CIENCIAS PARA EL MUNDO CONTEMPORÁNEO

1) EL UNIVERSO: - La antigüedad.

La primera civilización, en observar sistemáticamente los cielos, fue la sumeria (hacia el 4000 a.c.). Esta civilización elaboró un calendario agrícola, basado en la regularidad de los movimientos celestes. Sacerdotes babilonios y sumerios confeccionaron un calendario basado en ciclos de 29,5 días, entre cada luna nueva. Este período lunar dividía el año en doce lunaciones o meses y sumaba un total de 354 días.

Otros pueblos como los egipcios (calendario agrícola), los mayas y los chinos

(calendarios solares) también pusieron sus ojos en el cielo tratando de desvelar sus misterios.

En la Grecia clásica aparecieron dos teorías: la geocéntrica y la heliocéntrica. La geocéntrica, apoyada por Aristóteles y Ptolomeo, identificaba a la tierra como centro del universo.

La heliocéntrica, apoyada por Aristarco, definía al sol como centro del universo.

-El renacimiento.

A principios del s. XVI, Nicolás Copérnico recuperó la teoría heliocéntrica de Aristarco. La Iglesia discrepó, y mucho en este asunto, pero la verdadera revolución que supuso el renacimiento fue el cambio de actitud y mentalidad de los científicos, cuyo trabajo se fundamentaba en la experimentación.

Galileo Galilei, tras conocer la invención del telescopio (1609), él mismo construyó un pequeño telescopio de refracción.

Un joven científico alemán, llamado Johannes Kepler formuló tres leyes:

1. La órbita de cada planeta es una elipse con el Sol en uno de los dos focos .

2. Una línea de unirse a un planeta y el Sol barre iguales áreas en intervalos iguales

de tiempo.

3. La plaza del periodo orbital de un planeta es directamente proporcional a la del

cubo de la semi-eje mayor de su órbita.

Mas tarde Isaac Newton realizó la ley de la gravitación universal.

-Siglo XX y XXI.

Entre 1915 y 1917, Albert Einsten dio a conocer su teoría general de la

relatividad (E=mc2). Se deduce la expansión del universo.

La teoría del Big Bang afirma que toda la energía del universo se hallaba en el

origen concentrada en un punto. La densidad y la temperatura de dicho punto debieron

ser inimaginables. Al explotar alejándose en todas direcciones, y a medida que se

enfriaba paulatinamente, la energía fue transformándose en materia, dando origen a las

partículas elementales que conforman los <<ladrillos>> del universo.

Aparecieron dos pruebas concluyentes: recesión de las galaxias y la de la

radiación remanente.

2) LA VIDA DE UNA ESTRELLA:

-Nacimiento. Las estrellas nacen a partir de polvo y gas que se localiza en las galaxias. Diversas fuerzas interactúan en ellas: por un lado, las fuerzas de contracción y

por otro las de dispersión. Si las fuerzas dispersivas son mayores, la nube de polvo y gas se deshace totalmente, pero si el balance lo ganan las fuerzas de contracción, se contraerá por sí sola, dando lugar a un colapso gravitatorio. Desde ese momento se irá acumulando cada vez más materia en el centro de la nube hasta formar un núcleo lo suficientemente denso y estable como para ser denominado protoestrella.

La energía debida a la atracción de la gravedad hace caer la materia hasta el núcleo de la protoestrella, comprimiéndola y aumentando los choques entre las partículas, de tal manera que va elevando su presión y su temperatura. (La energía ni se destruye ni se crea, sólo se transforma), parte de la energía gravitatoria se transforma en energía interna y parte se transforma en radiación, que es irradiada al espacio exterior produciendo la luminosidad característica de cada estrella.

-Evolución.

En un principio las estrellas son de color blanco, en esta fase portan mucha energía, luego se vuelven azules, después amarillas, (que es donde estaría el Sol), a continuación son naranjas y comienzan a generar carbono, para terminar siendo rajas y muriendo al crear hierro.

Aquí podemos observar las distintas fases de una estrella en su desarrollo, como comienzan de color azul y terminan siendo rojas. En esta ilustración, también podemos obsrevar donde se encuentra nuestro Sol, en amarillo. 3) EL ORIGEN DEL SISTEMA SOLAR: -Teorías.

Hipótesis nebular: afirma que en el origen existía una nube de gas y polvo en lenta rotación; debido a la fuerza de atracción gravitatoria fue contrayéndose a la vez que aumentaba su velocidad. El núcleo central se condensó en un protosol mientras que en las partes exteriores de la nube la velocidad era tan grande que la fuerza centrífuga superó a la fuerza gravitatoria, provocando la expulsión de un anillo de gas que continuó girando independientemente. Al proseguir la contracción gravitatoria del núcleo el proceso se repitió varias veces, emitiéndose anillos de gas que con el tiempo se condensaron dando lugar a los planetas. Esta teoría es invalidada porque el sol no gira tan rápido como los planetas.

Hipótesis planetesimal: Esta teoría dice que en un principio había una nebulosa, que luego se sucedieron colisiones, agregando materia se crearon los planetosimales, de estos a su vez los planetoides, de los cuales aparecieron los protoplanetas. Esta teoría fue aceptada, y de hecho aún persiste.

4) LA FORMACIÓN DE LA TIERA: Aceptando la hipótesis, de la formación del sistema solar por condensación

gravitatoria dirigida por campos magnéticos, los astrónomos asumen un origen común para el Sol y los planetas hace 4500 millones de años. Trasladando el principio de diferencia gravitatoria (los materiales más densos son atraídos con más fuerza por la gravedad que los materiales más ligeros; por eso el aceite flota sobre el agua, porque el agua es más densa y es atraída con más fuerza hacia el centro de la Tierra) a la nube de gas y polvo en rotación, los materiales más densos se acumularon hacia el interior de la nube, quedando los más ligeros en el exterior. Por eso los planetas exteriores son gaseosos y ricos en elementos ligeros, mientras que los planetas interiores son sólidos. Debido a que el sol atrae más a los planetas sólidos que a los gaseosos. La Tierra está formada por un núcleo que es rico en níquel y hierro, elementos muy densos, mientras que la corteza es rica en elementos ligeros, como el silicio. Los elementos más ligeros, se encuentran en la atmósfera. La atmósfera primitiva estaba formada, solo por hidrógeno luego apareció la reductora, y al final la actual que está formada por oxígeno (atmósfera oxidante).

Aquí podemos observar como la tierra se fue transformando hasta nuestros días, convirtiéndose así en un planeta sólido.

5) DINÁMICA TERRESTRE: A pesar del uso coloquial, la expresión <<tierra firme>>, referida al suelo el

suelo pisamos, puede inducir a una visión engañosa. La realidad es que, por muy firme que parezca el sustrato, existen una serie de fuerzas aparentemente invisibles que lo someten a continuos cambios.

Estas fuerzas que actúan de forma lenta y continuada, capaces de levantar cordilleras graníticas o calizas como si plastilina se tratara o de rasgar y separar continentes, muestran en ocasiones todo su poder y se evidencian ante nuestros ojos recordándonos que aún estamos muy lejos de dominar las fuerzas de la naturaleza. Violentos terremotos o erupciones volcánicas son las manifestaciones más reveladoras y devastadoras de que la superficie de la Tierra no es una estática capa de roca que rodea el planeta, sino que está en continua transformación.

En un principio a todo esto se le daba una explicación bíblica, pero la ciencia la abandonó, y los científicos apostaron por la teoría del enfriamiento-contracción del planeta. Según esta teoría, la Tierra, al enfriarse, se contrae y esta contracción provoca que su superficie se agriete (fallas) y se pliegue (montañas).

-Hipótesis de la deriva continental. En 1915, un meteorólogo alemán, Alfred Wegener, expuso una hipótesis en la

que decía que todos los continentes formaron parte de una gran masa de tierra en el pasado; un supercontinente bautizado Pangea. Par ello presentó una serie de pruebas:

Pruebas biológicos-paleontológicos: La distribución de ciertos animales, ya sean actuales o fósiles, presentan claros

interrogantes. Un ejemplo lo tenemos en los marsupiales, que habitan en el continente americano y en Australia. Estos animales, aislados en la actualidad por una gran distancia, comparten un antecesor común.

Aquí podemos observar como los marsupiales de América y Australia comparten la misma rama. Otros organismos como los ratites (Sudamérica), el avestruz (África) y el casuario (Australia) se encuentran igualmente relacionados.

Aquí podemos observar el asombroso parecido anatómico de estas tres especies, dando lugar a que pensemos en un origen común de las mismas. Otra de las grandes incógnitas para los científicos del s.XIX radicaba en la aparición de de fósiles de una misma especie en distintos continentes.

Aquí podemos observar la distribución de los distintos fósiles encontrados los cuales indican que los continentes estuvieron unidos. Pruebas geográficas: Si uno observa el perfil de los continentes que circundan el océano atlántico, puede que se sorprenda al comprobar que no resulta difícil encajar las costas opuestas. Este hecho tampoco desapercibido en el pasado, si bien se consideraba algo casual, dado que las costas están sometidas de manera continuada a procesos de erosión y de sedimentación, lo que alteraría profundamente su fisonomía a través del tiempo. Sin embargo, el verdadero borde exterior de los continentes se encuentra bajo el mar, donde termina la plataforma continental. En los años setenta del siglo pasado, los avances en el conocimiento de los fondos marinos permitieron probar el ajuste del continente sudamericano con el africano, obteniendo un elevado número de encaje, sólo roto en algunos lugares donde la deposición a gran escala de sedimentos amplía la plataforma continental.

Aquí podemos observar como los continentes coinciden formando Pangea, y también como fue evolucionando hasta nuestros días.

Pruebas geológicas: Hay una correspondencia entre las estructuras geológicas presentes a ambos

lados del océano atlántico. Las cadenas montañosas noruegas encajan tanto por su antigüedad como por su mineralogía con las existentes en la costa este de Canadá. Estructuras geológicas análogas también se observa en la Patagonia y Sudáfrica.

La geología puede aportar también información sobre el clima del pasado. Se han encontrado vestigios de actividad glaciar en Sudamérica, África, Australia y la India, en regiones que por su latitud gozan hoy de un clima tropical o subdesértico.

Como contrapunto, los yacimientos carboníferos de Norteamérica, Europa y la región siberiana tienen su origen en bosques tropicales de gran extensión dominados por helechos arborescentes; a través de los fósiles sabemos que estas plantas mostraban adaptaciones a un clima muy alejado del actual y que difícilmente puede darse en latitudes tan altas.

Nos podríamos haber encontrado con este paisaje en lugares como la India, África, Sudamérica, e incluso en Australia.

Este paisaje nos lo podríamos haber encontrado en Norteamérica.

Este tipo de árboles, dominaron en un pasado, los bosques de Europa y Siberia. En la foto vemos un helecho arborescente. -Tectónica de placas. No hubo que esperar mucho tiempo para algunos científicos observaran las posibles conexiones entre la hipótesis de la deriva continental y la expansión del fondo oceánico. En 1968 ambas hipótesis se unieron en una sola, dando lugar a la mucho y más completa y sólida teoría de la tectónica de placas. A diferencia de otras teorías revolucionarias, ésta no salió de un único autor, sino de las aportaciones de diferentes científicos de diversas ramas de la geología, sismología y geofísica. La teoría de la tectónica de placas explica de manera completa múltiples aspectos geográficos y geológicos del planeta (deriva de continentes, expansión del fondo oceánico, elevación de las cordilleras, volcanes seísmos…) además de sus cusas.

Aquí podemos observar las placas tectónicas. La corteza terrestre está dividida en una serie de placas, cuyos límites podemos observar en las dorsales oceánicas y en las fosas, así como en como en las denominadas <<fallas transformantes>> o <<laterales>>, y son estas placas las que se mueven realmente unas respecto a otras. Las placas litosféricas se encuentran flotando en la parte superior del manto (astenosfera) de forma similar a como el hielo lo hace sobre el agua.

En las dorsales oceánicas se crea nueva corteza oceánica, que genera la fuerza de <<empuje>> para desplazar la corteza más antigua hasta que esta termina chocando con otra placa y desapareciendo en las fosas. Para explicar la causa del movimiento de placas se han propuesto varios modelos: -Modelo1.Las corrientes de convección. En la asteonosfera existen corrientes de convección; allí donde la corriente de material más caliente y, por tanto, menos denso, asciende hasta entrar en contacto con la corteza, se ve obligado a fluir horizontalmente, arrastrando con él las placas, hasta que su enfriamiento y el consiguiente aumento de densidad fuerza de nuevo su hundimiento a capas más profundas. -Modelo2.Arrastre de las placas. La corteza oceánica recién formada en las dorsales presenta una temperatura elevada y, por tanto, una densidad menor; según se va alejando de la dorsal, se produce un enfriamiento paulatino, hasta que se llega al límite en que el incremento de densidad producido por el enfriamiento la convierte en más densa que la asteonosfera, provocando su hundimiento. -Modelo3.Empuje de placas. La corteza oceánica se crea en las dorsales, que son zonas elevadas del fondo marino; la propia gravedad y el empuje de la nueva corteza que se va formando por detrás de la ya constituida, originan el desplazamiento de ésta hacia las zonas más profundas del fondo marino. Hay tres tipos de placas: continental, oceánica y mixta.

Aquí podemos observar las dorsales oceánicas, enormes cordilleras oceánicas.

En esta foto observamos la dorsal oceánica pasando por Islandia.

En esta ilustración se nos indica las distintas partes de la tierra. +Tipos de bordes y sus efectos. Las regiones situadas sobre zonas de contacto entre dos placas son las que sufren una mayor frecuencia de fenómenos sísmicos y volcánicos, como reflejo de la intensa actividad geológica que se produce en los límites de placa. El contacto entre placa se divide en tres tipos:

- Bordes divergentes: Ambas placas se separan una de la otra. El caso típico de bordes divergentes lo encontramos en las dorsales oceánicas. Se originan allí donde corrientes de material ascendente caliente abultan primero y rompen después la corteza terrestre. El material que aflora empuja la corteza antigua hacia ambos lados de la grieta recién creada, ocasionando la divergencia.

En ocasiones este hecho ocurre en el interior de los continentes; entonces aparece un valle del rift rodeado de elevaciones que discurren paralelas a cada lado de la grieta. El valle del rift va ensanchándose lentamente hasta romper la corteza continental, y en su fondo se va creando la fina corteza oceánica. Con el tiempo, el mar inunda el valle, creándose un estrecho mar que separa el continente en el punto donde antes había estado unido. Un buen ejemplo del incipiente proceso de división de una masa continental lo observamos en África oriental y su valle del Rift, y uno aún más avanzado puede verse en el mar Rojo, que separa África y la península Arábiga. El mar Rojo nos da una idea de cómo pudo ser el océano Atlántico en su juventud. Los bordes divergentes, al ir asociados a corrientes ascendentes de magma cliente, presentan una elevada actividad volcánica, comprobable en islas oceánicas situadas sobre dorsales (Islandia) o en volcanes continentales asociados a valles de rift (Kilimanjaro) .

En esta ilustración podemos observar como el valle de Rift se está abriendo.

El Kilimanjaro es un volcán, el cual se encuentra en el valle del Rift.

En esta ilustración vemos cual es el proceso al que está siendo sometido el valle del Rift.

El mar Rojo nos da una idea de bastante precisa del aspecto que tuvo el océano Atlántico en su juventud.

- Bordes convergentes: Las dos placas chocan una contra la otra. También se conocen como bordes destructivos, pues en ellos se destruye corteza al subducir una placa bajo la otra fundiéndose en la astenosfera. Este tipo de contacto entre placas puede ser de tres tipos, en función de las placas que chocan entre sí:

a) Borde convergente entre placa oceánica y placa continental: La placa

oceánica, al ser más densa que la continental, subduce bajo ésta, profundizando en la capa exterior del manto hasta fundirse. La fricción entre las placas genera grandes tensiones, que se liberan en forma de seísmos. Igualmente, la progresiva fusión de la corteza oceánica por debajo de la continental desencadena una elevada actividad volcánica.

Borde convergente entre placa oceánica y placa continental.

La cordillera de los andes es producto de un borde convergente entre una placa oceánica y una placa continental.

b) Borde convergente entre dos placas oceánicas: Cuando dos placas oceánicas chocan, la más densa subduce bajo la otra. Puesto que la densidad está relacionada con la temperatura, y la corteza oceánica se va enfriando según se aleja de la dorsal donde se creó, la más alejada y antigua (más fría y densa) será la que subducirá. Si una de las placas es muy antigua, su elevada densidad facilita la subducción, cayendo la corteza en un ángulo casi vertical, originándose entonces fosas submarinas como la de las Marianas, que superan los 10000 metros de profundidad.

Por lo contrario, si ambas cortezas son relativamente jóvenes, la tendencia a flotar (por su baja densidad) dificultará la subducción, adentrándose una corteza bajo la otra con un ángulo mocho menor; esa resistencia a la subducción acarrea una actividad sísmica elevada. Otra característica de este tipo de contacto entre placas es la aparición de arcos de islas como consecuencia de la actividad volcánica provocada por la fusión de la corteza que subduce. La mayoría de estos arcos de islas se encuentran en el Pacífico.

Borde convergente entre dos placas oceánicas.

En esta imagen podemos observar los nombrados arcos de islas.

En esta ilustración observamos la enorme profundidad de la nombrada fosa de las marianas, y podemos admirar como el pico más alto del mundo, el Everest de 8850 metros de altitud, cabe perfectamente dentro de la fosa de las marianas, con 11000 metros de profundidad, aproximadamente.

c) Borde convergente entre dos placas continentales: La colisión de dos masas continentales se denomina obducción. El proceso se inicia con la desaparición por subducción de la corteza oceánica que separa inicialmente ambos continentes. Los sedimentos son entonces comprimidos, elevándose el terreno y engrosándose en la corteza continental. El Himalaya, la cordillera más alta de la Tierra, es resultado de la colisión de la India contra el continente euroasiático.

Borde convergente entre dos placas continentales.

En esta ilustración, podemos observar el proceso, de como la India fue uniéndose al continente, el cuál hizo y sigue haciendo que la cordillera del Himalaya ascienda.

Esto es el regalo que nos deja la unión de estas dos placas, el Himalaya.

- Bordes transformantes. En este caos se produce un deslizamiento entre las placas que siguen la misma dirección pero con sentidos opuestos. En este tipo de contacto ni siquiera se destruye corteza. La línea de contacto entre las placas es una falla transformante. Son muy abundantes en las dorsales oceánicas, pero también aparecen en zonas emergidas, como por ejemplo en la falla de San Andrés (California). La fricción entre las placas ocasiona grandes terremotos, como el que asoló la ciudad de San Francisco en 1906.

Aquí podemos observar la temida falla de San Andrés. + Sismicidad en la Región de Murcia. En un principio la mayor parte de la región se encontraba sumergida, debido a que pertenecemos a otra placa denominada Microplaca de Alborán.

Algunas zonas de la región no estaban sumergidas, como por ejemplo parte de Moratalla. Aquí podemos observar el límite de su costa, la cual se encuentra en el borde del Campo San Juan. El choque entre las Zonas Internas (Microplaca de Alborán o Mesomediterránea) y Externas (Paleomargen Sudibérico) producido por la Orogenia Alpina, durante el Mioceno inferior-medio (entre 23 y 11 Ma.) y la convergencia entre las placas Africana e Ibérica, hizo que se elevaran nuestras serranías, las andaluzas y las albaceteñas. La placa Africana empuja hacia arriba. En miles de años, el Estrecho de Gibraltar no existirá y el Mediterráneo sera un mar cerrado. En ese empujar, las zonas cercanas a la línea de fricción responden según su geología. Unas se pliegan, otras se levantan, erigiendo montañas, y otras se rompen en fallas en el terreno. El sureste de España presenta varias de estas fallas en un grupo conocido como la zona de cizalla de Trans-Alborán. El último terremoto ocurrido en la región a sido el que sacudió la ciudad de Lorca.

Lorca está justo encima de una de estas fallas y de las más grandes: la Falla de Alhama de Murcia, que recorre parte de la provincia de norte a sur durante 100 kilómetros y acaba en Cuevas del Almanzora, ya en Almería. Caravaca de la Cruz, 14 de Octubre de 2011 Fdo: Luis Cantó Cuadrado.