Inicio. MEVYT en voz. Módulo: Nuestro Planeta, la Tierra

El grafito que tienen los lápices y los diamantes está hecho del mismo elemento, el carbono. Sin embargo, los dos son muy diferentes en cuanto a su apariencia, textura y dureza, entre otras propiedades.

El grafito del lápiz tiene distribuidos de manera irregular los átomos que lo forman, lo que hace que se quiebre con facilidad. Por el contrario, los átomos de carbono del diamante están dispuestos en forma geométrica perfecta, por lo que es muy difícil romperlo. Las diferencias que presentan el grafito y el diamante, a pesar de estar hechos del mismo elemento, se explican por la forma en cómo están organizados sus átomos.

Todo lo que se encuentra en la naturaleza es materia formada por átomos, que son partículas diminutas imposibles de observar a simple vista. La apariencia de las cosas, su resistencia y el estado físico en que se encuentran, ya sea sólido, líquido o gaseoso, depende de la forma como estén organizados los átomos que los forman.

Hay cambios que no afectan la naturaleza o composición química de las sustancias, es decir, no provocan que una sustancia se transforme en otra; a esto se le conoce como cambios físicos. Por ejemplo, cuando golpeamos una roca con un martillo se forman pedazos de roca pequeños y cuando el agua se congela se transforma en hielo. En ambos casos, hay cambios únicamente en las características físicas, es decir, en la apariencia o la forma de la roca y del agua.

Por el contrario, existen otros cambios con los que se puede alterar la naturaleza o composición original de las sustancias. Por ejemplo, cuando el carbón arde, las cenizas que quedan de él no tienen las características del carbón, su naturaleza cambió, dejo de ser carbón para convertirse en ceniza; a estos cambios se les llama cambios químicos.

Cuando un cuerpo o sustancia recibe calor, su temperatura aumenta. Entre más se calienta un cuerpo o una sustancia, las moléculas se mueven con mayor rapidez. Por ejemplo, al calentar el agua, sus moléculas, que estaban casi en reposo, se mueven cada vez más rápido hasta que, al hervir, las fuerzas que las mantenían unidas se rompen y el agua empieza a evaporarse, es decir, pasa al estado gaseoso. Por el contrario, cuando el agua cambia a hielo, sus moléculas se mueven cada vez más despacio al estar más juntas.

El agua potable puede contener una cierta cantidad de microorganismos patógenos, minerales y otros elementos químicos; es incolora, inodora, transparente y sin sabor.

Es importante considerar que el agua también puede sufrir cambios por contaminación, cuando, por ejemplo, sus características en estado líquido son modificadas por sustancias que provocan que no sea potable.

La utilización de diferentes productos para limpiar nuestra casa cambia las características o propiedades del agua, debido a la suma de compuestos químicos que contienen los productos de limpieza.
Este cambio en el agua potable podemos reconocerlo al percibir la aparición de color y olor en el agua, que no se tenían antes de agregar el producto de limpieza.

Aunque existen plantas de tratamiento para limpiar el agua, éstas son insuficientes, por lo que el agua que llega a los ríos, lagos, lagunas y mares muchas veces está contaminada.

El agua potable es indispensable para la existencia de todas las formas de vida, incluyendo la humana. Ésta es consumida por el ser humano y los demás seres vivos sin riesgo de contraer enfermedades.

La espuma de los detergentes contiene sustancias químicas que al acumularse en los ecosistemas acuáticos provocan el incremento de algas y plantas, como el lirio, que limitan la producción del oxígeno necesario para otros organismos del lugar.

Tanto las plantas acuáticas como las terrestres son organismos autosuficientes que, a diferencia de los animales, pueden producir sus propios alimentos por medio de la fotosíntesis, para la que la luz solar es de gran importancia.

Las algas se pueden percibir como un limo verde azul sobre la superficie de las aguas estancadas.

La fotosíntesis

En la fotosíntesis las plantas transforman la energía solar o luminosa en energía química. El producto principal de ese proceso es la glucosa, un tipo de azúcar. Para fabricarla, los vegetales necesitan dos compuestos: el agua que absorben por las raíces y el dióxido de carbono que las hojas de las plantas terrestres toman del aire y las acuáticas del que se encuentra disuelto en el agua.

El color verde de las plantas se debe a una sustancia llamada clorofila, que es la responsable de capturar la energía luminosa para la fotosíntesis; la clorofila se encuentra dentro de cada célula vegetal.

Las plantas no tienen ojos, nariz u oídos como otros seres vivos. Sin embargo, son capaces de percibir características del ambiente, por ejemplo, la fuerza del viento, la cercanía de un organismo, la presencia, intensidad y duración del sol. Incluso son capaces de reaccionar ante esas propiedades ambientales. Por ejemplo, una planta cerca de una ventana se orienta o busca la luz del sol. Esta reacción es controlada por sustancias químicas u hormonas que produce la planta y que hacen que ésta se dirija o crezca en dirección al sol; este fenómeno se llama fototropismo.

Las plantas también perciben, reconocen la hora del día y la época del año. Regulan su descanso durante los periodos de oscuridad y, en el día, producen néctar para atraer a insectos que les ayudan en el proceso de reproducción. Cuando los días se acortan y el otoño se acerca, algunos árboles y plantas pierden sus hojas para evitar la pérdida de agua, es decir, se preparan para las inclemencias del invierno.

Los ciclos en la tierra

En la Tierra existen diversos acontecimientos y cambios que ocurren  con cierta regularidad en el tiempo. Por ejemplo, los que suceden cuando se pasa del día a la noche; mientras que otros pasan mes con mes, como la forma de la luna y algunos más ocurren a lo largo del año.

La Tierra mantiene un movimiento constante alrededor de su propio eje, de oeste a este. El tiempo que tarda en dar una vuelta completa es, aproximadamente, de 24 horas. Una de las pruebas de la existencia de este movimiento son las fotografías que se han tomado del planeta desde el espacio por los satélites artificiales.

Este movimiento es conocido como rotación de la Tierra. La rotación provoca que todas las regiones del planeta sean iluminadas por el Sol y pasen a la oscuridad conforme avanza el giro. Si no existiera el movimiento de rotación, la duración aproximada del día y de la noche sería de seis meses para cada uno. Este movimiento también provoca la diferencia de horas en lugares distintos.

El cambio del día a la noche influye en la forma como se comportan los organismos vivos. Algunas plantas tienen un reloj interno o biológico que les permite controlar sus funciones durante el día. Por ejemplo, son capaces de abrir sus flores a la hora en que vuelan los insectos que las polinizan, es decir, que las ayudan a realizar su reproducción.

La duración del día y de la noche son periodos más o menos regulares durante todos los meses del año y se convierten en señales que indican a las plantas qué función han de realizar.

La Tierra, al mismo tiempo que gira sobre su eje, se traslada alrededor del Sol en un recorrido o camino elíptico que se conoce como órbita de la Tierra. Este movimiento se llama de traslación y dura aproxima­damente un año.

El movimiento de traslación y la inclinación del eje de la Tierra dan como resultado las estaciones del año: primavera, verano, otoño e invierno. La inclinación del eje hace que en la parte superior del planeta, conocido como hemisferio norte, haya una estación distinta a la del hemisferio sur. Es decir, cuando en el hemisferio norte es verano, en el hemisferio sur es invierno.

Los movimientos de rotación y traslación generan cambios también en los seres vivos que habitamos el planeta.

Cuando los días se acortan y la temperatura empieza a bajar es la señal que les indica a un tipo de árboles que el otoño ha llegado y empiezan a cambiar el color de sus hojas y luego las dejan caer, como una forma para prepararse y poder sobrevivir a los cambios del ambiente.

Los animales también responden a los cambios del ambiente. Por ejemplo, un tipo de colibrí que vive en Estados Unidos, al llegar el otoño, viaja aproximadamente 3 mil 200 kilómetros para llegar a Centroamérica y esperar a que pase el invierno. Año con año repite la hazaña, no cambia la dirección de su camino. Para guiarse en su camino toma como referentes algunas características del paisaje como ríos, montañas, costas, orientación del Sol o de otras estrellas durante la noche.

Las aves que migran, generalmente lo hacen de norte a sur, en el periodo de invierno; algo semejante sucede con las mariposas, los murciélagos, los patos, los cisnes, entre otros animales, que realizan sus migraciones anuales cuando se acerca el invierno.

El ciclo del agua

El ciclo hidrológico comienza con la evaporación del agua desde la superficie del océano. A medida que se eleva, el aire humedecido se enfría y el vapor se transforma en agua: es la condensación. Las gotas se juntan y forman una nube. Luego, caen por su propio peso: es la precipitación. Si en la atmósfera hace mucho frío, el agua cae como nieve o granizo. Si es más cálida, caerán gotas de lluvia.

Una parte del agua que llega a la tierra será aprovechada por los seres vivos; otra escurrirá por el terreno hasta llegar a un río, un lago o el océano. A este fenómeno se le conoce como escorrentía. Otro poco del agua se filtrará a través del suelo, formando capas de agua subterránea. Este proceso es la percolación. Más tarde o más temprano, toda esta agua volverá nuevamente a la atmósfera, debido principalmente a la evaporación.

Al evaporarse, el agua deja atrás todos los elementos que la contaminan o la hacen no apta para beber, como sales minerales, químicos, desechos. Por eso el ciclo del agua nos entrega un elemento puro. Pero hay otro proceso que también purifica el agua, y es parte del ciclo: la transpiración de las plantas.

Las raíces de las plantas absorben el agua, la cual se desplaza hacia arriba a través de los tallos o troncos, movilizando consigo a los elementos que necesita la planta para nutrirse. Al llegar a las hojas y flores, se evapora hacia el aire en forma de vapor de agua. Este fenómeno es la transpiración.

Otros cambios cíclicos

En nuestro planeta se presentan constantes modificaciones en los materiales o sustancias que forman el suelo, el agua o los gases.

La tierra o suelo sufre constantes modificaciones, resultado de fuerzas provenientes del interior del planeta y de fuerzas que actúan en la superficie. Los movimientos internos son provocados por el acomodo de las capas del interior. La parte superior de esas capas tiene mayor actividad, que podemos percibir mediante la actividad volcánica y los sismos o temblores.

En la superficie, la acción del viento, del agua y la actividad de los seres vivos producen una gran variedad de cambios en la forma y composición de la Tierra. Por ejemplo, la acción de erosión que tiene el agua cuando fluye con fuerza sobre la tierra o suelo puede llegar a formar grandes depresiones o, por el contrario, montes.

Uno de los cambios más importantes que ocurren en la naturaleza son las transformaciones cíclicas que tiene el agua. Las características de este líquido la hacen indispensable para la vida. Se piensa que fueron lluvias torrenciales las que hicieron posible que la Tierra se enfriara, haciendo posible la vida.

El principal movimiento de este vital líquido ocurre mediante la evaporación del agua de los mares y, en una proporción menor, de ríos y lagunas.

Se puede iniciar la observación del ciclo del agua, en la superficie de los mares, ríos y lagos. Ahí, mediante la evaporación, el agua, en forma de gas, se eleva hacia las capas altas de la atmósfera y forma nubes, que son transportadas por el viento. En la siguiente etapa del ciclo, el agua se condensa y forma gotas que caen en forma de lluvia. Si la temperatura es lo suficientemente baja, entonces el agua se hace sólida y cae en forma de granizo o nieve.

Ya en la tierra, el agua puede tomar diferentes caminos:

• Puede escurrir en forma de arroyos y ríos y llegar a lagos y mares. En la superficie de estos cuerpos de agua, el ciclo volverá a empezar.
• Puede infiltrarse a través de poros y fisuras del suelo, formando los mantos de agua subterránea. Es común que esta agua vuelva a salir a la superficie en forma de manantiales, o directamente al mar, en donde el ciclo volverá a empezar.
• Puede ser retenida por los seres vivos. En este caso, parte del agua se reintegra al ciclo cuando los seres vivos transpiran (principalmente las plantas), o por medio de la transpiración y la orina en los animales, incluido el ser humano.

En la naturaleza existen otros elementos indispensables para dar continuidad a la vida, entre ellos están los siguientes: carbono, oxígeno, nitrógeno, fósforo, azufre, entre otros. Todos estos elementos circulan en el ambiente con la ayuda de los seres vivos, el aire, el agua y la tierra.

El nitrógeno es un elemento importante porque es componente de las proteínas de todo ser vivo. Además, junto con el fósforo y el potasio, es uno de los principales nutrientes de las plantas.

Las plantas no son capaces de utilizar el nitrógeno de la atmósfera; antes tiene que ser transformado en amoniaco, que es la combinación del nitrógeno con el oxígeno. Para que esto suceda, se fija al suelo por bacterias que se encuentran en las raíces de plantas leguminosas, como el frijol, la lenteja, el chícharo y la alfalfa. El nitrógeno también puede ser transformado mediante procedimientos industriales, durante la producción de fertilizantes, o en la atmósfera, por la influencia de los rayos o las descargas eléctricas.

Continuando con el ciclo, el nitrógeno pasa de las plantas a los animales herbívoros, después a otros animales, para luego regresar al suelo en forma de amoniaco y urea, producto de las excreciones de animales. Finalmente, las bacterias desnitrificantes reintegran a la atmósfera el nitrógeno en forma de gas.

El carbono se puede encontrar en la naturaleza como bióxido de carbono; este gas es resultado de la respiración de organismos vivos microscópicos, plantas y animales.

Las plantas utilizan este gas para elaborar sus alimentos durante la fotosíntesis. Cuando un animal herbívoro se alimenta comiéndose a la planta, consume el carbono que hay en ésta; luego, el animal herbívoro puede ser consumido por uno carnívoro. Cuando ambos animales mueren, sus restos, al igual que los de las plantas, son descompuestos por microorganismos que toman el carbono y lo regresan nuevamente a la atmósfera en forma de gas.

El oxígeno es un gas que la mayoría de los seres vivos utilizan para realizar su proceso de respiración. El oxígeno se requiere para realizar cualquier combustión. Forma parte de un proceso muy importante: la fotosíntesis. Durante ésta, la acción de la energía solar hace que las moléculas que componen el agua se separen: por un lado se obtiene el hidrógeno, que es necesario para que la planta produzca azúcares, y por otro, el oxígeno, que es liberado a la atmósfera.