Evolució de l'Univers i la Tectònica de Placas

Grècia Clàssica: Aristòtil (s. IV aC) va proposar la teoria geocèntrica (el Sol i els planetes giren al voltant de la Terra en òrbites circulars). Aristarc de Samos (s. III aC) va defensar la teoria heliocèntrica (el Sol i les estrelles fixes, i la Terra i els planetes orbiten al voltant del Sol), que va ser rebutjada. Copernic (1473-1543) va fer creïble aquesta teoria 2000 anys més tard. Erastòstenes (194 aC) va ser un astrònom, geògraf i matemàtic grec que va mesurar la circumferència terrestre amb un error de 90 km i va estudiar la inclinació de l'eix terrestre per les diferències d'estiu i hivern. Va demostrar que la Terra no és plana, sent el primer a fer-ho. Claudi Ptolomeu (s. II) va defensar la teoria geocèntrica. Galileo (1564-1642) va inventar el telescopi, descobrint cràters i muntanyes a la Lluna, així com quatre satèl·lits de Júpiter. Va ser empresonat per defensar la teoria de Copernic. Kepler va formular les lleis del moviment dels planetes:

• Els planetes giren en òrbites el·líptiques amb el Sol en un dels focus.
• Un planeta que està més a prop del Sol es mou més ràpidament.
• El temps que un planeta triga a completar la seva òrbita és proporcional a la seva distància mitjana al Sol.

Newton es va centrar en els escrits de Galileo. En 1687, va formular la llei de la gravetat universal, que estableix que la força que manté els planetes en òrbita al voltant del Sol és F = G·(M1·m2)/r². Va inventar el telescopi reflector, que és un dels més rellevants en la ciència. Einstein va proposar la teoria de la relativitat, que estableix les bases per estudiar l'origen i l'evolució de l'Univers. La seva famosa equació d'equivalència de massa i energia és E = m·c² (base de la bomba atòmica i reactors nuclears). Harlow Shapley va proposar la teoria excèntrica (el Sol no és el centre de la Via Làctia, sinó del nostre sistema solar).

Galàxies: constituents bàsics de l'Univers (estels, gasos i pols - nebuloses). A l'Univers hi ha centenars de milers de milions de galàxies. Neixen, viuen i moren. El Sol es va formar a partir d'estels anteriors. La galàxia NGC 4948 es troba a 13 milions d'anys llum. La més propera és Andromeda (M31): E. Hubble va descriure que està formada per milions d'estels, es troba a 2.106 anys llum i és més gran que la Via Làctia. El grup local inclou galàxies i la Via Làctia. La Via Làctia té 100.000 anys llum de diàmetre. El sistema solar es troba en un dels braços de l'espiral, a uns 30.000 anys llum del centre i uns 20.000 de l'extrem.

Unitats de mesura: unitat astronòmica (UA) és la distància mitjana entre el Sol i la Terra: 1 UA = 150 milions de km. Un any llum (al) és 1 al = 9.46·10¹² km. Velocitat de la llum c = 300.000 km/s.

Els estels neixen (a partir de núvols de gas cristal·litzats), evolucionen (l'estel s'encén, acumula gas i partícules que xoquen, produint un augment de temperatura) i moren (depèn de la quantitat de combustible i del ritme al qual consumeix). Tipus d'estel: color (segons la temperatura: blaus, grocs, vermells, blancs) - magnitud (la brillantor depèn de la temperatura, distància i grandària). La vida d'un estel es mesura en milers de milions d'anys. El Sol no és una excepció. Evolució del Sol: nan groc - supernova - gegant vermell (nebulosa) (augment de temperatura, mida i destrucció de Venus, Terra i Mercuri) - s'apaga - nan blanc. La teoria del Big Bang o gran explosió suposa que, fa entre 12.000 i 15.000 milions d'anys, tota la matèria de l'Univers estava concentrada en una zona extraordinàriament petita de l'espai, i va explotar. La matèria va sortir impulsada amb gran energia en totes les direccions. Els xocs i un cert desordre van fer que la matèria s'agrupés i es concentrés més en alguns llocs de l'espai, i es van formar els primers estels i les primeres galàxies. Sistema Solar: (El Sistema Solar està format per un estel central, el Sol, els cossos que li acompanyen i l'espai que queda entre ells.) Els científics creuen que es va formar fa uns 4.650 milions d'anys. Segons la teoria de Laplace, un immens núvol de gas i pols es va contreure a causa de la força de la gravetat i va començar a girar a gran velocitat, probablement a causa de l'explosió d'una supernova propera. Origen del Sol: La major part de la matèria es va acumular en el centre. La pressió era tan elevada que els àtoms van començar a partir-se, alliberant energia i formant un estel. Al mateix temps, s'anaven definint alguns remolins que, en créixer, augmentaven la seva gravetat i recollien més materials en cada volta. També hi havia moltes col·lisions. Milions d'objectes s'apropaven i s'unien o xocaven amb violència i es partien en trossos. Així es van formar els planetes.

Model estàtic: basat en la composició química de les capes. Model dinàmic: basat en el comportament mecànic dels materials. -Fixisme -> considera que els continents no han variat de posició. Durant el segle XIX, van predominar les teories fixistes, la principal representant va ser el concentracionisme (afirmava que el progressiu refredament de la Terra hauria provocat una concentració d'aquesta, com ocorre amb qualsevol cos que perd calor, ja en estat sòlid amb la reacció del volum, arrugant-se). Va haver-hi dues teories (la geosinclinal i els ponts continentals). Mobilisme -> afirma que les masses continentals es desplacen horitzontalment, de manera que abans van poder estar en una altra configuració diferent a l'actual (en un sol continent). Aquests moviments formen serralades. El seu primer defensor, Alfred Wegener, opinava que la gran extensió dels fòssils es devia a que abans estaven units i ara separats (deriva continental). A mitjan segle XX, un estudi fons marí (va permetre conèixer el relleu) va ser elaborat per Hess i Dietz, que van formular la teoria d'expansió del fons oceànic i la van seguir actualment amb la teoria de la tectònica de plaques de Tuzo Wilson. Formulada el 1912 per Alfred Wegener per explicar els moviments orogènics, es basa en l'observació d'una certa coincidència en la línia de costes d'Àfrica i d'Amèrica. Aquesta idea elemental va ser perfeccionada per Du Toit, que la volgué fonamentar amb dades estratigràfiques. L'energia sortia del mateix moviment de rotació de la Terra; la inèrcia deixava endarrerits els blocs de sial respecte al sima a partir del Carbonífer. Hom pressuposa, doncs, l'existència d'un sol continent en els temps arcaics, la Pangea. En suport d'aquesta teoria s'han adduït també arguments biològics, basats en la diferent repartició de la fauna i de la flora. Entre el 1960 i el 1970, aquesta teoria s'ha vist confirmada per noves dades i s'accepta, amb algunes modificacions, com a base de la tectònica de plaques. L'expansió del fons oceànic: les dorsals són fractures de la litosfera, els continents són empesos i obligats a separar-se, la pressió del magma empeny tot des dels costats de la dorsal i també l'aixeca; el basalt expulsat per activitat volcànica forma una nova escorça oceànica. Teoria de la tectònica de plaques: la Terra està constituïda per una sèrie de blocs de litosfera, les plaques tectòniques que es mouen una respecte a les altres, desplaçant-se sobre l'astenosfera. Plaques litosfèriques: no és una capa contínua, sinó que està fragmentada en trossos anomenats plaques litosfèriques. Existeixen dos tipus de litosferes:

• Litosfera continental: és gruixuda (120 km de profunditat) i de baixa densitat, i en ella estan els continents.
• Litosfera oceànica: és més prima (70 km de profunditat) i té major densitat.

La litosfera està formada per plaques litosfèriques, que poden ser de tres tipus:

• Continental: són plaques formades per litosfera continental.
• Oceàniques: formades per litosfera oceànica.
• Mixtes: formades per placa continental i oceànica.

Corrent de convecció: designació genèrica dels corrents circulars convergents que s'originen a les capes profundes de la Terra a causa dels gradients de temperatura. Aquests corrents podrien ser l'origen de la deriva dels continents. Les línies de convergència cap a la superfície serien les responsables de la separació de dues plaques, amb sortida a l'exterior de material profund, com el que s'esdevé a les dorsals oceàniques. Proves de la tectònica de plaques: L'anomenat cinyell de foc del Pacífic, que envolta aquest oceà, es refereix a l'existència de volcans situats en nombroses illes de l'est i del sud-est d'Àsia, properes a les grans fosses marines i que constitueixen una de les zones de la Terra de més inestabilitat i de més freqüència de sismes. Pla de Benioff: és el pla on es situa l'origen dels moviments sísmics com a conseqüència de l'entrada de litosfera oceànica dins de l'astenosfera. Orogènesi: és la formació de muntanyes i serralades que es produeix per la deformació compressiva dels sediments dipositats en una conca sedimentària o geosinclinal. Aquests sediments són plegats i fracturats, formant-se el relleu de la Terra.

Orogènesi simètrica: es produeix pel xoc de dues plaques litosfèriques continentals. Orogènesi asimètrica: es produeix per la col·lisió d'una placa continental amb una oceànica. Desplaçament de continents: Proves geogràfiques: el perfil dels continents coincideix com les peces d'un trencaclosques. Proves geològiques: continuïtat en les formacions geològiques i materials dels diferents continents. Proves paleontològiques: els llocs i tipus de jaciments fòssils coincideixen en els continents que abans estaven units. Proves paleoclimàtiques: la distribució dels climes antics (estudiats pel pol·len fòssil) coincideix si els continents estaven junts.