1. Explorando el Universo

1.1. Modelos del Universo

• Modelo Geocéntrico: Propuesto por Ptolomeo en el siglo II d.C. y vigente hasta el siglo XVI, postulaba que la Tierra era el centro del universo.
• Modelo Heliocéntrico: Desarrollado por Nicolás Copérnico en el siglo XVI, establecía que el Sol era el centro del universo, y que la Luna giraba en torno a la Tierra, la cual a su vez giraba sobre su propio eje.
• Modelo Actual: El universo se concibe como una red de filamentos formados por supercúmulos de galaxias, que a su vez están compuestos por cúmulos de galaxias, y estos por sistemas con millones de estrellas.

1.2. Componentes del Universo

• Galaxia: Sistema masivo compuesto por millones de estrellas, nebulosas, materia y energía oscura, unidos gravitatoriamente. Están en continua expansión y se clasifican según su forma en elípticas, espirales e irregulares.
• Nebulosas: Extensas masas de gases y polvo. A partir de ellas se originan las estrellas, o bien, son restos de estrellas que han muerto.
• Planetas: Cuerpos celestes que giran alrededor de una estrella, con masa suficiente para tener forma esférica y haber despejado su órbita.
• Planeta Enano: Cuerpos celestes que giran en torno a una estrella, con masa suficiente para tener forma esférica, pero no para haber despejado su órbita.
• Estrella: Cuerpo celeste con una masa tal que en su interior se producen reacciones de fusión nuclear.

2. El Sistema Solar

El Sistema Solar está formado por:

• Una estrella: el Sol.
• Planetas:
  • Interiores: Mercurio, Venus, Tierra y Marte. Son más pequeños, más densos, tienen superficie rocosa y atmósferas pequeñas.
  • Exteriores: Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.
  • Enano: Plutón.
• Satélites: Cuerpos que giran alrededor de un planeta, como la Luna.
• Cuerpos menores: Asteroides, centauros y cometas.

2.1. Origen del Sistema Solar

La teoría planetesimal explica el origen del Sistema Solar. Hace 4600 millones de años, existía una nebulosa cuyo colapso originó:

• El protosol (el primer Sol), del que procede el Sol actual.
• El disco gravitatorio: Constituido por partículas de gas y polvo que se agruparon formando planetesimales, que a su vez se unieron formando protoplanetas y, tras el barrido de sus órbitas, los planetas.

2.2. Evolución Estelar

Cuando una nebulosa de hidrógeno se colapsa, se inicia una reacción nuclear que marca el nacimiento de una estrella. Al agotarse el hidrógeno del núcleo, se produce la fusión de hidrógeno para dar helio en la parte externa. Cuando una estrella muere, se expande y se vuelve roja. Hay dos tipos de evolución:

• Si la estrella tiene una masa media, se convierte en una enana blanca y luego en una enana negra.
• Si la estrella tiene una masa más de 8 veces la del Sol, se convierte en una supernova.

3. El Big Bang: Origen del Universo

La teoría del Big Bang explica el origen del universo. Se distinguen cuatro etapas:

1. Tiempo cero (hace 13700 millones de años): No existía la materia ni el tiempo, solo el espacio y energía concentrada en un punto menor que una fracción de átomo.
2. Gran Explosión: Se produjo una explosión y el universo se expandió y enfrió, transformando la energía en materia y formándose las primeras partículas subatómicas. Aparecen la materia y el tiempo.
3. Formación de átomos de hidrógeno: Con la expansión y el enfriamiento, las partículas subatómicas se agregaron para formar átomos de hidrógeno.
4. Formación de galaxias: Los átomos, por atracción gravitatoria, se agregaron formando gigantescas nubes que constituyen las galaxias. En ellas, gracias a la fusión nuclear, se produjo el nacimiento de las estrellas. Al envejecer algunas estrellas, se formaron elementos pesados como carbono, silicio, oxígeno, etc., que constituirían la materia con la que se formarían los planetas y la vida.

3.1. El Futuro del Universo

Existen tres posibles futuros para el universo:

1. Si la densidad del universo es mayor que una densidad crítica, se llegará al tiempo cero por un gran colapso y la expansión se frenaría (universo finito).
2. Si la densidad del universo es menor que la densidad crítica, el universo se expandiría cada vez más rápido, en un proceso conocido como Big Freeze o Gran Congelación (universo infinito).
3. Si la densidad del universo es igual a la densidad crítica, la expansión se iría desacelerando hasta llegar a cero, alcanzando un equilibrio (universo infinito).

4. La Tierra: Formación y Estructura

La Tierra se formó hace 4600 millones de años. El proceso consta de:

• Formación del protoplaneta: Debido a la unión de planetesimales en el disco giratorio.
• Diferenciación por densidades: El calor liberado por el choque de los planetesimales produjo la fusión generalizada de la Tierra y la diferenciación por capas. Los materiales más pesados se hundieron hacia el núcleo y los más ligeros ascendieron hacia la superficie, escapando algunos gases.
• Enfriamiento de la superficie y formación de océanos: Conforme la Tierra despejó su órbita, la superficie se enfrió y el vapor de agua se licuó, formando los mares y océanos.

4.1. Origen de la Luna

Se cree que un astro impactó sobre la Tierra y parte de los materiales desprendidos en la parte externa quedaron unidos y orbitando alrededor de la Tierra, formando la Luna.

4.2. La Atmósfera

La atmósfera es una capa gaseosa que envuelve la Tierra y está unida a ella por la gravedad. Actúa como protector de las radiaciones solares y regula la temperatura.

4.2.1. Composición de la Atmósfera

• 78% Nitrógeno
• 21% Oxígeno
• 0.93% Argón
• 0.03% Dióxido de carbono

4.2.2. Estructura de la Atmósfera

Atendiendo a la variación de la temperatura, se diferencian varias capas.

5. Procesos Geológicos Externos

Son llevados a cabo por los agentes geológicos externos (agentes atmosféricos), principalmente ríos, glaciares, viento y arroyos. Son responsables de la destrucción del relieve y funcionan gracias a la energía solar.

Los principales procesos geológicos externos son:

• Meteorización: Es la rotura física y la alteración química de la roca in situ, producida por los agentes atmosféricos.
  • Física: Producida por agentes físicos como la presión y la temperatura, causa la rotura de la piedra.
  • Química: Producida por sustancias químicas como el agua con oxígeno y CO₂.
• Erosión: Es el desgaste del terreno debido a que los materiales procedentes de la meteorización han sido desplazados a zonas más deprimidas.
• Transporte: Consiste en el traslado de los materiales de un lado a otro.
• Sedimentación: Es el depósito de los materiales en zonas deprimidas de la corteza cuando cesa la energía.
• Formación de rocas sedimentarias: A partir de los sedimentos se forman rocas sedimentarias.

5.1. Definición de Relieve

El relieve es el conjunto de formas de la superficie terrestre, tanto por encima como por debajo del agua. Estas formas se deben a las construcciones.

6. Procesos Geológicos Internos

Son llevados a cabo por los agentes geológicos internos, como la presión y la temperatura. Son responsables de la construcción del relieve, como las cordilleras, y funcionan gracias a la energía interna de la Tierra, llamada energía geotérmica. Esta energía tiene un doble origen: la desintegración de elementos radiactivos y el calor residual de la formación de la Tierra.

• Magmatismo (Volcanes): Origina las rocas magmáticas o metamórficas. Un volcán se produce cuando sale roca fundida (magma) del interior de la Tierra a través de grietas. Cuando el magma se enfría, se endurece y forma la roca volcánica.

6.1. Productos que emite un volcán

• Gaseosos: Vapor de agua, dióxido de carbono, monóxido de carbono, compuestos de azufre, etc.
• Líquidos: La lava es magma desgasificado.
• Sólidos: Fragmentos sólidos o trozos de roca arrancados del edificio volcánico.

6.2. Partes de un volcán

Cráter, chimenea volcánica, cámara magmática y cono volcánico o edificio volcánico.

6.3. Tipos de erupciones volcánicas

• Erupciones efusivas: La lava es muy fluida y sale del cráter.
• Erupciones explosivas o violentas: La lava es viscosa, de manera que obstruye la salida y los gases se deslizan con dificultad, provocando grandes explosiones al salir.

• Terremotos: Es la vibración del terreno por la liberación brusca de energía elástica almacenada en las rocas cuando se fracturan, originando una falla, o se reactiva una falla. Se localizan en los bordes o límites de las placas litosféricas y, sobre todo, en las dorsales. El lugar donde se libera la energía se llama foco sísmico o hipocentro, y el epicentro es la zona de la superficie terrestre situada en la vertical del hipocentro.

6.4. Parámetros para medir los terremotos

• Escala de Richter: Mide la energía elástica liberada. Va de 0 a 9 grados.
• Escala de Mercalli: Mide los daños originados por un terremoto. Va del I al XII.

• Deformaciones: Los materiales terrestres sometidos a fuerzas de tensión, compresión y cizalla pueden sufrir deformaciones elásticas, plásticas o bien deformaciones frágiles o por roturas, formando pliegues, fallas inversas y mantos de corrimiento. Estas dos últimas se dan por roturas.

7. La Teoría de la Tectónica de Placas

Según esta teoría, la litosfera está dividida en placas litosféricas, que pueden ser oceánicas, continentales o mixtas. Las placas litosféricas se mueven arrastradas por los movimientos convectivos que se producen en el manto. Estos movimientos causan la interacción entre los bordes de las placas y originan los procesos geológicos internos.

• Oceánicas: La placa más grande es la placa Pacífica. También destaca la placa de Nazca.
• Mixtas: Euroasiática, Norteamericana, Sudamericana, Africana, Indoaustraliana y Antártica.

7.1. Tipos de bordes de las placas

• Constructivos o divergentes: Coinciden con las dorsales oceánicas. En ellos, las placas se separan y sale magma de la astenosfera que, al enfriarse, forma litosfera oceánica.
• Destructivos o convergentes: Coinciden con las zonas de subducción, en las cuales las placas convergen y las de litosfera oceánica, al ser más densas, se introducen en el manto y se destruyen. En el borde de la otra placa se pueden formar cordilleras.
• Pasivos: Coinciden con las fallas transformantes. Aquí ni se construye ni se destruye litosfera, solo se desliza lateralmente.