LLIURAMENT 1: El nostre lloc a l'Univers

1. Univers

El model del Big Bang és la teoria àmpliament acceptada sobre l'origen de l'univers que sosté que l'univers començà a existir bruscament, fa uns 13.700 milions d'anys, en una gegantina explosió i que està en expansió.

Les observacions d'Edwin Hubble demostren aquesta expansió:

quasi totes les galàxies s'estan separant de nosaltres
quan més llunyana és una galàxia, amb més velocitat es separa de nosaltres.

Ho acabareu d'entendre bé consultant aquests recursos:

VÍDEO: Com s'expandeix l'Univers? (00:03:18): Explicació senzilla,amb un globus, de l'expansió de l'Univers
VÍDEO: La nostra història en un minut (00:01:00): imatges i música per resumir en un minut la història de l'Univers i la Terra

Si en voleu saber més, llegiu aquests apunts:

WEB APUNTS: Un univers en expansió

1.1. Diferenciació entre ciència i pseudociència en l'explicació del cosmos

L'astrologia pretén conèixer la personalitat dels individus i els esdeveniments importants que li passaran a la seva vida. Es basa en la posició dels planetes i les constel·lacions.

Una constel·lació és un conjunt d'estrelles fixes i sense relació entre elles que formen un dibuix imaginari. Se separen en doncs en grups arbitraris i en cap cas les estrelles estan relacionades o a distàncies similars.
Si les voleu saber reconèixer podeu consultar aquest ENLLAÇ.

L'astronomia és la ciència que estudia l'Univers, el seu origen i evolució, així com la seva composició: les galàxies, estrelles i planetes.

Una galàxia és un sistema format per milers de milions d'estrelles i núvols de gas i pols còsmica.

Tenen mides diferents: entre pocs milers i bilions d'estels.

Les galàxies es classifiquen segons la seva forma en el·líptiques,espirals i irregulars.

La nostra galàxia és la Via Làctia.

Una estrella és un astre lluminós format per diferents tipus d'àtoms. A l'inici de la seva vida, una estrella similar al Sol conté aproximadament un 75% d'hidrogen, un 23% d'heli i un 2% d'elements més pesats (normalment metalls) aportats per estrelles que van finalitzar el seu cicle abans que ella. La composició d'una estrella evoluciona al llarg del seu cicle, augmentant el seu contingut en elements pesats, i disminuint sobre tot l'hidrogen.

Però... com sabem de què estan fetes les estrelles? pel color de la llum que emeten. Per exemple: l'hidrogen allibera llum de color vermell, el sodi allibera llum de color groc...

Una estrella brilla per les reaccions de fusió de l'hidrogen en heli que es produeixen en el seu nucli:

Resultat d'imatges de fusión hidrogeno helio

L'estrella més propera a la Terra és el Sol, a l'entorn de la qual orbiten objectes que conformen el sistema solar.

Altres estrelles, la majoria de la Via Làctia, són visibles des de la Terra durant la nit, amb una aparença de punts lluminosos fixos al cel per la seva immensa distància des de la Terra. Des de l'antiguitat, les estrelles més prominents s'han agrupat en constel·lacions.

Un planeta és un astre sense llum pròpia que gira al voltant d'una estrella.

Té forma esfèrica, o quasi esfèrica.

Actualment, els planetes que millor coneixem són els del nostre sistema solar que són vuit: Mercuri, Venus, la Terra, Mart, Júpiter, Saturn, Urà i Neptú. Però s'han descobert altres planetes que giren al voltant d'altres estrelles que no són el Sol: els planetes extrasolars.

L'astrologia i l'astronomia van anar de la mà fins que Copèrnic va començar a parlar de l'heliocentrisme i Galileu el va recolzar revolucionant també les observacions amb telescopi.
Mentre que l'astronomia és una ciència, l'astrologia és una pseudociència:

no ha canviat els seus postulats en els darrers segles malgrat tots els avenços científics
té una visió geocèntrica de l'Univers -amb la terra al mig-
fa prediccions tenint en compte les constel·lacions (que ens pot fascinar localitzar una nit d'estiu), però que són figures i formes ideades unint estrelles que no tenen relació.

1.2. Les distàncies a l'Univers

Com que els elements de l'Univers es troben a distàncies molt grans, s'utilitza l'any llum per a mesurar-les i n'heu de saber fer càlculs senzills.
Un any llum és la distància que recorre la llum en un any viatjant a una velocitat de 300.000 kilòmetres cada segon (km/s).
Calculeu quants minuts tarda la llum del sol en arribar a la terra. Feu el càlcul i comproveu la resposta al vídeo:

2. La Terra

El Sistema solar està format el Sol i els objectes que giren al seu voltant, un dels planetes que giren és la Terra.

La Terra es va originar fa uns 4.500 milions d'anys i el seu aspecte actual és molt diferent de l'inicial. Vegeu el següent vídeo breu.

VÍDEO: L'origen de la Terra (00:04:06)

Pel que fa a la seva estructura, ens interessa conèixer les característiques de la litosfera i l'astenosfera:

Litosfera

és la capa més superficial de la Terra
és sòlida i rígida
d'uns 100-150 km
està fragmentada en una sèrie de plaques tectòniques
a les vores o límits de les plaques hi ha volcans i terratrèmols

Font

Astenosfera

és capa que hi ha sota la litosfera
és fluïda i poc rígida ("pastosa")
s'hi produeixen corrents provocats per l'escalfor del nucli de la Terra
aquests corrents desplacen les plaques de litosfera que estan al damunt

Fixeu-vos en les plaques tectòniques revisant aquest mapa.

Segons la teoria de la Tectònica de plaques, les plaques de litosfera es desplacen unes respecte a altres i en el seus límits es poden produir moviments de xoc o separació o de fregament lateral que donen lloc a volcans i terratrèmols.

Diem doncs que entre les plaques litosfèriques pot haver aquests límits:

Límit constructiu o de separació

les plaques es separen (també es poden dir divergents)
es crea nova litosfera quan solidifica l'astenosfera que surt de l'interior
hi ha volcans i terratrèmols

Límit destructiu o de xoc

les plaques col·lisionen (també es poden dir convergents)
es destrueix litosfera quan es va enfonsant i es fon
hi ha volcans i terratrèmol

Límit conservatiu

les plaques es desplacen lateralment
no es crea ni destrueix litosfera
hi ha terratrèmols

Busqueu els tres tipus de límits al mapa de plaques tectòniques anterior.

Reviseu els següents recursos per acabar de consolidar els conceptes:

VÍDEO: Tectònica de plaques (00:03:05)
Tectònica de plaques. Contingut interactiu Teniu un vídeo molt aclaridor així com unes qüestions per consolidar el que s'hi explica.

2.1. Riscos

El risc -sísmic o volcànic- és el resultat de la combinació de la perillositat, la vulnerabilitat i l'exposició.

RISC = perillositat x vulnerabilitat x exposició

La perillositat sísmica o volcànica és la probabilitat que hi ha en un lloc determinat que es produeixi un sisme o un volcà. Tal com hem vist abans amb les plaques tectòniques i el que passa en els seus límits, els sismes i volcans tenen més probabilitat de produir-se en unes zones determinades:

La perillositat sísmica és més elevada en les zones de límit de plaques -de qualsevol tipus-.
La perillositat volcànica és més elevada allà on hi hagi un límit constructiu o destructiu.
La perillositat sísmica i volcànica és més baixa en zones intraplaca.

La vulnerabilitat és el grau de dany esperat en la societat i és independent de la perillositat del lloc:

una estructura pot ser vulnerable i no estar en risc perquè està situada en una zona sense perillositat.

Seria el cas d'una població amb unes construccions sense normes resistents als sismes [vulnerabilitat alta] situada en una zona intraplaca [perillositat baixa]

dues zones amb una perillositat semblant pel que fa als sismes, per exemple situades en límits de xoc, poden tenir un risc molt diferent si tenen construccions preparades [vulnerabilitat baixa] o si no en tenen [vulnerabilitat alta].
la vulnerabilitat disminueix amb construccions sismoresistents i educació de la població davant del risc.

L'exposició és el conjunt de persones, béns, serveis i processos exposats a l'acció d'un perill:

dues zones amb la mateixa perillositat i vulnerabilitat, tindran un risc diferent si en una hi viu molta més gent.

Podeu ampliar aquests conceptes a l'enllaç:

WEB: Institut cartogràfic i geològic de Catalunya

3. L'evolució

Davant l’evidència de la diversitat d’espècies existents, cadascuna adaptada a la multitud de medis que ens ofereix la Terra, s’han elaborat diverses teories que tracten de donar resposta a la pregunta comuna:

d’on venim?

A continuació en teniu dues explicacions el lamarckisme i el darwinisme:

Autor: Jean-Baptiste-Pierre-Antoine de Monet de Lamarck (1744-1829)
Va publicar la seva teoria al 1809, any que va néixer Darwin
El lamarkisme es basa en aquests principis:

Adaptació a l'ambient

diu que els éssers vius intenten adaptar-se a l’ambient que els envolta

Ús i desús

diu que l'òrgan que no és usat s’atrofia i el que és usat es desenvolupa i aquesta característica passa a les generacions següents.

Herència dels caràcters adquirits

diu que totes les característiques adquirides per un ésser viu al llarg de la seva vida passen a la descendència.

Autor: Charles Robert Darwin (1809-1882)
Va justificar la seva teoria a l'obra L'origen de les espècies l'any 1859
El darwinisme es basa en aquests principis:

La variabilitat de la descendència:

Els organismes amb reproducció sexual tenen descendents que són diferents entre si
Alguns d’aquests descendents són més aptes per suportar un determinat canvi o condicions de l’entorn que altres

La selecció natural, que vol dir que:

Si les condicions ambientals canvien o es tornen més hostils, la lluita per la supervivència s’accentuarà
Els organismes que tinguin característiques menys favorables per sobreviure segons les condicions del medi moriran
Els que estiguin millor adaptats al medi pels seus caràcters sobreviuran
I aquests individus que viuen, transmeten les seves característiques a la següent generació


	LAMARCKISME	DARWINISME
Quin és el motor de l'evolució?	La tendència a la complexitat	La selecció natural
Per què es fan les modificacions?	Les indueix el medi ambient	Són variacions espontànies hereditàries
Com va ser l'origen de la vida?	Cada espècie per generació espontània	Totes les espècies tenen un origen únic
Com explicarien l'evolució dels talps? [FONT:nanotecnologiablog.wordpress.com/el-talp/]	Al viure sota terra, els talps no fan ús de la vista. Com a conseqüència, el seu desús va provocar l’atròfia de l’òrgan. Per això, avui en dia els talps no veuen pràcticament res. Els talps, per orientar-se sota terra i caçar, van desenvolupar el tacte. Tenen els sensors del tacte localitzats al nas, ja que excaven de cara i per tant, l’ús prolongat del morro com a localitzador, va desenvolupar la sensibilitat del nas. I ara la tenen molt aguda. El talp, al moure’s per túnels subterranis, utilitza molt les potes davanteres per excavar. Com a conseqüència, aquestes potes es van fer més grans. El talp, també va desenvolupar un sisè dit per tal d’excavar més fàcilment. La cua dels talps, amb el pas del temps, s’ha reduït de tamany. Això és a causa del seu desús. Al no utilitzar-la, aquesta es va anar atrofiant, i per tant es va anar comprimint i escurçant.	Només els organismes més ben adaptats sobreviuen i transmeten els seus caràcters a la descendència. I els individus amb reproducció sexual originen descendents diferents entre ells. Per tant, hi havia talps amb característiques diferents entre ells. I aquells que tenien les característiques que els permetien sobreviure quan la lluita per la supervivència s’accentuava a causa d’un canvi en l’entorn o una menor disponibilitat de recursos, es reproduïen transmetent els seus caràcters mentre que els altres morien. El sentit de la vista provoca una despesa d’energia. Els talps no necessiten tenir-lo, ja que viuen sota terra. Per tant, els que tenen la vista atrofiada tenen una probabilitat de supervivència més alta (selecció natural), ja que s’estalvien energia. Amb el pas del temps, això a provocat que els talps amb la vista més aguda s’extingissin, i que avui en dia, tots tinguin la vista atrofiada. A més, els talps que tenien els ulls descoberts, eren més propensos a les infeccions per la terra que els entrava als ulls i la seva supervivència no es veia afavorida. En canvi, hi havia talps que presentaven una capa de pell als ulls que evitava les infeccions i augmentava les seves capacitats de supervivència i reproduir-se transmetent aquest caràcter als seus descendents. Per orientar-se pel món subterrani, on la vista no serveix gaire, els talps amb el sentit del tacte més desenvolupat són els que tendien a sobreviure més. Amb el pas del temps i gràcies a la selecció del medi, això ha provocat que els talps d’avui en dia tinguin uns sensors del tacte al nas molt aguts per poder detectar les vibracions dels cucs sota terra. Com que els talps han d’excavar per moure’s pels túnels sota terra, els que tenien les potes davanteres més grans eren més propensos a sobreviure. També ho eren els que presentaven un sisè dit. Per tant, avui en dia la majoria dels talps tenen les potes davanteres grans i acostumen a presentar un sisè dit. Tenir una cua llarga suposava un desavantatge considerable, ja que delimitava l’agilitat dels talps. Per tant, a causa de la selecció del medi, la mida de la cua dels talps és força reduïda. En un període de temps llarg, la selecció natural va modelar el talp fins a l’actualitat amb aquests caràcters perquè, com hem vist, són els que li permetien una major supervivència.

El Neodarwinisme segueix l'explicació del darwinisme, però explica a què són degudes les variacions de la descendència:

són mutacions que es fan a l'atzar i són preadaptatives:

l'evolució no és dirigida. No és correcte doncs dir "com que els talps viuen sota terra, naixeran uns individus amb amb ulls molt petits, que són els que després prosperaran millor"
així doncs, primer hi ha els canvis i després actua la selecció natural: neixen individus molt diferents i la selecció natural afavoreix aquells que tenen els ulls més petits

Podeu ampliar l'explicació consultant aquests apunts:

WEB APUNTS: L'evolució

3.1. L'evolució humana

I nosaltres?

Els humans som animals mamífers de l'ordre dels primats, un grup que es fa originar fa uns 65 milions d'anys.
Els humans actuals som Homo sapiens, però abans que nosaltres van existir altres espècies d'humans.

A continuació teniu els punts principals del procés d'hominització que no s'han de confondre amb l'humanització:

HOMINITZACIÓ

És el conjunt de canvis biològics van han donat lloc a la nostra espècie:

La marxa bípeda pels canvis en la columna vertebral i extremitats
La mà prensil que permet manipular objectes
Un augment del crani que permet un gran desenvolupament del cervell respecte d’altres primats
Canvis en l'aparell fonador que permeten el llenguatge articulat

HUMANITZACIÓ

És el procés d'evolució cultural dels humans:

descobriment del foc > permet cuinar els aliments i millorar l'alimentació, fer activitats de nit, protegir-se dels depredadors i del fred
la fabricació d'eines > gràcies a l'alliberament de les mans per la marxa bípeda i al desenvolupament de la mà prensil
les activitats agrícoles i ramaderes
les manifestacions artístiques: pintura, ceràmica, joies...