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Presentación de flujo de la energia del planeta y los cambios del ambiente para la supervivencia en el futuro asi como explicacion del ciclo del gua y del sol como energia no renovable
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Capítulo 2:
FLUJO DE ENERGÍA.
UNIDAD I. PRINCIPIOS DE ECOLOGÍA
La Tierra funciona como un terrario cerrado donde los materiales deben reciclarse por siempre para mantener vida.
El único elemento del sistema que viene del exterior es la energía solar. La energía solar es emitida por la fotosfera, viaja a través del espacio y llega a los planetas.
EN NUESTRO PLANETA, LA ENERGÍA SOLAR INTERACCIONA CON LA ATMÓSFERA ANTES DE ALCANZAR LA SUPERFICIE TERRESTRE:
UNA PARTE ES CAPTURADA POR LAS PLANTAS PARA INICIAR UNA SERIE DE RUTAS EN LA CADENA TRÓFICA.
OTRA PARTE SE LIBERA DE NUEVO A TRAVÉS DE LAS VENTANAS ATMOSFÉRICAS HACIA EL ESPACIO EXTERIOR PARA MANTENER EL EQUILIBRIO ENERGÉTICO DE LA MATERIA.
Nuestro planeta depende de dos procesos fundamentales en que participan los organismos:
A. EL FLUJO DE ENERGÍA.
B. LOS CICLOS DE LA MATERIA.
¿QUÉ ES EL SOL?
Esfera gaseosa de 1.392x106 km de diámetro (109 veces el diámetro de la Tierra).
Posee una masa de 1.99x1030 kg. Se constituye por 73% de
Hidrógeno, 25% de Helio y 1.7% del resto de los elementos: carbono, oxígenos, neón, nitrógeno, silicio y azufre principalmente.
No tiene una superficie consolidad como la Tierra.
ESTRUCTURA DEL SOL INTEGRADA POR 6 CAPAS:
1) NÚCLEO: Capa más interior de espesor 1.6x105 km donde se produce el 90% de energía por medio de reacciones nucleares por fusión y cuya temperatura es de 107 °K.
2) ZONA RADIACTIVA: Con espesor de 4.2x105 km; transfiere energía por absorción y emisión. Su temperatura es de 105 °K.
3) ZONA CONVECTIVA: Con espesor de 1.05x105 km; y temperatura de 5,000 y 6,000 °K.
ESTRUCTURA DEL SOL
INTEGRADA POR 6 CAPAS:
4) FOTOSFERA: Superficie del Sol; capa opaca que evita observar el interior del Sol; de espesor de 500km; emite la mayoría de la radiación recibida por la Tierra; temperatura de 6,000 °K.
5) CROMOSFERA: Capa rojiza anaranjada de la atmósfera solar; de espesor de 2,500 km.
6) CORONA: La corona solar es la atmósfera del Sol; de coloración blanca y que se aprecia durante un eclipse total. Esta capa se relaciona con la liberación de energía magnética que originan los vientos solares.
ESTRUCTURA DEL SOL
¿POR CUÁNTO TIEMPO TENDREMOS SOL?
Han pasado 4.5 miles de millones de años desde que se originó. Se le pronostica una vida total de 6.5 miles de millones de años. Se cree que dentro de un periodo de 500 a 700 millones de años el Sol
incrementará su luminosidad en 10% utilizando más masa, lo cual ocasionará un sobrecalentamiento de la Tierra.
El Sol es la fuente principal de energía de nuestro planeta, energía que se desplaza al mismo tiempo en dos campos. Uno eléctrico y el otro magnético, por lo tanto se llama Energía Electromagnética.
Físicamente esta energía se manifiesta en rayos: gamma, ultravioleta, luz, calor, ondas de radio y otros tipos distribuidos en el ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO.
Del rango completo de radiación solar que llega a la atmósfera de la Tierra, las longitudes de onda entre 400 y 700nm (un nanómetro es la millonésima parte de un metro) componen la luz visible.
En conjunto estas longitudes de onda se conocen como RADIACIÓN FOTOSINTÉTICAMENTE ACTIVA debido a que incluyen las longitudes de onda que las plantas utilizan para la fotosíntesis.
Del total de la energía generada por el Sol, sólo llega a nuestro planeta una dos mil millonésima parte.
La constante solar es la energía proveniente del Sol, incidente en una unidad de superficie plana normal a la dirección de los rayos solares a la distancia promedio entre el Sol y la Tierra. Este valor ha variado según el método de estimación. Un valor aceptado es de 1367 watts por metro cuadrado.
La distancia promedio del Sol a la Tierra es de 1.496x108 km y se denomina unidad astronómica.
Nuestro planeta funciona como un sistema cerrado, donde todos sus componentes tienen que reciclarse para perpetuar la vida. El único elemento que llega del exterior es la luz solar.
La energía que llega es suficiente para que se lleven a cabo los fenómenos físicos (ciclo hidrológico y procesos climáticos) y los biológicos (ciclo de nutrientes).
EL EQUILIBRIO ENERGÉTICO DE LA TIERRA
La energía solar que llega a la superficie terrestre no es la misma que llega a la atmósfera.
La energía solar en su interacción con la atmósfera de la Tierra, antes de alcanzar la superficie de nuestro planeta, es:
1. Absorbida por la capa de Ozono (3%)
2. Reflejada por las nubes (25%)
3. Absorbida por los gases y partículas suspendidas (18%)
4. Otra parte es reflejada por la superficie(3%).
Sólo el 45% es absorbido por la superficie.
EL EQUILIBRIO ENERGÉTICO DE LA TIERRA
EL EQUILIBRIO ENERGÉTICO DE LA TIERRA
De la energía absorbida por la superficie terrestre, parte es emitida de nuevo a la atmósfera.
La radiación terrestre tiene distintos caminos:
o Calentar las capas inmediatas de la atmósfera.
o Causar evaporación.o Ser redirigida nuevamente a la
superficie.o Salir por las ventanas atmosféricas.o Ser irradiada al espacio por la
misma atmósfera.
EL EQUILIBRIO ENERGÉTICO DE LA TIERRA La salida de la energía (absorbida por la superficie terrestre) por las
ventanas atmosféricas y su irradiación al espacio por la misma atmósfera son determinantes para conservar el equilibrio térmico del planeta.
Si no existieran, la Tierra almacenaría tanta energía que estallaría en un momento determinado.
Las ventanas atmosféricas son secciones del espectro donde la atmósfera es transparente al paso de energía.
CADENAS TRÓFICAS Del total de energía solar que recibe la Tierra, las plantas sólo usan
cerca del 1%. Algunas otras son muy eficientes, como el maíz, que fijan hasta el 6.8%.
Este es el inicio del flujo de energía a lo largo de las cadenas tróficas.
En las plantas la energía solar se utiliza en el proceso de fotosíntesis
Energía
6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2
solar
El proceso ocurre mediante la absorción de energía del espectro visible por las moléculas de clorofila presentes en los cloroplastos de las hojas.
La cantidad total de energía solar que las plantas transforman en energía química es una unidad de tiempo que se llama producción primaria, de aquí que a las plantas se les denomine productores primarios.
La producción primaria neta resulta al considerar el costo del mantenimiento celular de las plantas y se refiere a la cantidad total de materia orgánica puesta a disposición de los consumidores (siguiente nivel trófico) por unidad de tiempo.
El flujo de energía a lo largo de las cadenas tróficas se basa en las leyes de la termodinámica:
PRIMERA LEY (LEY DE CONSERVACIÓN)
La energía no se crea ni se destruye sólo se transforma de una forma a otra.
SEGUNDA LEY
En cualquier conversión de energía, siempre se terminará con menos energía utilizable comparada con la que se empezó.
Aplicadas a las comunidades naturales, estas leyes determinan las pirámides ecológicas, es decir, el paso de la energía de un nivel trófico al siguiente.
Usualmente estas pirámides, evaluadas en términos de energía, biomasa y número de individuos de la población, representan la productividad de los ecosistemas.
