TEMA 2 La Terra a l Univers L any 1865, Jules Verne va escriure De la Terra a la Lluna, una novel la en què descrivia un fantàstic viatge al nostre satèl lit. Però la Lluna no va ser trepitjada per l ésser humà fins un segle més tard, concretament el 20 de juliol de 1969. Aquest dia, el mòdul lunar de la nau Apollo 11 va arribar a la superfície lunar amb els astrònoms Neil Armstrong i Edwin Aldrin, que van ser les primeres persones que van xafar el nostre satèl lit. En el viatge també anava l astronauta Michael Collins, que va romandre en òrbita lunar. Quan Armstrong va posar peu a la Lluna va exclamar: Aquest és un petit pas per a un home, però un gran salt per a la humanitat Des d aleshores, la Lluna ha sigut visitada cinc vegades més. Activitat Preliminar 1 La Lluna és el satèl lit de la Terra però... saps què és un satèl lit? Activitat Preliminar 2 Recordes els noms dels planetes del Sistema Solar? Saps si tots aquestos planetes tenen satèl lits? En aquesta unitat anem a conèixer com és l univers i els seus components principals. A més anem a ubicar el nostre planeta, la Terra. Començarem llegint el següent text i fent les qüestions que es proposen. La Terra a l Univers 1r ESO 1
La Terra a l Univers 1r ESO 2
1.- Origen de l Univers El 1929, l astrònom Edwin Hubble va demostrar que l Univers contenia milions de galàxies que s allunyen les unes de les altres a enormes velocitats, com si foren els fragments d una explosió. El començament d aquesta expansió degué ser una explosió gegantesca. Els astrònoms l anomenen la gran explosió (Big Bang) i calculen que va tindre lloc fa uns 15000 milions d anys. 2.- Components de l Univers. Els Sistema Solar Gràcies a les investigacions dels astrònoms podem saber quins components té l Univers, fins i tot com i quan es va formar. L Univers està format per galàxies; l espai que n hi ha entre les galàxies està buit. Estes galàxies s agrupen formant grups anomenats cúmuls de galàxies. La nostra galàxia és la Via Làctia i forma part del cúmul de galàxies anomenat Grup Local. La Via Làctia és de tipus espiral, on els seus components giren formant un nucli central del qual ixen diferents braços Les galàxies estan formades per estreles. Una galàxia pot contindre de cent mil a cinc-cents mil milions d estreles, entre les quals hi ha enormes núvols de pols i gas que s anomenen nebuloses. Activitat 1 La Terra gira al voltant d'una estrela, quin és el seu nom?... Les estreles estan formades per gasos. El Sol és una estrela groga on es produeixen reaccions químiques en les que s'obté una gran quantitat d'energia; part d'ella fa que s'obtinguen temperatures altíssimes (uns 5000 o C a la seua superfície i 15 milions de graus al seu nucli) i part s'irradia a l'espai i arriben a la Terra en forma d'energia lluminosa i calorífica que fa possible la vida al nostre planeta. Els planetes són cossos celests que no irradien energia lluminosa pròpia, però sí que reflecteixen la que els arriba del Sol. La seua mida és molt major que la d altres astres de la seua òrbita. Hi ha 8 planetes que giren al voltant del Sol, formant el Sistema Solar. Mercuri, Venus, la Terra i Mart són planetes rocosos, mentre que Júpiter, Saturn, Urà i Neptú són planetes gasosos. La Terra a l Univers 1r ESO 3
Activitat 2 Què s anomena òrbita? Planeta Distància mitjana al Sol (en milions de Km) Duració del dia (en dies i hores de la Terra) Duració de l'any (en dies i hores de la Terra) Diàmetre equatorial (en milions de Km) Satèl lits coneguts Mercuri 59 58 dies 88 dies 4900 0 Venus 108 243 dies 225 dies 12100 0 La Terra 150 (1 U.A.) 1 dia 1 any 12800 1 Mart 228 1 dia 2 anys 6800 2 Júpiter 778 10 hores 12 anys 143000 65 Saturn 1429 10 hores 30 anys 121000 62 Urà 2870 18 hores 84 anys 51100 27 Neptú 4504 16 hores 165 anys 55500 13 Per a manejar les distàncies tan gegantesques a l Univers, els astrònoms utilitzen principalment dues unitats: La Unitat Astronòmica (U.A.): és la distància de la Terra al Sol, uns 150 milions de quilòmetres. L any llum: és la distància que recorre la llum en un any. Com que la llum viatja a una velocitat de 300 000 quilòmetres per segon, en un any recorre uns 9,5 bilions de quilòmetres. Activitat 3 Mira la taula i contesta. a) Anomena els planetes, començant des del més pròxim fins al més llunyà al Sol. b) Anomena'ls, començant des del més gran fins al més xicotet. c) La Terra podríem considerar-la dels planetes grans o xicotets? és dels pròxims o dels allunyats del Sol? La Terra a l Univers 1r ESO 4
MERCURIO VENUS TIERRA MARTE JUPITER SATURNO NEPTUNO URANO PLUTON Esquema del Sistema Solar Activitat 4 Mira la taula i contesta. a) Calcula les U.A. a que es troben tots els planetes del Sol i posa el resultat a la taula de baix. b) Si la llum recorre 300 000 km cada segon, quant tarda a arribar a la Terra la llum del Sol? c) L estrela Alfa Centaure es troba a 4,3 anys llum de la Terra. Expressa aquesta distància en quilòmetres. d) La tripulació d una nau que ix des de la Terra a 35000 km/h, pot arribar amb vida fins a Alfa Centaure? Mercuri Venus La Terra Mart Júpiter Saturn Urà Neptú 1 U.A. La Terra a l Univers 1r ESO 5
Però el nostre Sistema Solar no sols està format per un estel central, el Sol, i per 8 planetes, Mercuri, Venus, la Terra, Mart, Júpiter, Saturn, Urà i Neptú, si no que també hi ha altres cossos menors viatjant per ell: Els planetes nans: cossos celests esfèrics que orbiten al voltant del Sol, no són satèl lits d altres planetes i en la seua òrbita hi ha altres astres de mides similars. Al Sistema Solar trobem a Ceres, Plutó, Haumea, Makemake i Eris. Els satèl lits: són cossos rocosos que giren al voltant d un planeta o d un planeta nan, com la nostra Lluna que gira al voltant de la Terra, o Caront que és el satèl lit de Plutó. Activitat 5 Digues, mirant la taula, què planetes del Sistema Solar tenen satèl lits i quants Els asteroides: són cossos de diverses dimensions, formats de roca i metall, que giren al voltant del Sol formant dos cinturons. o Cinturó d asteroides: situat entre l òrbita de Mart i Júpiter. La seua mida fa pocs metres de diàmetre. o Cinturó de Kuiper: es troba més enllà de l òrbita de Neptú. Hi ha asteroides molt més grans. Els cometes: són cossos que provenen del Cinturó de Kuiper o d un tercer cinturó anomenat Núvol d Oort, més enllà de l òrbita de Plutó, i que giren al voltant del Sol. Tenen un nucli de xicoteta grandària format per roques, pols estel lar i, sobretot, gel. També tenen una cua, formada per gasos, que va augmentant la seua longitud conforme s'acosta al Sol. Un exemple de cometa és l'halley, que passa prop de la Terra cada 76 anys. La Terra a l Univers 1r ESO 6
Els meteorits: són fragments de cometes o altres cossos del sistema solar, de grandària i forma variable, que poden ser atrets pel camp gravitatori d'un planeta o satèl lit i caure sobre ells. Alguns entren a l'atmosfera terrestre però es desgasten al fregar en ella i produeixen el que diem estels fugaços. Altres no obstant sí que han arribat a xocar produint cràters d'impacte (la Lluna està ple d'ells) Activitat 6 Ara vas a fer un mapa conceptual (Annex I) amb el que has après del sistema solar Sistema Solar La Terra a l Univers 1r ESO 7
3.- El Planeta Terra 3.1.- Característiques de la Terra La Terra és un planeta especial i única al Sistema Solar, ja que: Té un camp magnètic que ens protegeix d algunes radiacions solars perilloses Posseeix una atmosfera amb oxigen què és imprescindible per a la respiració dels éssers vius La distància al Sol i la composició de l atmosfera permeten que a la superfície terrestre es mantinga una temperatura mitjana d uns 15 o C. Aquesta temperatura i les seues variacions permeten l existència de l aigua en els tres estats, que fan possible el cicle de l aigua. Té un satèl lit, la Lluna, responsable de les marees als oceans. És un planeta amb una gran activitat geològica, que es manifesta en terratrèmols, volcans, erosió, etc. A més s hi ha desenvolupat la vida, que ha anat evolucionant fins a arribar a la varietat d espècies que trobem actualment. Activitat 7 Quines d aquestes característiques són indispensables per a la vida a la Terra? La Terra a l Univers 1r ESO 8
3.2.- Els moviments de la Terra El pas dels dies i de les nits i la successió de les estacions al llarg de l any són conseqüències directes dels dos moviments del nostre planeta: la rotació i la traslació. Moviment de Rotació Tots els planetes, els satèl lits i també el Sol presenten un moviment de rotació al voltant d un eix. Aquest eix és una línia imaginària que passa pel pol nord i pel pol sud i travessa la Terra pel seu centre. Activitat 8 En quin sentit gira la Terra: cap a l est o cap a l oest? Per on ix el Sol i per on es pon? Activitat 9 On hi deu haver més diferència en la durada del dia i de la nit al llarg de l any, en un país situat prop del pol o en un altre pròxim a l equador? La Terra a l Univers 1r ESO 9
La Terra gira cap a l est sobre l eix de rotació; per tant, vista des del pol nord gira en sentit contrari a les agulles del rellotge. Tarda 24 hores a fer un gir complet; aquest període és un dia. L eix de rotació de la Terra està inclinat uns 23,5 o amb relació al pla de l eclíptica (pla imaginari en què es troba l òrbita de la Terra). Això fa que la durada relativa del dia i la nit varie al llarg de l any. Activitat 10 Si miràrem l orbita terrestre des d una posició inferior al pla de l eclíptica, és a dir, des del pol sud terrestre, veuríem la Terra girar al voltant del Sol en el sentit de les agulles del rellotge o en el sentit contrari? Moviment de Translació Alhora que la Terra gira sobre si mateixa, realitza una translació al voltant del Sol, en la qual descriu una òrbita cada 365 dies, que representa un any terrestre. Afeli (4 de juliol) 152 milions de km 148 milions de km Periheli (3 de gener) L òrbita és quasi circular, raó per la qual la Terra manté, durant tot l any, una distància al Sol d uns 150 milions de quilòmetres. Activitat 11 Quan a l hemisferi nord és estiu, al sud és hivern, i quan al nord és primavera, al sud és tardor. Explica a què és degut aquest desfasament en les estacions La Terra a l Univers 1r ESO 10
La inclinació de l eix de rotació de la Terra és la causa de les diferències de temperatura i la durada del dia i de la nit al llarg de l any. Segons aquestes diferències, al llarg de l any se succeeixen quatre estacions: primavera, estiu, tardor i hivern. EQUINOCCIS: són els dies de pas de l estiu a la tardor (22 de setembre), i de l hivern a la primavera (21 de març). Corresponen a les dates en què el dia i la nit tenen la mateixa durada. SOLSTICIS: són els dies de pas de la tardor a l hivern (21 de desembre) i de la primavera a l estiu (21 de juny). Corresponen a les dates en què la durada entre el dia i la nit assoleix la màxima diferència. Activitat 12 Fes un dibuix esquemàtic en el quadern de quatre posicions de la Terra en recórrer la seua òrbita. a) Assenyala els solsticis i els equinoccis b) Pinta amb quatre colors diferents la part de l òrbita corresponent a cada estació i assenyala quina estació serà a l hemisferi nord i a l hemisferi sud. La Terra a l Univers 1r ESO 11
Activitat 13 Si il luminem dos cartolines col locades com les del dibuix següent (amb una llanterna per exemple): a) En què cas la figura d il luminació té major superfície? b) En quina de les dos figures d il luminació es concentrarà més la llum? c) Si les il luminem durant moltes hores quina creus que s escalfaria més per unitat de superfície? Si ens fixem en la península Ibèrica en ambdós solsticis, podem apreciar dues circumstàncies ben diferents. Al solstici d estiu els raigs solars arriben d una forma molt perpendicular (com a la primera cartolina del dibuix). Per això es concentren en una zona més menuda i calfen més. A més calfen durant més temps, ja que la península està més hores a la zona il luminada. Al solstici d hivern els raigs solar arriben com a la segona cartolina del dibuix; arriben oblics i es reparteixen per una zona més àmplia que es calfa menys. A més, calfen durant menys temps, ja que la península està menys hores a la zona il luminada. La Terra a l Univers 1r ESO 12
3.3.- La Terra i la Lluna La Lluna és el nostre satèl lit. Les seues fases i els eclipsis són fenòmens deguts a la seua mida relativament gran i a determinades particularitats dels moviments que descriu. Moviments de la Lluna El nostre satèl lit té dos moviments propis: o Rotació: la Lluna tarda 28 dies a fer un gir complet sobre si mateixa. o Translació: La Lluna descriu una òrbita al voltant de la Terra que està inclinada 5 o amb relació al pla de l eclíptica. També tarda 28 dies a realitzar una volta completa. És el que s anomena mes lunar. Les fases de la Lluna Vistos per dalt del pol nord, ambdós moviments es produeixen en sentit contrari a les agulles del rellotge. La coincidència dels períodes de rotació i de translació fa que la Lluna romanga sempre amb la mateixa cara afrontada a la Terra. Per això, fins que al 1959 no es va sobrevolar la superfície del nostre satèl lit, no se sabia quin aspecte tenia la cara oculta de la lluna. Quart minvant Quan la Lluna està a mig camí entre la fase de lluna plena i la de lluna nova, veiem il luminat el seu costat esquerre, i la Lluna té forma de C Lluna nova Quan el Sol, la Lluna i la Terra estan quasi en línia recta, amb la Lluna situada al mig, des de la Terra es veu la part de la Lluna que està en ombra Quart creixent Quan la Lluna està a mig camí entre la fase de lluna nova i la de lluna plena, veiem il luminat el seu costat dret. La lluna té forma de D Lluna plena Quan el Sol, la Terra i la Lluna estan quasi en línia recta, amb la Terra situada al mig, des del nostre planeta veiem la part il luminada de la Lluna La Terra a l Univers 1r ESO 13
Activitat 14 Assenyala quines on estan les quatre fases lunars abans esmentades Activitat 15 Ací tens un esquema de com es veu la Lluna al llarg dels seus 28 dies de cicle. Identifica a quina fase de la Lluna pertanyen i amb quin número de l exercici anterior es corresponen La Terra a l Univers 1r ESO 14
Eclipsis Un eclipsi es l ocultació total o parcial d un astre per un altre. Aquesta situació es dona quan tres astres estan en línia. Per tant, la Terra, el Sol i la Lluna poden donar lloc a dos tipus d eclipsis: o Eclipsi de Sol. Es produeix quan la Lluna està entre el Sol i la Terra. En aquesta posició observem que el nostre satèl lit tapa el Sol. Activitat 16 Segons les imatges, quina diferència penses que vorà l observador d un eclipsi total i d un parcial? o Eclipsi de Lluna. S origina quan la Terra està entre el Sol i la Lluna. En aquesta posició podem veure l ombra del nostre planeta projectada sobre la lluna plena La Terra a l Univers 1r ESO 15
Marees La Terra i la Lluna s atrauen mútuament. Per tant l aigua dels oceans es desplaça a causa de l atracció que exerceix la Lluna sobre aquesta. El nivell de l aigua puja a la zona del planeta més pròxima a la Lluna i a la zona situada a la part oposada (marea alta o plenamar). Mentre que en les zones en què l aigua és desplaçada i baixa el nivell, té lloc la marea baixa o baixamar. Però no només influeix la Lluna a les marees; el Sol també exerceix una força d atracció les aigües dels oceans. D aquesta manera, quan la Lluna i el Sol estan alineats (que és a les fases de Lluna plena i Lluna nova), es produeixen les majors diferències de marees. Per això aquestes s anomenen marees vives. Mentre que quan la Lluna i el Sol no estan alineats (a les fases de quart creixent i quart minvant), es produeixen les menors diferències de marees. Aquestes s anomenen marees mortes. La Terra a l Univers 1r ESO 16
Activitat 17 La Terra fa un gir complet sobre el seu eix cada 24 hores. Quantes marees altes i quantes marees baixes tindrà un punt de la costa en aquest temps? Activitat 18 Observant els següents esquemes, posa al seua costat: a) A quina fase es troba la Lluna b) Si es donaran marees vives o marees mortes c) Quantes vegades al mes ocorreran? La Terra a l Univers 1r ESO 17
3.4.- Les capes de la Terra T'has fixat en el lloc on vivim? Activitat 19 Mira per la finestra o recorda el teu lloc de vacances, la platja, algun viatge que hages realitzat, o algun reportatge de la televisió i dibuixa o escriu el que veus en eixa part del nostre planeta. La Terra a l Univers 1r ESO 18
LES CAPES DE LA TERRA En la terra es diferencien 4 capes amb estructura i composició diferents. Atmosfera: és la capa gasosa que envolta a la Terra. Hidrosfera: és la capa formada per totes les aigües del planeta, oceans, rius, llacs, gels, glaceres,... Quasi les tres quartes parts del planeta estan cobertes per les aigües. Geosfera: és la capa que comprèn des de les roques superficials fins al centre del planeta. La part més superficial (el sòl que xafem) s'anomena escorça terrestre o litosfera. Biosfera: està formada pel conjunt dels sers vius. Se situa en la frontera entre l'atmosfera, la hidrosfera i la geosfera. La seua acció, des de la seua aparició, ha influït en l'evolució de les altres tres capes. Activitat 20 Inclou, en la taula següent, tots els elements que hages assenyalat en l'activitat 19 en la capa terrestre que corresponga. Biosfera Geosfera (Litosfera) Atmosfera Hidrosfera La Terra a l Univers 1r ESO 19