Solucionario

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19 Cómo funciona la Tierra

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PUNTO DE PARTIDA: Todo está enlazado

Uno de los problemas más graves a los que debeenfrentarse la humanidad es el cambio climático.Aunque el proceso es más complejo, una de las clavesestá en el incremento del dióxido de carbonoatmosférico generado fundamentalmente por laquema masiva de combustibles fósiles.

a) La imagen representa de manera muy simplealgunos procesos clave del ciclo del carbono. Describe brevemente los procesos esquematizados.

b) El dióxido de carbono entra y sale de la atmósfera de diferentes formas. ¿Conoces algunas más de lasrepresentadas en la imagen?

c) ¿Qué se entiende por efecto invernadero natural?

d) ¿Qué está causando el incremento del efecto invernadero?

a) La fotosíntesis y la acumulación en seres vivos y rocas son procesos que facilitan el almacén de carbono desdela atmósfera mientras que la respiración y la combustión son procesos que lo devuelven.

b) Respuesta personal del alumno. Puede, por ejemplo, que hablen del dióxido de carbono que sale en laserupciones volcánicas

c) La radiación absorbida por la superficie terrestre calienta el suelo y el agua. Como todo cuerpo caliente, la superficie terrestre emite radiaciones infrarrojas hacia la atmósfera. De forma natural ciertos componentes de laatmósfera, especialmente el dióxido de carbono y el vapor de agua, absorben la radiación infrarroja reduciendosu salida hacia el espacio y calentando el aire. Es lo que se conoce como efecto invernadero.

d) Fundamentalmente nuestra excesiva emisión de dióxido de carbono a la atmósfera.

1. Volcanes y vida

En la Tierra primitiva, gracias a la actividadvolcánica, escaparon a la superficie grancantidad de gases. Entre ellos estaban el CO2 y otros gases que formaron la atmósfera primitiva, así como el vapor de agua que originaría la hidrosfera. Sin aquella actividad volcánica no habríahidrosfera ni existiría vida en nuestroplaneta. Aunque con menor intensidad, aun en la actualidad los volcanes continúanaportando materiales a la superficieterrestre.

a) ¿Qué subsistemas aparecen representados en la imagen?

b) ¿Cuáles de estos subsistemas se ven afectados por la actividad volcánica?

c) Señala algún cambio que se produzca en cada uno de los cuatro subsistemas como consecuencia de la actividad volcánica.

a) Aparecen representados los siguientes subsistemas, atmósfera, hidrosfera, geosfera y biosfera.

b) Todos ellos se ven afectados en mayor o menor medida.

c) En la atmósfera entra CO2, vapor de agua y cenizas (aerosoles), en la hidrosfera entran también cenizas, agua y CO2, la geosfera pierde las sustancias emitidas al aire (los gases y las cenizas) la lava también modifica la litosfera, la biosfera se ve afectada, igualmente, la lava eliminará algunos organismos vivos y proporcionaránuevos recursos para otros, el CO2 activará la fotosíntesis que, sin embargo, se vera entorpecida por los aerosoles.

Equilibrioatmósfera-hidrosfera

CO2Fotosíntesis

Restos

Respiración Combustión

RestosCarbón ypetróleo

H2O, CO2, y cenizas

Lava

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2. Cita un ejemplo de interacción entre la biosfera y cada uno de los otros tres subsistemas terrestres.

La Biosfera interacciona con:

– La atmósfera, por ejemplo, a través de los procesos respiratorios y la fotosíntesis.

– La hidrosfera, por ejemplo, incorporando el agua como uno de los principales constituyentes de los seres vivos.

– La geosfera, por ejemplo, favoreciendo la alteración de las rocas y la formación del suelo.

3. La desgasificación del manto y el proceso ígneo en dos etapas, ¿incrementan o reducen la estratificacióndel planeta por densidades?

Ambos procesos incrementan la estratificación del planeta por densidades.

4. ¿Qué agente selecciona mejor el tamaño de los materiales que transporta: un río, un glaciar o el viento?

El viento es el que mejor selecciona el tamaño de los materiales que transporta, después el río, mientras que el glaciar es el que peor selecciona.

5. A igualdad de otros factores, ¿la tasa de denudación será mayor en una zona de alta montaña o en una zonade menor relieve? ¿Por qué?

Será mayor en una de alta montaña, ya que la erosión se incrementa con la pendiente, además en estas zonashay menos vegetación y mayores diferencias térmicas.

6. La cordillera Cantábrica ha concluido su proceso de formación. Se puede considerar que su altitud solo se encuentra afectada por procesos de erosión y reajustes isostáticos. Si en este momento su tasa de denudación es de 30 cm cada mil años y todo continúa igual, ¿qué altura cabe esperar que tengan dentrode un millón de años las zonas situadas hoy a 2000 m?

A este ritmo, la erosión habrá retirado 300 m, de los cuales las tres cuartas partes se recuperarán por reajustesisostáticos (225 m). En consecuencia, la altura será de 1925 m.

7. El Himalaya no ha concluido su proceso orogénico. En las zonas más altas, con cotas en torno a los 8000 m,la erosión es de unos 100 cm cada mil años. ¿Qué altura podrían tener estas zonas dentro de dos millonesde años? Para realizar estos cálculos supondremos que su proceso de formación continuará solo los próximos cien mil años.

En los próximos 100 000 años el proceso orogénico elevará unos 800 m esta zona. La erosión retirará en lospróximos dos millones de años unos 2000 m, de los cuales se recuperarán isostáticamente 1500 m.

En consecuencia la altura que tendrá será de: 8000 + 800 – 2000 + 1500 = 8300 m.

8. Señala algunos cambios en el modelado de una región que puedan producirse como consecuencia de una división continental.

Una división continental implica que zonas del interior del continente pasan a ser regiones costeras. Eso suponedar entrada a procesos del modelado litoral en lugares en los que antes no lo había. También se producirá un cambio climático en la zona y, como consecuencia, una modificación en el tipo o intensidad de la intervenciónde los agentes geológicos externos.

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9. Sismicidad en la Península Ibérica.

La Península Ibérica tiene una sismicidad de grado medio, siendo muy poco frecuentes los terremotos demagnitud superior a 6.

El mapa de la izquierda recoge los epicentros de los terremotos conocidos entre 1048 y 2003. Loscomprendidos entre los años 1048 y 1919 están representados mediante valores de intensidad sísmica,mientras que los correspondientes al período instrumental 1920-2003, se representan por valores demagnitud.

a) ¿Qué zonas son las que han tenido terremotos con mayor frecuencia? ¿Y las que han tenido terremotosde magnitud superior a 5?

b) ¿Hay alguna explicación geológica que justifique esta distribución?

a) En España, los sismos de mayor intensidad y frecuencia se producen en la cordillera Bética (Andalucía, Murciay Alicante) y en los Pirineos.

b) Los sismos más importantes se producen como consecuencia de la convergencia entre la placa Africana y laEurasiática, por lo que al alejarnos del límite de placas, los sismos reducen su intensidad y frecuencia. Tambiénen los Pirineos es importante la sismicidad; en este caso se debe a que es una zona de debilidad litosféricaque hace algunos millones de años era un límite de placas (la placa Ibérica y la Eurasiática).

10. La reforestación de la cuenca hidrográfica es una buena medida para la prevención de inundaciones. ¿Por qué?

Porque la vegetación incrementa la infiltración y reduce la escorrentía superficial, porque frena esa escorrentía y distribuye en un período de tiempo mayor el agua caída.

11. Hacer el corte geológico BB’ que figura en el mapa de la página anterior.

0 200 400Arcillas Calizas Areniscas Conglomerados

A

B’

A’

N

B

400

500

300

200

200

300400

500

200

200

300

400

500

B

500

400

300

200

100

B’

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12. Supongamos que se produce una erupción volcánica que aparece en superficie en el contacto entre lasarcillas y las calizas.

a) Dibuja en el corte la chimenea volcánica correspondiente (podemos suponerla vertical) y las rocasvolcánicas en superficie ocultando parte de las arcillas y las calizas.

b) Modifica el mapa de esta página para dar entrada a estos materiales volcánicos recientes.

De síntesis

13. El mapa conceptual resume las ideas fundamentales trabajadas en esta unidad. A partir de él:

a) Relaciona la tectónica de placas y el modelado del relieve.

b) Relaciona el ciclo del agua y el modelado del relieve.

c) Relaciona el calor interno y la geosfera.

d) Las modificaciones del nivel del mar, o cambios eustáticos, son un resultado de las interacciones más omenos complejas existentes entre la hidrosfera y otros subsistemas terrestres.Indica algunas las interacciones que pueden tener una influencia mayor en los cambios eustáticos.

a)

b)

c)

d) Las modificaciones del nivel del mar, o cambios eustáticos, pueden producirse por cambios climáticos quemodifiquen la cantidad de hielo que hay en los continentes o bien por cambios en la forma de las cuencasoceánicas generados por la tectónica de placas.

Cuestiones breves

14. ¿Qué se entiende por interacción? ¿Hay sistemas en los que sus componentes no interactúan?

– Las interacciones son relaciones mutuas entre dos o más elementos que producen cambios en dichoselementos.

– Sin interacciones no hay sistema.

C C’ 45º

N

C C’

LA TECTÓNICA DE PLACAS EL MODELADO DEL RELIEVEcondiciona el

EL CICLO DEL AGUA EL MODELADO DEL RELIEVEinterviene en el

EL CALOR INTERNO GEOSFERAmueve la

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15. ¿Puede considerarse a la Tierra un subsistema del sistema solar?

Sí. puede considerarse a nuestro planeta un subsistema del sistema solar.

16. ¿Qué intercambia la biosfera con los demás subsistemas terrestres?

La biosfera intercambia con:

– La atmósfera, oxígeno y dióxido de carbono, a través de los procesos respiratorios y la fotosíntesis.

– La hidrosfera, agua y otras sustancias que se disuelven en ella.

– La geosfera, sales minerales y materia orgánica.

17. ¿Qué nombre reciben los movimientos que generan circulación de materia y flujo de energía en el mantoterrestre?

Corrientes de convección.

18. ¿Por qué se dice que el manto se desgasifica? ¿A dónde van los gases que escapan del manto?

Porque va disminuyendo su contenido en volátiles gracias a las erupciones volcánicas. Van a la atmósfera y a lahidrosfera.

19. ¿La presencia de la hidrosfera favorece el equilibrio térmico entre unas zonas y otras del planeta oincrementa sus diferencias de temperatura?

La hidrosfera es el subsistema terrestre que más contribuye a equilibrar las diferencias de temperatura existentesentre las distintas zonas del planeta.

20. Teniendo en cuenta el elevado albedo que tiene el hielo, ¿puede considerase justificada la idea de que “losglaciares tienden a autoperpetuarse”?

Sí, ya que cualquier incremento de la cubierta de hielo, aumentará el albedo y eso generará un descenso térmico,lo que favorecerá la extensión del hielo.

21. ¿Qué papel desempeña la gravedad en la dinámica de los procesos geológicos externos? ¿Y en losinternos?

En los procesos externos, la gravedad favorece la nivelación del terreno, ya que hace que las aguas superficiales y losglaciares vayan desde las zonas más altas a las más bajas arrastrando los materiales en el mismo sentido. Tambiénrealiza esta labor con los procesos gravitacionales. En los procesos internos, la gravedad influye en las corrientesde convección del manto y en la dinámica de los fondos oceánicos (tirón subductivo, y subsidencia térmica).

22. Si la Tierra no tuviera atmósfera:

a) La temperatura media de su superficie, ¿sería mayor o menor que la actual?

b) Las oscilaciones térmicas, ¿serían mayores o menores?

a) La temperatura media de su superficie menor que la actual.

b) Las oscilaciones térmicas serían mayores.

23. ¿Qué relación hay entre la presencia de vegetación y la erosión de los suelos?

La presencia de vegetación reduce la erosión de los suelos.

24. ¿Qué diferencia hay entre peligrosidad sísmica y riesgo sísmico?

El riesgo sísmico no solo depende de la peligrosidad sísmica, sino de la presencia en la zona de población o bienes (exposición) y de lo vulnerables que sean estos. Una zona puede tener una alta peligrosidad porqueocurran con frecuencia terremotos de gran intensidad pero un riesgo sísmico nulo porque esté desértica y no haya en la zona ni personas ni bienes.

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De aplicación y relación

25. Analiza una laguna entendida como sistema. Describe los principales componentes que la integran, lasrelaciones que se producen entre ellos y los intercambios de materia y energía que realiza con el entorno.

De los elementos que integran una laguna destacan el agua, el aire, las rocas y los sedimentos del fondo queconstituyen el biotopo y los diferentes organismos que constituyen la biocenosis. Entre estos últimos puedendestacarse los productores (algas y plantas acuáticas), los consumidores (insectos, crustáceos, peces, anfibios,aves...) y los descomponedores (bacterias). Los intercambios de materia y energía que se producen entre ellosgiran en torno a las relaciones tróficas que se mantienen en el sistema.

26. En muchas costas podemos encontrar superficies erosionadas formando lo que se denomina unaplataforma de abrasión.

a) ¿Cómo crees que se han originado?

b) ¿Qué procesos geológicos han intervenido?

c) ¿Qué fuente energética es la causante?

a) Por erosión y retrocesos del acantilado.

b) Erosión y transporte del material erosionado.

c) El viento que ha originado el oleaje. A su vez, el viento es originado por la energía solar.

27. Se ha dicho que el balance energético de la Tierra como sistema es aproximadamente nulo, dado que nohay diferencias substanciales entre la cantidad de energía que entra y la que sale del sistema. Por otro lado,también se ha dicho que el interior terrestre se está enfriando.

¿Son compatibles ambas afirmaciones? ¿Por qué?

Sí, son compatibles. La primera afirmación responde a un balance hecho en períodos de tiempo cortos (decenasde años, por ejemplo), mientras que la segunda afirmación responde a un balance en períodos de tiempo muylargos (centenares de millones de años).

28. Analiza el texto que figura como introducción de esta lección y responde a las siguientes cuestiones:

a) ¿La presencia de materiales sólidos en suspensión modifica el albedo? ¿Por qué?

b) ¿A qué subsistemas del planeta afectaron las interacciones producidas como consecuencia de laerupción del Krakatoa en 1883?

c) ¿Una actividad volcánica anormalmente intensa podría generar un cambio climático? ¿Por qué?

Plataforma de abrasión

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El 26 de noviembre de 1883 los granadinos disfrutaron de una de las puestas de sol más maravillosas que serecuerdan. En el cielo se sucedían los amarillos, naranjas y rojos con una intensidad inusual. El espectáculose repitió durante los siguientes días y no fue exclusivo de Granada, también se observó en Londres y enotras ciudades europeas. Aquel invierno fue anormalmente frío.

Mientras los europeos contemplaban estos atardeceres, en la isla de Java, a miles de kilómetros de Europa,sus habitantes aún se esforzaban por reparar los daños causados por una enorme ola que tres meses anteshabía arrasado la costa, destruyendo aldeas y provocando la muerte de miles de personas. No lejos de allí,en el estrecho de Sonda (Indonesia), el 27 de agosto se había producido una violenta erupción volcánicaque hizo saltar por los aires más de la mitad de la isla de Krakatoa.

Con más frecuencia de la que sospechamos, los cambios producidos en un lugar de la Tierra tienen efectosplanetarios. En este caso, los maravillosos atardeceres, el frío invierno y el tsunami destructor eranconsecuencias de la erupción del Krakatoa que había lanzado al aire 54 km de cenizas y otros materialessólidos. El polvo que quedó en suspensión en la atmósfera causó aquellas puestas de sol y redujo un 10% laradiación solar que alcanzaba la superficie terrestre, haciendo bajar la temperatura en todo el planeta.

a) Sí, incrementa el albedo porque las partículas en suspensión reflejan las radiaciones solares.

b) A todos: a la geosfera, a la hidrosfera y a la atmósfera, pero también a la biosfera.

c) Sí, porque incrementa el albedo, que hace disminuir la temperatura. Al bajar la temperatura aumentará lasuperficie cubierta por el hielo, lo que a su vez incrementará el albedo. Pero también incrementa el contenidoen CO2 y esto actúa en sentido contrario con la diferencia de que su presencia en la atmósfera es mucho másestable que la de los aerosoles. De manera que a corto plazo bajaría la temperatura, pero a medio y largo plazola incrementaría.

29. Las cordilleras orientadas transversalmente a los vientos dominantes actúan como barreras que obligan alaire a ascender. Con ello, el aire se enfría, el vapor de agua se condensa y se producen precipitaciones en ellado de barlovento. El aire que llega al otro lado de la cordillera (sotavento) es ya seco. Este efecto climáticode las cordilleras se llama “sombra pluviométrica”.

a) ¿Influirá la sombra pluviométrica en el modelado de la cordillera?

b) ¿Qué zona se erosionará más?

a) Sí, influirá en el modelado de la cordillera que será diferente en la zona de barlovento y en la de sotavento.

b) Se erosionará más la de barlovento.

30. En los casos de sombra pluviométrica, la erosión se concentra a un lado de las montañas mientras que elreajuste isostático afecta a todo el bloque montañoso.

¿Afectará esta interacción a la altura que alcance el terreno a uno y otro lado de la cordillera?

La distribución asimétrica de la erosión de una cordillera motivada por la sombra pluviométrica ha sido citada pordiversos autores como un mecanismo que puede hacer elevar la altura de una cordillera, ya que la erosión afectafundamentalmente a una parte mientras que la recuperación isostática afectará al conjunto.

SotaventoBarlovento

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31. El suelo se sitúa en la interfase de los cuatro subsistemas terrestres que se han delimitado (atmósfera,hidrosfera, geosfera y biosfera) y es el resultado de las interacciones que se producen entre ellos.

Explica algunas de las interacciones que permiten la formación de un suelo fértil a partir de una superficierocosa.

En la formación de los suelos intervienen procesos de diversa naturaleza, los más importantes están relacionadoscon la meteorización física y química, así como con la intervención de los seres vivos. E implicarían interaccionesentre geosfera y atmósfera, entre geosfera e hidrosfera y entre geosfera y biosfera.

32. En los últimos trescientos años se han producido en Canarias diez erupciones volcánicas. De ellas, dos hansido en Lanzarote, cuatro en Tenerife, una en El Hierro y tres en La Palma, la última en 1971 (volcánTeneguía). Responde a las siguientes cuestiones:

a) ¿Habrá más erupciones en el futuro?

b) ¿Cuál sería una predicción fundada?

a) Sí, no hay duda de que se producirán más erupciones en el futuro, ya que es una zona volcánicamente activa.

b) Lo que no puede hacerse es decir cuándo ocurrirá. En los últimos siglos se han producido a un ritmo medio deuna cada 30 años y, por tanto, no debería de tardar mucho en producirse otra, pero no puede saberse cuándoni dónde.

De profundización

Cuando se expone el ciclo del agua suele hacerse considerando períodos de tiempo cortos, por lo que selimita a su circulación externa. Desde una perspectiva geológica, el ciclo del agua debe incorporar losintercambios que se producen con el manto. Haz un esquema que lo represente.

33.

Condensación

Precipitación

Evaporación

Magmatismo

Subducción

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34. El mapa geológico de la derecha corresponde a una llanura, y en él figuran los ejes de dos pliegues, unsinclinal y un anticlinal.

a) ¿Cómo son los contactos entre los distintos materiales?

b) Haz el corte geológico AA’.

c) Suponiendo que los materiales se encuentran en disposición normal, ¿cuál es el material más antiguo? ¿Y el más moderno?

a) Son contactos normales.

b)

c) El material más antiguo serán las calizas situadas en el eje del anticlinal. El más moderno serán las arenas deleje del sinclinal.

A’A

45º45º45º

AreniscasCalizasArcillas SinclinalAnticlinal

N

A’A

45º 45º 45º

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