UNIDAD EDUCATIVA DIVINO AMPARO FERIA MULTIDISCIPLINARIA 2011

GRADO: CUARTO DE SECUNDARIA INTEGRANTES: - CUSI LEON MARIELA - ESCOBAR ACHU OSCAR JUNIOR - GUARACHI MAMANI IVAN EZEQUIEL - ROS QUINTEROS BRYAN KEVIN

EL ALTO - LA PAZ - BOLIVIA 2011

I. JUSTIFICACIN:

Los fenmenos magnticos fueron conocidos por los antiguos griegos. Por primera vez se observaron en la ciudad de Magnesia en Asia Menor de ah , el trmino magnetismo. Por la gran importancia de este fenmeno, fueron muchos cientficos que dedicaron su tiempo para lograr un beneficio para la humanidad entera, despus de aos de estudio concluyeron en enunciar de que la Tierra se comporta como un imn orientado, este concepto se mantuvo a travs de los siglos, y despus de haber sido desarrollado matemticamente por Karl Friedrich Gauss, es hoy concepto fundamental en la teora del magnetismo terrestre. Razn por la cual consideramos muy importante nuestro tema de estudio, profundizar sobre las variaciones que est influyendo en el cambio climtico, y para prever los efectos negativos.

II. OBJETIVOS II.1. Objetivo general:

- Explicar la importancia del campo magntico, los efectos y las variaciones que provoca el cambio climtico de la tierra.

II.2.

Objetivos especficos:

- Describir las causas que provoca el cambio climtico en el campo magntico de la Tierra. - Demostrar, utilizando, una brjula y corriente elctrica, el campo magntico sobre un imn. - Comprender la importancia del tema para tomar previsiones y la preservacin del medio ambiente.

III. MATERIALES

Papelografos Grficos Imn Brjula Cables de conexin

IV. DESARROLLO DEL TEMA IV.1. INTRODUCCIN: IV.1.1. CONCEPTO: Marea Roja Es un fenmeno natural caracterizado por un aumento de la concentracin de ciertos organismos componentes del plancton. Bajo ciertas condiciones ambientales se produce un aumento exagerado de organismos fitoplanctnicos (especialmente aumento explosivo de las poblaciones de un grupo de algas unicelulares diminutas, llamadas dinoflagelados), lo que se conoce como florecimiento, floraciones algales o "bloom", causando grandes cambios de coloracin del agua debido a que poseen pigmentos con los que captan la luz del sol. Estos pigmentos pueden ser de color rojo, amarillo, verde, caf o combinaciones, siendo la ms frecuente la coloracin rojiza. De ah que se generaliz mundialmente el trmino "marea roja". Plancton, trmino colectivo utilizado para denominar a una serie de organismos marinos y dulceacucolas que van a la deriva o que flotan en la superficie del agua. Debido a su minsculo tamao y a la dificultad de desplazarse contracorriente, su movimiento depende de las mareas, las corrientes y los vientos. Cuando los componentes del plancton son bacterias, algas y hongos microscpicos, se llama fitoplancton. El otro componente del plancton es el zooplancton, que comprende protozoos y pequeos crustceos, medusas, gusanos y moluscos, adems de huevos y larvas de muchas especies animales marinas y de agua dulce. Los grupos ms importantes de protozoos del zooplancton son los dinoflagelados y los foraminferos. Se estima que el 90% del total de la fotosntesis y del aporte de oxgeno a la atmsfera tiene lugar en los ocanos. El fitoplancton es el primer eslabn de la gran cadena alimenticia del mundo acutico. El zooplancton, que se alimenta del anterior, es el que nutre a animales mayores como los peces, e incluso a los grandes mamferos marinos como las ballenas. El alto contenido en protenas del plancton ha provocado el estudio del mismo como posible fuente de alimento humano. IV.1.2. Factores causantes: Explicaremos primeramente que el plancton marino a veces se hace tan abundante que le da color al agua. Las mareas rojas pueden estar provocadas por aportes excesivos de nutrientes desde el medio terrestre, o por el vertido de aguas residuales no depuradas en zonas costeras, ya que ambos procesos fertilizan el medio estimulando el desarrollo de las algas. Algunos organismos de las mareas

rojas producen toxinas, que se concentran en animales filtradores como almejas, mejillones, ostras y crustceos. Estas toxinas pueden causar enfermedades o muerte de animales o seres humanos que hayan ingerido animales filtradores contaminados. Su aparicin se ve favorecida por diferentes condiciones, tales como ausencia de vientos, la contaminacin producida por el hombre, la alta temperatura o presencia de ciertas sustancias orgnicas en el agua que combinadas con los cambios magnticos terrestres favorece el desarrollo de las algas posteriormente la marea roja. De la misma forma que el viento solar puede afectar al clima de forma directa, las variaciones en el campo magntico terrestre pueden afectarlo de manera indirecta ya que, segn su estado, detiene o no las partculas emitidas por el Sol. Se ha comprobado que en pocas pasadas hubo inversiones de polaridad y grandes variaciones en su intensidad, llegando a estar casi anulado en algunos momentos. Las variables ambientales cambian con las estaciones del ao; as, la cantidad y calidad de la luz se I modifica en funcin de la inclinacin que tengan los rayos solares cuando llegan a la Tierra; la I inclinacin es mxima en invierno y mnima en verano; por lo que la temperatura aumenta en el I verano y disminuye en el invierno, en el hemisferio norte y viceversa en el sur; la salinidad merma en verano por los aportes de agua de las lluvias y ros que desembocan al mar y se incrementa en la poca de estiaje, tambin llamada de secas. La cantidad de nutrimentos se eleva unos meses despus de iniciada la temporada de lluvias, particularmente durante los meses de ms incidencia ciclnica, septiembre y octubre; ya que los ros aumentan su caudal con las lluvias y a su paso arrastran hacia el mar las sales minerales que se encuentran en tierra. Debido a las condiciones de salinidad y temperatura del mar durante el verano, la columna de agua se encuentra estratificada, es decir, que hay porciones o bloques de agua con diferente salinidad y temperatura que no se mezclan; esto permite que los dinoflagelados, tengan una ventaja competitiva sobre las diatomeas, ya que los primeros migran hacia la zona donde abundan los nutrimentos (particularmente el nitrgeno y el fsforo) y en la cual es ptima la cantidad de luz para el desarrollo de la fotosntesis; esto genera que se desencadene el flore-cimiento, es decir, el crecimiento explosivo de una de las poblaciones que integran el fitoplancton y como resultado se registra una marea roja. IV.1.3. Consecuencias: Su aparicin siempre ha despertado inters desde el punto de vista cientfico por las consecuencias que suele traer para la pesca y cultivos de moluscos. La marea roja estuvo asociada durante mucho tiempo a la idea de toxicidad.

Adems de tratarse de una gran cantidad de microalgas concentradas en el agua, stas resultaban ser venenosas para los organismos que se alimentaban de ellas, incluido el hombre a travs del consumo de peces y moluscos. La conocida marea roja est provocada por la presencia de billones de varias especies de dinoflagelados. Estas mareas pueden ser peligrosas porque pueden contaminar a los peces o a los seres humanos. Muchas especies resultan afectadas por el fenmeno de varamiento en las costas, al ser contaminadas con las toxinas de las mareas rojas y tambin se atribuye al cambio del campo magntico de la Tierra el varamiento de millones de moluscos. Sin embargo, ese crecimiento excesivo puede tener efectos negativos en el ambiente; por un lado, puede ocasionar una disminucin en la concentracin de oxgeno en el agua y, por otro, puede obstruir las branquias de los peces, ocasionando en ambos casos una mortandad de animales por falta de oxgeno. IV.2. CAMPO MAGNTICO: Como el campo magntico es de gran importancia para saber que factores, consecuencias causan las mareas rojas a continuacin empezaremos su estudio: IV.2.1. Definicin: Campo magntico, regin del espacio donde se ponen de manifiesto los fenmenos magnticos. Se representa por el vector B, induccin magntica. La regin del espacio situada en las proximidades de un imn o de una carga elctrica en movimiento posee unas propiedades especiales. Se observa experimentalmente que cuando una carga tiene una velocidad v en las proximidades de un imn o de otra carga elctrica en movimiento, existe una fuerza adicional sobre ella que es proporcional al valor de la carga, Q, al mdulo de la velocidad, v, y al mdulo de la induccin magntica, B. La direccin y sentido de la fuerza dependen de la direccin y sentido relativos de los vectores velocidad e induccin magntica. As, se dice que en un punto de una regin del espacio existe un campo magntico B, si al situar en dicho punto una carga que se mueve con velocidad v, aparece sobre ella una fuerza que viene dada por la expresin: F = Q (v B)

Por convenio se admite que la direccin del campo magntico es aquella en que la fuerza que acta sobre la carga resulta ser nula. La unidad de induccin magntica en el Sistema Internacional de unidades es el tesla, T. Una carga de un culombio que se mueve con una velocidad de un metro por segundo perpendicular a un campo magntico de un tesla experimenta la fuerza de un newton. IV.2.2. Concepto: Es un fenmeno natural originado por los movimientos de metales lquidos en el ncleo del planeta y est presente en la Tierra y en otros cuerpos celestes como el Sol. Se extiende desde el ncleo atenundose progresivamente en el espacio exterior (sin lmite), con efectos electromagnticos conocidos en la magnetosfera que nos protege del viento solar, pero que adems permite fenmenos muy diversos como la orientacin de las rocas en las dorsales ocenicas, la magneto recepcin de algunos animales y la orientacin de las personas mediante brjulas. IV.3. MAGNETISMO PLANETARIO: El magnetismo es un fenmeno extendido a todos los tomos con desequilibrio magntico. La agrupacin de dichos tomos produce los fenmenos magnticos perceptibles, y los cuerpos estelares, los planetas entre ellos, son propicios a tener las condiciones para que se desarrolle un campo magntico de una cierta intensidad. En el interior de los planetas, la acumulacin de materiales ferromagnticos (como hierro) y su movimiento diferencial relativo respecto a otras capas del cuerpo inducen un campo magntico de intensidad dependiente de las condiciones de formacin del planeta. En el mismo siempre se distinguen los dos polos, equivalentes a los de un imn normal. En el caso de la Tierra, la zona en la que se mueve est influenciada por el campo magntico solar, pero el propio campo magntico terrestre crea como una burbuja, la magnetosfera terrestre, dentro del anterior. Dicha burbuja tiene una capa lmite entre su influencia y la solar (magnetopausa) que es aproximadamente esfrica hacia el Sol, y alargada hacia el sistema solar externo, acercndose a la superficie terrestre en los polos magnticos terrestres. La interaccin en constante evolucin entre ambos campos magnticos y las partculas cargadas provenientes del Sol produce fenmenos como las auroras (boreales o australes) y la interferencia en las comunicaciones por ondas electromagnticas, as como alteraciones en los satlites artificiales en rbita. IV.4. IMPORTANCIA DEL CAMPO TERRESTRE: IV.4.1. Orientacin magntica:

Se han observado estos efectos de los campos magnticos en el comportamiento de una amplia variedad de organismos, y estos seres tienen la posibilidad de detectar el campo magntico terrestre y usar dicha capacidad para orientarse. Se ha descubierto que casi todos los animales que utilizan el campo magntico terrestre para orientarse contienen partculas microscpicas de magnetita que incluso llegan a estar ntimamente relacionadas con las neuronas en los seres superiores. - Animales acuticos con deteccin magntica directa: Algunos animales acuticos capaces de utilizar el campo magntico para orientarse, como el tiburn, la manta y la raya, aparentemente no detectan directamente el campo magntico, son sensibles a las lneas de campo magntico de una manera indirecta, a travs de la deteccin, por medio de electroreceptores, de los campos elctricos inducidos por la fuerza de Lorentz o efecto Hall. El primer animal en el que se encontraron inclusiones de magnetita fue un molusco llamado quitn, las ballenas y los, las tortugas migradoras, algunos moluscos, crustceos, caracoles marinos, algas, gusanos, planaria, atn y marln. Actualmente se sabe que (a magnetita se encuentra a travs del espectro biolgico desde la bacteria a los delfines. Al nacer un pez y llegar a ser un pez pequeo y entrar en el agua salada, ocurren cambios qumicos y hormonales que imprimen en el sistema nervioso del pez una memoria de su latitud y longitud magntica en el tiempo en que entra en el ocano. Parece que existen dos posibles medios por los cuales el campo magntico puede influenciar el sistema nervioso de un pez. El primero es que la magnetita ferromagntica mineral en el cerebro de la criatura funcione como una brjula biolgica que es ajustada al tiempo de la entrada en el ocano. La informacin retenida son los componentes verticales y horizontales del campo magntico de la tierra en ese punto, y la declinacin del componente horizontal, que es la diferencia entre el norte verdadero y el magntico, presumiblemente determinado por el sol. - Orientacin magntica en aves e insectos. Posteriormente, se comprob que otras aves, como el petirrojo, y, en particular las aves migratorias, se orientaban tambin detectando el campo geomagntico. En particular, el petirrojo se orientaba a partir de la inclinacin en el espacio de la direccin axial de las lneas de campo magntico. El uso del campo magntico de la tierra por las aves tiene dos diferentes teoras acerca de cmo las aves pueden usar el campo magntico de la

tierra para navegar. Una es que las aves tienen ciertos pigmentos en sus ojos que se vuelven dbilmente magnticos cuando absorben luz y de este modo alteran ciertas seales nerviosas que los ojos envan al cerebro. La segunda teora, ms popular, se basa en el hecho de que los cientficos han detectado minsculos cristales de magnetita a lo largo de la va olfativa en el cerebro de algunas aves. Los bilogos an no saben cmo las aves pueden percibir la posicin de los cristales de magnetita en su cabeza y hay pocos datos experimentales al respecto. (Algo interesante es que algunos investigadores dicen que los seres humanos tambin tienen la habilidad de sentir el campo magntico.) - Orientacin magntica en bacterias y algas unicelulares. La mejor y ms completa documentacin existente sobre la conexin entre comportamiento megnticamente sensible y la presencia de Fe3O4 es para las bacterias acuticas. Pronto se comprob que las bacterias se movan paralelamente a las lneas de campo magntico. Demostr que las bacterias nadaban siempre a lo largo de las lneas del campo magntico. El conocer la inclinacin del campo magntico terrestre con respecto a la superficie les sirve a las bacterias para determinar la direccin de mayor profundidad del agua o del fango, medio en el cual viven. Hay que tener en cuenta que las bacterias magnetotcticas son anaerobias o microaerofilas, por ello encontrar la direccin de mxima profundidad (donde hay menos concentracin de oxgeno) es vital para ellas. A la escala de las bacterias los movimientos del agua al azar, las corrientes de conveccin, la agitacin trmica, etc. Son mucho ms importantes que el efecto de la gravedad ya que su peso es muy pequeo. As, el detectar la componente vertical del campo magntico terrestre es para las bacterias la mejor forma de encontrar el fondo. Estas bacterias son muy frecuentes, encontrndose en cualquier parte del mundo y con una gran diversidad de tipos morfolgicos, lo que sugiere que el fenmeno es caracterstico de un gran nmero de especies bacterianas. La orientacin de la bacteria en el agua esta determinada por el equilibrio entre la fuerza magntica y las fuerzas aleatorias que tienen su origen en el movimiento trmico de las molculas del agua. Se han confirmado midiendo la velocidad de las bacterias en funcin del campo magntico. As, a campos altos la velocidad era alta y el movimiento segua perfectamente la lnea del campo magntico. A campos bajos, la agitacin trmica afectaba notablemente a las bacterias: su natacin se haca ms errtica y la velocidad de desplazamiento en el sentido del campo disminua.

La direccin del campo magntico que indica el fondo en el hemisferio norte es justo la contraria que en el hemisferio sur. Por dicha razn, si se lleva una colonia de bacterias magnetotcticas del hemisferio norte al hemisferio sur moriran pues confundiran el arriba con el abajo y se moveran en la direccin contraria. En efecto, las bacterias halladas en el hemisferio sur geomagntico poseen un momento magntico antiparalelo a la direccin de movimiento, apuntando hacia el flagelo, mientras que las bacterias del hemisferio norte presentan una orientacin del momento magntico inversa, es decir, paralelo a la direccin del movimiento. - Orientacin magntica en animales terrestres. Se ha demostrado claramente la orientacin magntica en el caso de los roedores, en los cuales la magnetita se encuentra en la cavidad etmoidea en los huesos nasales. En los monos y en el ser humano se ha encontrado magnetita tanto en la cavidad etmoidea como en otras partes. En particular, los tejidos blandos del cerebro contienen el equivalente de varios millones de magnetosomas por gramo. Esto implica que menos del 0.1 % de las clulas del cerebro humano contienen magnetita. IV.5. VARIACIONES DEL CAMPO TERRESTRE: El campo magntico de la Tierra vara en el curso de las eras geolgicas, es lo que se denomina variacin secular. El campo magntico se origina por las corrientes procedentes de la fusin de metales en el centro de la Tierra y normalmente se alinea sobre el eje de rotacin de nuestro planeta. La direccin del campo magntico queda registrada en la orientacin de los dominios magnticos de las rocas y el ligero magnetismo resultante se puede medir. Midiendo el magnetismo de rocas situadas en estratos formados en periodos geolgicos distintos se elaboraron mapas del campo magntico terrestre en diversas eras. Estos mapas muestran que ha habido pocas en que el campo magntico terrestre se ha reducido a cero para luego invertirse. Durante los ltimos cinco millones de aos se han efectuado ms de veinte inversiones, la ms reciente hace 700.000 aos. Otras inversiones ocurrieron hace 870.000 y 950.000 aos. No se puede predecir cundo ocurrir la siguiente inversin porque la secuencia no es regular. La fuerza del campo magntico terrestre ha disminuido un 10% en los ltimos 160 aos, mucho ms rpido de lo que se podra esperar. Este debilitamiento

aumenta la vulnerabilidad del planeta a las radiaciones csmicas y anuncia su posible desaparicin dentro de 1500 aos. La prdida de magnetismo en esta ltima regin ha influido en gran medida en el volumen global y ha reducido la proteccin respecto a las radiaciones naturales provenientes del espacio. La variacin en los campos magnticos y la variabilidad en el viento solar (y su influencia sobre los rayos csmicos que llegan a la tierra) quienes tienen una fuerte accin sobre distintos componentes del clima como las diversas oscilaciones ocenicas, los eventos el Nio y La Nia, las corrientes de chorro polares, la Oscilacin casi bianual de la corriente estratosfrica sobre el ecuador, etc. El profesor Jeremy Bloxham de la Universidad de Harvard (EE.UU.) ha afirmado que la disminucin del campo magntico afecta al sistema global del planeta, lo desprotege de las radiaciones y puede provocar carencias en la capa de ozono. Adems, los satlites que orbitan ms cerca de la Tierra se vuelven vulnerables cuando pasan cerca de las zonas afectadas. IV.5.1. Efectos en la orientacin: El campo magntico terrestre provee de una fuente de informacin dominante utilizada filogenticamente por diversos animales marinos (fuente de informacin posicional), mamferos, aves, insectos, bacterias. En experimentos, el comportamiento de tortugas de mar, langostas y babosas de mar han revelado que todos tienen una brjula magntica, a pesar de grandes diferencias en los entornos que cada uno habita y la escala espacial sobre el cual cada uno se mueve. Las tortugas viejas, as como de langosta espinosa, al parecer, adquieren un mapa magntico que les permite utilizar la topografa magntica para determinar su posicin en relacin con objetivos especficos. Un sistema modelo prometedor es el de moluscos marinos Tritonia diomedea, que posee tanto un comps magntico como un simple sistema nervioso. Seis neuronas en el cerebro de diomedea han T. han sido identificadas y responden a los cambios en los campos magnticos. Por lo menos algunas de estas parecen ser las neuronas motoras que generan y modulan el comportamiento de salida final de los circuitos de orientacin. Si el campo magntico est distorsionado, tal vez a travs de la actividad solar o anomalas magnticas en el fondo del mar, una ballena puede desorientarse. Las ballenas y los delfines quedan con frecuencia varados en playas donde los mnimos magnticos interceptan la tierra, lo que da pie a suponer que los cetceos siguen esas rutas de migracin. Tambin se comprob que las anomalas magnticas y las tormentas magnticas afectaban a la orientacin. El cambio que podra suponer una inversin del campo geomagntico en la informacin que algunos animales reciben para su orientacin y navegacin

podra ser crucial. As, una inversin del campo magntico podra ser fatal para su supervivencia debido al cambio que se producira en su migracin. Todo ello indica que las inversiones influyen directamente en la evolucin. Algunas pruebas cuidadosas con palomas mensajeras y otras aves que ponen de manifiesto la habilidad de juzgar la direccin, demuestran que las aves son afectadas por un campo magntico cambiante. Con la llegada de los satlites, y especialmente del sistema GPS, y tambin con los compases giroscpicos y otros desarrollos tecnolgicos recientes, las cosas han cambiado de manera drstica. Un campo magntico tan caprichoso que vara segn el sitio, cuyos polos no son simtricos y que, adems, va disminuyendo en intensidad y va cambiando de direccin con los aos, no es precisamente la referencia ideal. IV.5.2. Relacin marea roja con campo magntico terrestre: Actualmente sabemos con certeza que diversos animales, tanto vertebrados como invertebrados, pueden percibir el campo magntico terrestre, usndolo como fuente fiable de informacin para orientarse en sus desplazamientos, algunas incluso utilizan la informacin magntica para efectuar una verdadera navegacin. Esto es de vital importancia para los animales, debido a los cambios muchas especies acuticas sufren del sndrome de varamiento en costas, unas veces aun vivos y otros muertos. Igualmente se considera que el fenmeno pueda producirse por la ingesta de plancton contaminado con toxinas naturales, lo que se denomina marea roja, o por las alteraciones en el campo magntico de la tierra que provocan en especies marinas desorientacin. O finalmente una combinacin de ambos factores provoca la muerte de las especies marinas. En principio los animales pueden ser debilitados por la enfermedad o por toxinas producidas por las algas que causan las mareas rojas y desorientarse por el cambio en el campo magntico llevndolos hasta la muerte.

V. CONCLUSIN: Es realmente importante tener en cuenta estos conocimientos que nos hagan reflexionar y nos preparan para el futuro. El estudio de las mareas rojas y un efectivo control sobre los moluscos de la zona, es de gran inters, no solamente desde el punto de vista sanitario y econmico debido al impacto que este fenmeno puede tener en las actividades pesqueras, en salud, y un aviso sobre los cambios en nuestro planeta. Tener en cuenta y que las mareas rojas aparecen con frecuencia en varias partes del mundo y la mortandad ha llamado la atencin, estn disminuyendo las especies acuticas, adems que causa la muerte de muchas personas por intoxicacin. Y tratar de buscar soluciones para este fenmeno.

VI. BIBLIOGRAFA

Fsica 4, editorial Santillana, Pg. 77-79 Enciclopedia virtual: Microsoft Encarta 2009. 1993-2008 Microsoft Corporation. Pginas de Internet: http://www.wikipedia.org http://www.bg.profes.net http://www. telefonica.net http://www.psc.edu/science/glatzmaier.html

DESARROLLO DEL TEMA:INTRODUCCIN: CONCEPTO: Marea Roja Factores causantes: Consecuencias:

CAMPO MAGNETICO: Definicin: Concepto:

MAGNETISMO PLANETARIO:

IMPORTANCIA DEL CAMPO TERRESTRE:

Orientacin magntica: VARIACIONES DEL CAMPO TERRESTRE: . Efectos en la orientacin: Relacin con el campo magntico terrestre: