Geologia, Origen de la Vida i Evolució Humana: Conceptes Clau

La Terra: Formació i Dinamisme

• Està constantment canviant, és dinàmica i en permanent evolució.
• Es va crear fa 4.600 milions d'anys.
• Es va formar a partir d'un disc de gas i pols que girava al voltant del nucli.
• Tots els planetes són esfèrics; la gravetat sempre actua en direcció radial.
• A partir de 480 km, ja no són esferes perfectes.

Planetesimals

Petites congregacions de massa que esdevenen planetes en formació.

Estructura Inicial de la Terra (Prototerra)

La Terra al principi era líquida (la prototerra). Segons la seva densitat, la matèria es va anar reorganitzant: els materials més densos van anar al fons (nucli) i els menys densos, cap amunt.

• Radi de la Terra (RT): 6.370 km.

Capes de la Terra

La Terra es divideix en diverses capes segons la seva composició i densitat:

• Escorça: És la capa més prima (5-80 km de gruix).
  • Escorça oceànica: Molt prima i molt densa.
  • Escorça continental: Molt gruixuda i lleugera.
• Mantell: 2.900 km de gruix, amb temperatures entre 1.000 °C i 3.700 °C. És bàsicament sòlid.
  • Mantell superior (fins a 670 km).
  • Mantell inferior (fins a 2.900 km).
  • Capa D (200 km de diàmetre): Es troba entre el mantell inferior i el superior, i és lava.

El mantell és tota la matèria on es creen corrents de convecció per la diferència de temperatura. La matèria es mou i fa que les plaques es moguin.

• Litosfera: Es troba entre el mantell i l'escorça (100 km de gruix). És on hi ha les plaques tectòniques.
• Nucli: 3.470 km (va dels 2.900 km fins als 6.370 km). És molt dens i la temperatura i la pressió són molt elevades. Està format per ferro i níquel.
  • Nucli extern: Líquid (metall fos).
  • Nucli intern: Sòlid (metalls sòlids).

La Magnetosfera i les Plaques Tectòniques

La Magnetosfera

És una regió al voltant d'un objecte astronòmic on el seu camp magnètic regeix. La generen el nucli intern i l'extern, i és important per protegir-nos del vent solar.

Plaques Tectòniques i Dinamisme Terrestre

L'interior de la Terra està calent, mentre que la superfície és rígida i freda. La superfície està formada per plaques tectòniques, que es mouen lateralment com a conseqüència de l'activitat al seu interior.

Aquest moviment continu és el responsable de la disposició geogràfica dels continents, oceans i arxipèlags. El moviment de les plaques és el principal responsable de la formació del relleu terrestre.

• Plaques grans: 14 o 15.
• Microplaques: Més de 40.

La teoria de la tectònica de plaques es va establir entre el 1960 i el 1970.

Moviments de les Plaques Tectòniques

Les plaques realitzen tres tipus de moviments:

1. Separar-se (Límits divergents): Típic de les plaques oceàniques (es crea escorça).
2. Ajuntar-se (Límits convergents):
   • Subducció: Una placa queda sota l'altra.
   • Col·lisió.
3. Lliscar (Límits transformants): Quan dues plaques llisquen lateralment.

Zones d'Activitat i Conseqüències dels Moviments

Les zones d'activitat del planeta (terratrèmols i volcans) sempre es troben entre els límits de plaques.

Conseqüències Geogràfiques

• Arcs d'illes: Es formen per la subducció de dues plaques oceàniques, una sobre l'altra, formant arcs insulars o arxipèlags constituïts per illes volcàniques.
• Desplaçament continental (Deriva continental): Els continents, en formar part de les plaques, es desplacen amb aquestes.
• Punts calents: A l'interior d'algunes plaques es produeix la sortida de magma des de les zones més profundes del mantell.

Estructures Geomorfològiques

• Falles de transformació: Són fractures enormes de centenars o milers de quilòmetres que travessen dorsals. Es formen entre dues plaques que llisquen.
• Dorsal oceànica: Elevacions situades al centre dels oceans. Poden arribar a la superfície i formar illes volcàniques. Dues plaques se separen i el magma que ascendeix forma un nou fons oceànic. Alhora, els continents situats als dos costats de la dorsal se separen i s'allunyen.
• Zones de subducció i obducció:
  • Subducció: Quan una placa oceànica s'enfonsa sota una continental, s'originen serralades.
  • Obducció: Quan es troben dues plaques continentals, es formen cadenes muntanyoses situades a l'interior del continent.
• Fosses oceàniques: Depressions en forma d'arc, allargades i molt fondes. Exemple: Fossa de les Marianes.

Origen de la Vida a la Terra

La vida es va originar fa 3.500 milions d'anys.

Teories sobre l'Aparició de la Vida

1. Panspèrmia (Origen extraterrestre)

Aquesta teoria, proposada pel químic Arrhenius, suggereix que formes de vida diminutes van arribar a la Terra, escapades d'un altre planeta i transportades per radiació lluminosa. Tot i ser considerada errònia actualment, va ser defensada per molta gent en el seu moment.

2. Panspèrmia Dirigida

Postula que éssers intel·ligents i molt més avançats, procedents d'altres sistemes solars, van sembrar la vida a la Terra.

3. Abiogènesi (Evolució Química)

Es basa en els estudis del bioquímic Oparin, que postula que l'aparició de la vida va anar precedida d'un llarg període d'evolució química. Oparin establia dues condicions necessàries:

• Precursors químics: Gasos de l'atmosfera primitiva (metà, amoníac, vapor d'aigua, hidrogen, àcid sulfhídric).
• Fonts d'energia: La radiació ultraviolada, volcans, descàrregues elèctriques de l'atmosfera, minerals radioactius, etc.

L'Experiment de Miller (1953)

Miller va comprovar la hipòtesi d'Oparin. Va reconstruir les condicions de l'atmosfera primitiva i va sotmetre la mescla a descàrregues elèctriques. Al cap d'uns dies, va analitzar la mescla i va trobar un gran nombre de monosacàrids, aminoàcids, àcids grassos i nucleòtids, destacant les bases nitrogenades que formen l'ADN i l'ARN.

L'ARN va ser la primera molècula capaç de transportar informació hereditària.

Seqüència dels Primers Organismes

La transició de la matèria inorgànica a la vida es resumeix així:

1. Compostos orgànics
2. Monòmers
3. Polímers orgànics
4. Coacervats (petites cambres amb membrana formada per lípids)
5. Cèl·lula procariota heteròtrofa i anaeròbica
6. Quimiosíntesi / Fotosíntesi
7. Cèl·lules autòtrofes aeròbiques
8. Atmosfera amb O₂
9. Capa d'ozó
10. Vida terrestre

Teories sobre l'Evolució de les Espècies

Fixisme (Finals S. XVIII - Principis S. XIX)

Corrent majoritari que considerava que el món sempre havia estat igual i creia en la no-evolució de les espècies.

La gent considerava que els fòssils eren organismes petrificats d'altres èpoques que no tenien relació amb les espècies actuals.

Georges Cuvier i el Catastrofisme

Cuvier va començar a interpretar els fòssils com a restes d'éssers vius que havien desaparegut a causa de grans catàstrofes. Abans de les teories evolutives, tothom defensava el fixisme, ja que era el corrent majoritari.

La Primera Teoria Evolutiva: Lamarckisme

Lamarck va ser el primer a proposar una teoria evolutiva, defensant que la naturalesa havia produït gradualment els diferents tipus d'éssers vius, des del més simple al més complex. La teoria es fonamentava en:

• Els éssers vius tenen una tendència innata al perfeccionament, fet que permet adaptar-se als diferents ambients.
• Els òrgans que més s'utilitzen es desenvolupen, i els que no s'utilitzen s'atrofien (la funció crea l'òrgan).
• Els caràcters adquirits s'heretaven.

Per aquest darrer punt, la teoria és considerada errònia.

Teoria de Darwin o de la Selecció Natural

Va ser una teoria basada en observacions i evidències científiques. Darwin la va anomenar evolució per selecció natural. Va arribar a les conclusions següents:

• En condicions naturals, els éssers vius tenen molta descendència; si tots sobrevisquessin, omplirien el planeta.
• Només una minoria dels éssers nascuts aconsegueixen prosperar.
• Les espècies actuals no coincideixen amb els fòssils, la qual cosa és una evidència que les espècies han evolucionat.
• La naturalesa selecciona els organismes més ben adaptats.
• Els supervivents són els progenitors de la generació següent i transmeten els trets adaptatius favorables.

Quan es va formular aquesta teoria, no s'havia estudiat l'herència genètica i, per tant, no es va poder justificar completament el mecanisme de transmissió.

Neodarwinisme (Teoria Sintètica)

El neodarwinisme diu que les variacions hereditàries són les mutacions, que són canvis permanents en la cadena d'ADN que poden ser deguts a moltes causes.

Charles Darwin va escriure dos llibres històrics: L'origen de les espècies i L'origen de l'home. En aquest darrer, deia que l'home era un producte de l'evolució i que descendia d'antecessors semblants als simis.

El Procés d'Hominizació

Filogènia Humana

La filogènia (arbre filogènic) sempre està en revisió, especialment pel que fa a l'Australopithecus.

Principals Etapes de l'Evolució Humana

L'evolució es va produir durant 4,5-5 milions d'anys:

1. Australopithecus (trobat fa 3,5 milions d'anys)
2. Homo Habilis (2 milions d'anys)
3. Homo Erectus
4. Homo Antecessor (800.000 anys)
5. Homo Neanderthalensis
6. Homo Sapiens (30.000 anys)

Descripció dels Hominins

Australopithecus

Posseïen una postura recta i marxa bípeda. Mesuraven 1,4 m i tenien una intel·ligència semblant a la d'un ximpanzé. (3 espècies: africanus, afarensis, anamensis).

Homo Erectus

Va viure fa 1,8 milions d'anys fins als 27.000 anys. Mesuraven 1,6-1,8 m. Coneixien el foc i tenien eines de pedra més avançades. Caminaven completament drets, tenien braços molt curts i cames més llargues.

Homo Neanderthalensis

Va viure entre 20.000 i 30.000 aC. Tenien una alçada una mica més petita que la nostra, extremitats robustes i cara prominent. Eren recol·lectors i caçadors. Tenien consciència de societat, ja que enterraven els seus morts, i utilitzaven eines més avançades.

Homo Sapiens Sapiens

Apareixen fa 15.000 anys aC. Procedien d'Àfrica, Europa i Amèrica. Tenien un crani alt i ample i posseïen un mentó. Són els humans moderns. Practicaven la pintura rupestre, l'art i l'adaptació cultural.

Factors Clau de l'Hominizació

L'hominizació és l'adequació progressiva de les característiques morfològiques i culturals del llinatge humà. Hi ha una evolució notòria en aquests 4,5-5 milions d'anys:

• Marxa bípeda: Aporta més resistència, allibera les mans i permet canvis en l'alimentació.
• Adquisició del llenguatge: Capacitat de comunicació i pensament simbòlic.
• Cultura: Desenvolupament d'eines i art.