De la Terra a l'Univers: Un Viatge per la Ciència

Clasificado en Biología

Escrito el en catalán con un tamaño de 14,87 KB

El Big Bang i la Formació de l'Univers

La teoria del Big Bang és el model cosmològic de l'Univers que explica com es va formar fa 13.800 milions d'anys. Es considera que s'ha expandit fins al seu estat actual a partir d'una singularitat de densitat infinita i de temperatura molt elevada.

Segons els models més acceptats, l'Univers era homogeni, isòtrop, molt dens i amb elevadíssimes temperatures i, en un procés molt ràpid, s'expandia i es refredava alhora. Quan es va aturar l'expansió, el material que formava l'Univers va quedar en forma d'un plasma de quarks, gluons i altres partícules elementals.

L'Univers va continuar augmentant de volum i disminuint de temperatura. Els quarks i gluons es van combinar i van formar protons i neutrons. Quan la densitat va ser com la de l'aire, els neutrons es van combinar amb els protons per a formar nuclis de deuteri i heli.

Després d'uns 380.000 anys els nuclis i els electrons es van combinar per a formar àtoms. En passar el temps, algunes regions més denses van créixer atraient més matèria per l'acció de la gravetat i així es van formar estrelles i galàxies.

Formació del Sistema Solar

El Sistema Solar es va formar fa 4.600 milions d'anys amb el col·lapse gravitacional d'una part d'un núvol molecular gegant. La gran part de la massa col·lapsant es va reunir al centre i va formar un primitiu Sol, mentre que la resta va formar planetes, satèl·lits, etc.

Estructura de l'Atmosfera

L'estructura de l'atmosfera pot ser descrita de diverses formes segons el criteri que es trie.

Segons l'Atracció Gravitatòria

Es distingeixen l'endosfera i l'exosfera. Aquesta última, on les partícules gasoses comencen a escapar del camp gravitatori.

Segons la Composició Química

Els gasos estan ordenats en capes concèntriques segons el seu pes molecular: les molècules més pesades se situen a les capes més baixes i les més lleugeres, a les més altes. Fins als 60-80 km, els gasos es distribueixen d'una forma homogènia formant una capa denominada homosfera. Per damunt d'aquesta zona, els gasos ja no es distribueixen de forma homogènia i s'estratifiquen segons els seus pesos moleculars.

Segons la Temperatura

En funció de la variació de la temperatura amb l'altitud, podem estructurar l'atmosfera en capes denominades: Troposfera - Estratosfera - Mesosfera - Termosfera.

Deriva Continental

En 1912 Alfred Wegener va plantejar que fa 200 Ma un supercontinent anomenat Pangea es va fragmentar gradualment i els fragments es van allunyar els uns dels altres. Va presentar una sèrie de proves per a avalar la seua hipòtesi:

Proves Geogràfiques

Les línies de costa encaixaven als dos costats de l'Atlàntic, especialment entre l'Amèrica del Sud i l'Àfrica. Les coincidències eren més exactes pel que fa a la plataforma continental.

Proves Geològiques

Coincidència en els afloraments de roques ígnies (Àfrica i Brasil) i coincidència en les roques sedimentàries. Serralades que presenten continuïtat a l'altre costat de l'Atlàntic (coincideix direcció i edat de plegament).

Proves Paleontològiques

La distribució comuna de fòssils paleozoics i mesozoics als diferents continents.

Proves Paleoclimàtiques

La distribució dels esculls coral·lins, glaceres i dipòsits de carbó del Carbonífer i del Permià no es pot explicar amb la posició actual dels continents.

Teoria Cel·lular

En 1665 Robert Hooke va observar una fina làmina de suro i va descobrir que presentava uns buits de forma hexagonal, que va anomenar cèl·lules. Anthony van Leeuwenhoek entre 1680 i 1720 era un comerciant de teixits que fabricava microscopis i va descobrir la vida microscòpica. Schleiden i Schwann van descobrir que els animals i les plantes estaven constituïts per cèl·lules. En 1855 Virchow va establir que les cèl·lules provenien d'altres de preexistents.

Principis de la Teoria Cel·lular

  • Tots els éssers vius estan formats per cèl·lules.
  • La cèl·lula és la unitat funcional i estructural dels éssers vius.
  • Cada cèl·lula procedeix d'altra anterior per divisió d'aquesta.
  • La informació genètica es transmet de generació a generació.
  • L'organització cel·lular explica la capacitat per a dur a terme les funcions vitals.

Biotop i Biocenosi

Biotop

Medi físic on viuen els organismes, es caracteritza pels factors abiòtics. Territori o espai vital les condicions ambientals del qual són les adequades perquè s'hi desenvolupi una determinada comunitat d'éssers vius.

Biocenosi

Éssers vius presents en un ecosistema, es caracteritza pels factors biòtics.

Factors Abiòtics

Factors fisicoquímics que caracteritzen el medi físic (salinitat, humitat, temperatura...) i determinen l'existència de dues estratègies (estenòics i euriòics).

Factors Biòtics

Relacions entre els éssers vius. Podem diferenciar: relacions intraespecífiques (entre individus de la mateixa espècie) i relacions interespecífiques (entre individus de diferents espècies).

Estenòics

Els organismes que només poden viure en uns marges molt estrets de valors d'un factor.

Euriòics

Els organismes que poden viure en marges molt amplis de valors d'un factor.

Propietats de l'Aigua

L'aigua és un compost format per àtoms d'hidrogen i oxigen. Es troba en estat líquid en l'interval de temperatures compreses entre 0°C (el punt de congelació) i 100°C (el punt d'ebullició). Si no fora així, no serien possibles molts processos vitals.

  • Elevada calor específica: Permet que absorbisca grans quantitats de calor sense canviar gaire la temperatura. Aquesta característica fa que les grans masses d'aigua ajudin a mantenir moderat el clima de la Terra.
  • Alta calor de vaporització: Cal molta energia per a evaporar l'aigua líquida. Conseqüència d'això és el seu poder refrigerant: en evaporar-se l'aigua de la superfície d'un organisme s'emporta una gran quantitat de calor.
  • Elevada tensió superficial i gran capacitat humectant: Gràcies a aquestes propietats, pot ascendir per capil·laritat des del terra fins a diversos metres d'altura per l'interior d'una planta.
  • Gran capacitat dissolvent: A causa de la seua naturalesa dipolar i de la seua capacitat per a formar ponts d'hidrogen, l'aigua pot dissoldre una gran varietat de compostos. Així, en els organismes vius, transporta en dissolució els nutrients i les substàncies de rebuig.
  • Es contamina amb facilitat.

Formació de la Terra

La Terra és un planeta del Sistema Solar que orbita al voltant del Sol. És el tercer planeta més proper al Sol, el més dens i el cinquè més gran del Sistema Solar.

La Terra es va formar després del Sistema Solar, fa 4.500 milions d'anys. Els materials terrestres es van distribuir d'acord amb les seues masses: les més pesades es van situar al centre del planeta i les més lleugeres, a la superfície.

La Terra inicialment tenia temperatures molt elevades i estava envoltada per una atmosfera primitiva. Quan la temperatura va baixar dels 100 °C, l'aigua es va condensar i es van formar els oceans.

Com podem saber l'edat de la Terra?

Hi ha diferents mètodes de datació que ens permeten determinar-ho:

  • Datació relativa
  • Datació absoluta
  • Datació radiomètrica: presència d'isòtops radioactius en els materials. Es basa en l'existència de nuclis inestables d'elements químics ("elements pares") que poden arribar a ser isòtops o elements més estables ("elements fills") (decaïment radioactiu). Comparant l'abundància dels isòtops "pares" i "fills" dins d'un material.

Geosfera: Mètodes Directes i Indirectes

Com coneixem l'estructura de la Terra?

Hi ha dos tipus de mètodes:

  • Mètodes directes
  • Mètodes indirectes

Mètodes Directes

  • Sondejos: perforacions que permeten obtenir testimonis de roca que serviran per a conèixer la natura i els canvis del substrat amb la profunditat. Arribem a 13 Km de profunditat (dificultats tècniques).

Mètodes Indirectes

  • Mètodes no sísmics: gravimètric, magnètic, elèctric.
  • Mètodes sísmics: basats en l'estudi de la propagació de les ones sísmiques originades per terratrèmols o mitjançant explosions controlades.

Teories Evolutives i Proves d'Evolució

Jean Baptiste Lamarck

Va descartar el fixisme i va proposar la primera teoria evolucionista. Va suggerir una interpretació diferent de la del catastrofisme. Va plantejar que les variacions de flora i fauna del passat s'explicaven amb canvis que les espècies havien experimentat al llarg del temps.

Idees de Lamarck

  • La funció crea l'òrgan: l'ús o desús dels òrgans feia sorgir variacions en els éssers vius.
  • Herència dels caràcters adquirits: les variacions obtingudes són heretables (musculatura del tenista).
  • Tendència a la complexitat: els éssers vius tenen un impuls intern que els fa perfeccionar progressivament.

Charles Darwin

De jove, Charles Darwin va tenir l'oportunitat de viatjar durant 5 anys al Beagle. Les observacions i mostres arreplegades durant el viatge van donar lloc a la Teoria de l'evolució.

Idees de Charles Darwin

  • Principi de selecció natural: Els organismes vius produeixen més descendents que els que el medi pot sustentar. Una part és eliminada i sobreviuen els més adaptats. Els supervivents transmeten les seues característiques a la descendència.

La Mitosi

Cicle Cel·lular

Conjunt de processos que impliquen la divisió d'una cèl·lula en dues cèl·lules filles. En aquest procés podem distingir:

  • Interfase: Fase de repòs. La cèl·lula creix i es multipliquen els orgànuls. Es duplica la quantitat d'ADN i les estructures necessàries perquè la cèl·lula pugui reproduir-se.
  • Divisió cel·lular: Fase de divisió. Els materials cel·lulars es divideixen en parts iguals i es reparteixen entre les cèl·lules filles.

Fases de la Mitosi

La mitosi és un procés que consisteix en el fet que la cèl·lula inicial es divideix en dos. Aquest afecta les cèl·lules somàtiques. Les cèl·lules filles tenen la mateixa informació genètica que la cèl·lula inicial. No hi ha divisió redaccional.

  • Profase: Els filaments de cromatina es condensen i es fan visibles els cromosomes (cada cromosoma presenta dues cromàtides). Els centríols que s'han duplicat es dirigeixen a cada pol cel·lular i es pot diferenciar un conjunt de fibres que formarà el fus mitòtic. El nuclèol desapareix.
  • Metafase: Els cromosomes se situen a la zona equatorial de manera que cada cromàtide s'orienta cap a un pol cel·lular, i formen la placa equatorial.
  • Anafase: Les fibres del fus comencen a escurçar-se estirant-los cap als pols. Els cromosomes es divideixen i cada cromàtide es dirigeix a un pol.
  • Telofase: Les cromàtides arriben als pols, es forma el nucli i desapareixen les fibres del fus mitòtic. Els cromosomes es converteixen en cromatina.
  • Citocinesi: Separació física del citoplasma en 2 cèl·lules filles durant la divisió cel·lular.

Límits de Plaques Tectòniques

Límits Convergents

Anomenats també de col·lisió o destructius. Es poden donar tres supòsits:

  • Col·lisió de dues plaques continentals: En col·lidir dues plaques continentals (procés d'obducció) es formen serralades (formació de l'Himàlaia).
  • Col·lisió d'una placa continental i una placa oceànica: En col·lidir una placa continental i una d'oceànica es produeix un procés de subducció. La diferència de densitats entre les dues plaques, l'oceànica és més densa, provoca que l'oceànica se subduesca davall la continental i forme un pla anomenat pla de Benioff, que forma un angle de 45º amb l'horitzontal. El resultat és la formació en superfície d'una fossa oceànica.
  • Col·lisió de dues plaques oceàniques: En col·lidir dues plaques oceàniques es produeix un procés de subducció i es formen arcs d'illes (les dues plaques presenten una densitat molt semblant).

Límits Divergents

Anomenats també de distensió o constructius.

  • Estructura geològica: dorsal oceànica (aquests límits coincideixen amb una estructura geològica, la dorsal oceànica).
  • A partir del rift de la dorsal ix material de l'interior terrestre (les corrents de convecció a l'astenosfera són ascendents i divergents, fet que provoca l'ascens de material) que generarà nova litosfera.

Límits Transformants

En aquest tipus de límits es conserva la litosfera (ni es destrueix ni es genera nova litosfera) i, per tant, també s'anomenen conservatius.

  • S'anomenen transformants perquè aquests límits coincideixen amb una estructura geològica (falla transformant).
  • Reben el nom de lliscants pel moviment que experimenten les plaques.

Nivells Tròfics

Productors

És el primer nivell tròfic i són organismes autòtrofs (capaços de sintetitzar matèria orgànica). Hi ha fotosintètics i quimiosintètics.

  • Organismes fotosintètics: generen matèria orgànica a partir de matèria inorgànica mitjançant la fotosíntesi. Plantes, algues, cianobacteris.

Consumidors

Organismes heteròtrofs. Transformen la matèria orgànica en matèria orgànica més elaborada.

  • Consumidors primaris: segon nivell tròfic. S'alimenten dels productors.
  • Consumidors secundaris: tercer nivell. S'alimenten dels consumidors primaris.
  • Consumidors terciaris: quart nivell. S'alimenten dels consumidors secundaris.

Descomponedors

La seua funció és descompondre les restes de matèria orgànica i obtenir matèria inorgànica, que s'incorpora als ecosistemes. Bacteris i fongs.

Funcions dels Éssers Vius

  • Nutrició: conjunt d'accions i processos pels quals obtenen i utilitzen energia i matèria de l'exterior.
  • Relació: conjunt d'accions i processos que permeten rebre informació de l'exterior i actuar davant d'aqueixa informació.
  • Reproducció: conjunt d'accions a partir de les quals els éssers vius tenen descendència.

Entradas relacionadas: