Ciències naturals i sostenibilitat (2015)

Apunte Catalán
Universidad Universidad de Girona (UdG)
Grado Educación Primaria + Educación Infantil - 1º curso
Asignatura Ciències naturals i sostenibilitat
Año del apunte 2015
Páginas 9
Fecha de subida 08/06/2017
Descargas 1
Subido por

Descripción

Climent Frigola

Vista previa del texto

Ciències naturals i sostenibilitat UNITAT 1: CICLES BIOGEOQUÍMICS La cadena alimentària és la seqüència d’organismes d’un ecosistema, cada un d’un nivell d’alimentació superior, que s’alimenten els uns dels altres.
La xarxa tròfica (imatge) és el sistema format per una o dues cadenes alimentàries que estan interconnectades.
Totes aquestes cadenes comencen amb plantes, però...
aquestes d’on obtenen l’aliment? Les plantes fabriquen el seu propi aliment a partir de l’aigua, el CO₂ i la llum solar. Amb aquesta mescla, les plantes creen la matèria orgànica que els servirà per alimentar-se i l’oxigen, que serà expulsat com a rebuig.
Així doncs, aquest procés és anomenat fotosíntesi.
Aquest aliment, per tant, serveix a les plantes per adquirir l’energia necessària per viure i per reconstruir-se.
(MAI OBLIDAR-SE DEL CO₂!!) A les xarxes tròfiques trobem dos tipus d’organismes: els productors o els éssers autòtrofs, que són aquells que fabriquen el seu propi aliment, i els consumidors o heteròtrofs, que són els que s’alimenten d’altres éssers vius.
Què és la respiració? La respiració és un procés químic del qual hi ha dos conceptes:   La respiració mecànica, que consisteix en agafar l’oxigen amb els pulmons i després expulsar CO₂ (aparell respiratori animal).
La respiració cel·lular, que és el procés en el qual s’agafa l’aliment, que reacciona amb l’oxigen de manera que es produeix CO₂ i aigua i s’assoleix l’energia necessària per viure. En resum, és el procés mitjançant el qual s’obté energia a partir de l’aliment. Aquest tipus de respiració és pròpia de les plantes i els bacteris.
Un error bastant comú és l’afirmació que les plantes respiren de nit i fan la fotosíntesi de dia, ja que respiren les 24h del dia però només fan la fotosíntesi amb la llum solar. Podríem dir que les plantes s’alimenten i respiren gràcies a la fotosíntesi. Per tant, com podem veure, l’afirmació que no és recomanable dormir amb una planta a l’habitació és totalment falsa.
És complex pensar que l’aliment no és el que la planta agafa del medi, sinó que l’elabora mitjançant la fotosíntesi. A més, també podem trobar altres errors comuns, com:     La respiració només és el procés mecànic de ventilació (aspiar i expirar).
Només les cèl·lules dels pulmons respiren, les altres no.
Les plantes respiren de manera semblant als animals, com si tinguessin pulmons.
Les plantes fan la fotosíntesi de dia i expulsen oxigen i respiren de nit, ja que expulsen CO₂.
Per què conèixer els cicles biogeoquímics? Conèixer els cicles biogeoquímics és útil per:  Entendre la situació en la qual es troba el nostre planeta i els seus sistemes, ja que hi ha moltes interconnexions entre tots els éssers vius i entre aquests i el medi. Per tant, qualsevol cosa que es faci pot afectar a altres sistemes, per la qual cosa no té sentit estudiar-ho de manera aïllada.
 Entendre que un desequilibri en algun esglaó d’un cicle pot afectar tot l’ecosistema     Entendre que cap acció sobre el medi és indiferent, ja que acaba tenint conseqüències (positives o negatives).
Entendre perquè canvia el clima Reflexionar sobre la importància de les accions individuals i d’un acord mundial Saber d’on prové l’energia que utilitzem els humans.
Exemples de fets determinants: 1. Insecticida DDT. Aquest producte es va utilitzar molt durant i després de la Segona Guerra Mundial, i, de fet, va aconseguir evitar moltes plagues a nombrosos cultius, de manera que va augmentar la producció i la va facilitar. Aquest fet va ser molt important, sobretot després de la guerra. No obstant, l’aire i l’aigua es va contaminar molt, de manera que alguns estudiosos se’n van adonar, 20 anys més tard, que els pingüins de l’Antàrtida tenien part del greix contaminat a causa del gran ús d’aquest producte. Per aquest motiu, el DDT està prohibit a molts països.
2. La pluja àcida. Va haver un moment que aquest era un problema molt important. Es va produir a causa de la combustió de carbó que es feia per aconseguir electricitat. Aquest impacte afectava llacs i boscos.
3. Volcà a Indonèsia. Un volcà va entrar en erupció i va provocar que aquell any no hagués estiu, ja que les cendres van refredar la Terra i durant l’estiu no es va escalfar tant com altres anys.
Així doncs, els cicles biogeoquímics són aquells que descriuen els canvis i les interaccions dels elements químics essencials per a la vida, entre els quals trobem processos físics (evaporació), químics (combustió) i biològics (respiració). Hi ha diferents cicles biogeoquímics com el del carboni, l’oxigen, el nitrogen, la matèria, l’energia, l’aigua i les sals minerals. Aquests diferents cicles s’agrupen en Matèria, que és el que ho engloba tot, i després trobem l’energia.
Els cicles biogeoquímics poden ser oberts, com l’energia, que entra a la Terra o surt d’ella, o tancats, com el de la matèria, perquè considerem que la matèria que hi ha a la Terra no pot sortir, però no és sempre així, perquè surten petites partícules i satèl·lits i ens arriba matèria: meteorits.
Cicle de la matèria: Tot i que és impossible escriure tot el cicle de la matèria, a la imatge podem veure com els productors o els organismes autòtrofs (les plantes o les algues), serveixen per alimentar els consumidors primaris (herbívors).
Aquests animals poden ser animals terrestres herbívors o aquàtics fitòfags.
Per una altra banda, els consumidors secundaris o depredadors, són els carnívors, que poden ser terrestres o aquàtics i que s’alimenten dels consumidors primaris o dels animals herbívors.
Finalment, trobem els descomponedors, que són els que s’alimenten de matèria orgànica (restes d’altres organismes, com els cadàvers, els excrements, les fulles que cauen dels arbres...). Aquests éssers vius són els fongs i els bacteris. No obstant això, paral·lelament, també trobem uns bacteris transformadors, que són els que transformen els compostos orgànics en altres d’inorgànics més simples perquè les plantes puguin alimentar-se d’aquests.
Cal destacar, però que a aquest cicle falten el CO₂ i l’aigua, que també serveixen d’aliment a les plantes i les algues.
Cicle de l’energia: L’energia que ve del sol, quan arriba a l’atmosfera, pot incidir sobre núvols o no. Si hi incideix, poden passar dues coses: que el núvol capti la llum i s’escalfi de manera que el pugui reflectir o anar cap avall. Si no toca núvols, com que a l’atmosfera hi ha gasos, pot ser que aquests s’escalfin en captar la llum o que la reflecteixin o cap a dins de l’atmosfera o cap a fora, o que la travessi sense tocar res.
En arribar a la terra, pot ser que la Terra també la reflecteixi cap a fora o que no es reflecteixi i escalfi la Terra, de manera que incideix a zones d’aigua i l’evapora i serveixi a les plantes per fer la fotosíntesi.
No obstant això, també hi ha una certa quantitat d’energia que es perd mitjançant les radiacions infraroges. Així, aquest cicle obert (perquè arriba i torna a marxar) manté un equilibri que fa que la Terra tingui unes temperatures més o menys estables.
El cicle de l’aigua: El sol escalfa l’aigua del mar, de manera que aquesta s’evapora i forma vapor d’aigua. Aquest vapor, quan arriba a una determinada altura es condensa i es transforma en petites gotes d’aigua que formen núvols. Aquests, quan arriben a zones fredes fa que les gotes d’aigua s’agrupin i caiguin en forma de pluja o neu.
Per una altra banda, els torrents i els rius recullen l’aigua de la pluja o del desglaç de la neu i l’aboquen finalment al mar.
No obstant això, també reben molta importància les aigües subterrànies que es formen amb la pluja i la transpiració de les plantes i dels altres éssers vius.
El cicle del carboni: El carboni és aquell que permet la nostra existència. Aquest, a partir de diversos enllaços pot arribar a crear l’ADN a més de roques com el marbre.
S’ha de tenir en compte que és impossible descriure tot el cicle del carboni.
No obstant això, podem veure com el CO₂ de l’atmosfera s’incorpora en els éssers vius a través de la fotosíntesi i que, finalment, torna a la capa de la terra.
Així doncs, gràcies al carboni, juntament amb l’aigua (H₂O) i la llum del sol, les plantes assoleixen l’energia necessària per viure i, a més, creen matèria orgànica i oxigen, que serà utilitzat per la resta d’éssers vius en la respiració; procés amb el qual s’ajunta amb la matèria orgànica i acaba formant CO₂ i H₂O a més d’energia.
Per una altra banda trobem la combustió, que és un procés pràcticament igual que el de la respiració amb la diferència de velocitat en la qual es duen a terme ambdós processos.
A més de tot això, encara que en menors quantitats, trobem les erupcions volcàniques i els oceans, que també aporten CO₂ a l’atmosfera.
Fotosíntesi CO₂ + H₂O Matèria orgànica + O₂ Respiració Matèria orgànica + O₂ CO₂ + H₂O Energia Combustió Matèria orgànica + O₂ C0₂ + H₂O Energia Cicle de l’oxigen: Per poder entendre el cicle de l’oxigen, és necessari que expliquem l’ozó. La radiació ultraviolada pot trencar l’O₂, i per evitar-ho, aquests s’ajunten amb un altre molècula d’oxigen i formen O₃. A continuació, es tornen a trencar amb una radiació ultraviolada i es torna a repetir el cicle de manera que s’absorbeixen les radiacions ultraviolades fins crear la capa d’ozó i protegir-nos dels rajos ultraviolats.
Les plantes deixen anar oxigen i agafen el CO₂ amb la fotosíntesi, mentre que els animals agafen oxigen i deixen anar el CO₂ amb la respiració.
Per una altra banda, també trobem el CO (monòxid de carboni), que és el que s’enganxa al lloc on hauria d’anar l’oxigen (hemoglobina). Per tant, si a l’aire que respirem hi ha CO, l’hemoglobina quedarà saturada perquè s’enganxarà el CO₂, i, encara que hi hagi oxigen, les cèl·lules no podran fer la seva funció de possibilitar la respiració.
Així doncs, el CO podrà provocar l’asfixia i, per tant, la mort. El CO es pot crear amb una combustió duta a terme d’una manera incorrecta.
UNITAT 2: PROBLEMÀTIQUES AMBIENTALS RADIACIONS ELECTROMAGNÈTIQUES Cal que sapiguem que totes aquestes radiacions són les mateixes. L’única diferencia és l’energia (alta, baixa...).
Com més energètiques més perilloses. La llum blanca és una barreja de llum de molts colors diferents que tots sumats els veiem nosaltres en forma de “llum blanca”.
En el dibuix falten algunes radiacions (microones, les de la tele, telèfon mòbil…). Insectes veuen altres radiacions (ultraviolats). Totes van a la mateixa velocitat (velocitat de la llum) però unes fan ones més seguides i altres més amples. Els raigs gamma (radiació radioactiva) surten quan hi ha una bomba atòmica.
Els raigs infrarojos són una radiació electromagnètica que nosaltres no veiem, però que alguns animals sí que poden percebre una part. La radiació infraroja l’emet qualsevol cos calent.
L’EFECTE HIVERNACLE La terra rep radiació del sol. Una part d’aquesta és absorbida per l’atmosfera mentre que una altra és reflectida i se’n va. Per aquest motiu, diem que la temperatura terrestre és el resultat de l’equilibri entre les radiacions infraroges que es reflecteixen i entre les que es queden.
Com podem veure, doncs, a la Terra, les conseqüències de l’efecte hivernacle han succeït des de fa molts d’anys, ja que si això no fos així la temperatura terrestre seria molt baixa (-30º).
En aquests moments, el que hi ha més a l’atmosfera és:     Nitrogen (78.6%), un gas inert; Oxigen, que suposa el 21% de l’atmosfera L’argó representa l’1% El CO₂, unes 400 parts per milió.
No obstant això, amb l’augment de l’emissió de CO₂ s’està plantejant si existeix un punt de no retorn en les emissions d’aquest gas, per tal que la temperatura no deixi d’augmentar de manera molt ràpida i progressiva.
Els gasos que fan possible l’efecte hivernacle són:      CO2 (bàsicament combustió) és del que n’hi ha més. És el que té més importància per això, tot i que altres gasos produeixen més efecte hivernacle.
Metà (remugants, arrossars).
Òxids de nitrogen ( fertilitzants i combustions). També de cremar coses CFC (circuits de refrigeració).
Ozó de superfície (vehicles de combustió i indústria).
Així, les conseqüències d’aquests són l’escalfament global, l’augment de fenòmens climàtics extrems, l’augment del nivell del mar, l’acidificació dels oceans, l’afectació de les collites, la desaparició de la fauna i la flora, els conflictes armats, l’augment de les desigualtats i de la pobresa. (...) Una reacció química és quan dues o més substàncies –anomenades reactius- reaccionen en ser barrejades i es converteixen en una altra substància, aquesta és designada producte.
L’acidificació és el nom que rep el progressiu descens del pH dels oceans de la Terra. El pH és una manera de mesurar l’acidesa o l’alcalinitat d’una dissolució.
Àcid 7 Alcalí pH Neutre Com podem veure a l’esquema anterior, quant més alt és el nivell de pH més alcalí és el líquid que estem analitzant, mentre que si el nivell de pH és inferior a 7 (que és el punt on consideraríem el líquid neutre) la substància analitzada és considerada àcida.
Per mesurar el pH es poden utilitzar diferents mètodes. El més modern és el pHmetre, un aparell electrònic que, degudament calibrat, mesura el pH (a una temperatura determinada) amb gran exactitud.
La manera més coneguda és la mesura del pH amb el paper indicador universal, que canvia de color segons el pH de la dissolució.
Propietats dels àcids a) Tenen un gust característic. Per exemple, el vinagre (conté àcid acètic), els sucs de llimona o de cítric en general (contenen àcid cítric), el raïm verd o el sidral (contenen àcid tartàric), els sucs gàstrics (contenen àcid clorhídric), etc.
b) Reaccionen amb els carbonats i els bicarbonats desprenent diòxid de carboni. Aquesta reacció és la que es produeix en les pastilles efervescents, les quals contenen un àcid i un bicarbonat, així en posar-les en aigua, reaccionen i es produeix un bombolleig (efervescència) de diòxid de carboni.
c) Reaccionen amb els metalls desprenent hidrogen. Aquesta reacció pot ser més o menys ràpida segons el metall.
Com més noble, menys es produeix.
d) Canvien el color d’algunes substàncies anomenades indicadors, per exemple, el tornassol o el taronja de metil e) Reaccionen amb els àlcalis neutralitzant-se.
Propietats dels àlcalis a) Reaccionen amb els greixos i els olis, per això tenen aplicació com a detergents.
b) Reaccionen amb les proteïnes, per la qual cosa són corrosius per a la pell.
c) Canvien el color d’alguns pigments anomenats indicadors, tot donant un color diferent que quan hi posem un àcid.
Ja hem citat el tornassol, el qual s’obté d’un liquen; d’altres es poden extreure de les flors.
d) Reaccionen amb els àcids, neutralitzant-se. Són àlcalis: l’amoníac, la sosa càustica i la cendra.
L’EUTROFITZACIÓ Hi ha dos tipus d’aigua segons el contingut de nutrients:  Les aigües oligotròfiques són les aigües pobres en nutrients, ben oxigenades i clares, per la qual cosa la llum penetra bé. Això permet que trobem pocs éssers vius però amb molta varietat d’espècies.
 Les aigües eutròfiques són les aigües molt riques en nutrients. Aquesta riquesa permet el creixement de grans quantitats d’algues de diferents tipus que deixen verda l’aigua, que també s’enterboleix. Amb això, augmenta el nombre de bacteris que descomponen les algues i altres organismes morts, ja que l’aigua està plena de matèria orgànica.
Els bacteris consumeixen l’oxigen dissolt a l’aigua i els peixos i els altres éssers vius comencen a morir per la falta d’oxigen i de llum. Amb el temps, moltes espècies van morint, encara que algunes d’elles sobreviuen, juntament amb les algues. Es comencen a produir putrefaccions anaeròbies que produeixen pudor. El fons s’omple de llots i sediments.
Com podem veure, l’eutrofització és un augment de nutrients de l’aigua que fa que les aigües deixin de ser tan transparents i cristal·lines, per la qual cosa deixa de passar gran part de llum solar i deixa d’haver oxigen. Com ja sabem, la llum solar és un requisit imprescindible per a la supervivència de la gran majoria dels éssers vius, per la qual cosa els que viuen en aquest medi acaben desapareixent. Aquest fet es sol produir als medis on l’aigua està estancada.
NUTRIENTS QUE EUTROFITZEN LES AIGÜES     Els més importants són el fòsfor i el nitrogen.
En els últims 30 anys les concentracions en molts mars i llacs s’han duplicat. A les aigües subterrànies (pous).
Vivim en una zona en la qual la concentració de nitrogen en els pous ha augmentat molt.
La majoria dels pus tenen tant de nitrogen que l’aigua no és potable La major part arriba pels rius.
Una part considerable del nitrogen prové de la contaminació atmosfèrica.
FONTS D’EUTROFITZACIÓ   Eutrofització natural. Procés que es produeix a tots els llacs del món, perquè tots reben nutrients.
Eutrofització d’origen humà. Els abocaments humans acceleren el procés fins a convertir-lo en un greu problema de contaminació.
PRINCIPALS FONTS D’EUTROFITZACIÓ D’ORIGEN HUMÀ    Els residus de la ramaderia (ex: els purins) Emissions d’òxids de nitrogen provinents dels combustibles (cotxes, avions, calefaccions...) Abocament de residus orgànics    Aigua del clavegueram sense depurar (tant si és d’origen fecal com si conté residus orgànics) Fertilitzants per a l’agricultura  Detergents Nitrogen Nitrogen i fòsfor Fòsfor MESURES PER A EVITAR L’EUTROFITZACIÓ 1. Usar detergents d’un % baix de fosfats.
2. Usar menys detergent.
3. Usar fertilitzants de manera adequada, no adobant en excés els camps.
4. Usar residus agrícoles i ramaders com a fertilitzants i no abocar-los.
5. Tractar les aigües residuals en depuradores.
6. No fer servir l’aigüera com a abocador d’escombraries.
(p. ex. Oli) 7. Emmagatzemar adequadament els fems, purins,...
8. Reduir les emissions d’òxids de nitrogen.
9. Canviar algunes pràctiques de cultiu a altres menys contaminants.
LA SORPRESA AMBIENTAL Quan expliquem el canvi climàtic parlem amb prediccions de futur que semblen molt i molt probables. No obstant això, hi ha esdeveniments difícils de predir del que diem “sorpreses ambientals”. Aquestes, estan classificats en diversos tipus: la sinèrgia, les discontinuïtats i l’efecte dòmino (o cascades).
    La sinèrgia. Combinació de dos fenòmens que donen com a resultat un més gran que la suma de les dues proposicions. EX: Densa urbanització de la plana inundable + desforestació de la conca = grans inundacions, 3.700 morts, 223 milions desplaçats, grans pèrdues econòmiques.
Tendències desapercebudes. Fenomen poc visible que pot produir greus efectes sobre el medi si no es descobreixen abans. EX: invasió d’herbes no autòctones (invasió de la formiga argentina).
Discontinuïtat. Canvi sobtat i inesperat. EX: excés de pesca que comporta a l’orella de mar el perill d’extinció.
Efecte dòmino. Situació provocada per canvis encadenats en un ecosistema: s’inicia amb un canvi que provoca un altre canvi i així successivament, com la caiguda d’una filera de fitxes de dominó.
EXEMPLE 1. Disminució de poblacions d’arengs i perques per sobrepesca 2. Disminució de la població de lleons marins i de foques que s’alimenten d’arengs i perques.
3. Les orques, que abans s’alimentaven de lleons marins i de foques, ara s’alimenten de llúdrigues marines, les quals també disminueixen.
4. Amb la disminució de llúdrigues, augmenten les garotes perquè ja no tenen el depredador que abans tenien.
5. Les garotes s’alimenten d’algues kelp, que també disminueixen 6. La desaparició d’aquestes algues pot posar en perill moltes altres espècies de peixos, ja que són l’hàbitat d’aquests.
ELS ESCENARIS SORPRESA Els esculls de coral és un animal que té un exosquelet amb una estructura de carbonat de calci. El pòlip del coral té a dins unes algues que hi viuen (zooxantel·les). Aquestes, poden fer la fotosíntesi amb la que poden fabricar substàncies que són beneficioses per l’escull de coral. Com podem veure, trobem un benefici mutu (simbiosi) entre aquests dos éssers vius.
Els esculls de corals tenen uns requeriments importants per poder viure: necessiten una temperatura determinada de l’aigua (si la temperatura varia molt no són viables), llum solar i una determinada salinitat i acidesa adequada i absència de contaminants per poder viure. Les grans formacions d’aquests es troben entre els tròpics.
La importància d’aquests animals és:       Gran producció primària produeixen matèria orgànica a partir de components inorgànics.
Un 25% de les espècies marines viuen en aquests ecosistemes.
Protecció de la costa (les ones, els corrents marins queden modificats, eviten l’erosió de la costa...) Són una font d’alimentació: pesca Font d’ingressos (turisme) Extracció de composts químics amb finalitat medicinal. EX: tractament d’immunodeficiències, càncer de pell, úlceres...
REGRESSIÓ DELS ESCULLS DE CORAL. CONSEQÜÈNCIES      Si la temperatura augmenta per sobre dels 28 C, es produeix el blanqueig: el pòlip expulsa l’alga que viu al seu interior. Això pot passar amb el canvi climàtic.
L’augment del CO₂ redueix el calci disponible necessari per poder construir el seu esquelet (augment d’emissions de CO₂) Eutrofització tapa la llum que necessita el coral.
Pesticides, tant els insecticides com els herbicides afecten als corals.
Per tot això , els esculls de coral estan en retrocés.
A més, com hi ha un contaminant que fa augmentar els tumors als ulls de les tortugues, les quals s’alimenten d’algues, que van augmentant i es van alimentat dels corals. Tot això comporta que el coral quedi arrasat.
...