Big Bang, ones sísmiques i fenòmens geològics

Teoria del Big Bang

Segons la teoria del Big Bang, o la gran explosió, l'univers es va originar com a conseqüència d'una gran explosió de matèria i energia continguda en un espai molt petit. Degut a l'altíssima densitat i temperatura de la matèria en aquest espai original, després de l'explosió la matèria es va expandir i va anar xocant en determinades zones, afavorint la seva agrupació.

Va anar formant estels, galàxies i tots els cossos que trobem avui dia a l'univers.

Proves empíriques que la demostren

1. L'expansió contínua de l'univers. La matèria provinent del Big Bang encara s'està allunyant del punt d'origen de l'explosió.
2. L'existència de radiació còsmica de fons. La radiació còsmica de fons és la radiació remanent en forma de calor.
3. L'abundància d'elements lleugers a l'univers actual. El fenomen de nucleosíntesi primordial va permetre la formació d'elements com l'hidrogen, l'heli i una petita quantitat de liti.

Geosfera

Escorça = sòlid · Mantell = sòlid · Nucli = líquid i sòlid

• La litosfera comprèn tota l'escorça i part del mantell superior.

• L'astenosfera té la mateixa composició que el mantell superior però és més dúctil.

• La mesosfera comprèn part del mantell superior i tot el mantell inferior.

Concepte d'ona

En física, una ona és la propagació d'una fluctuació o pertorbació en alguna propietat de l'espai, com per exemple la densitat, la pressió, el camp elèctric o el camp magnètic. Aquesta fluctuació implica un transport d'energia, però no de matèria.

Ones sísmiques

Mètodes indirectes

Les ones sísmiques són ones de tipus elàstic que es propaguen per les capes de la Terra. Segons el material que travessen, es propaguen a una velocitat determinada.

Les ones sísmiques es poden propagar per l'interior de la Terra o per la seva superfície. Les que es propaguen per l'interior es classifiquen en:

• Ones P: Són les ones primàries, perquè són les primeres que detecta un sismògraf. També s'anomenen ones longitudinals per la manera que tenen de propagar-se. Es poden propagar tant per medis sòlids com líquids.

• Ones S: Són les ones secundàries, perquè són les segones que detecta un sismògraf. També s'anomenen ones transversals per la manera que tenen de propagar-se. Es poden propagar només per medis sòlids.

Les ones sísmiques es poden propagar per l'interior de la Terra o per la seva superfície. Les que es propaguen per l'exterior són les que ocasionen danys durant els terratrèmols, i es classifiquen en:

• Ones L: Són les ones de Love, que produeixen un moviment horitzontal de tall en la superfície terrestre.

• Ones R: Són les ones de Rayleigh, que produeixen un moviment el·líptic retrògrad de la superfície terrestre.

Discontinuïtats sísmiques

Les discontinuïtats sísmiques són canvis en la propagació de les ones sísmiques, i concorden amb el canvi de composició de les capes de la Terra. Així, emprant un aparell anomenat sismògraf, el qual detecta les ones sísmiques, es va poder deduir la composició de la Terra.

Teoria de la deriva continental

El 1912, Wegener va proposar la teoria de la deriva continental, postulant que fa 225 milions d'anys, durant el Mesozoic, la Terra estava formada per un únic supercontinent anomenat Pangea, envoltat per un gran oceà anomenat Panthalassa. Amb el pas del temps, Pangea es va anar fragmentant en blocs que es desplaçaren fins a la distribució actual.

Arguments de la deriva continental

• Geològics: Coincidència de materials i estructures geològiques a ambdós costats de l'oceà Atlàntic.

• Paleontològics: Troballa de fòssils semblants a ambdós costats de l'oceà Atlàntic.

• Biològics: Presència d'organismes, per exemple cargols i anèl·lids, molt semblants a ambdós costats de l'oceà; organismes que difícilment haurien creuat l'oceà.

• Paleoclimàtics: L'estudi dels climes antics revela que continents avui llunyans varen tenir climes molt similars al passat.

• Geogràfics: Coincidència entre relleus i formes de la costa d'ambdós costats de l'oceà Atlàntic, especialment entre l'est d'Amèrica del Sud i la costa del Golf de Guinea a Àfrica.

Cicle de les roques

Meteorització o erosió: Desgast que es produeix en la superfície d'un cos per l'acció d'agents externs com el vent o l'aigua.

Transport: Trasllat dels materials erosionats des d'un lloc per a la seva posterior sedimentació en un lloc diferent.

Sedimentació: Acumulació de materials erosionats i transportats amb la qual s'acaben formant roques sedimentàries. El material erosionat és transportat i s'acumula en zones còncaves anomenades conques sedimentàries.

Terratrèmols

Els terratrèmols són sacsejades de l'escorça terrestre degudes al moviment de les plaques tectòniques o a activitat sísmica.

Mesures de prevenció i mitigació

• Edificis antisísmics.
• Sistemes d'alarma.
• Protocols d'actuació durant i després del terratrèmol.

Tsunami

Els tsunamis són onades gegants causades per terratrèmols submarins, esllavissades o erupcions volcàniques subaquàtiques.

Mesures de prevenció i mitigació

• Sistemes d'alerta precoç.
• Plans d'evacuació en zones costaneres.
• Educació en protocols de resposta.

Activitat volcànica

Amb les erupcions volcàniques s'expulsa lava, materials rocosos en forma de piroclasts, cendres i fum. Tots aquests elements poden provocar danys importants.

Mesures de prevenció i mitigació

• Monitoreig de volcans actius.
• Zones d'exclusió aèria.
• Refugis temporals.

Esllavissades

Les esllavissades són el desplaçament de masses de terra, roques o neu per pendents, sovint causades per pluges intenses, terratrèmols o l'activitat humana.

Mesures de prevenció i mitigació

• Controls de la desforestació.
• Construcció de murs de contenció.
• Monitoratge en zones inestables.

Inundacions

Les inundacions són acumulacions d'una gran quantitat d'aigua sobre un terreny sec ocasionades per pluges intenses o pel desbordament de rius o torrents.

Mesures de prevenció i mitigació

• Creació de zones d'inundació controlada.
• Construcció de dics i sistemes de drenatge.
• Manteniment de vegetació de ribera.
• Vigilància meteorològica.

Sequera i desertificació

La sequera és l'absència prolongada de precipitacions, fent que el sòl passi de ser fèrtil a ser àrid, procés anomenat desertificació.

Mesures de prevenció i mitigació

• Gestió sostenible de recursos hídrics.
• Tècniques d'agricultura resilient.
• Reforestació.

Anticiclons i borrasques

Degut a la densitat de l'aire, la pressió atmosfèrica no és igual en totes les zones. Distingim:

• Anticiclons: Àrees d'alta pressió atmosfèrica. Són masses d'aire fredes, per tant, més denses i més pesants, que exerceixen una elevada pressió sobre la superfície terrestre. L'aire fred tendeix a descendir i estabilitzar-se. Per això, en les zones on hi ha anticiclons fa bon temps.

• Borrasques: Àrees de baixa pressió atmosfèrica. També s'anomenen ciclons o depressions. Són masses d'aire calentes, per tant, menys denses i menys pesants, que exerceixen una baixa pressió sobre la superfície terrestre. L'aire calent tendeix a ascendir i, quan es refreda, a desestabilitzar-se. Per això, en les zones on hi ha borrasques s'originen núvols i precipitacions.

Efecte de la temperatura de l'aire

Segons la teoria cinètico-molecular, quan augmenta la temperatura les partícules tendeixen a vibrar amb major intensitat.

L'aire calent pesa menys (és menys dens) perquè les seves partícules es troben més disperses.

L'aire fred pesa més (és més dens) perquè les seves partícules es troben més properes les unes de les altres.

Si féssim una foto tenint en compte un volum limitat, trobaríem menys partícules que en l'aire fred.

Pressió de l'aire

Sabent que l'aire té massa i pesa, exerceix una pressió sobre la superfície terrestre, que depèn de l'altitud del punt de l'escorça i de la densitat de l'aire, entre altres factors.

Al nivell del mar, diem que la pressió exercida per la columna d'aire situada sobre nosaltres és d'1 atmosfera (atm).