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viernes, 17 de junio de 2016

Capítulo 1: El relieve submarino

La zona más desconocida de nuestro planeta es la que está debajo de las aguas marinas. Se conocen razonablemente bien las zonas más próximas a la costa, y a la que llega la luz solar, por debajo, el relieve submarino se conoce por métodos indirectos, como el uso del sónar. 

El talud, o zócalo, es un profundo precipicio que desciende desde el borde de la plataforma continental (a unos 200 metros de profundidad) hasta el comienzo de la corteza oceánica. Se trata de una pared muy pronunciada que cae hasta los 2.000 y los 3.000 metros de profundidad.

Entre lo poco que se conoce del relieve submarino se distinguen: la plataforma continental, el talud continental, las dorsales oceánicas, las cuencas oceánicas y las fosas abisales.

La plataforma continental es la parte de la corteza continental que se encuentra sumergida bajo las aguas. En general, no desciende por debajo de los 200 metros, y en la mayor parte de esta zona la luz solar alcanza el fondo, y por lo tanto es muy rica en especies vegetales y animales. Las formas de relieve presentes son las mismas que en el continente, pero predomina la sedimentación de arenas, que cubre las formas y dificultan su erosión.

La cuenca oceánica, también llamada cuenca abisal, forma el grueso del relieve submarino, y es la parte más desconocida del conjunto. Se estima que está formada por enormes llanuras que se encuentran a profundidades de entre 2.000 y 6.000 metros. La estructura de llanura sí que debe de ser dominante, aunque se desconocen las formas de detalle. Del estudio de estas llanuras, y del paleomagnetismo que conservan en sus rocas, se ha descubierto que se disponen en bandas paralelas a las dorales oceánicas, y que la edad de las rocas es tanto mayor cuanto más alejadas se encuentran de las dorsales, lo que constituye una prueba de cómo funciona la tectónica de placas. Este mecanismo de creación de la cuenca oceánica, es lo que nos lleva a pensar que la forma más común es la llanura, aunque deben de estar cuarteadas por fallas, contengan volcanes y posiblemente pliegues. La actividad volcánica perfora estas llanuras y construyen enormes conos que en ocasiones llegan a emerger en forma de isla.

Las dorsales oceánicas, son enormes cordilleras submarinas, son la zonas de creación de nueva corteza oceánica debidas a la actividad del manto. Se trata de límites de placa, de los lugares en los que las placas se separan entre sí. Tienen una forma en M llamada rift; ya que tienen la misma forma y génesis que el valle del Rift en África. Es una zona tectónicamente muy activa, con frecuentes terremotos, que generan fallas y volcanes. Se ha demostrado que los volcanes que se crean en esta zona se alejan del eje central con la creación de nueva corteza, hasta el punto de que el edificio volcánico pierde contacto con la caldera que lo alimenta creando un volcán apagado.

Las principales dorsales son: la del Atlántico central, la del Índico central, la del Índico suroriental, la del Pacifico central, la de Hawai, la del Pacífico oriental, la del Pacífico suroriental y la del Pacífico-Antártica.

Las fosas abisales, o fosas tectónicas, son profundas depresiones que descienden desde la corteza continental, con una gran pendiente, hasta más de 6.000. Se trata de depresiones estrechas y alargadas que forman la zona de subducción de las placas tectónicas. Se encuentran muy próximas a los continentes, de manera que, como ocurre en la costa del Pacífico en América, se desciende desde la costa hasta las profundidades de una fosa en muy pocos kilómetros horizontales. La diferencia es mayor desde las alturas de los Andes. Estas fosas son, también, zonas tectónicamente muy activas, con numerosos terremotos que crean grandes fallas, y volcanes, que llegan a emerger. A lo largo de algunas de estas fosas aparece un arco de islas como ocurre en las Antillas o las islas Aleutianas. La fosa más profunda del planeta es la de las Marianas, que desciende hasta los 11.000 metros de profundidad.





jueves, 16 de junio de 2016

Capítulo 1: La cosa se complica

La vida en el planeta se complicó, evolucionó, y conquistó nuevos ambientes. Después de la aparición del fitoplancton, irrumpieron organismos incapaces de aprovechar la energía solar para crear estructuras complejas, por no poseer clorofila. Esto significaba que necesitaban "comerse" a los que si realizaban la fotosíntesis. Esos organismos marinos que se alimentaban de las bacterias y fitoplancton constituyen el zooplancton. También puede suceder que el plancton, sea comido por otros seres, que también son el alimento de otros organismo. Esto constituye la famosa trama trófica.

Hace 570 M.a. la tierra firme estaba desierta, porque todos los seres vivos vivían en el agua. Gracias a que las rocas de origen marina poseen fósiles bien conservados, se puede saber que en el período que va desde aproximadamente 570 a 247 millones de años atrás, la vida en el mar experimentó un desarrollo impresionante, porque pasaron de ser "simples" a organizarse de una forma "más compleja". Desarrollaron estructuras "raras": algunos tuvieron caparazón, otros esqueletos, como los peces. De acuerdo a su esqueleto, se pueden clasificar en aquellos que tienen uno compuesto por cartílago (peces cartilaginosos) y los que tienen el esqueleto compuesto por huesos (peces óseos). Ambos aparecieron aproximadamente en el mismo período.

Hace 500 M.a., la tierra ya estaba poblada por criaturas originadas en el mar, y ya habían desarrollado patas. Finalmente hace 200 M.a., vuelven al mar, pero transformados en seres diferentes. Los primeros, fueron los reptiles, que  originaron las tortugas primitivas. Luego, las aves dejaron de volar para vivir en el agua. 50 M.a. atrás, los mamíferos (que habían abandonado el agua hace 100 M.a.) se sintieron atraídos por el mar y volvieron a él. Es tos fueron los antecesores de los delfines y ballenas actuales. Otros también fueron los antecesores de las focas, leones marinas y morsas actuales. Su vuelta tardía al mar se evidencia por sus patas traseras y la forma de sus cráneos.

Así todas las especies irán evolucionando, si es que factores como la mano del hombre los extinguen.

Capítulo 1: En el mar la vida es más sabrosa, en el mar te quiero mucho más

Hace 3.500 M.a. el mar era una solución compuesta por sustancias más o menos simples y no existía ningún organismo vivo. Las moléculas que formaban parte de ese caldo se organizaron y dieron origen a las primeras bacterias y algas unicelulares, muy parecidas a las que hoy habitan en el mar.

Este proceso de pasaje de una sustancia inorgánica a moléculas organizadas en "materia viva", es el más enigmático y extraordinario de los fenómenos ocurridos en nuestro planeta. Los organismos más simples que existen en la actualidad, originaron toda la vida en la Tierra, estos son las bacterias y son los que más abundan en el mundo. También están los fitoplancton, que son muy simples, pero son de articular importancia en la evolución y mantenimiento de vida en el planeta.

La mayoría de especies de fitoplancton miden menos que un milímetro, pero compensan su tamaño con su abundancia, porque en un metro cúbico de agua marina pueden haber 200.000 de ellos. Además son fotosintéticos, ya que poseen clorofila, sustancia que les permite absorber la luz solar, y fabricar sus alimentos a partir de esta, sustancias inorgánicas y agua.


Fitoplancton vistos en un microscópico.




Fitoplancton.


miércoles, 15 de junio de 2016

Capítulo 1: La mar estaba salada, salada estaba la mar

Hace 4.500 millones de años, cuando la Tierra empezó a enfriarse, el vapor de agua se condensó sobre la superficie formando los mares primitivos, pero la mayor parte del agua no provino de ese proceso, sino que brotó del interior de la Tierra por los volcanes.




Los años del planeta Tierra siempre han sido un misterio, por esto es que ha habido muchos cálculos acerca de su edad. Una de las conclusiones las sacó el arzobispo irlandés James Ussher, en 1654, usando la Biblia como referencia llegó a la conclusión de que la creación ocurrió el 26 de octubre de 4004 a. C., a las 9 de la mañana.

En el siglo XVIII el geólogo escocés James Hutton, estudiando las capas de sedimentación, creía que la Tierra tenía al menos decenas de millones de años, pero no eran capaces de arriesgar una fecha.

Hacía 1890, el científico William Thompson, más conocido como lord Kelvin, basándose en observaciones de flujo de lava volcánica y en exploraciones de minas, supo que la Tierra es más caliente en su interior que en su superficie (fenómeno denominado gradiente geotérmico), él supuso (acertadamente) que nuestro planeta había comenzado como un cuerpo de material fundido a una temperatura cercana a los 3.850° C y el tiempo necesario para que el gradiente geotérmico alcanzara su valor actual era de aproximadamente cien millones de años, entonces esa era la edad de la Tierra. Pero lord Kelvin no tuvo en cuenta los procesos radiactivos que suceden en el centro de la Tierra, que liberan mucho calor, por eso sus cálculos no eran los verdaderos.




Hay elementos químicos que "se transforman" con el tiempo. Un mismo elemento puede tener la misma cantidad de protones pero con distinta cantidad de neutrones, lo que cambia su número másico. Son químicamente iguales solo que presentan características nucleares distintas. A estos elementos se los considera isótopos. Pueden ser estables o inestables (radiactivos), estos últimos son aquellos que emiten radiactividad. Los científicos aprovechan esta propiedad, y conociendo cuanto tardan estos isótopos en transformarse (vida media) pueden saber la edad de una roca.

Por ejemplo, la vida media del isótopo de uranio 238 (U 238) para convertirse en plomo 206 (Pb 206) es de unos 4.500 M.a., la relación entre estos se utiliza para saber la edad de las rocas viejas; se emplea la relación entre el Potasio y el Argón (K 40/Ar 40) para estudiar las rocas de edad intermedia y la relación entre el Carbono y el Nitrógeno (C14/N14) para estudiar las rocas más jóvenes, esta trae desventajas porque si es mayor que 30.000 el margen de error es mayor.

Para saber la edad de los océanos se utiliza la relación U238/Pb206, porque estos son muy viejos. La temperatura de cristalización de las rocas es de unos 800° C y a parir de esa temperatura los elementos radiactivos desaparecen. Entonces conociendo las cantidades actuales de U238 y de Pb206 formado por la desntegración del U238, su calcula cuando se inició la desintegración radiactiva.





Los mares primitivos tenían una composición distinta a la de los mares actuales. Presentaban una gran cantidad de cloro, yodo, bromo, boro y otras sustancias que impedían que se desarrollase vida allí. Luego, las rocas que se desgastan, las costas que se erosionan y los ríos que llevan materiales de los continentes fueron aportando sales minerales, y así el mar se volvió más salado.

La salinidad es la cantidad de sal que ha en un kilogramo de agua. Se utiliza la capacidad de conducción electrica de una solución para saber que tan salada es el agua, cuanto más salada es, más electricidad conduce.Los aparatos que miden la salinidad son los salinómetros o los conductímetros.

La salinidad promedio del mar varía entre 15 y 40 ups (gramos de sal por kilómetro de agua) en la superficie y entre 34,6 y 35 en el fondo. Esta no es uniforme, varía con la latitud, porque cerca del ecuador la salinidad es más baja, de alrededor de 34,5 ups, esto se debe a la gran cantidad de lluvias que hay en esa zona, lo que hace que se "diluya" más. En cambio, a los 30° de latitud, norte y sur, encontramos las áreas con mayor salinidad, de aproximadamente 37 ups, a causa de la evaporación alta que sobrepasa la precipitación. Alrededor de los 60°, la salinidad vuelve a bajar a que allí las lluvias superan la evaporación, aproximadamente 34 ups. En las áreas polares, la concentración de sal cambia con las estaciones, en verano, cuando los hielos se derriten, es menor porque aporta agua dulce y en invierno es mayor porque las aguas se congelan.



Ilustración que muestra la salinidad del mar.


El agua de mar tiene ocho componentes principales (sodio, magnesio, calcio, potasio, cloruro, sulfato, bicarbonato y bromuro) y se encuentran en cantidades constantes en cualquier lugar del mundo. Esto recibe el nombre de "concepto de composición constante", es muy importante para medir la salinidad del agua de mar, porque si se determina la concentración de uno, se puede medir la de los restantes.

Estos componentes son conservativos porque no cambian sus concentraciones nunca, y existen otros, como el dióxido de carbono, el oxígeno, algunas moléculas y complejos orgánicos, cuyas concentraciones cambian con los procesos biológicos que se llaman "no conservativos".

Al mar llegan ríos cargados de otras sustancias. Además el agua de mar se evapora y la salinidad aumenta. El mar tiene la misma salinidad desde hace 1.500 millones de años porque los ingresos que aportan los ríos tienen que ser iguales a las sales que se remueven. Las sales pueden ser "exportadas" del mar de varias maneras: el espray de las olas de las costas hace que las sales se depositen en la tierra y esta sal es lavada por la lluvia, que la arrastra a los ríos, que a su ves la devuelven al mar.

El mar pierde sal cuando un brazo marino se cierra y no tiene más conexión al mar. Otro caso es el de algunos animales marinos que utilizan los componentes del mar, como los moluscos que utilizan el calcio ara fabricar su concha. También hay procesos químicos como la adsorción, en donde iones y moléculas se adhieren a la superficie de algunas partículas como las arcillas, que caen en el fondo y se depositan.

El mar ha estado presente en el planeta desde hace 3.500 M.a., y la composición del océano ha sido la misma durante los últimos 1.500 M.a. La cantidad del material disuelto en el océano es de 50 mil trillones de gramos, que son los responsables de la salinidad de unos 35 ups. Los ríos aportan 2.500 billones de gramos de sales anualmente, aún así, la concentración de sales en el mar se mantiene balanceada por los procesos de exportación e importación.

Capítulo 1: La tierra es tierra y de color azul

El planeta Tierra está conformado por dos tercios de agua (mares y océanos) y uno de tierra (continentes). El agua predomina en la superficie terrestre, y sus profundidades no son parejas, varía según la zona. La más profunda se encuentra en la Fosa de UAM o Fosa Challenger, en las Islas Marianas, mar de las Filipinas. Fue descubierta por el buque soviético Vityaz en 1959 y tiene 11 kilómetros de profundidad.

Ubicación de la Fosa de UAM o Fosa Challenger.

Vista aérea de la Fosa.






Además el mar tiene montañas y volcanes en su lecho, que tienen distintas alturas, algunas son tan altas que incluso su cima está expuesta en la superficie, como por ejemplo el volcán Mauna Kea, de Hawai que mide 10 kilómetros en total, desde el fondo hasta la cima, y es considerada la montaña más alta del planeta.

Vista de la montaña Mauna Kea

Vista satelital de la montaña.

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