UNIDAD 01

NOCIONES DE GEOCIENCIAS A PARTIR DE FENÓMENOS COTIDIANOS, COMO LLUVIAS, VIENTOS, CLIMA, ENTRE OTROS.

Magnitudes de los fenómenos terrestres. Uso de la notación científica; múltiplos y submúltiplos para las unidades de medida de las dimensiones espacio temporales.

 Las Ciencias de la Tierra hacen uso de métodos, técnicas y conocimientos aportados por varias disciplinas científicas, que contribuyen a descifrar los misterios e interrogantes acerca del planeta. En algunos países, e incluso en el nuestro, se las llama Geociencias para destacar –en forma más breve– que son varias ciencias cuyo objeto de estudio es la Tierra. El conocimiento de un objeto complejo como la Tierra, y de los cambios que en ella se han producido a lo largo de los tiempos, no es campo de acción exclusivo de una determinada ciencia, son muchas las que tienen en común al planeta como centro de sus intereses. Estudiarla por partes, por aspectos y campos de investigación, ha sido de gran ayuda a lo largo de la historia de la humanidad. Sin embargo, esto ya dejó de ser así. Las Ciencias de la Tierra son ciencias integradas o integración de ciencias. ¿Cuáles ciencias?: todas aquellas disciplinas científicas que estudian la Tierra; su estructura; su composición; sus recursos y materiales; su morfología y su funcionamiento; su lugar en el espacio; su relación con los demás astros del Universo; su pasado; cómo y cuánto ha cambiado; su evolución y cómo será en el futuro; entre otros muchos temas. Estas ciencias se integran y complementan para estudiar un planeta excepcional con un delicado equilibrio.

Desde la segunda mitad del siglo XX y en el presente siglo, el surgimiento de problemáticas cada vez más complejas ha hecho que las explicaciones parciales sean insuficientes, lo que ha exigido la búsqueda de nuevas explicaciones más globales e integradoras con el aporte proveniente de distintos campos del saber. Poco a poco, se ha logrado la constitución de equipos multidisciplinarios e interdisciplinarios de científicos de la Tierra para encontrar respuestas y comprender los diferentes procesos y fenómenos globales que se expresan localmente. La Tierra es un todo integrado, es necesario estudiarlo integralmente.

Las Ciencias de la Tierra o Geociencias son el conjunto de disciplinas que estudian la estructura interna, la morfología superficial e interna y la evolución de nuestro planeta. Entre ellas se encuentran la geofísica, la geoquímica, la geología, la sismología, la climatología, la meteorología, la pedología, la hidrología, la geomorfología, y otras muchas. Estas ciencias no pueden ser consideradas como ciencias “terminadas” ya que están en constante evolución, y a su vez suelen ser interdisciplinarias, dado que estudian un mundo complejo y dinámico, cuyas características no pueden considerarse aisladas de su propio medio. Es tanto así, que cada una de las Ciencias de la Tierra a su vez –por las múltiples conexiones que tienen sus campos de estudio– se ramifica en otras disciplinas de especialización y de aplicación, a medida que sus métodos y técnicas se han refinado y se han ido perfeccionando sus instrumentos tecnológicos. Una realidad compleja como la terrestre, exige estudiarla desde múltiples miradas y perspectivas.

Ciencias de lo muy grande y de lo muy pequeño

Estudiar la Tierra nos coloca en la posición de conocer un vasto espacio de dimensiones enormes. Analizar cualquiera de las magnitudes físicas de la Tierra, demanda estar preparados para manejar cifras considerables. Esto acarrea dificultades prácticas para realizar los cálculos y operaciones que se necesitan a fin de estudiar algunas variables físicas de la Tierra. Por esta razón, las Ciencias de la Tierra a menudo utilizan procedimientos que hacen posible representar los macrofenómenos terrestres en forma más manejable –e incluso amigable– para favorecer la fidelidad de sus representaciones sin perder el rigor necesario. Por esto, muchas magnitudes se expresan con la notación científica basada en potencias de diez (10n) para manejar cifras con un número de dígitos reducido y comparar más fácilmente magnitudes entre sí. Por ejemplo, la magnitud masa de la Tierra se expresa 5,9 x 1024 kg, en lugar de escribir 5.973.600.000.000.000.000.000.000 kg que es una cifra que por sí sola resulta complicada de escribir y más aún de comprender. En ocasiones, se hace uso de los múltiplos de las unidades establecidas en el Sistema Internacional de Medidas (SI). Por ejemplo, para expresar la temperatura de un cuerpo, el SI indica el uso de la unidad Kelvin (K). Si necesitamos expresar, digamos, las temperaturas del Universo en el primer segundo de su formación, las cuales eran tan altas que debieron rondar los 1010 K. Podemos entonces hacer uso del múltiplo más cercano a este orden. Podría ser el múltiplo giga (G) y expresar el dato como 100 GK que se lee cien giga Kelvin. Si usamos el múltiplo Tera (T) la expresión de esta temperatura sería 0,1 TK que se lee cero coma uno Tera Kelvin.

Por último, cuando el uso de las unidades fundamentales del SI resulta inconveniente porque el fenómeno a describir es de magnitudes muy grandes o demasiado pequeñas, también existe la posibilidad de usar unidades más apropiadas a la naturaleza del fenómeno.

Un ejemplo de esto lo tenemos en el Universo, donde usar la unidad de medida km para las distancias no resulta práctico, aunque usemos potencias de diez y apelemos a los múltiplos. Las distancias en el Universo son enormes y, como verás más adelante, el mismo está en expansión. Frente a esto, la comunidad científica ha ido proponiendo nuevas unidades, que se han convertido en convenciones de aceptación general. El año-luz (a.l.) y la unidad astronómica (ua) son dos buenos ejemplos para explicar lo que queremos decir. Más adelante y a lo largo de tus estudios de Ciencias de la Tierra, podrás leer un poco más sobre estas y otras unidades que son ampliamente utilizadas en las Geociencias.

En la figura 1.3 se presentan algunas distancias que se consideran habitualmente en los estudios de las Ciencias de la Tierra. Esta imagen permite visualizar bastante bien cómo estas ciencias se mueven entre magnitudes de lo muy pequeño a lo muy grande.

Figura 1.3. Rango de longitudes, distancias o tamaños, de objetos de interés para las Ciencias de la Tierra. Escala expresada en metros y basada en potencias de diez. Entre lo más pequeño y lo más grande existe un rango del orden de 1040.

Ciencias de lo antiguo y lo reciente, de lo lento y de lo súbito

La noción de las distancias es fundamental en las Ciencias de la Tierra para dimensionar los fenómenos que estudia. Esta dimensión espacial es importante, pero es incompleta si no consideramos la dimensión temporal.

Cuando hacemos referencia al tiempo, realmente nos referimos a intervalos o lapsos transcurridos desde el inicio de un evento determinado hasta su conclusión. La medición del tiempo es complicada en la Tierra porque: Los fenómenos se presentan encadenados y sucesivos. Algunos fenómenos pueden ser simultáneos o concurrentes con otros.

Sistema Internacional de Medidas (SI)

La búsqueda de precisión en la medida del tiempo, sigue siendo una línea prioritaria del desarrollo tecnológico y la innovación. Como ejemplo, podemos ver cómo los instrumentos usados en las Geociencias se han ido perfeccionando tanto que es posible detectar diferencias muy pequeñas en la magnitud tiempo.

En el (SI) el segundo (s) es la unidad preferencial para la medición del tiempo. Aunque esta unidad básica sirve para muchos de los fenómenos terrestres como un terremoto o un alud; desafortunadamente no es apropiada para la mayoría de ellos porque ocurren en intervalos de tiempo mayores. Para resolver esta situación, es posible hacer uso de otras unidades como la hora, el día, el año, entre otras. Su uso dependerá del grado de precisión que se necesite para expresar el tiempo. Muchas de estas unidades son irregulares y variables, como el caso del mes que puede extenderse a 30 o 31 días, e incluso 28 o 29 días, como el mes de febrero. Lo mismo ocurre con la duración del año que está asociada a la duración del período en que la Tierra completa un giro en torno al Sol. En algunos eventos las diferencias pueden llegar a ser insignificantes y por tanto no se toman en cuenta. Por ejemplo, todos cumplimos años en la misma fecha de nuestro nacimiento, independientemente de si cada 4 años existe un año bisiesto. ¿Te imaginas lo complicado que sería mantener la unidad año, en 365 días exactos, para cumplir años? Tendríamos que cambiar la fecha cada vez. La edad estimada de la Tierra está por el orden de 4.600 millones de años. Para escribir esta cifra con todos sus dígitos, vamos a confrontar los mismos problemas que en el ejemplo de la masa terrestre. Por lo tanto, para el tiempo se hace uso de los procedimientos que hemos relatado para otras magnitudes: la notación científica y el uso de múltiplos. ¿Cómo escribirías la edad de la Tierra usando estos dos procedimientos?

Las Ciencias de la Tierra estudian fenómenos en una escala que oscila entre rangos de valores de tiempo de gran extensión y de corta duración. En la lectura sobre el tiempo geológico encontrarás la escala de sucesión de eventos más significativos ocurridos en la Tierra desde su formación hace aproximadamente 4.600 M.a hasta nuestros días. Pero el estudio de estos eventos también va a permitir revelar una característica importante para las Ciencias de la Tierra, que nos habla de la naturaleza activa y dinámica de nuestro planeta. Los fenómenos terrestres ocurren permanentemente. Esta dinámica no se detiene. En la figura 1.5 encontrarás un resumen de algunos fenómenos naturales terrestres organizados en función al medio donde ocurren y su duración.

Continuamente se están produciendo procesos de transformación, algunos de los cuales son tan lentos y graduales que la escala de vida humana no es suficiente para apreciar sus consecuencias. Por ejemplo, el relieve se erosiona día a día aunque no lo podamos apreciar directamente. La evidencia de tal desgaste se puede constatar en la cantidad de sedimentos que llevan los ríos. En otras ocasiones, podemos apreciar las transformaciones ocasionadas por los fenómenos naturales, pero sus consecuencias se han hecho tan habituales para las personas que prácticamente las pasan por alto. Ejemplo de este tipo de fenómenos los tenemos en la lluvia, el viento, las mareas, la sucesión de los días y las noches y las estaciones, entre otros.

Junto a estos fenómenos, se presentan eventos súbitos sin que podamos tomar previsiones ante su inminente aparición, sus transformaciones las podemos constatar en forma inmediata y en algunas oportunidades pueden representar verdaderas catástrofes porque su fuerza transformadora ocasiona daños e incidencia desastrosa para las actividades humanas y su infraestructura. Lo relevante del aporte de las Ciencias de la Tierra a este respecto consiste en el conocimiento de que el planeta es un objeto vivo en constante actividad y cuyo proceso de formación aún está incompleto. Si este conocimiento es compartido por toda la población y por la sociedad en su conjunto, las actividades económicas, sociales y ambientales se harán conforme a su naturaleza y en armonía con la esencia del planeta. Es esta la pertinencia social de las Ciencias de la Tierra.

Ciencias de lo que se ve y lo que no se ve

Uno de los desafíos que encaran las Ciencias de la Tierra en sus investigaciones, es la necesidad de realizar experimentos reproducibles para reunir evidencias que apoyen sus hipótesis de trabajo y sus explicaciones a determinados fenómenos terrestres. Estas evidencias provienen fundamentalmente de la observación del medio natural en los trabajos de campo, o en estudios analíticos, teóricos, de modelización y simulación del funcionamiento de la Tierra. Afortunadamente, el gran laboratorio de estas ciencias es el planeta mismo. Por esto, los estudios de campo son la estrategia más habitual en las Ciencias de la Tierra y con campo queremos decir el contacto directo con los materiales, las formas y los eventos tal como se producen en el ambiente Pero no siempre se puede tomar contacto directo con algunos fenómenos terrestres.

Hasta hace muy poco, no era posible tener acceso al fondo de los océanos y a la alta atmósfera. El avance científico y tecnológico ha logrado la exploración de estos espacios. Aún no es posible realizar observaciones directas del interior de la Tierra, con la excepción de la construcción de pozos profundos, otras perforaciones mineras y de la materia que es arrojada desde el interior en las erupciones volcánicas. A falta de estas observaciones, es necesario usar métodos indirectos ayudados por radares, sonares, sensores remotos, el estudio de las ondas sísmicas, la gravedad y el campo magnético terrestre, entre otros métodos. También se realizan experimentos y simulaciones para estudiar el comportamiento de los materiales bajo condiciones similares a las que prevalecen en las profundidades terrestres.

Afortunadamente los modelos científicos de las Ciencias de la Tierra cuentan con el avance tecnológico que contribuye a la mejora y refinamiento de sus observaciones e interpretaciones. Este avance ha traído consigo la posibilidad de interconectar estaciones de trabajo

y de captura de datos a nivel global, lo cual permite un seguimiento permanente de la realidad cambiante del planeta. Igualmente, nuevas técnicas e instrumentos tecnológicos han permitido acceder a lugares a los que antes resultaba muy difícil llegar. El ejemplo más claro de esto es la presencia de plataformas satelitales que monitorean permanentemente las condiciones generales de la Tierra, lo cual facilita la predicción exitosa de eventos, la localización de recursos naturales, entre otros aspectos de interés para el beneficio de la humanidad. Finalmente, el mayor de los retos para las Ciencias de la Tierra reside en la reconstrucción del pasado del planeta bajo condiciones no vistas en la actualidad. Sabemos que la Tierra antigua era muy distinta a la de hoy. No obstante, para las Geociencias la comprensión del pasado, contando con la presencia de los mismos procesos que tienen lugar en el presente, constituye la base primordial para pronosticar cómo las condiciones del futuro pueden llegar a cambiar. Su aporte en este sentido es de enorme valor para encontrar respuestas a los problemas fundamentales que enfrenta la humanidad en nuestro tiempo y los que se tendrá que confrontar a futuro. El trabajo continuo y denodado de las Ciencias de la Tierra con sentido humanista, puede llegar a ser una herramienta fundamental para la creación de una cultura preventiva y solidaria con el planeta; para contribuir a establecer modelos económicos racionales, no depredadores y sostenibles, todo lo cual redundará en la mejora de las condiciones de vida de la sociedad mundial y allanará el camino de la lucha contra la pobreza, porque son los habitantes más pobres los más vulnerables frente a eventos propios de la dinámica terrestre.

¿Qué herramientas son de uso frecuente en las Ciencias de la Tierra?

Entre los equipos se encuentra (ver figura 1.10) la brújula para la orientación adecuada y ciertas mediciones como el rumbo y buzamiento de rocas; cinta métrica para hacer mediciones de espesores y distancias; libreta de notas para el registro de los datos levantados en sitio; lupa de bolsillo 20X o más, para magnificar objetos y superficies a observar; GPS para el posicionamiento de estructuras, localización de hitos georeferenciados y nuestra propia ubicación, altura y otras variables de interés; cámara fotográfica; reactivos como ácido clorhídrico y agua oxigenada para la determinación de carbonatos y materia orgánica respectivamente; mapas con la cartografía básica de la región a estudiar; herramientas como martillo, cincel, mandarria, palas, barrenos, entre otros. Como puedes observar, el trabajo sistemático hecho con las herramientas adecuadas proporcionará información de interés en las Ciencias de la Tierra.

Actividades planteadas

Tema indispensable: Ciencias Tecnología e Innovación

En la República Bolivariana de Venezuela se ha iniciado un proceso de cambio en las políticas públicas, una de ellas ha sido la de una nueva concepción y nuevos retos en el marco de la independencia científica tecnológica, repensando nuevas posibilidades de generar sistemas de producción de conocimiento con conciencia, abrir el debate sobre temáticas que han de converger en los nuevos horizontes de la investigación y la gestión de las ciencias y las tecnologías. Profundizar en el debate de las ideas acerca de las ciencias y lograr una formación a través del plan de alfabetización tecnológica, poniendo en el debate una nueva correlación de fuerza en el mundo académico intelectual de la ciencia y la tecnología.

El plan de la patria propone fortalecer y orientar la actividad científica, tecnológica y de innovación hacia el aprovechamiento efectivo de las potencialidades y capacidades nacionales para el desarrollo sustentable y la satisfacción de las necesidades sociales, orientando la investigación hacia áreas estratégicas definidas como prioritarias para la solución de los problemas sociales, así como también promover la investigación, la innovación y la producción de insumos tecnológicos de bajo impacto ambiental y el rescate de tecnologías ancestrales para la producción y procesamiento agrícola y pecuario, entre otros, aumentando los de eficacia y productividad. Promover la generación y apropiación social del conocimiento, tecnología e innovación que permitan la conservación y el aprovechamiento sustentable, justo y equitativo de la diversidad biológica, garantizando la soberanía del Estado sobre sus recursos naturales. Crear sistemas urbanos ecológicos, con diseños arquitectónicos equilibrados con los ecosistemas naturales que reduzcan los niveles de contaminación ambiental. La Ley de Ciencia, Tecnología e Innovación-LOCTI, marca las pautas relativas al desarrollo científico, tecnológico y de la innovación, el crecimiento y mejora de las formas de producción, la regulación, mejora y aporte tributario del sistema empresarial para el Fondo Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación, por esta vía se ha dado un extraordinario apoyo al Sistema Nacional de Investigación así como al desarrollo estratégico de investigaciones en el subsistema Universitario del país.

En América Latina y en el mundo se ha perfilado con más nitidez una agenda de cuestionamiento a los modelos tradicionales de producción de conocimiento, con paradigmas de gestión científica y sistemas de enseñanza que abren nuevos horizontes para la búsqueda de visiones propias responsables de las transformaciones sociopolíticas y grandes cambios culturales. Para construir una Venezuela potencia es necesario que la formación en la educación media permita fortalecer el desarrollo científico y tecnológico innovando con enfoques, lógicas y métodos que permitan producir sin contaminar, utilizar sin extinguir y consumir de manera responsable y soberana.

Actividad 01:

Enlace 

https://www.youtube.com/watchv=3BtjSczmI6o&index=3&list=PL5UcBz59SvKRRX_4MgQXixDUi2YvBNREG

ConCiencia TV

Independencia Tecnológica - Software Libre Venezolano

Conoce la evolución informática y científica de Venezuela, a través de la creación de empresas nacionales encargadas de implementar tecnologías informáticas libres para el uso gratuito de los venezolanos. Se muestran diversos casos de innovadores que hablan sobre sus prototipos para el desarrollo tecnológico del país.

Revisa el siguiente enlace web, el cual presentara un video corto referente al Software Libre Venezolano, pon atención y responde al final los siguientes interrogantes:

1.       Explica desde tu punto de vista, qué es software privativo, que limita su uso, elabora un recurso que explique la importancia de generar software libre en Venezuela.

2.       Identifica las plantas a nivel nacional que producen software libre, alcances y limitaciones de las mismas.

3.       Desarrolla un mapa de los productos de software libre en Venezuela que apliquen al sistema educativo.

4.       Explique la importancia para los Venezolanos la generación de software libre

Actividad 02:

Organiza una red semántica que analice los sistemas fenomenológicos regionales que sean analizados por las ciencias de tierra, desde la complejidad de los fenómenos a partir del dinamismo, agentes y causas. Por ejemplo, los sísmicos, atmosféricos, hidrológicos, meteorológicos, entre otros.

A continuación mostraremos como se elabora una red semántica

¿Qué es una red semántica? Es un gráfico que facilita la categorización de los conceptos para mejorar la comprensión y el incremento del vocabulario.

Pasos para la elaboración de una red semántica: a) Se debe comenzar con un torbellino o lluvia de ideas para procurar obtener el mayor número de palabras asociadas con el tema. b) Organizar y estructurar semánticamente, es decir, formar agrupaciones con conceptos generados en el punto anterior y aprender los significados de las nuevas palabras surgidas. c) Selección de las palabras concepto.

Características 

• Representación visual de un concepto particular (estructuración de la información en categorías).
• Ayuda a los estudiantes a activar y desarrollar su conocimiento previo estableciendo las relaciones dentro de un tema dad.
• Los óvalos son usados para representar los conceptos y las líneas con flechas y palabras escritas sobre ellas representan las relaciones.
• Las relaciones mostradas pueden ser de clase, de propiedad o propiedades, o bien mostrar ejemplos.

Utilidad

Ayuda a organizar y a integrar información

Ilustra relaciones entre diferentes áreas de contenido.

Puede proporcionar una síntesis de las diferentes actividades de la clase.

Se puede usar a todos los niveles con grupos de diferente tamaño, incluso individualmente.

Es motivador a todas las edades.

Bibliografía

La tierra nuestro dinámico hogar, ciencias de la tierra, quinto año, Colección Bicentenario, Ministerio Del Poder Popular Para La Educación, Caracas 2013.