El otro movimiento principal de la Tierra es el de traslación alrededor del sol. En este movimiento sigue un recorrido (órbita) en forma de elipse casi circular. Prácticamente en el
centro de la elipse se encuentra el sol y al plano que la contiene se le llama plano de la eclíptica.
Dar una vuelta completa alrededor del sol le cuesta a la Tierra 365,2422 días. Las estaciones están provocadas porque el eje de rotación de la Tierra no es perpendicular
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Figura 2-2 > Movimiento de traslación c)
Movimiento de la Luna alrededor de la Tierra
La Luna es la segunda fuente de iluminación al reflejar la luz que recibe del Sol por lo que tiene una notable influencia en la vida de los organismos. Se traslada alrededor de la Tierra siguiendo una órbita contenida en el plano de la eclíptica que tarda en completar 29,53 días.
Las fases de Luna nueva, cuarto creciente, Luna llena y cuarto menguante se suceden conforme nuestro satélite va recorriendo su órbita
Figura 2-3 > Movimiento de la Luna
Las mareas son otro fenómeno provocado por la Luna con gran influencia en los seres vivos. Se deben a la atracción gravitatoria que la masa del satélite ejerce sobre la masa de
agua de los océanos.
Figura 2-4 > Mareas
Las mareas
Las mareas oceánicas son fenómenos muy complejos. Son distintas en diferentes lugares del mundo, no sólo porque tienen mayores o menores diferencias de altitud entre las bajas y las altas, sino también porque cambia la periodicidad. En la mayor parte de las costas del océano Atlántico en un día hay dos mareas altas y dos bajas;
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Figura 2-5 > Frecuencia de las mareas en el mundo
Los periodos y la altura que alcanzan dependen de varios componentes mezclados. La principal fuerza que levanta las mareas es la Luna, con un periodo (tiempo entre dos altas) de 12 horas 24 minutos, que es la mitad de lo que tarda la Tierra en rotar respecto a la línea que une la Tierra a la Luna.
Otro componente de las mareas es la atracción ejercida por el Sol. Su periodo es de 23 horas. Y su intensidad entre el 20 y el 30% de la lunar. Se han identificado otros
muchos componentes, aunque el lunar y el solar son los principales. De la conjunción de todos ellos se origina la marea real en cada lugar y tiempo.
Historia de la Tierra
a) Comienzos
El nacimiento de la Tierra, hace unos 4600 millones de años, se produjo a la vez que la formación de todo el sistema solar. Suponemos, aunque no es fácil saber como ocurrió, que masas de unos pocos kilómetros de diámetro llamadas planetoides, fueron chocando entre sí hasta formar, al cabo de unos cientos de millones de años un planeta del tamaño del actual. Su superficie estaba fundida y rodeada por una atmósfera formada por las grandes masas de vapor de agua y otros gases liberados por las rocas al colisionar.
Al cabo de unas decenas de millones de años el planeta se había enfriado lo suficiente como para que gran parte del vapor se hubiera licuado formando los océanos. Los gases
predominantes en la atmósfera de esa época eran el vapor de agua, el dióxido de carbono y el nitrógeno junto a hidrógeno, y monóxido de carbono que originaban un ambiente
ligeramente reductor. b) La vida
Hace al menos 3600 millones de años, en un océano primitivo que suponemos cargado con distintos tipos de moléculas orgánicas, aparecerían los primeros seres vivos, similares a las actuales bacterias.
Aparecieron después organismos capaces de hacer fotosíntesis que comenzaron a producir oxígeno que iba a la atmósfera. Para hace unos 1000 millones de años la atmósfera ya era similar a la actual. Oxígeno y nitrógeno eran sus principales componentes y de reductora había pasado a oxidante.
Hace unos 700 millones de años se aceleró el ritmo de aparición de nuevos tipos de vida. Todos los grandes grupos de organismos que ahora conocemos: moluscos, artrópodos, equinodermos, vertebrados, plantas diversas, etc., fueron apareciendo en unos pocos cientos de millones de años. Durante el Paleozoico los seres vivos dejan de estar limitados a la vida acuática y conquistan el medio terrestre y aéreo.
Los ciclos geológicos
Cuando se compara la Tierra con otros planetas vecinos como Marte o Venus se observan grandes diferencias, aunque el proceso de formación ha sido similar. Mientras en la Luna o en esos planetas se siguen observando claramente miles de cráteres originados por las gigantescas colisiones que los formaron, el aspecto de la Tierra es totalmente distinto. Hay dos grandes procesos que han modelado la superficie de nuestro planeta y que han tenido una decisiva importancia en la evolución y distribución de la vida:
● la existencia, por una parte, de una atmósfera y una hidrosfera ha provocado un continuo proceso de erosión, transporte y sedimentación de las rocas, en lo que se suele llamar el ciclo geomorfológico;
● por otra parte, durante miles de millones de años se ha ido sucediendo un lento pero continuo desplazamiento de las placas que forman la parte externa del planeta, originando la denominada tectónica de placas. Los continentes se unen entre sí o se fragmentan, los océanos se abren, se levantan montañas, se modifica el clima,
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seres vivos.
Estructura
Característico de la estructura de la Tierra es el estar formada por capas superpuestas.
La parte sólida de la Tierra está formada por un núcleo compuesto principalmente por hierro y níquel. Aquí tiene su origen el campo magnético que afecta a todo el planeta. Algunos organismos vivos son sensibles al magnetismo y lo utilizan para orientarse como, por ejemplo, algunas aves.
Rodeando al núcleo se encuentra el manto. Es la capa más voluminosa de la Tierra,
compuesta por oxígeno y silicio acompañados de otros elementos como aluminio, magnesio, hierro, calcio, sodio, etc.
La corteza es la capa más externa. Las rocas que la componen son también
fundamentalmente, del tipo de los silicatos, como en el manto; aunque en la parte mas
externa son frecuentes los carbonatos y otras rocas sedimentarias. La estructura de la corteza no es homogénea, y en ella se puede distinguir una corteza menos densa y más rígida que forma las áreas continentales, mientras que por debajo de esta y en los fondos oceánicos se observa una corteza más plástica y más densa.
La capa líquida de la Tierra (hidrosfera) y la gaseosa (atmósfera) completan la estructura de nuestro planeta.
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CIENCIAS DE LA TIERRA Y DEL
MEDIO AMBIENTE
Tema2: Planeta Tierra >> Balance energético . .
Balance energético
Contenido de la página:
● Energía recibida● Energía radiante del Sol
● Energía que llega a la superficie
● Balance total de energía. Efecto "invernadero" ● Energía interna de la Tierra
● Radiación cósmica
● Las sustancias radiactivas
Energía recibida
Energía radiante del Sol
La mayor parte de la energía que llega a nuestro planeta procede del Sol. La energía que nos llega de nuestra estrella es una radiación electromagnética que se comporta, a la vez, como
una onda, con su frecuencia, y como una partícula, llamada fotón.
Prueba1
Características de las radiaciones electromagnéticas
Velocidad de transmisión en el vacío, c = 299 792 Km s-1
Longitud de onda, λ : variable entre kilómetros y milésimas de nanómetro Frecuencia, ν = c/λ inversamente proporcional a la longitud de onda
(incluir dibujito fig 2-10 de onda marcando longitud de onda y frecuencia: ver modelo)
Energía, E = h · ν , siendo h la constante de Plank. La energía de los fotones de una radiación es mayor en los de longitud de onda corta y menor en los asociados a una onda larga.
Espectro de radiación electromagnética
Las radiaciones electromagnéticas se distinguen por sus diferentes longitudes de onda. Algunas, como las ondas de radio, llegan a tener longitudes de onda de kilómetros, mientras que las más energéticas, como los rayos X o las radiaciones gamma tienen longitudes de onda de
milésimas de nanómetro
Las radiaciones de longitud de onda cortas y frecuencias altas, por tanto, son muy energéticas y penetran con cierta facilidad en los materiales poco densos. Por esos los rayos X permiten observar el interior del cuerpo humano. Para detenerlas hacen falta plancha de plomo o materiales similares, muy densos.
La energía que llega al exterior de la atmósfera es una cantidad fija, llamada constante solar. Su valor es de 1,4 · 103W/m2, lo que significa que a 1 m2 situado en la parte externa de la atmósfera, perpendicular a la línea que une la Tierra al Sol, le llegan 1,4 · 103 J cada segundo.
Es una mezcla de radiaciones de longitudes de onda (λ ) entre 200 y 4000 nm. Se distingue entre radiación ultravioleta, luz visible y radiación infrarroja.
a)Radiación ultravioleta
La radiación ultravioleta de λmenor de 360 nm, lleva mucha energía e interfiere con los
enlaces moleculares provocando cambios de las moléculas. Especialmente las de menos de 300 nm pueden alterar moléculas muy importantes para la vida como el ADN, y provocarían daños irreparables si no fuera porque son absorbidas por la parte alta de la atmósfera, especialmente por la capa de ozono.
El ozono, O3, absorbe con gran eficacia las radiaciones comprendidas entre 200 y 330 nm, por lo que la radiación ultravioleta de menos de 300 nm que llega a la superficie de la Tierra es insignificante. Así se comprende la alarma producida cuando se comprobó que este ozono situado en las capas altas de la atmósfera estaba disminuyendo su concentración por efecto de algunos contaminantes (ver capítulo 10)
b) Luz visible
La radiación correspondiente a la zona visible cuya λ está entre 360 nm (violeta) y 760 nm
(rojo), por la energía que lleva, tiene gran influencia en los seres vivos, como veremos. La luz visible atraviesa con bastante eficacia la atmósfera limpia, pero cuando hay nubes o masas de polvo parte de ella es absorbida o reflejada.
c) Radiación infrarroja
La radiación infrarroja de más de 760 nm, es la que corresponde a longitudes de onda más largas y lleva poca energía asociada. No logra interferir con los enlaces de las moléculas y su efecto se queda en acelerar las reacciones o aumentar la agitación de las moléculas, es decir es lo que llamamos calor y produce aumento de temperatura.
El CO2, elvapor de agua y las pequeñas gotitas de agua que forman las nubes absorben con mucha intensidad las radiaciones infrarrojas.
Prueba1
Figura 2-6 > Distribución de la radiación solar total en la superficie de la Tierra
Figura 2-7 > Radiación solar en España
Energía que llega a la superficie
a) Energía absorbida por la atmósfera
En unas condiciones óptimas con un día perfectamente claro y con los rayos del sol cayendo casi perpendiculares, como mucho las tres cuartas partes de la energía que llega del exterior alcanza la superficie. Casi toda la radiación ultravioleta y gran parte de la infrarroja son
absorbidas por la atmósfera. La energía que llega al nivel del mar suele ser radiación infrarroja un 49%, luz visible un 42% y radiación ultravioleta un 9%.
En un día nublado se absorbe un porcentaje mucho más alto de energía, especialmente en la zona del infrarrojo.
b) Energía absorbida por la vegetación
Prueba1
aprovechando esa energía para la fotosíntesis.
Figura 2-8 > "Distribución de la radiación solar en la alta atmósfera y al nivel del mar, en diferentes circunstancias"
Balance total de energía. Efecto "invernadero"
La temperatura media en la Tierra se mantiene prácticamente constante en unos 15ºC, pero la que se calcula que tendría si no existiera la atmósfera sería de unos -18ºC. Esta diferencia de 33ºC tan beneficiosa para la vida en el planeta se debe al efecto invernadero.
El motivo por el que la
temperatura se mantiene constante es porque la
Tierra devuelve al espacio la misma cantidad de energía que recibe. Si la energía devuelta fuera algo menor que la recibida se iría calentando paulatinamente y si devolviera más se iría enfriando.
Por tanto la explicación del efecto invernadero no está en que parte de la energía recibida por le Tierra se quede definitivamente en el planeta. La explicación está en que se retrasa su devolución porque, aunque la cantidad de energía retornada es igual a la recibida, el tipo de energía que se retorna es distinto. Mientras que la energía recibida es una mezcla de radiación ultravioleta, visible e infrarroja; la energía que devuelve la Tierra es, fundamentalmente
infrarroja y algo de visible.
Las radiaciones que llegan del sol vienen de un cuerpo que está a 6000ºC, pero las radiaciones que la superficie devuelve tienen la composición de longitudes de onda correspondientes a un cuerpo negro que esté a 15ºC. Por este motivo las radiaciones reflejadas tienen longitudes de
onda de menor frecuencia que las recibidas. Están en la zona del infrarrojo y casi todas son absorbidas por el CO2, el vapor de agua, el metano y otros, por lo que se forma el efecto invernadero. Así se retrasa la salida de la energía desde la Tierra al espacio y se origina el llamado efecto invernadero que mantiene la temperatura media en unos 15ºC y no en los -
18ºC que tendría si no existiera la atmósfera.
Prueba1
Figura 2-10 > Balance energético de la Tierra
Balance energético en la Tierra.- De los 324 W.m-2 que llegan de media a la Tierra, en la parte alta de la atmósfera (1400 W.m-2 es la constante solar); 236 W.m-2 son reemitidos al espacio
en forma de radiación infrarroja, 86 W.m-2 son reflejados por las nubes y 20 W.m-2 son reflejados por el suelo en forma de radiaciones de onda corta. Pero el reenvío de energía no se hace directamente, sino que parte de la energía reemitida es absorbida por la atmósfera y devuelta a la superficie, originándose el "efecto invernadero".
Energía interna de la Tierra
La temperatura va aumentando en el interior de la Tierra hasta llegar a ser de alrededor de 5000ºC en el núcleo interno. La fuente de energía que mantiene estas temperaturas es, principalmente, la descomposición radiactiva de elementos químicos del manto,
Esta energía interna es responsable de las corrientes de convección que mueven las placas litosféricas, por lo que tiene importantes repercusiones en muchos procesos superficiales: volcanes, terremotos, movimiento de los continentes, formación de montañas, etc.
Radiación cósmica.
A la parte alta de la atmósfera llega una radiación de longitudes de onda muy cortas que proceden de diferentes puntos del Universo. La llamada radiación cósmica primaria está formada por electrones de alta energía. Cuando incide sobre las moléculas que se encuentran en la alta atmósfera se convierte en radiación secundaria que son rayos ultravioleta.
Las moléculas de oxígeno (O2) absorben las radiaciones primaria y secundaria de menos de 200 nm convirtiéndose en ozono (O3). A su vez el ozono absorbe las radiaciones de hasta 300 nm y, de esta manera, gracias al oxígeno y al ozono, la Tierra se encuentra protegida contra las radiaciones cósmicas más peligrosas.
Las sustancias radiactivas.
La llamada radiactividad está formada por un conjunto de radiaciones de onda corta y, por tanto, de mucha energía y gran capacidad de penetración. Su origen puede ser natural, pero las mediciones indican que han aumentado en los últimos años por algunas actividades humanas, sobre todo por las explosiones nucleares.
Estas radiaciones, bien usadas, son muy útiles en medicina, en la industria y en la
investigación científica. Tienen muchas aplicaciones y se usan desde para curar cánceres hasta para revisar soldaduras o esterilizar alimentos. Pero, como veremos, la contaminación con sustancias radiactivas es especialmente peligrosa, porque cantidades minúsculas pueden emitir radiaciones mortales o muy dañinas.
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Tema2: Planeta Tierra >> Energía radiante y vida
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Energía radiante y vida
Contenido de la página:
● Energía radiante y vida ● Iluminación
● Pigmentos
● Efectos de la luz sobre los organismos sin mediar receptores
especializados
● Fotosíntesis ● Visión y táxis ● Emisión de luz
● Calor y temperatura: sus influencias ecológicas ● Resistencia al calor
● Resistencia de los organismos al frío
Energía radiante y vida Iluminación
La iluminación sobre la superficie de la Tierra en un día muy claro y en un país
mediterráneo, llega a ser de unos 130 000 luxes. Los organismos vivos no necesitan tanta luz y satisfacen sus necesidades con muchos menos luxes. Por ejemplo las algas no pueden utilizar más de 10 000 luxes y las plantas terrestres pueden sobrevivir con sólo 200. Para los tactismos, los fotoperíodos o la visión son suficientes fracciones de lux.
En el agua la luz es atenuada y absorbida mucho más que en la atmósfera. Dependiendo del número de partículas en suspensión que tenga el agua, la desaparición de la luz es más o http://www.esi.unav.es/asignaturas/ecologia/Hipertexto/02Tierra/120EnVid.htm (1 of 6)25/03/2005 14:03:46