NATURALEZA 1er año "A"
Una forma de responder a las necesidades del ser humano de comprender el mundo que lo rodea para poder luego adaptarse a él o adaptarlo a la medida de sus necesidades
Se define como aquello que tiene masa, ocupa un espacio, posee una cierta cantidad de energía y está compuesto de átomos y moléculas, que son, a su vez, materia.
La materia se encuentra en todas partes y en cualquier estado físico (sólido, líquido, gaseoso, plasma).Si la materia tiene masa y ocupa un lugar en el espacio significa que es cuantificable, es decir, que se puede medir.
¿QUE FORMA LA MATERIA?
Químicamente la materia esta formada por partículas microscópicas, que llamamos atomos. Los átomos constituyen las unidades fundamentales de la materia y contiene tres tipos de partículas:
Electrones (carga negativa), protones (carga positiva) y neutrones (carga neutra). Los protones y neutrones están en el núcleo atómico, y los electrones en torno a él.
PROPIEDADES DE LA MATERIA
Las propiedades de la materia se dividen en generales (comunes a cualquier tipo de materia) y específicas (Propiedades intrínsecas que permiten diferenciar un cuerpo de otro).
PROPIEDADES GENERALES
Las propiedades generales de la materia son aquellas propiedades en común que tienen todos los cuerpos y nos permiten diferenciar una sustancia de otra.
1. Masa
Es la cantidad de materia que posee un cuerpo; es constante para los materiales. Su unidad de medida es el kilogramo. Otras unidades de medida para la masa son los gramos (g), las libras (lb), las arrobas (@) y las toneladas (t). Su instrumento de medida es la balanza.
2. Peso: Es la medida que cuantifica la fuerza de atracción de la gravedad, sobre la masa de un cuerpo. Su unidad de medida es el Newton (N), otras unidades son dina (d) y Kilogramo-fuerza (kgf). El instrumento de medida es el dinamómetro.
3. Volumen
Es el espacio que ocupa un cuerpo; sus unidades de medida son el metro cubico (m3) y el litro (l) utilizado en líquidos, otras unidades son las onzas, barriles y galones.
4. Inercia: La resistencia que opone la materia a modificar su estado de reposo o movimiento.
5.Impenetrabilidad
Un cuerpo no puede ocupar el mismo espacio de otro al mismo tiempo
6. Porosidad. Espacio que existe entre las partículas de un cuerpo.
7. Divisibilidad. Capacidad de subdivisión en partes más pequeñas de la materia.
PROPIEDADES ESPECÍFICAS O INTRÍNSECAS DE LA MATERIA
Son propias de cada material y permiten caracterizarlos, identificarlos y diferenciarlos de otros. Dependen del estado en el que se encuentra el material, sin importar la cantidad del mismo. Estas propiedades pueden ser físicas y químicas.
Propiedades físicas
Son las que se pueden determinar sin que los cuerpos varíen su naturaleza. Entre las propiedades físicas se encuentran:
Propiedades organolépticas:
Son aquellas que se determinan a través de las sensaciones percibidas por los órganos de los sentidos. Por ejemplo, el color, el olor, el sabor, el sonido y la textura.
Estado físico:
Es la propiedad de la materia que se origina por el grado de cohesión de las moléculas. La me nor o mayor movilidad de las moléculas caracteriza cada estado. Aunque tradicionalmente estamos acostumbrados a referirnos a tres estados de la materia: solido, líquido y gaseoso; investigaciones recientes proponen la existencia de otros estados, los cuales se producen, sobre todo, en condiciones extremas de temperatura y presión. Estos nuevos corresponden al estado de plasma y el superfluido.
Densidad:
Relación numérica entre masa y volumen. Las unidades en que se expresa son
Punto de ebullición:
Es la temperatura a la cual una sustancia pasa del estado líquido al estado gaseoso, su valor es diferente a cada sustancia. Por ejemplo, el punto de ebullición del agua es de 100° C al nivel del mar, ninguna otra sustancia ebulle a esa temperatura.
Punto de fusión:
Es la temperatura a la cual una sustancia pasa del estado sólido al estado líquido. Por ejemplo, el agua pasa de estado sólido al estado líquido a 0°y el hierro a 1539°. Con el punto de fusión se puede determinar si una sustancia es pura o es una mezcla, ya que varía si la sustancia esta mezclada con otra.
Maleabilidad:
Mide la capacidad que tienen ciertos materiales para convertirse en láminas, como el cobre o el aluminio.
Solubilidad:
Es la propiedad que tienen algunas sustancias de disolverse en un determinado medio a una temperatura determinada.
Ductilidad:
Mide el grado de facilidad con que ciertos materiales se dejan convertir en alambres o hilos.
Dureza:
Es la resistencia que oponen a ser rayadas. Se mide mediante una escala denominada escala de Mohs que va de uno hasta diez.
Conductividad:
Es la capacidad que tienen algunos materiales de conducir el calor y/o la electricidad.
Tenacidad:
Es la resistencia que ofrecen los cuerpos a romperse o deformarse cuando se les golpea. Uno de los materiales mas tenaces es el acero.
Elasticidad:
Propiedad mecánica de ciertos materiales de sufrir deformaciones reversibles cuando se encuentran sujetos a la acción de fuerzas exteriores y de recuperar la forma original si estas fuerzas exteriores se eliminan.
Fragilidad:
Es la tendencia que tienen algunos materiales a romperse o fracturarse, como el vudrio.
2.PROPOEDADES QUIMICAS
Las propiedades quimicas de una sustancia se relacionan con la composicion de la misma y la capacidad de esta para reaccionae frente a otras y producir nuevas sustancias con propiedades diferentes.
Algunas de las propiedades químicas son:
Oxidación:
Es un proceso de algunas sustancias como los metales que al entrar en contacto directo con el oxígeno del aire o del agua, reaccionan para formar otra sustancia llamada oxido.
Combustión:
Es el proceso mediante el cual una sustancia arde en presencia de oxígeno.
Inflamabilidad:
Es la medida de la facilidad que presenta una sustancia para encender y de la rapidez con que se dispersan las llamas producidas, una vez encendida.
Reactividad:
Es la propiedad que presentan algunas sustancias de combinarse, para transformarse en otras con características diferentes.
Toxicidad:
Es la capacidad que tienen algunas sustancias de producir daños o lesiones en los tejidos vivos.
CLASIFICACION DE LA MATERIA
Existen muchas formas y criterios para clasificar la materia. Desde un punto de vista general, podemos enumerar los principales del siguiente modo:
Materia viviente. Conforma a los seres vivos, mientras estén vivos.
Materia inanimada. Compone los objetos inertes, sin vida, o muertos.
Materia orgánica Formada principalmente por átomos de carbono e hidrógeno, y generalmente está vinculada con la quimica de la vida
Materia imorgánica. No es orgánica y no tiene que ver necesariamente con la vida sino con reacciones químicas espontáneas o no espontáneas.
Materia simple. Está compuesta por átomos de pocos tipos diferentes, o sea, está más cerca de la pureza.
Materia compuesta. Se compone de numerosos elementos de diverso tipo, alcanzando niveles de complejidad elevados.
ESTADOS DE LA MATERIA
Los estados de la materia se refieren a la forma como se organizan las moléculas constituyentes de la misma. También se conocen como estados de agregación de la materia.Existen cinco estados de la materia: sólido, líquido, gas, plasma y condensado Bose-Einstein.
Un sólido tiene una forma y volumen definido, ya que sus moléculas están empacadas estrechamente, lo cual limita el movimiento entre ellas.
Un líquido tiene un volumen definido y adquiere la forma del recipiente en el que está contenido. Las moléculas de los líquidos se agrupan de forma tal que pueden moverse con mayor libertad, comparadas con los sólidos.
Ejemplos de estado líquido a temperatura ambiente son el agua, el mercurio, el aceite y el alcohol.
En los gases, las moléculas o átomos se encuentran dispersos en el espacio que los limita. No tienen volumen ni forma definida, es decir, adquieren la forma y el volumen del recipiente donde están contenidos.
Ejemplos de gases a temperatura ambiente los tenemos en el aire, que es una mezcla de elementos gaseosos como el oxígeno, el nitrógeno y el dióxido de carbono.
El plasma se produce cuando un gas recibe una gran cantidad de energía, lo que provoca la liberación de sus electrones. Como los gases, el plasma no tiene ni forma ni volumen definido.
Ejemplos de plasma los conseguimos en las estrellas, los rayos, las luces fluorescentes y las señales de neón.
Un estado condensado Bose-Einstein se logra cuando un grupo de átomos se enfría hasta casi el cero absoluto (-273 ºC). En este punto, los átomos prácticamente no se mueven entre sí, comportándose como si fueran un solo átomo.
Ejemplos de estado condensado de Bose-Einstein apenas se consiguieron de forma experimental en los años 90 del siglo XX. Muchos de estos experimentos usan átomos de rubidio enfriados con láser.
MOVIMIENTOS DE LA CORTEZA TERRESTRE Y LAS GEOSFERAS TERRESTRES
Movimientos epirogénicos: son movimientos verticales de la corteza terrestre. La epirogénesis actúa en regiones muy grandes, incluso continentales: plataformas, escudos, etc. Consiste en movimientos muy lentos de ascenso y descenso de las grandes masas continentales.
Movimientos orogénicos: Son los movimientos horizontales de la corteza terrestre, teniendo en cuenta que la tierra es una esfera. Son movimientos relativamente rápidos, originan plegamientos, fallas.
Tipos de orogénesis:
Orogénesis simétrica: Se produce por el choque de dos placas litosféricas continentales y se forma al ser comprimido un geosinclinal localizado entre las dos masas continentales durante su aproximación. Ejemplos: las cordilleras de los Pirineos, Alpes e Himalaya.
Orogénsis asimétrica: Se produce por la colisión de una placa continental con una oceánica y se forma por el plegamiento de los sedimentos acumulados en la zona de subducción de una placa oceánica por debajo de la continental. Ejemplos: las cordilleras de los Andes y de las Rocosas.
Consecuencias de los movimientos orogénicos
Sismos: Son vibraciones violentas y cortas de la corteza
Erupciones volcánicas:Representan la expulsión brusca de las rocas fundidas desde el interior de la tierra
Diferencias entre movimientos orogénicos y epirogénicos
Los genéricos son relativamente rápidos y pueden ser horizontales o verticales; mientras que los epirogénicos son los movimientos de ascenso y descenso mucho más lentos y menos potentes, pero capaces de modelar un relieve sin fracturarlo.
Teoría de las placas tectónicas
Se fundamenta en la observación, señalando que la corteza sólida de la tierra esta dividida en placas semirrígidas. Según esta teoría, las placas tectónicas que conforman la litosfera se desplazan muy lentamente arrastradas por el movimiento del manto herviente que pasa bajo ellas.
GEOSFERAS TERRESTRES
Formación de la tierra
Cuando la Tierra se fue formando, hace unos 4600 millones de años, las altas temperaturas hacían que toda el agua estuviera en forma de vapor. Al enfriarse por debajo del punto de ebullición del agua, gigantescas precipitaciones llenaron de agua las partes más bajas de la superficie formando los océanos. Se calcula que unas decenas o cientos de millones de años después de su formación ya existirían los océanos.
La composición de nuestro planeta está integrada por tres elementos físicos: uno sólido, la litosfera, otro líquido, la hidrosfera, y otro gaseoso, la atmosfera. Precisamente la combinación de estos tres elementos es la que hace posible la existencia de vida sobre la tierra.
La Tierra se encuentra constituida por una serie de capas concéntricas denominadas geósferas. La diferencia de densidad entre las diferentes capas hacen que se agrupen las mayor peso, en el centro del planeta, y las de menor peso, en las capas superficiales.
Se tiene que la tierra se encuentra formada por cuatro geosferas:
1. La atmósfera o geosfera gaseosa.
2. La hidrosfera o geosfera liquida.
3. La litosfera o geosfera sólida.
4. La biosfera o geosfera donde hay vida.
1. Geosfera gaseosa o atmósfera
Es la capa mas superficial de la Tierra y, por consiguiente, la mas ligera. Se encuentra constituida básicamente por una mezcla de gases (oxigeno, Nitrógeno, Dióxido de carbono, Argón, Neón, Vapor de agua, etc.), los cuales se ordenan por diferencia de densidades quedando los pesados, muy próximo a la superficie de la Tierra y los ligeros, en las regiones altas de la atmósfera.
Según aumenta la temperatura varía la composición de la atmósfera. En las capas superiores desaparece el Oxigeno y va disminuyendo el Nitrógeno mientras aumenta el hidrogeno y el Helio.
La atmósfera realiza funciones beneficiosas para el homnre, tales como:
Mantener una temperatura adecuada sobre la tierra;
Hacer posible la respiración y con ello, la vida,
Difundir la luz y hacer posible la navegación aérea.
Debido a estas diferencias de densidades la atmósfera se puede dividir en las siguientes zonas concéntricas, considerando que se desplaza desde la corteza terrestre al espacio:
1.- Troposfera
Es la capa de aire en contacto con la Tierra; alcanza unos 16 Km. de altura en la zona ecuatorial, 14 KM en las zonas templadas y 10 Km. en las zonas polares. En ella se producen los cambios meteorológicos que originan el tiempo, las perturbaciones atmosféricas y el clima.
2.- Estratosfera
Tiene un espesor de unos 60 Km. Hacia el medio de esta capa abunda el Ozono o capa salvavidas porque protege la vida terrestre contra el exceso de los rayos ultravioletas del sol.
Las radiaciones tienen un poder destructor que es mortal para el los seres vivos. Si disminuyera el Ozono y dejara pasar la mitad de los rayos que normalmente absorbe, quedaría destruida por la radiación ultravioleta, Otro peligro seria el aumento de bacterias cuya proliferación es limitada por los rayos ultravioletas.
3.- Mesosfera.
Posee unos 20 Km. de espesor. Posee grandes cantidades de Sodio y se encuentra formada por una capa denominada Capa "D" que refleja durante el día las ondas largas de radio. Durante la noche desaparece esta capa D permitiendo el paso de las ondas hacia la ionosfera.
4.- Ionosfera.
Su espesor es de unos 500 Km. y es una zona parcialmente ionizada de gran conductividad eléctrica.
Esta zona actúa para nuestras ondas de radio como una gigante pantalla reflectora, que les permite dar la vuelta a la Tierra.
5.- Exosfera.
Es la zona marginal de la atmósfera. Esta formada por Hidrogeno, Helio y Nitrógeno en grado de extremo enrarecimiento.
2.-Geósfera liquida o hidrosfera.
Esta capa de la Tierra abarca a todas las masas de agua grupadas en aguas continentales y oceánicas.
La hidrosfera engloba la totalidad de las aguas del planeta, incluidos los océanos, mares, lagos, ríos y las aguas subterráneas, y cubre las tres cuartas partes de la tierra.
Este elemento juega un papel fundamental al posibilitar la existencia de vida sobre la Tierra, pero su cada vez mayor nivel de alteración puede convertir el agua de un medio necesario para la vida en un mecanismo de destrucción de la vida animal y vegetal.
Casi la totalidad del agua se encuentra en los mares y océanos en forma de agua salada. De las aguas dulces la mayor parte está en forma de hielo y en aguas subterráneas. El agua situada sobre los continentes y la que está en la atmósfera son las cantidades proporcionalmente menores, aunque su importancia biológica es grande. El agua se encuentra desigualmente distribuida sobre la tierra. Los porcentajes son los siguientes:
-Aguas oceánicas: 97,41 por ciento.
-Aguas dulces: 2,59 por ciento. Del este total, solo un 0,014 por ciento se encuentra disponible para el hombre y los demás seres vivos. El resto se encuentra formando parte de los glaciares, casquetes polares o como aguas subterráneas.
Fuentes de agua
Ríos y lagos: su agua requiere de un proceso de purificación, para el uso del ser humano.
Vertientes: agua que sufre un primer proceso de purificación en la tierra, por lo tanto es más fácil limpiarlas. Son aguas claras, frescas, bien aireadas, y ricas en sales minerales
Norias: agua generalmente contaminada, ya que llegan hasta ella filtraciones de alcantarillas, pozos negros y otros. No es aconsejable beberla sin antes hervirla.
Lluvia: entrega agua bien aireada. Contiene ciertas sustancias presentes en la atmósfera.
Aguas de deshielo: aguas bastante puras y frías, pero a las que les falta aire.
La salinidad en las aguas continentales y oceánicas
El agua salada ocupa el 71% de la superficie de la Tierra y se distribuye en los siguientes océanos:
El océano Pacífico, el de mayor extensión, representa la tercera parte de la superficie de todo el planeta. Se sitúa entre el continente americano y Asia y Oceanía.
El océano Atlántico ocupa el segundo lugar en extensión. Se sitúa entre América y los continentes europeo y africano.
El océano Índico es el de menor extensión. Queda delimitado por Asia al Norte, África al Oeste y Oceanía al Este.
El océano Glacial Ártico se halla situado alrededor del Polo Norte y está cubierto por un inmenso casquete de hielo permanente.
El océano Glacial Antártico rodea la Antártida y se sitúa al Sur de los océanos Pacífico, Atlántico e Índico.
Los márgenes de los océanos cercanos a las costas, más o menos aislados por la existencia de islas o por penetrar hacia el interior de los continentes, suelen recibir el nombre de mares.
3. Geósfera Sólida o litosfera.
Corresponde a la totalidad de la parte sólida de la Tierra. Esta comprendida por la corteza exterior o litosfera propiamente dicha y la corteza interior o endosfera constituida por el manto que es una capa que abarca desde unos 60 hasta unos 2900 Km. de profundidad. Se encuentra compuesta por hierro y silicatos de magnesio. Mas allá de los 2900 Km. de profundidad (sometido a altas presiones y temperaturas) se tiene el Núcleo formado básicamente por hierro y níquel.
la corteza
Es la capa superior más externa de la Tierra. Tiene un espesor medio de 45 km. Es sólida y está formada por distintos tipos de rocas. Forma los continentes y el fondo de los mares y océanos. La corteza terrestre y la zona superior del manto forman la zona más externa de la Tierra, llamada litosfera.
El manto
Es la capa intermedia de la geosfera, se extiende entre los 45 y los 2.900 km de profundidad. Representa el 82% del total de la Tierra y está formada por materiales de silicio, hierro, calcio y magnesio.
El manto se divide a su vez en manto superior e inferior. Dentro del manto superior se encuentra la astenosfera, una capa de rocas parcialmente fluidas formada por lavas volcánicas. Las capas más profundas, más calientes, ascienden a la superficie y se enfrían, y descienden nuevamente originando fuerzas responsables de muchos fenómenos geológicos. La temperatura del manto oscila entre los 900 y 2.000 ºC en las primeras capas y próximas a los 5.000 ºC al final del mismo.
Sobre la astenosfera flota la litosfera, que como hemos visto está formada por la corteza terrestre y parte del manto superior. En el manto inferior se encuentra la capa dinámica llamada mesosfera.
El núcleo
Es la capa más interna y se extiende desde el manto hasta el centro de la Tierra. Está compuesto de hierro y níquel sometidos a altísimas presiones y temperaturas. La temperatura máxima en el núcleo es de unos 6.000 ºC. Se extiende desde los 2.900 km (límite inferior del manto) hasta el centro de la Tierra, a 6.370 km.
El núcleo externo presenta un estado físico que se puede calificar de fluido, sometido a enormes presiones y elevadísimas temperaturas, y el material que lo forma carece de rigidez. El núcleo interno se encuentra por debajo, en estado sólido, alcanzándose en él la máxima densidad de la Tierra. En el núcleo está la capa dinámica, llamada endosfera.
La Biosfera o geosfera de la vida
Es el nombre que se le da a la región de la geosfera que permite el desarrollo de la vida animal y vegetal.
Características de la biosfera
Algunas de las principales características de la biosfera son:
Abarca todo lo que está vivo o ha estado vivo. Por tanto, si algo tiene vida es parte de la biosfera.
La biosfera es tan antigua como el primer organismo vivo y se calcula que tiene unos 3.500 millones de años.
Se calcula que esta capa se extiende desde 10 km sobre el nivel del mar, hasta 10 km bajo la tierra y 7 bajo las profundidades oceánicas.
Solo se conoce vida dentro de la biosfera.
La energía solar es su fuente primaria de energía.
La vida de la biosfera está interrelacionada. Así, si se daña una zona, se está afectando a todo ser vivo.
Los micoorganismos son los encargados de descomponer la materia para que sea usada por organismos superiores.
Los productos y desechos de determinados animales y plantas son usados por otros para su alimentación.
Niveles de la biosfera - sus componentes
Los diferentes niveles o componentes de la biosfera son:
Biomas: son las grandes áreas ecológicas con su flora y su fauna. Se definen por los factores abióticos como el clima, geología, vegetación, suelos o relieve. Puede albergar varios ecosistemas.
Ecosistema: incluye todos los seres vivos que habitan un área determinada e interactúan entre sí y con los elementos no vivos. Descubre más sobre Qué es un ecosistema aquí.
Comunidad: grupo o asociación de poblaciones que habitan una zona geográfica en un periodo determinado. Aprende más con este otro post de EcologíaVerde sobre Comunidad ecológica: definición y características.
Población: grupo de individuos de la misma especie que habitan un área geográfica en un periodo de tiempo determinado.
Organismo: forma de vida individual, como un animal, una bacteria o una planta.
Cada una de las geosfera que constituyen a la tierra, debido a sus diferencias de composición, requieren métodos particulares para su estudio.
La Litosfera
Hidrosfera
Esta parte de la geosfera es estudiada a través de la oceanografía, la cual conjuntamente con la física, la química y la biología, pude investigar los componentes que poseen las masas de agua en tres áreas; se obtiene así, una investigación completa sobre salinidad, temperatura, mareas, capacidad de penetración de la luz en masas de agua, los tipos de movimientos que estas presentan, su composición química y como influye en los organismos que viven en ella.
Atmósfera
Parte de los fenómenos atmosféricos son investigados a través de la Meteorología.
Gracias a los avances de la tecnología, actualmente esta ciencia ha logrado grandes éxitos con la utilización de aparatos sofisticados, como por ejemplo, satelites artificiales, cohetes de exploración, globos, sondas, etc.
Importancia de las geosferas
Comprende la región que habitamos los seres humanos.
Es la parte de la superficie terrestre de la cual obtenemos nuestros recursos.
A partir de ella obtenemos nuestros alimentos
Es donde se produce el ciclo del agua y el carbono que son indispensables para que sobrevivamos.
4. Inercia: La resistencia que opone la materia a modificar su estado de reposo o movimiento.
