Unitat 1 de CCI Batxillerat

1. UNITAT 1:
EL NOSTRE LLOC
A
L’UNIVERS
“El més incomprensible de l’Univers és que siga comprensible”
Albert Einstein

2. En una primera etapa, quan els homes se plantejaven com era
l’Univers, tendien a donar respostes mítiques, segons les quals les coses són
com són per la voluntat dels éssers sobrenaturals que intervenen en la
seua formació.
“Els vedes presenten la imatge de l’Univers dividit en tres nivells.
A dalt està el cel, on habiten els deus celestes; per davall està la
regió atmosfèrica, que és on habiten els deus atmosfèrics com
Indra (deu que envia les pluges i llança rajos, deu guerrer) i Vayu
(deu del vent i de l’esperit que anima tota la vida); bé finalment la
Terra, plana i circular, que és l’àmbit propi no sols dels homes i
esperits, sinó també de divinitats tant importants com Agni (deu
del foc i intermediari entre els deus i els homes”.
Tradició Induista

3. 1. L’Univers
A. Velles preguntes sobre l’Univers: de l’astrologia a
l’astronomia
L’ésser humà és, pel que sabem fins ara, l’únic animal que pensa i es
fa preguntes.
Des del principi de la humanitat, l’home s’ha interrogat al voltant de
l’origen de l’Univers desenvolupant tota sort de mites, llegendes i explicacions
al respecte.
Durant molt de temps, l’astrologia –encara que basada en
interpretacions falses- va ser una de les principals branques del saber.

4. Atès que aquests
moviments, s’efectuaven de manera
regular, la posició i els moviments
dels astres s’usaven com a rellotges i
calendaris astronòmics.
De fet, el 4000 a. C. La
civilització sumeria va observar per
primera vegada el cel de manera
sistemàtica hi ho va fer , per crear un
calendari agrícola basat en els
moviments celestes.
Els egipcis donaven
començament al seu any solar amb la
sortida de la estrella Sothis –la nostra
Sirio- per l’horitzó abans de la sortida
del Sol, coincidint amb la creïscuda
del Nil, i amb el principi de
l’abundància.

5. Podem afegir que les edificacions més emblemàtiques de les antigues
civilitzacions (dolmens, piràmides, cercles de pedra, etc.) s’alineaven amb
estrelles i constel·lacions.

7. B. Del pensament aristotèlic al copernicà
Aristóteles (384-321 aC),
defensa una teoria geocèntrica.
La Terra com a centre de
l’Univers i, al seu voltant les esferes
de: aigua, aire i foc, més enllà les
esferes cristal·lines on es trobaven
els set “planetes” (Lluna, Mercuri,
Venus, Sol, Mart, Júpiter i Saturn). En
últim terme estaven les estrelles
fixes.
Aristarco de Samos (310-
230 aC), proposà ja la teoria
heliocèntrica.
El Sol com a centre de
l’Univers.

8. Tycho Brahe (1546-1601).
Defensa la teoria
geocèntrica, si bé al voltant de la
Terra sols gira la Lluna, i la resta de
planetes ho fan al voltant del Sol.

10. C. Segle XX
Amb el perfeccionament del telescopi i d’altres instruments , van
permetre descobrir un major nombre d’astres i mesurar les distàncies
respectives, fou possible el coneixement de la nostra Galàxia, que es
considerava encara com tot l’Univers.
Shapley (1885-1972), astrònom nord-americà, va determinar que el
Sol si bé és el centre del nostre Sistema Solar, no ho és de la nostra Galàxia,
sinó que es troba a la perifèria de la mateixa.
Això va fer que es deixes de banda la teoria heliocèntrica i es parlara
d’un Univers Excèntric.

11. 1.1. Espai i temps
L’any 1905 Albert Einstein,
va enviar tres breus articles a la
revista Annalen der Physik i va
canviar per sempre la nostra forma
de veure el món.
El tercer article, titulat
“Sobre la electrodinàmica de los
cuerpos en movimiento”, va servir de
base a la teoria especial de la
relativitat, que va aportar dos grans
idees.
1. Res podia superar la velocitat
de la llum.
2. E = mc²

12. A. La relativitat
En la teoria de la relativitat, Einstein introduïa un nou element: la
quarta dimensió, es a dir, el temps.
Per entendre una mica millor questa quarta dimensió, imaginem-nos
que vivim en un món de dues dimensions, és a dir, en un pla. De sobte, algú ve
volant i veu les coses des de dalt: acabaria de descobrir la tercera dimensió.
En principi, els habitants del món de dues dimensions ho trobarien molt estrany
i no entendríem què passa, però després ens hi acostumaríem.
Segons la teoria de la relativitat el temps i l’espai no són dues entitats
separades sinó que formen part d’una mateixa cosa.
El temps absolut no existeix
sinó que és un temps personal, tal com
mostra la paradoxa dels bessons.

13. El fet més important de la teoria de la relativitat és mostrar-nos la
relació entre massa i energia.
E = m · c²
Indica una relació d’equivalència entre massa i energia i sugereix que
, teòricament, qualsevol cos podria alliberar una gran quantitat d’energia.
Si bé als éssers humans aquesta transformació no se’ns dona bé ,
tant als materials radiactius com a les estrelles consegueixen realitzar aquesta
conversió amb gran eficiència.
Aquest fet va proporcionar als astrònoms un univers de milers i
milions d’anys.
Més tard Edwin Hubble, al 1925, va demostrar que l’univers
segueix en expansió.

14. B. La curvatura de l’espaitemps i els forats de cuc
“Potser hi ha una manera més ràpida de viatjar
per l’Univers”
Aquesta idea es basa en
l’existència d’una curvatura en
l’espaitemps que permetria recórrer
grans distàncies en una mena de
“dreceres” anomenades forats de
cuc.
Un forat de cuc és un tret
hipotètic de l’espaitemps que té dues
boques connectades entre elles.
Aquesta hipòtesi prediu que
es formaria un túnel que connectaria
dues regions de l’espai, a través del
qual la matèria podria viatjar molt
més ràpidament que si ho hagués de
fer a la velocitat de la llum.

15. 1.2. Origen i futur de l’Univers
Si l’Univers està en expansió, tal com deia Hubble, és de lògica
pensar que al principi totes les galàxies hi estaven concentrades a un punt.
A. El Big Bang

17. Dos proves concloents
L’efecte Doppler (Vesto Sliper)Les fletxes estan al contrari.

19. La radiació còsmica de fons. (Arno Penzias i
Robert Wilson)
Segons Gorge Gamow, la radiació
generada al Big Bang, després de recorrer tot el
cosmos, ens arribaria en forma de microones.
Aquestes eren l’origen del soroll captat per Penzias i
Wilson.

23. B. El final de l’Univers
Si el Big Bang fou el principi, quin serà el seu final?.
Per això cal tindre amb conter la densitat de la matèria de l’Univers i
comparar-la amb un valor anomenat densitat crítica.

24. Els astrònoms se n’han
adonat que les galàxies s’allunyen
entre si a major velocitat que es
pensa.
Açò s’explica per
l’anomenada matèria obscura.
S’ha comprovat així mateix
que l’Univers s’expandeix a cops
(l’últim fa 3 000 milions d’anys), i no
constantment.
Açò s’explica per l’existència
de l’energia obscura.
Actualment:
70 % energia obscura
25 % matèria obscura
5 % matèria visible
(estrelles, planetes, etc.)

25. 2. Pols d’estrelles (El naixement d’una estrella)

30. Seqüència que il·lustra la formació d’un forat negre

31. 3. El sistema solar
El procés de formació de les estrelles també és aplicable al nostre Sol.
Existeixen unes teories: catastrofistes (amb un passat violent) i
evolucionistes (amb uns processos continus i ordenats).

32. A. Teories catastrofistes
Teoria de Buffon (1749) o de la “fragmentació”
Els planetes són fragments d’una estrella que va xocar amb el Sol i
aquests fragments van quedar en l’orbita solar constitueixen el sistema
planetari.

33. Teoria de Moulton i
Chamberlain (1905),
planetesimal “quasicolisió” o
“mareal”
Segons la qual va passar
una estrella a prop del Sol arrancant
part del seu material, que va quedar
girant al seu voltant, formant amb el
temps masses sòlides (planetesims)
i, posteriorment planetes.

34. Teoria de Jeans i Jeffreys (1916) o de la “gota fusiforme”

35. Teoria de Russell i Lyttlenton, o del “Sol compañero”

36. B. Teories evolutives
Teoria de Kant (1775)
Teoria de Laplace
(1796), o hipotesis nebular
Segons aquesta teoria, en
concentrar-se el nuvol de gas i pols,
la majoria de la matèria s’agruparia al
centre per a formar un protosol
mentre que una petita part,
localitzada a la perifèria del futur
astre, fou expulsada en forma d’anell
de gas, girant independentment i
donant lloc als futurs planetes.

38. Teoria de G.H. Darwin i N. Lockyer
Parteixen d’un núvol de meteorits de diverses mides que la gravitació
fou unint en diferents centres de condensació y que donaren lloc al Sol,
els planetes i els satèl·lits. Argumenten com a proba de la seua teoria el
continu creixement de la Lluna per caiguda de meteorits.
Teoria de Alfven-Hoyle o del “Camp Magnètic”
Se recolçen inicialment en Laplace, pel que respecta a la procedència
comú del Sol i els planetes a partir d’una nebulosa primitiva i la formació
dels anells, doncs té d’original que suposa a la nebulosa parcialment
ionitzada i dotada d’un fort camp magnètic.
Quan la nebulosa expulsa els seus anells, la matèria ionitzada en
interacció amb les línies magnètiques actuaran de força d’unió entre el
protosol que gira a major velocitat i la matèria expulsada.

39. Teoria de Weizsäcker-Kuiper, de Te Haar o dels “remolins”
Pot resumir-se així: el núvol
primitiu se fou condensant
principalment en un punt o protosol,
vorejant per un geganti embolcall en
rotació que pren forma de disc. A
l’embolcall se desenvolupen sistemes
concèntrics convectius, formats
cadascun per cinc cèl·lules o
remolins.
Els remolins de cada
sistema es movien en el mateix
sentit, doncs contrari als dels
sistemes del costat, i tenint amplitud
major segons la seua major distància
al protosol. Els planetes s’originaran
en el contacte entre els remolins i
contraremolins i aquest procediment
pot ser extrapolat a l’origen dels
satèl·lits.

41. Components del sistema solar
El Sol

43. Els planetes

45. Satèl·lits

46. Asteroides
Meteoritos

47. Cometes

48. Quin futur li espera al Sistema Solar?
Dintre de 5 000 milions d’anys, a l’esgotar-se l’hidrogen, el Sol
creixerà fins convertir-se en una gegant roja, engolint-se a la Terra en aquest
procés.
Durant els següents cent milions d’anys la gegant roja s’expandirà i es
contraurà varies voltes, expulsant capes de gas.
Mentrimentres el gas expulsat brille amb forma de nebulosa, el nucli,
convertit en una enana blanca s’esvairà lentament al llarg de milions d’anys.

49. 4. La terra
A mitjan segle XVIII, les idees sobre l’origen de la Terra eren les
descrites al Gènesi en la Bíblia, segons el qual el món havia segut creat vora
6 000 anys abans de crist.

51. Acceptant les idees de Hoyle, els astrònoms assumeixen un origen
comú per al Solo i els planetes de fa 4 500 milions d’anys.
Per diferenciació gravitatòria, els materials més densos s’acumulen
al centre (planetes tel·lúrics), i els més lleugers a l’exterior (planetes gasosos).

52. 4.1. Les capes terrestres

55. 4.2. Dinàmica terrestre
L’origen dels relleus i el fixisme
Teories fixistes

56. Wegener i el començament del mobilisme
Formació dels continents i els oceans. Alfred Wegener (1912).
Teoria de la deriva continental.

59. Proves geogràfiques

60. Proves geològiques i tectòniques

61. Proves paleoclimàtiques

62. Proves paleontològiques

64. 5. La Terra en moviment
La Teoria de la Deriva Continental, propugnada pel meteoròleg Alfred
Wegener, fou poc acceptada. No obstant, va ser la llavor de la Teoria de la
Tectònica de Plaques.

65. El desenvolupament del mobilisme
Durant la segona Guerra Mundial es desenvolupà intensament la tecnologia
del sonar, que va permetre elaborar mapes ben detallats dels fons
oceànics.

66. Al llarg de la dècada de 1950 es desplegaren campanyes per arreplegar
mostres del fons oceànic i completar els mapes.
L’anàlisi de les mostres posà de manifest que als fons oceànics de tot el
món no hi havia cap roca de més de 180 milions d’anys d’antiguitat.
Entre 1945 i 1960
l’abundant informació
recollida sobre els fons
oceànics va fer que les
teories fixistes
quedaren
desacreditades i es
començarà a acceptar
la mobilitat dels
continents

67. 5.1. L’extensió del fons oceànic
Harry Hess, en 1960, i Robert Dietz, en 1961, varen proposar que el sòl
oceànic s’expandeix des de l’eix de la dorsal, per on surten roques
magmàtiques i se forma nova escorça oceànica que se desplaza en sentits
oposats a tots dos costats de la dorsal.

70. La velocitat d’expansió actual
devia ser de pocs mil·límetres
cada any, essent difícil de
calcular.
La velocitat d’expansió al llarg de
la història es podia calcular
gràcies a les mostres
arreplegades pels vaixells de
prospecció geofísica.
Els estudis sísmics demostraven
que no era l’escorça, sinó la
litosfera sencera la que lliscava,
arrossegada pels corrents de
convecció l’existència dels quals
havia suggerit Arthur Holmes
l’any 1929.

72. Bandat magnètic dels fons oceànics
Des del començament del segle XX se sabia que el camp magnètic de la
Terra és inestable, i que la seua polaritat s’inverteix periòdicament.

73. Les aurores boreals son fenòmens naturals causats per la interacció de les partícules
carregades procedents de les tempestes amb les partícules de la magnetosfera.

74. Les inversions del camp magnètic queden registrades en les roques
volcàniques que contenen minerals com la magnetita, que poden actuar
com si foren brúixoles microscòpiques.

75. Fred Vine i Drummond Matthews , l’any 1963 publicaren un article en què
explicaven els resultats de les mesures del magnetisme romanent de les
mostres de basalts recollides als fons oceànics.

76. 5.2. Les plaques litosfèriques
Real Societat Geològica, Londres (1964), s’accepten els principis que
implicaven una Terra amb una superfície mòbil.
1968, al Journal of Geophysical Reserch, John T. Wilson proposa
anomenar al fragments mòbils individuals plaques litosfèriques.
Tot i que la tectònica de plaques o teoria de la tectònica global, no
estableix principis, si no que dona un mecanisme explicatiu dels moviments
superficials, podem establir i recordar quatre grans conseqüències:
1. La Terra està dividida en plaques que encaixen entre si com un
trencaclosques.
2. Les plaques es mouen arrossegant els continents.
3. L’escorça es crea a les dorsals i es destrueix a les foses.
4. La majoria de fenòmens geològics (volcans i terratrèmols)
ocorren als límits de les plaques.

79. 5.3. Els fenòmens geològics a la llum de la
tectònica de plaques
Sismes i volcans associats a la tectònica de plaques

80. Moviments relatius en els límits de les plaques

82. Límits divergents o constructius. Les dorsals oceàniques
Els límits divergents són aquells en què
les plaques se separen. També reben el
nom de límits constructius, ja que són
zones d’expansió de plaques i creació
de nova litosfera.

86. Límits transformants o passius. Les falles transformats
Es tracta de límits en què no es destrueix ni es crea nova litosfera, sinó que
la interacció entre les plaques és un moviment de desplaçament lateral a
causa de l’existència de falles transformants.

89. Límits convergents o destructius. Les zones de subducció
En els límits convergents es produeix l’acostament de dues plaques
litosfèriques entre si. Aquets límits també s’anomenen límits destructius, ja
que en ells es produeix la destrucció de litosfera.

91. Els arcs illa

92. Orògens tèrmics

93. Límits de col·lisió. Els orògens de col·lisió
Quan es produeix la col·lisió entre dues plaques continentals, una d’elles
cavalcada damunt de l’altra i el moviment convergent es deté.

95. Orògens intraplaca

97. Cicle de Wilson

98. Cicle de Wilson

100. Fenòmens explicats per la tectònica de plaques

101. 6. Un planeta per a la vida
La dinàmica terrestre es precisament un dels principals factors que
han permès que la vida s’haja desenvolupat, juntament a l’emplaçament de la
nostra òrbita al voltant del Sol.
La dinàmica interna, permet de renovar la litosfera, de no ser així
estaríem baix una capa d’aigua de 4 km. A més a més el nucli líquid, generador
del camp magnètic, possibilita la protecció front als rajos còsmics.
Orbitem a la distància adequada:
- Més lluny ens gelaríem.
- Més a prop ens consumiríem calcinats.
- Amb un Sol més gran, ja hauria deixat de brillar.
- Amb un Sol més petit, no ens irradiaria prou energia.

102. L’existència de l’Homo sapiens, resulta d’una sèrie d’esdeveniments
imprevisibles que han tingut lloc en moments impensables.
Si aquest meteorit no haguera caigut com, quan i on ho va fer, el món seria encara
dels rèptils.
La Terra és el millor lloc possible (i de moment l’únic) on és possible la vida.

104. A la xarxa
http://visibleearth.nasa.gov
http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/4ESO/MedioNatural1
I/contenido2.htm
http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/1bachillerato/estruci
nternatierra/index.htm
www.googlearth.com
http://www.profesorenlinea.cl/Ciencias/Placas_tectonicas_Teoria.h
tm
http://webs.ono.com/angelferp/tectonica_index.html

105. http://web.educastur.princast.es/proyectos/biogeo_ov/4a_ESO/02_
placas/INDICE.htm
http://www.visionlearning.com/library/module_viewer.php?mid=65
&l=s
http://www.windows2universe.org/earth/interior/plate_tectonics.ht
ml&lang=sp
http://conteni2.educarex.es/mats/14394/contenido/
http://www.slideshare.net/sallealmeria/tectnica-de-placas-2-
2343601
http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/4ESO/MedioNatural1
I/contenido2.htm