UD 1.2: LA ATMÓSFERA

UD 1.2: LA ATMÓSFERA
Ø QUÉ VAMOS A APRENDER
• Concepto de atmósfera.
• La composición de la atmósfera y sus variaciones.
• La estructura de la atmósfera.
• La atmósfera y los seres vivos.
• La dinámica atmosférica: viento, presión atmosférica, nubes y precipitaciones.
• La contaminación del aire y sus efectos. Medidas para evitarla.
• Intercambios gaseosos entre la atmósfera y los seres vivos; fotosíntesis y respiración.
Ø QUÉ TIENES QUE SABER
OBJETIVOS
CRITERIOS DE EVALUACIÓN
1. Conocer la composición y
estructura de la atmósfera, así
como su origen y evolución.
1.1 Describe las características geológicas que posibilitaron el desarrollo de la
vida en la Tierra
2. Conocer la influencia de la
respiración y la fotosíntesis en los
gases que componen la atmósfera
2.1 Establece relaciones entre la composición atmosférica y los seres vivos
(fotosíntesis, respiración…)
3. Conocer la importancia del aire
para los seres vivos, los principales
fenómenos meteorológicos y los
métodos para predecirlos.
3.1 Identifica y justifica con argumentaciones sencillas, las causas que
sustentan el papel protector de la atmósfera para los seres vivos.
1.2 Reconoce la estructura de la atmósfera y composición del aire.
3.2 Relaciona situaciones en los que la actividad humana interfiera con la
acción protectora de la atmósfera
3.3 Comprende físicamente los principales fenómenos meteorológicos que
determinan el tiempo y el clima.
4. Conoce las principales causas y
efectos
de
la
contaminación
atmosférica y los procedimientos
para evitarlos.
4.1. Identifica los contaminantes principales relacionándolos con su origen.
4.2 Investigar y recabar información sobre los problemas de contaminación
ambiental actuales y sus repercusiones, y desarrollar actitudes que
contribuyan a su solución
4.3 Relaciona la contaminación ambiental con el deterioro del medio ambiente,
proponiendo acciones y hábitos que contribuyan a su solución
A. …Y SURGIÓ NUESTRA ATMÓSFERA.
La atmósfera es la capa de la Tierra que se encuentra en estado gaseoso (atmos=aire,
sfera=esfera). Es la capa que más rápidamente cambia y, desde que se creó nuestro planeta,
ha pasado por muchas fases.
No todos estos cambios han sido para bien, pero casi todos han estado influenciados por los
seres vivos.
EVOLUCIÓN DE LA ATMÓSFERA
La historia de la Tierra comenzó hace 4.500 millones de años. La temperatura era tan alta que no podía
existir agua líquida, sólo en estado gaseoso. Pero al ir enfriándose la corteza terrestre el vapor de
agua se condensó y llovió, llovió tanto que se formaron los océanos. En aquella atmósfera no había
oxígeno pero sí nitrógeno y el gas más abundante era el dióxido de carbono.
Mil millones de años después de formarse la Tierra debieron de aparecer las primeras formas de vida
y hace unos 3.000 millones de años ya existían las bacterias que comenzaron a crear la atmósfera que
ahora tenemos.
Estas bacterias utilizaban el CO2 para hacer lo que llamamos la fotosíntesis. Es decir, formaban
materia orgánica a partir de agua, dióxido de carbono y luz. En este proceso se desprende un gas: el
oxígeno. De este modo al ir consumiendo CO2 y formándose oxígeno la atmósfera fue cambiando su
composición hasta la proporción de gases actual. Cuando aparecieron las algas verdes y las plantas
realizaron la misma función.
Lee las páginas 90 y 180 de tu libro.
1. Contesta a las siguientes actividades:
a) Numera de más antigua a más moderna las imágenes. Luego, escribe 6 frases (una por imagen) que
expliquen brevemente lo que ocurre en cada viñeta (el cambio de la atmósfera desde su origen hasta
nuestros días).
b) En los siguientes diagramas están representadas las moléculas de diferentes gases: Dibújalos
ordenados en tu cuaderno desde la composición antigua de la atmósfera hasta la actual.
Nitrógeno
Oxígeno
Dióxido de carbono
Vapor de agua
c) ¿De dónde salieron los primeros gases que formaron la atmósfera primitiva?
d) ¿Por qué desapareció casi todo el vapor de agua que había presente en la atmósfera?
e) ¿Qué hizo que cambiara el dióxido de carbono presente en la atmósfera por oxígeno?
COMPOSICIÓN DE LA ATMÓSFERA.
Recuerda que la existencia de vida en la
tierra es posible gracias a la composición
de la atmósfera y a la existencia de agua
líquida. ¿Pero cuáles son los gases que
componen la atmósfera y en qué cantidad
están presentes cada uno de ellos?.
Observa el gráfico
Los gases de la atmósfera utilizados por los
seres vivos para sus funciones vitales, son
•
•
•
Nitrógeno, 78% . No puede ser
utilizado directamente ni por los
animales ni por las plantas. Pero
existen unas bacterias capaces de
capturarlo
y
transformarlo
en
compuestos que las plantas pueden
absorber.
Oxígeno, 21 %. Lo producen las plantas en el proceso de la fotosíntesis y es utilizado por los seres
vivos para respirar.
La molécula de oxígeno que respiramos es la más común, formada por dos átomos, O2. Pero en la
atmósfera se encuentra otra molécula de oxígeno formada por tres átomos O3 que llamamos ozono. No
se puede utilizar en la respiración pero es imprescindible para la vida en la tierra puesto que detiene
parte de unas radiaciones procedentes del sol, los rayos ultravioleta, que producen graves
enfermedades.
Dióxido de carbono, 0,036 %. Lo producen todos los seres vivos en la respiración y es utilizado por
las plantas parta hacer la fotosíntesis. Es un producto que se produce en cualquier combustión, por lo
tanto cada vez que el ser humano quema algo está produciendo CO2.
Esta proporción es la que ha permitido la aparición y el mantenimiento de la biodiversidad en el planeta, por
lo tanto, es importantísimo que se mantenga. Todos sabemos que la intervención de la especie humana en el
medio ambiente está cambiando la cantidad de dióxido de carbono aumentando su presencia y provocando
el efecto invernadero.
2.
Teniendo en cuenta los gases que echamos a la atmósfera y lo que está pasando con los bosques. ¿Cómo
crees que será la atmósfera futura? ¿Y la vida en la tierra?. Haz un dibujo similar al del ejercicio 1.
3.
El aire es una mezcla homogénea de muchos gases. Imagina
que tu grupo se queda encerrad@ en una habitación de 4 m
de ancho por 3 de alto y 5m de largo que está cerrada
herméticamente y no tiene ventilación.
a) ¿Qué volumen de aire hay en la habitación?
b) De ese aire ¿cuánto es oxígeno?
c) Si entre tod@s consumís 3 litros de oxígeno por minuto,
¿Cuánto tiempo tenéis hasta que se consuma el oxígeno?
B. CAPA SOBRE CAPA FORMAMOS LA ATMÓSFERA
La atmósfera está formada por 4 capas que se diferencian en su composición y en la función
que cumplen:
• Troposfera (tropo=cambio): la más cercana a
la tierra (unos 10 Km), es donde se desarrollan
los fenómenos meteorológicos (viento, nubes,
lluvia, nieve y granizo…). En ella se concentra el
90 % de la masa de toda la atmósfera.
• Estratosfera (estrato=capa): llega hasta los
50 Km y es en ella donde se encuentra la capa
de ozono (a unos 25 km), de gran importancia
para la vida en la tierra. La capa de ozono se
queda con las radiaciones nocivas emitidas por
el sol de alta intensidad, actuando como un
filtro.
• Termosfera (termo=calor) o Ionosfera: llega
hasta los 600 km. En ella se localizan las
órbitas de los satélites. Es una capa activa
eléctricamente y en ella tienen lugar las
auroras boreales. Por la termosfera se pasean
las naves espaciales a unos 100 Km de la tierra.
• Exosfera (exo=exterior): Es la capa más
externa de la atmósfera. Limita arriba con el
espacio interestelar. En ella quedan retenidas
partículas del sol que forman el viento solar.
Llegan a tener entre 100º y 300º C de
temperatura.
Además la densidad y la presión de la atmósfera disminuyen conforme ascendemos en altura.
En las capas altas existe menos presión y la densidad es menor.
Lee la página 181 de tu libro.
4.
Copia y completa en tu cuaderno la ficha “Estructura de la atmósfera” que encontrarás en la wiki (no
olvides poner las características más importantes de cada capa y señalar con números los espacios de la
línea de altura).
C. LA ATMÓSFERA UN MEDIO PARA LA VIDA
¿Por qué se detuvo el aumento del oxígeno y la disminución del dióxido de carbono hasta que este
desapareciera por completo y la atmósfera fuera todo oxígeno?
La respuesta es: la existencia de los seres vivos. Concretamente, se debe a una de sus funciones vitales, la
nutrición.
LA NUTRICIÓN
Los seres vivos necesitan energía para realizar todas sus actividades y esta energía la obtienen de los
nutrientes que les proporciona la materia orgánica que han de conseguir.
Según cómo consigan la materia orgánica que les servirá de alimento los seres vivos se dividen en;
- Autótrofos (auto= por sí mismo, trofo=alimento): Fabrican su propio alimento, es decir, realizan la
fotosíntesis.
Hay seres autótrofos microscópicos como algunas bacterias y
algas y otros, macroscópicos, que sí los vemos a simple vista
como las plantas.
- Heterótrofos (hetero= diferente, trofo=alimento): son todos los seres vivos que no son capaces de
sintetizar materia orgánica (hidratos de carbono) a partir de materia inorgánica y se ven obligados a
ingerirla ya elaborada por otros. A este grupo pertenecen los animales y los hongos.
LA RESPIRACIÓN
Todos los seres vivos, tanto los autótrofos como los heterótrofos, transforman los hidratos de carbono
en energía en el interior de sus células (unidad más sencilla capaz de realizar las funciones vitales)
mediante un proceso llamado respiración celular que consiste en combinar los hidratos de carbono con el
oxígeno produciendo una combustión. Esta combustión se produce en unos orgánulos llamados mitocondrias.
Cuando los seres vivos captan el oxígeno que necesitan para que sus células puedan extraer la energía de
los alimentos decimos que están respirando. Tanto los animales como las plantas han de estar
continuamente respirando. Toman oxígeno del medio (aéreo o acuático) y expulsan el dióxido de carbono
que se produce en toda combustión.
Respiración celular
Respiración animal
Respiración vegetal
Si hemos entendido bien el proceso de la respiración celular y, además somos capaces de relacionar todo
esto con la fotosíntesis podremos, por fin, explicar como se mantiene el equilibrio de gases en la
atmósfera.
Los animales y las plantas retiran continuamente oxígeno de la atmósfera porque respiran. Si nada más
ocurriera acabaríamos agotando el oxígeno y llenado la atmósfera de dióxido de carbono. ¿Por qué no pasa
ésto? Porque las plantas, las algas y algunas bacterias mientras hay luz solar, es decir, durante el día
además de respirar están fabricando su propio alimento mediante la fotosíntesis.
Y recordad que en la fotosíntesis se utilizan
los mismos gases que en la respiración pero
en dirección contraria: toman enormes
cantidades de CO2 (en comparación con el que
expulsan cuando respiran) y vierten a la
atmósfera muchísimo más oxígeno del que
utilizan para respirar. Ese superávit de
oxígeno es el que permite que todos los seres
vivos que pueblan la Tierra puedan respirar, y
por lo tanto existir.
Lee las páginas 56, 74 y 182
Explica la diferencia entre la nutrición autótrofa y la heterótrofa e
indica de qué seres vivos es típica cada una de ellas.
6. La fotosíntesis (plantas y algas) y la respiración (todos los seres
vivos) son dos procesos importantísimos que regulan la cantidad de
oxígeno y de dióxido de carbono que hay en la atmósfera. Copia el
dibujo en tu cuaderno, completa los cuadros y explica en qué
consisten esos procesos.
7. Reflexiona:
- ¿Qué grupo de seres vivos sería el más afectado si las
cenizas de un volcán taparan la luz solar durante unas
semanas?
- ¿Qué pasaría con el resto de seres vivos si la situación se
prolongase en el tiempo?
- ¿Por qué se piensa que las plantas sólo respiran por la noche?
5.
D. ¿POR QUÉ OCURRE….?
Observa el vídeo que aparece en la wiki:
“La presión atmosférica es la fuerza por unidad de superficie que ejerce el aire sobre la
superficie terrestre”
…LOS CAMBIOS DE PRESIÓN ATMOSFÉRICA?
El sol calienta de forma irregular la superficie de la
Tierra:
- Cuando sus rayos inciden de forma directa (ángulo
recto) la superficie terrestre se calienta más
que si inciden de forma inclinada.
- Si la superficie tiene cubierta vegetal, tierra,
océano o hielo también influye en la cantidad de calor
que absorbe y refleja.
Estas diferencias de calor, provocan que las masas de aire que se encuentran a su alrededor
tengan distinta temperatura y esta diferencia de temperatura es el origen de los fenómenos
meteorológicos.
- Si el aire se calienta mucho sus partículas se mueven más rápidamente y aumenta su
volumen, por lo que el aire baja su densidad y sube. Se produce una zona con baja
presión o BORRASCA.
- Si el aire se enfría mucho sus partículas se mueven más lentamente, baja su volumen y
aumenta su densidad y baja. Se produce una zona de alta presión o ANTICICLÓN.
Lee la página 184 Y 185 de tu libro.
LOS CAMBIOS DE PRESIÓN ATMOSFÉRICA
8. En un viaje en coche con la familia a la montaña, tu hermano observa que el globo que había hinchado al
pie de la montaña se ha inflado un poco más, ¡el solo!, al llegar a la cima. ¿Podrías explicarle por qué ha
sucedido esto?
…EL VIENTO?
Cuando las masas de aire se mueven en la vertical dejan un hueco que es ocupado por el aire de
alrededor. Estos desplazamientos de aire en la horizontal es lo que conocemos como viento. Es
muy característico la brisa marina que varía su dirección entre el día y la noche.
…LAS NUBES Y LAS PRECIPITACIONES?
Cuando la masa de aire tiene mucha humedad y sube rápidamente puede producirse un cambio
brusco de temperatura (se enfría muy rápido).
- Si la temperatura baja por debajo de los 100ºC (punto de evaporación del agua), el vapor
de agua se condensa (se hace líquido) y se forman las nubes.
- Cuando muchas gotitas de agua se agrupan, se hacen más grandes y precipitan por efecto
de la gravedad. Es lo que conocemos como lluvia.
- Si la temperatura baja por debajo de los 0ºC (punto de fusión), el vapor de agua puede
llegar a solidificarse (hacerse sólido) y cae en forma de nieve.
- Si las nubes son muy altas y las partículas suben y bajan mucho se produce granizo.
Lee la página 186
EL VIENTO
9. Interpreta el siguiente esquema. ¿Qué está sucediendo en las zonas señaladas con los números 1, 2-3 y
4? Razona tus respuestas
LAS NUBES Y LAS PRECIPITACIONES
10. Cuando en invierno sales de un lugar cálido al frío exterior, habrás observado que al exhalar el aire
húmedo de los pulmones se forma vaho (formado por minúsculas gotitas de agua).
- ¿Por qué se forma el vaho?
- Piensa en otros ejemplos parecidos al anterior que se produzcan
por la misma causa.
11. Observa el siguiente esquema y contesta.
- ¿Por qué se produce la lluvia?
- ¿En qué condiciones se forma la nieve? ¿Y el granizo?
E. EL TIEMPO ATMOSFÉRICO Y EL CLIMA
Llamamos tiempo a los valores que las distintas variables meteorológicas alcanzan a lo largo
del día (presión, temperatura, humedad, viento, precipitaciones...).
Si observamos la media de estos valores en los últimos 30 años tenemos el clima de una
región.
Lee la página 187 y 188
12. En la estación meteorológica se han recogido los siguientes valores de la presión atmosférica.
•
•
¿Se aproxima una borrasca o un anticiclón?
¿Qué pronóstico del tiempo harías para las próximas horas?
EL CAMBIO CLIMÁTICO.
Llamamos cambio climático a la variación que se está produciendo en los últimos años
en los climas de la Tierra debido principalmente a las acciones humanas.
Uno de los gases que más afecta al cambio climático es el aumento de CO2, que junto
a otros gases produce el efecto invernadero.
13. Entra en la wiki y pincha sobre el enlace Explorando el cambio climático à El planeta humano:
En la imagen encontrarás círculos de 4 colores distintos.
- Verde (agricultura y ganadería)
- Naranja (energías y recursos)
- Violeta (movilidad, urbanismo e industria)
- Marrón (residuos)
Haz 4 listas, una para cada color, con los efectos que provocan las distintas actividades en la atmósfera y el
clima. Señala si favorece (⇑) o reduce (⇓) el problema del cambio climático actual.
Ejemplo à LISTA 1: Agricultura y ganadería
-
Los fertilizantes y la maquinaria agrícola aumentan los gases de efecto invernadero (⇑)
14. Realiza una lista con las cosas que haces día a día que contribuyen negativamente al cambio climático y
piensa en una solución sencilla para evitarlo. Finalmente a nivel de clase decidiremos 3 compromisos para
reducir nuestra emisión de CO2.
Nuestr@ ministr@ de medioambiente colocará una cartulina con estos compromisos en el aula y cada cierto
tiempo evaluaremos si se están cumpliendo o qué dificultades estamos encontrando.
F. LOS PROBLEMAS ATMOSFÉRICOS
La especie humana está provocando muchos problemas atmosféricos sin ser
consciente de que esos problemas acaban afectando a su salud, su economía, y su
medio ambiente,...
Sin embargo, también tiene mucha capacidad para ofrecer soluciones que eliminen
esos problemas (avances tecnológicos, avances científicos, avances sociales,...)
Lee la página 183
1 5 . Realiza las siguientes actividades sobre los gases que respiramos.(más abajo)