Cult. Científica

1. Origen del
universo
El universo lo es todo. Toda la materia y energía junto
con el espacio y el tiempo.
Nuestro Lugar en el universo

2. ¿QUÉ ES EL UNIVERSO?
El Universo es un inmenso vacío en el que hay millones de
cuerpos visibles como galaxias, estrellas, planetas, nebulosas
etc. y una cantidad desconocida de materia oscura.
De la materia total, el 10 % es visible y el 90 % es oscura.
De la materia visible el 75 % es hidrógeno, el 20 % helio y
el 5 % restos de otros elementos.

3. CÓMO ESTÁ ORGANIZADO EL UNIVERSO
❖ La Materia no está distribuída
uniformemente.
❖ Las distancias se míden en años-luz
(distancia que recorre la luz en un año
viajando a 300.000 Km/s)
❖ Universo— Supercúmulos— Grupo
local— Vía Láctea— Sistema solar
❖ Universo: Contiene más de 100.000 millones
de galaxias
❖ Un supercúmulo: Millones de galaxias
❖ Un grupo local: 30 galaxias (una de ellas la
nuestra, la vía láctea)
❖ Vía láctea: 100.000 millones de estrellas
❖ Sistema solar: en uno de los brazos de la vía
láctea, dominado por el sol.

7. EL UNIVERSO EN MOVIMIENTO
❖ NADA PERMANECE INMÓVIL
❖ Según la ley de la gravitación
universal, propuesta por
Newton, los cuerpos se atraen
cuanto más próximos están y
cuanta más masa tengan.
❖ Todas las galaxias se atraen
hacia el centro de los
supercúmulos.

8. ❖ Relacionado con esto, tenemos a LOS AGUJEROS NEGROS
❖ Son concentraciones de materia de altísima densidad. Tienen un campo
gravitatorio tan elevado que ni la luz puede huir.
❖ Sabemos que existen por la emisión de radiación (rayos X) de la materia
antes de caer en el agujero negro.
❖ El centro de la vía láctea es un agujero negro llamado Sagitario A.
❖ Cuanta más materia caiga, mayor será su masa y mayor será su
atracción.
❖ El punto de no retorno de un agujero negro son 7,7 km (distancia de
seguridad).

9. ORIGEN DEL UNIVERSO
❖ El universo se originó hace
13700 millones de años con
una gran explosión: BIG BANG
❖ Las líneas del espectro que
representan los elementos
químicos están desplazadas.
❖ La luz que emiten las galaxias
aparece con una longitud de
onda más larga (roja).
❖ Si las galaxias se alejan, en el
pasado estuvieron más cerca,
concentradas en una pequeña
zona.

10. Confirmación del BIG BANG
❖ En 1964, Wilson y Penzias
descubrieron que desde todos los
puntos del universo llegaba una
radiación muy débil (radiación
cósmica de fondo).
❖ Esa radiación era el “eco” del Big
Bang.
❖ Son los restos de aquella gran
explosión.
❖ En la imagen adjunta, los colores
rojos y amarillos muestran una
mayor densidad del universo.

11. El big bang y la historia del
universo:
Eras del universo Edad
1 - Hiperinflación Fluctuaciones violentas en los niveles de energía
0
1 s
2 - Big Bang Materia y energía heterogéseos super calientes
1 s
1 año
3 - Fondo cósmico de
microondas
Aparece la radiación . Llega actualmente hasta nosotros en forma de microondas a 3ºK
1 año
250 ma
4 - Universo oscuro
El universo se enfría. Los átomos se hacen neutros y dejan pasar la luz. Se forman nubes de
gases por gravedad
250 ma
1.000 ma
5- Renacimineto
cósmico
Se forman las primeras estrellas. La radiación ioniza el gas
1.000 ma
6.800 ma
6 - Formación de
Galaxias
Formación de galaxias con millones de estrellas. Generación de elementos pesados en el interior
de las estrellas y explulsión al medio interestelas
6.800 ma
12.700 ma
7 - Estructuras de
gran escala
Agrupaciones galácticas en telaraña
12.700 13.000
(presente)
9 - Era de las estrellas Evolución estelar hacia enanan marrones, pulsars, quasars, agujeros negros 13.000 90 ba
10 - Era degenerada
Se extinguen las fuentes de luz, vuelve la oscuridad
Se acelera la expansión del universo
Se evaporan los agujeros negros.
[~90 trillion - ?]

12. ORIGEN DEL SISTEMA SOLAR
❖ ORIGEN DEL SOL
❖ Hace 4750 millones de años una
nebulosa comenzó a contraerse,
formando el sol y los planetas.
❖ PASOS:
❖ 1) Explota una supernova.
❖ 2) Se generan ondas.
❖ 3) Las ondas se acercan a una
nebulosa.
❖ 4) Estas ondas comprimen la nebulosa.
❖ 5) Los choques entre las partículas
calientan el centro de la nebulosa, a 10
millones de grados centígrados el
hidrógeno se transforma en helio, este
proceso emite energía, la radiación
solar.

13. FORMACIÓN DE LOS PLANETAS
❖ 1) Hace 4750 millones de años,
una nebulosa se comprime y se
transforma en un disco.
❖ 2) En el centro hay más choques,
degenera más calor y los
elementos más ligeros migran
hacia el exterior que está más frío.
❖ 3) En la zona más interna,
pequeños planetesimales chocan
entre si dando lugar a los
planetas.
❖ 4) Con el resto del material se
formaron los satélites (excepto la
Luna).

14. Tipos de planetas del sistema solar
❖ PLANETAS INTERIORES:
Mercurio, Venus, Tierra, Marte
❖ PLANETAS EXTERIORES:
Jupiter, Saturno, Urano,
Neptuno
❖ Se conocen más de 300
planetas en todo el universo.

15. Exoplanetas: la gran sorpresa
❖ Son planetas que orbital en una
estrella diferente al Sol.
❖ El primero en descubrirse fue
en 1995, el Pegasi b.
❖ La mayoría son planetas
gigantes.
❖ En 2007 se descubrieron las
primeras Supertierras.
❖ Esto nos enseña la
configuración de otros sistemas
solares, muy diferentes del
nuestro.

16. Condiciones para la vida basada en
carbono en los planetas
❖ 1) La distancia del planeta a la estrella, condicionará la existencia de agua
líquida.
❖ 2) Existencia de una gravedad suficiente para retener una atmósfera.
❖ 3) Existencia de un núcleo metálico fundido.
❖ 4) Existencia de un satélite grande que estabilice el eje de rotación,
evitando cambios climáticos bruscos.
❖ 5) Tiempo de vida de la estrella central. Estrellas más pequeñas que el sol
son más estables pero menos duraderas.
❖ 6) Planetas gigantes cercanos que desvíen los asteroides, protegiendo al
resto de planetas.
❖ 7) Situación dentro de la galaxia: lejos del centro para evitar las radiaciones
de las supernovas.

17. Nuestro lugar en el universo
La Tierra como
planeta
Habitamos el tercer planeta del sistema solar
Tiene unas características propias.
Algunas comunes a los otros planetas y otras
específicas.
En este capítulo vamos a estudiar las
características de la Tierra como un cuerpo del
Sistema Solar

18. Características principales del planeta Tierra
Órbita
La Tierra gira alrededor del Sol en un plano describiendo una
trayectoria curva casi circular como el resto de los planetas. En
realidad todas las órbitas son elípticas.
Radio medio: 149.6 E6 Km
Alejamiento máximo 152.1Km . Llamado
Afelio. Ocurre el 4 de Julio
Acercamiento máximo 147.1Km . Llamado
Perihelio. Ocurre el 3 Enero
Velocidad orbital no constante: Velocidad
media 29.79 Km/s
Periodo orbital 365d 6h 9min 9.5 seg

19. Rotación
❖ La rotación terrestre hace que
no todas las zonas del planeta
sean iguales. Una de sus
características más
salientables es que permite
definir las coordenadas
geográficas para localizar una
zona en la Tierra.

20. ❖ Periodo de rotación: 23h 56m 04 s
❖ Inclinación del eje de rotación: 23º 26' . Responsable de las estaciones del año.
❖ Los puntos imaginarios por los que el eje de giro corta la superficie terrestre se
llaman Polos geográficos.
❖ Hay, por tanto dos polos: Polo Norte (N) y Polo sur (S)
❖ La circunferencia máxima que equidista de los dos polos se denomina Ecuador
❖ Entre las circunferencias desde los polos al ecuador se denominan Paralelos
❖ Los paralelos situados a 23º23' de los polos se denominan Círculos polares
Ártico (N) y Antártico (S)
❖ Los paralelos situados a 23º23' al norte y al sur del ecuador se denominan
Trópicos de Cáncer (N) y Capricornio (S)
❖ Las semicírculos máximos que pasan por los dos polos se denomina Meridianos.

21. ❖ El ángulo que forma un paralelo con el centro de la Tierra se denomina
Latitud (0º para el ecuador. 90º para los polos)
❖ El la latitud se ha de indicar el hemisferio N o S
❖ Para determinar el meridiano se ha de definir uno arbitrario que sirva
como origen de coordenadas. Este es el meridiano 0 que pasa por el
observatorio de Wreenwich en Inglaterra.
❖ Los ángulos que forma el eje de rotación con el meridiano 0 y un punto
dado a la misma latitud se denomina Longitud
❖ Las longitudes se miden al E y W del meridiano 0.

22. Forma

23. ❖ Esfera: En una primera aproximación la Tierra es una esfera bastante perfecta.
Esto es debido a la atracción de la gravedad
❖ Elipsoide de revolución: Si entramos más en detalle la tierra es un elipsoide.
Más ancha en el ecuador que en los polos.
❖ Radio ecuatorial : 6.378 Km. Diametro: 12.756 Km
❖ Radio polar: 6.357 Km. Diametro: 12.713 Km
❖ Esto hace que g crezca con la latitud
❖ Geoide: Si entramos más en detalle este elipsoide no es perfecto sino que tiene
desviaciones de unos cientos de metros debido a la diferente densidad de las
rocas internas de la Tierra. El océano se adapta al geoide. El geoide terrestre se
utiliza como origen de las diferencias topográficas (0 m es el nivel del mar).

24. Masa y densidad
❖ Masa terrestre: 5.89 E12 Tm
❖ Está distribuida por
densidades
❖ Densidad media 5.52 g/cm3:
(Corteza: 3 g/cm3 — Manto: 4
g/cm3 — Núcleo: 12 g/cm3)
❖ Aceleración de la gravedad
ecuatorial 9.78 m/s2

25. Otras características
❖ Campo magnético biporar importante, se establece un polo Norte y un polo Sur magnéticos.
❖ Responsable de desviar las partículas cargadas que vienen del Sol hacia los polos causando auroras
boreales
❖ Radiación solar media 330 cal/m2/s
❖ Luz y calor recibido del sol.
❖ Distribución muy asimétrica en hora del día, nubosidad, latitud y estación del año
❖ Emisión interna 1.4 cal/m2/s
❖ Responsable de la tectónica y el vulcanismo terrestre
❖ Temperatura superficial media 15ºC
❖ Muy variable del ecuador a los polos. Muy variable en altitud
❖ Muy variable en estaciones del año sobre todo en latitudes altas

26. Estructura
Las capas
terrestres
La estructura de la Tierra está formada por una
cserie de capas concéntricas de densidad creciente.
El motivo de esta estratificación por densidades
es la diferencia de energía potencial de los
materiales según su peso y el que el planata estuvo
fundido en su periodo de formación, lo que permitió
a los materiales densos introducirse.

27. Capas externas fluidas
❖ Atmósfera
❖ Gaseosa con cantidades variables de agua
disuelta
❖ Disminuye rápidamente en densidad
❖ Presión a nivel del mar 760 mm de mercurio = 1
atmósfera
❖ Casi toda la masa de la atmósfera se encuentra
en la Troposfera que alcanza entre 8 y 16 Km de
altitud
❖ El contacto entre la influencia de la Tierra y el
Sol se denomina Magnetopausa. Alcanza 64.000
Km y es muy variable en función de la altitud a la
que nos encontremos.

28. ❖ Hidrosfera
❖ Capa líquida. Mayoritariamente agua
con algunos solutos.
❖ Densidad 1 g/cm3
❖ Adaptada al geoide
❖ No es una capa contínua. Se
interrumpe en los continentes emergidos
(29% de la superficie terrestre)
❖ Espesor 0 - 12 Km. De media unos 4
Km

29. Movimientos de las capas externas
❖ Atmósfera
❖ Los cambios de temperatura dan lugar a vientos
❖ Los cambios de temperatura hacen que la
atmósfera disuelva agua o la precipite
❖ Precipitaciones por: Ascenso por convección,
Ascenso topográfico, Choques de frentes de
masas de aire, Frentes fríos, Frentes cálidos,
Enfriamiento en el lugar
❖ Corriente de convección ecuatorial, Desciende el
los trópicos
❖ Mezcla de frentes en latitudes medias, Aire frío
desciende de los polos
❖ Zonas humedas y secas alternantes
❖ Las franjas se desplazan con las estaciones

30. ❖ Hidrosfera
❖ Movida principalmente por la atmósfera
❖ Olas
❖ Corrientes superficiales
❖ Corrientes oceánicas profundas
❖ Mareas

31. Clima
Los movimientos de las capas fluídas,
la situación de las masas de agua y la
inclinación del eje de giro condicionan
los climas.

32. Temperatura
La latitud terrestre tiene influencia fundamental
sobre la temperatura.
La inclinación del eje de giro modifica esta
temperatura en verano e invierno.
La altitud disminuye la temperatura media.
La continentalidad da lugar a valores exteremos.

33. Precipitación
Lluvias intensas ecuatoriales por convección.
Lluvias en latitudes altas por choque de masas de
aire frías y cálidas.

34. Capas internas
❖ Corteza: delgada 10-80 Km,
formada por silicatos, sólida.
❖ Manto: gruesa 2900 Km,
formado por silicatos, sólida
hasta los 100 km, luego
plástica.
❖ Núcleo: grueso, formado por
aleaciones de hierro, primera
parte líquida, interior sólido,
hasta 6000ºC.

35. Movimientos de las capas internas
El manto y el núcleo externo también sufren convección.
En el manto se generan corrientes desde el núcleo a la
litosfera.
Son lentas del orden de cm/año.
Son de gran importancia pues dan lugar a los movimientos
litosféricos que:
- Desplazan continentes
- Levantan montañas
- Crean fosas oceánicas
- Provocan vulcanismo
- Provocan la sismicidad terrestre
Las corrientes de convección del núcleo externo generan en
campo magnético de la Tierra.

36. Satélite
La Tierra tiene un satélite muy grande para su tamaño: la Luna.
Se supone formada por impacto durante las últimas etapas de
formación de la Tierra.
Características de la Luna:
Masa 7.3 E19 Tm : 1/81 terrestre
Órbita 385.000 Km
Afelio 356.000 Km
Perihelio 407.000 Km
Rotación: 27d 7h 43m, coincide con traslación: siempre
presenta la misma cara a la Tierra
Gravedad ejercida sobre la Tierra: 6 m/s2, suficiente para
provocar mareas de varios metros y un lento frenado de la
rotación terrestre.
Los periodos lunares que observamos corresponden a la parte
iluminada por el sol.
Los periodos lunares que observamos corresponden a la parte
iluminada por el sol

37. Tectónica de
placas
Características de la superficie
terrestre

38. La superficie de la Tierra tiene características curiosas que desde siempre han intentado
explicar los geólogos
Aquí hay algunos de ellos:
• Zonas más elevadas de la corteza
corresponden generalmente a zonas de mayor
grosor.
• Dos tipos diferentes de corteza situados a
diferentes niveles: Corteza continental y
corteza oceánica
• Corteza continental con rocas revueltas, a
veces muy antiguas
• Corteza oceánica estratificada rocas recientes
• Concordancia de algunos bordes continentales
• Grandes elevaciones montañosas en largas
cordilleras
• Fósiles marinos en altas montañas
• Cadenas volcánicas alineadas
• Largas fosas oceánicas
• Cordilleras volcánicas submarinas
• Terremotos concentrados en determinadas
regiones y a profundidades determinadas

40. Tectónica de placas
La teoría de la Tectónica de Placas es una teoría geológica que explica gran parte de las características de la corteza terrestre.
Se desarrolló por varios investigadores a mitad del siglo XX, por tanto es la última de las grandes teorías científicas unificadoras
(Evolución, Relatividad, Cuántica ..)
A continuación se hace un resumen de sus principales postulados
• El exterior rocoso de la tierra es mayoritariamente sólido y rígido: la Litosfera.
Existe litosfera continental y litosfera oceánica.
Comprende toda la corteza y la primera parte del manto. Hasta unos 100-150 Km de profundidad.
• La parte inferior del manto es fluida y más densa que la litosfera.
• La Tierra es más caliente en el interior que en la superficie.
Debido al Calor remanente de formación y a procesos radioactivos
• La diferencia de temperatura produce corrientes de convección en la astenosfera y puede que en todo el manto.
• Las corrientes convectivas mueven la litosfera en placas rígidas llamadas Placas Litosféricas.
• Se desplazan a un ritmo del orden de cm/año.
• Las placas litosféricas se mueven unas respecto a otras según tres tipos de límites o bordes:
◦ Bordes constructivos
Se forma litosfera oceánica:
Dorsales oceánicas
◦ Bordes destructivos
Se elimina litosfera oceánica:
Zonas de subducción
◦ Bordes pasivos
Movimientos laterales:
Fallas de transformación
• Las placas no son constantes en el tiempo pueden:
◦ Crecer o disminuir de tamaño
◦ Cambiar el ritmo o dirección del movimiento
◦ Fusionarse placas preexistentes
◦ Dividirse una placa única en dos o más.