de hielo y nieve en los glaciares 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 actividadvolcánica y estaba sometida a un continuo bombardeo de asteroides y cometas. Estos fenómenos enriquecieron la atmósfera con dióxido decarbono 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 ydando lugar a la hidrosfera.
La fotosíntesis eliminó gran parte del dióxido de carbono; el que quedaproduce un suave efecto invernadero. Esto, junto a la distancia que nossepara del Sol, hace que la temperatura media de nuestro planeta seade 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.
El agua de la Tierra se distribuye en un 97 % de agua salada y un 3 % de agua dulce.
1
142
Distribución del agua en la Tierra
1. Imagina que tienes un rectángulo con 100 000 cuadritos. Si esoscuadritos representan toda el agua de la hidrosfera, averiguacuántos 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 %
Aguassubterráneas 20 %
Agua dulcesuperficial 1 %
En los lagos 50 %
En el suelo 38 %
En la atmósfera 10 %
En los ríos 1 %
En los seres vivos 1 %
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T.5. LA HIDROSFERA
37
143
El agua en los demás planetas rocosos
El proceso que tuvo lugar en la Tierra también ocurrió en los demásplanetas 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, pero con una
gran cantidad de dióxido de carbono. Esto produce un efecto inver-nadero tan intenso que la temperatura en su superficie es de casi500 °C, por lo que no tiene agua líquida. El vapor de agua, al com-binarse con los gases de azufre de origen volcánico, forma densasnubes de ácido sulfúrico.
• Marte es pequeño, su gravedad es menos de la mitad que la terrestrey poco a poco ha ido perdiendo su atmósfera, que actualmente esmuy tenue. Presenta huellas que pueden ser debidas a la presenciade agua líquida en su superficie en el pasado, pero hoy día la quequeda 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 tienemucha importancia para los seres vivos.
3. ¿Cómo afecta a la hidrosfera la presencia de dióxido de carbono en la atmósfera? ¿Ha ocurrido lo mismo en los otros planetasrocosos?
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 buendisolvente
Disuelve minerales de la corteza terrestre.Arrastra las sales disueltas hasta el mar.Al evaporarse, produce el depósito de las salesdisueltas.
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 grancantidad de calor
Amortigua el clima. Los océanos y mares absorbencalor en verano y lo desprenden en invierno.Refrigera la superficie terrestre al evaporarse el aguaque luego formará las nubes.
Amortigua los cambios de temperatura en el interior de los organismos.Es un eficaz refrigerante al evaporarse cuando los seresvivos transpiran.
Su dilataciónes anómala
Todas las sustancias se contraen al pasar del estadolíquido al sólido, en cambio el agua se dilata alcongelarse. Esto produce la rotura de las rocas en cuyas grietas se congela el agua.
En los lagos, ríos y mares, el hielo flota, creando unacapa superficial helada bajo la cual se conserva agualíquida en la que pueden seguir viviendo los organismos acuáticos.
Es una sustanciaadherente
El agua se adhiere eficazmente a la mayoría de lassuperficies; es decir, las moja. Esto hace que empapelas rocas y el suelo, especialmente cuando es arcilloso,donde queda retenida.
El agua asciende por el interior de los finos vasosconductores de los vegetales, posibilitando asíel transporte de sustancias por el interior delas plantas.
Ciertas estructuras en la superficiede Marte dan indicios de la existenciade agua en el pasado.
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6. ¿Cuántos kilogramos desulfatos hay disueltos en 1 000 Lde agua de mar?
7. Explica qué gases aporta al aguala actividad de los seres vivos, y mediante qué procesos.
8. ¿En qué parte del océano habrámás oxígeno disuelto: cerca de la superficie o en las zonasprofundas 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 extraemosmuchos 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. Cada litro contiene algo más de treinta y cinco gra-
mos 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 quese encuentra por debajo. En las zonas más profundas, donde no llegala luz del sol, el agua se encuentra entre 4 y �2 °C.
Movimientos del agua de los océanos
• Olas. Son ondas que se producen en la superficie del agua debidas ala acción del viento. 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 sedesplazan dentro del océano como verdaderos ríos oceánicos. Sonproducidas 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 ecuatorialesse 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. Estaagua 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.
El agua de los océanos presenta tres tipos de movimientos: olas, corrientes y mareas.
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Cloruros 87 %
Otros 2 % Sulfatos 11 %
Proporción de sales en el agua marina
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145
El aguade los continentes
Casi toda el agua que utilizamos habitualmente se encuentra sobre loscontinentes. Esta agua tiene un contenido en sales mucho menor queel agua de mar, por lo que se llama agua dulce.
• Lagos. Son acumulaciones de agua que ocupan depresiones delterreno. Algunos son muy grandes y profundos, como el Lago Victoriasituado 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 delmundo es el Amazonas, y el más largo, el Nilo, con 6 670 km derecorrido.
• 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 peli-grosas.
• Aguas subterráneas. Son acumulaciones de agua que empapa lasrocas 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 queel suelo permanece encharcado todo el año. La profundidad delagua es muy variable y pueden ser de agua salada, si están cerca dela costa.
• Glaciares. Son acumulaciones de hielo. En los polos forman los cas-quetes glaciares, y en las montañas más altas, los glaciares alpinos.
El agua dulce puede encontrarse en diferentes formas: lagos, ríos,torrentes, aguas subterráneas, pantanos y glaciares.
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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 fragmentos que quedan flotando, son los icebergs.
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 pequeñosregueros de agua que discurren por la superficie. Cuando sale el Sol yhace 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. El agua pasa de la hi-drosfera a la atmósfera.
• Condensación. Es el paso de gas a agua líquida, lo que forma el ro-cío y las nubes, que pueden producir precipitaciones.
• Escorrentía superficial. Es el movimiento del agua por la superficieterrestre, formando ríos y arroyos.
• Infiltración. Es la penetración en el subsuelo del agua de la superfi-cie. Es más eficaz cuanto más poroso es el suelo.
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10. En el ciclo del agua, esta puede pasar de la atmósfera a la hidrosfera. ¿Puede pasar desde la biosfera a 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
Agua 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 díanecesitamos 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 sermucho 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 deunas zonas a otras.
En España, la mayor parte del agua se utiliza para la agricultura. Sueleser agua no potable, pero aun así es un recurso valioso y caro.
Otra parte importante se dedica a la industria, en cuyos procesos seutiliza también agua no potable.
El resto del agua que consumimos se dedica al uso doméstico. Se tratade agua potable usada en alimentación, limpieza, etc.
Medidas de ahorro de agua
Diariamente cada uno de nosotros utilizamos unos 160 litros de aguapotable para beber, cocinar, asearnos, lavar, fregar y otros usos. Estacantidad puede reducirse fácilmente si adoptamos algunos hábitosadecuados.• Ducharnos en vez de bañarnos y cerrar el grifo mientras nos enja-
bonamos.• Utilizar el lavavajillas y la lavadora, llenándolos bien antes de po-
nerlos en funcionamiento.• Instalar dispositivos de ahorro en la cisterna del inodoro.• Cerrar el grifo mientras nos cepillamos los dientes.
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12. Calcula cuántos kilogramosde agua hay en tu cuerpo.
13. Una forma sencilla de reducir el consumo de agua esintroducir una botella llena de agua en la cisterna delinodoro. Explica qué seconsigue con esta medida.
ACTIVIDADES
Ser vivo Porcentaje de agua
Alga
Lechuga
Medusa
Feto humano
Persona joven
98 %
93 %
97 %
94 %
65 %
Sistemas eficientes de riego
En muchos sitios se utiliza aún un sistema de riego a manta,que consiste en inundar el campo de cultivo con el agua que circulapor una acequia, estableciendo turnos entre los usuarios.Es un sistema muy despilfarrador, ya que el agua que necesitanlas plantas es una pequeñísima proporción de la que se viertesobre el campo.
El sistema de riego por aspersión no es mucho mejor, ya que en veranose evapora una enorme cantidad de agua, que no humedece el suelo.
El sistema de riego por goteo es sin duda el más ventajoso. Se consume poca agua y cada planta recibe la que necesita.
En los lugares con sistemas de riego por aspersión se recomiendainstalar un programador para que el riego se realice por la noche.¿Qué ventaja tiene esto?
EN PROFUNDIDAD
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El agua potable
El agua que llega a los grifos de nuestras casas es agua potable, la pode-mos beber sin riesgo para nuestra salud. Esta agua ha sido sometida a unproceso de potabilización que la hace apta para el consumo humano.
Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), el agua tiene quecumplir 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.
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Las plantas desalinizadoras permiten obteneragua potable a partir del agua del mar.(Planta desalinizadora de Las Palmas de Gran Canaria).
14. A veces el agua del grifo tiene un ligero sabor a cloro. Sin embargo,durante el proceso de potabilización el agua es declorada con óxidode azufre. ¿En qué fase del proceso le vuelven a añadir cloro y conqué finalidad?
ACTIVIDADES
2. Pretratamiento. Se mezcla con carbón activado,que retiene partículas, y con ozono, que
elimina bacterias y virus. Se le añadenademás sustancias químicas que
eliminan otros productosdisueltos.
5. Bombeo y distribución. Se leañade otra pequeña cantidad
de cloro, que garantiza supureza durante la distribución, y
se bombea a los lugares deconsumo.
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 continuación,se le retira gran parte del cloro utilizando
un óxido de azufre, y ya está listapara 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, en un embalse o en un río, es nece-sario ser prudentes, no solo para prevenir accidentes, sino tambiénpara evitar bañarnos en agua que perjudique nuestra salud por estarcontaminada.
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 in-
filtrarse en el suelo y contaminar los ríos y las aguas subterráneas.
Para evitar esta contaminación, se lleva a cabo la depuración de losvertidos (industriales, agrícolas, ganaderos, urbanos, etc.) en plantasdepuradoras, que eliminan las sustancias contaminantes antes de ver-ter 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 dellugar de tu localidad donde pueden depositarse estos productos quí-micos peligrosos, y acude allí a depositarlos.
• No arrojes pilas a la basura. Desde un vertedero, las sustancias con-taminantes de una pila pueden acabar en un río. Utiliza los contene-dores especiales o déjalas en la tienda en que compras otras.
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La bandera azul europea indica que la calidad del agua, la limpieza de la playa y la recogida de residuos son adecuadas.
Muchos animales marinosmueren atragantados al ingerirbolsas de plástico, o enganchadosen plásticos con forma de anillo.
El proceso de una planta depuradora
1. Pretratamiento y decantación primaria. Se eliminan objetossólidos de gran tamaño y se almacena el agua en tanques al aire libre.
2. Tratamiento biológico. Se añaden bacterias que consumen la materia orgánica. El agua es agitada para mezclarla bien con oxígeno, lo que favorece la acción de estas bacterias.
3. Decantación secundaria. Se separan los lodos producidos por la acción bacteriana. Por último, el agua se filtra y se desinfecta antes de verterla al río o al mar.
EN PROFUNDIDAD
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T.5. LA HIDROSFERA
EJERCICIOS FINALES
1.Copia en tu cuaderno este diagrama de sectores que representa la distribución del agua dulce de la hidrosfera, e indica qué representa cada sector. 2. ¿En qué tres estados se encuentra el agua en la superficie terrestre? 3.¿Qué fuente de energía genera el ciclo del agua? 4.¿Por qué los cubitos de hielo flotan sobre el agua de un vaso?¿Qué cambio de estado se está produciendo en ese caso? 5.El agua arrastra las sales en disolución hasta el mar, y también transporta sustancias nutritivas en nuestra sangre. ¿Qué propiedad es la que le permite hacer ambas cosas? 6.El agua arrastra las sales en disolución hasta el mar, y también transporta sustancias nutritivas en nuestra sangre. ¿Qué propiedad es la que le permite hacer ambas cosas? 7.El siguiente dibujo representa un esquema del ciclo del agua. Coloca en el lugar que corresponda cada uno de los siguientes fenómenos: evaporación, condensación, precipitación, escorrentía superficial e infiltración
8.¿Cuáles son las principales fuentes de contaminación ligadas a la actividad humana? 9.¿Qué es el agua potable?
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