Universo, Tierra y Vida: Conceptos Clave de Ciencia

Newton y Einstein: Pioneros de la Física

Isaac Newton:

• Dedujo la ley de la gravitación universal.
• Descubrió la ley de la inercia.
• Postuló que la Tierra atraía a la Luna, equilibrando la fuerza centrífuga y convirtiendo su recorrido en un círculo alrededor de la Tierra.

Albert Einstein:

• Publicó la teoría de la Relatividad General.
• Según esta teoría, el universo no es infinito, sino finito pero ilimitado.
• Se deduce también que el Universo es dinámico: se expande o se contrae.

Teoría de la Panspermia: Afirma que la vida no surgió en la Tierra, sino que llegó a nuestro planeta a bordo de cometas que, al fragmentarse, pudieron haber llegado a la Tierra incrustados en meteoros.

Teoría del Big Bang: Origen del Universo

La teoría del Big Bang propone que hace unos quince mil millones de años, el Universo se concentraba en un punto donde toda la materia estaba comprimida en un espacio mínimo de densidad ilimitada y temperaturas extremadamente elevadas, y donde la curvatura del espacio-tiempo era infinita. En un momento dado, sobrevino la Gran Explosión o estallido primario, dando inicio a la evolución de nuestro Universo.

Tras el estallido primario, el espacio se fue expandiendo, y la materia y la energía se expandieron junto a él, enfriándose rápidamente. A medida que el Universo se enfriaba, se formaron las primeras partículas materiales, átomos de hidrógeno y helio. Los fotones se propagaron libremente y se hizo la luz. La radiación de la "bola de fuego" inicial se fue desplazando a través del espectro. Los restos de esta "bola de fuego" no serían otra cosa que la radiación cósmica de fondo que emana de todas partes y puede ser detectada hoy día gracias a los radiotelescopios. Con el tiempo, el tejido del espacio continuó expandiéndose. La radiación se enfrió y, poco a poco, el espacio se volvió oscuro a la luz visible ordinaria, tal como lo es ahora.

Evidencias Científicas del Big Bang

Efecto Doppler: La expansión del Universo se evidencia mediante la ley de Hubble, que establece que las galaxias se alejan de nosotros a una velocidad proporcional a su distancia.

Radiación de fondo: La radiación de fondo es la energía remanente del Big Bang. La predicción teórica de esta radiación fue realizada por el físico ruso George Gamow en 1946 y fue detectada por primera vez en 1964. Aunque al observar un mapa de radiación de fondo, la mayor parte proviene de la Vía Láctea, la radiación de fondo cósmico es una evidencia crucial del Big Bang.

Estructura de la Tierra

1. Capas de la Tierra

La Tierra está compuesta por varias capas: criósfera, corteza, atmósfera, biosfera, litosfera e hidrosfera.

(Aquí debería insertarse una imagen relacionada con las capas de la Tierra)

2. Discontinuidades Terrestres

Las discontinuidades terrestres son cambios en la velocidad de transmisión de las ondas sísmicas.

• Discontinuidad de Mohorovičić (Moho): Separa la corteza del manto.
• Discontinuidad de Gutenberg: Separa el manto del núcleo.

3. Litosfera y Astenosfera

Litosfera: Es la capa más superficial y rígida de la Tierra.

Astenosfera: Es la región superior del manto terrestre, que se comporta de manera más viscosa y mecánicamente débil.

4. Núcleo Externo e Interno

El núcleo externo es líquido, mientras que el núcleo interno es sólido.

5. Composición de la Atmósfera

La atmósfera está compuesta principalmente por:

• Nitrógeno (78.084%)
• Oxígeno (20.946%)
• Argón (0.934%)
• Dióxido de Carbono (0.033%)

Otros gases presentes son el vapor de agua, el ozono y diferentes óxidos.

a) Capa de Ozono

La capa de ozono se encuentra en la estratosfera y filtra los rayos ultravioleta del Sol.

b) Fenómenos Meteorológicos

Los fenómenos meteorológicos se dan en la troposfera.

c) Capas de la Atmósfera

Ordenadas desde la superficie terrestre:

1. Troposfera
2. Estratosfera
3. Mesosfera
4. Termosfera
5. Exosfera

(Aquí debería insertarse una imagen relacionada con las capas de la atmósfera)

Agentes Geológicos Externos y Meteorización

1. Agentes Geológicos Externos

Los agentes geológicos externos son: la atmósfera, el viento, las aguas continentales, los glaciares, el mar y los seres vivos.

2. Meteorización

La meteorización es la desintegración y descomposición de una roca en la superficie de la Tierra. Existen tres tipos principales:

• Física: Ruptura o desintegración física de la roca.
• Química: Transformación química de la roca.
• Biológica: Transformación provocada por seres vivos.

(Aquí deberían insertarse imágenes de ejemplos de meteorización)

Cursos de un Río

• Curso alto: Predomina la erosión.
• Curso medio: Predomina el transporte.
• Curso bajo: Predomina la sedimentación.

Sistema Solar y Galaxias

Planetas del Sistema Solar en orden de cercanía al Sol: Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno y Plutón (planeta enano).

• Mercurio: El más pequeño del Sistema Solar.
• Venus: Rotación retrógrada (gira de este a oeste).
• Tierra: Único planeta con agua líquida en su superficie.
• Marte: Su órbita está cerca de Júpiter.
• Júpiter: Velocidad de rotación más rápida (menos de 10 horas).
• Saturno: Único con un sistema de anillos visible desde la Tierra.
• Urano: Superficie más uniforme.
• Neptuno: El más alejado del Sol.

Galaxia más cercana: Andrómeda.

Nuestra galaxia: Vía Láctea.

• Asteroide: Cuerpo celeste del Sistema Solar, similar a un planeta pero más pequeño.
• Cometa: Posee una cola en forma de haz luminoso orientado en dirección contraria al Sol.
• Planeta: Cuerpo de masa importante que gira alrededor de una estrella y brilla por la luz que refleja de esta. Cuanto más grande es la órbita, más tarda en dar la vuelta.

Volcanes y Terremotos

Partes de un Volcán

• Chimenea
• Cráter
• Cono volcánico
• Cámara magmática

Tipos de Erupciones Volcánicas

• Hawaiano: Erupción tranquila, lava muy fluida, no produce explosiones.
• Vulcaniano: Erupciones muy violentas, lava viscosa, puede destruir el cono volcánico.
• Peleano: Lava altamente viscosa que obstruye la chimenea, extremadamente violentas.
• Estromboliano: Erupciones violentas, lava viscosa, lanza cenizas volcánicas.

Terremotos

Los terremotos se producen por el movimiento de las placas tectónicas. Se originan en el hipocentro. El epicentro es el punto en la superficie terrestre directamente encima del hipocentro.

Ondas sísmicas:

• Ondas P (primarias): Más rápidas.
• Ondas S (secundarias): Más lentas y no se propagan en medios líquidos.

Tectónica de Placas y Deriva Continental

Placas tectónicas: Fragmentos de litosfera que se mueven como bloques rígidos sobre la astenosfera.

Teoría de la tectónica de placas: La corteza terrestre está compuesta por placas rígidas que se mueven sobre la astenosfera. El calor del interior de la Tierra genera corrientes de convección en la astenosfera, que mueven las placas.

Tipos de Bordes de Placas

• Divergentes: Las placas se separan, emerge magma.
• Convergentes: Las placas chocan, se forma una zona de subducción (ej. Himalaya). También conocidos como bordes activos.
• Transformantes: Las placas se deslizan lateralmente una respecto a la otra.

Deriva continental: Teoría formulada por Alfred Wegener en 1912. Propone que una masa continental original (Pangea) se fragmentó y los continentes se separaron a lo largo de las eras geológicas.

Origen de la Vida y Evolución

Hipótesis de Oparin: Explica el origen y la evolución de las primeras células.

Experimento de Miller: Reprodujo la atmósfera primitiva (metano, amoníaco, agua e hidrógeno) y, mediante descargas eléctricas, observó la formación de moléculas orgánicas.

Fósiles más antiguos: Entre 3400 y 3600 millones de años.

Características de las células: Membrana externa y material genético.

• Procariota: Sin núcleo.
• Eucariota: Con núcleo.

Evolución biológica: Cambio en las características de los seres vivos a lo largo de generaciones, que culmina en la formación de distintas especies.

Fijismo: Creencia de que los seres vivos fueron creados por Dios y no han cambiado.

Teorías Evolutivas

• Lamarckismo: Si un órgano es necesario, aparecerá debido a la necesidad de adaptarse. Los caracteres adquiridos se transmiten a la descendencia.
• Darwinismo: Los individuos de una especie no son iguales. Sobreviven los más aptos, que se reproducen con mayor rapidez. Los seres vivos varían según el medio ambiente.

Mutación: Cambio en la información genética de un ser vivo.

Pruebas de la Evolución

• Biogeográficas
• Paleontológicas
• Anatómicas
• Bioquímicas
• Embriológicas

Taxonomía y Clasificación de los Seres Vivos

Taxonomía: Ciencia que nombra y clasifica a los seres vivos. Linneo estableció un sistema de clasificación binomial, asignando dos nombres a cada especie: género y especie.

Ejemplos de Organismos

Rosa (autótrofa) y elefante (heterótrofo): Células eucariotas, pluricelulares, con tejidos.

Hongos (una o muchas células, heterótrofos, sin tejidos, eucariotas) y plantas (muchas células, autótrofas, con tejidos, eucariotas).

Protozoos y algas: Ambos pertenecen al reino Protista.

Reinos de los Seres Vivos

• Moneras: Procariotas, autótrofos/heterótrofos, unicelulares, sin tejidos.
• Protistas: Eucariotas, autótrofos/heterótrofos, unicelulares/pluricelulares, sin tejidos.
• Metafitas (Plantas): Eucariotas, autótrofos, pluricelulares, con tejidos.
• Hongos: Eucariotas, heterótrofos, unicelulares/pluricelulares, sin tejidos.
• Metazoos (Animales): Eucariotas, heterótrofos, pluricelulares, con tejidos.