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COLEGIO PEDRO POVEDA
CAMPO: Vida, Tierra y Territorio
ÁREA:
Geografía
TUTOR: Prof. Vladimir Quispe Rivas
DOSSIER DE
GEOGRAFÍA
CUARTA ENTREGA
4ta OLIMPIADA CIENTÍFICA ESTUDIANTIL
PLURINACIONAL BOLIVIANA - GESTIÓN 2014
ÁREA DE GEOGRAFÍA
ATMÓSFERA
DEL GRIEGO
Atmós = Vapor, aire.
Sphaira = Esfera.
Llamamos atmósfera a una mezcla de varios gases
que rodea cualquier objeto o CUERPO CELESTE.
Los gases que forman una
atmósfera son atraídos por
la gravedad del cuerpo, y se
mantienen en ella si la gravedad
es suficiente y la temperatura de
la atmósfera es baja.
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En la Tierra, la actual mezcla de
gases se ha desarrollado a lo
largo de 4.500 millones de años.
La atmósfera primigenia debió
estar compuesta únicamente de
emanaciones volcánicas, es
decir, una mezcla de vapor de
agua, dióxido de carbono, dióxido
de azufre y nitrógeno, sin rastro
apenas de oxígeno.
A lo largo de este tiempo, diversos procesos físicos, químicos y biológicos
transformaron esa atmósfera primitiva hasta dejarla tal como ahora la
conocemos.
La atmósfera es parte importante de lo que hace posible que la Tierra sea
habitable.
-
Bloquea y evita que algunos de los peligrosos rayos del Sol lleguen a Tierra.
Atrapa el calor, haciendo que la Tierra tenga una temperatura agradable.
El oxígeno dentro de nuestra atmósfera es esencial para la vida.
Actúa como escudo protector contra los meteoritos, los cuales se desintegran
en polvo a causa de la fricción que sufren al hacer contacto con el aire.
- Determina el tiempo y el clima en la tierra.
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La ATMÓSFERA y la HIDROSFERA constituyen el
sistema de capas fluidas superficiales del planeta,
cuyos movimientos dinámicos están estrechamente
relacionados.
LA COMPOSICIÓN DE LA ATMÓSFERA
En la atmósfera terrestre pueden distinguirse dos regiones con distinta
composición, la HOMÓSFERA y la HETERÓSFERA.
HOMÓSFERA
HETERÓSFERA
Es la capa inferior de la
atmósfera terrestre clasificada
según su composición. Se
extiende hasta los 80 km de
altura aproximadamente y se
caracteriza por mantenerse
constante la concentración de
la mayoría de los gases
constituyentes allí presentes
debido a fenómenos de mezcla
convectiva y turbulenta.
Las excepciones a éstos son el
vapor de agua y el ozono.
Por encima de la homosfera se
halla la heterosfera, que se
extiende a partir de los 3500
km de altura
aproximadamente. Allí, la
composición del aire ya no es
constante debido a fenómenos
de difusión molecular. Hay
mayor concentración de los
componentes más ligeros y de
forma estratificada: nitrógeno,
oxígeno, helio e hidrógeno.
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Casi la totalidad del aire (un 95 %) se encuentra a menos de 30 km de
altura, encontrándose más del 75 % en la troposfera. El aire forma en la
troposfera una mezcla de gases bastante homogénea, hasta el punto de
que su comportamiento es el equivalente al que tendría si estuviera
compuesto por un solo gas.
NITRÓGENO: constituye el 78 % del
volumen del aire. Está formado por
moléculas que tienen dos átomos de
nitrógeno, de manera que su fórmula
es N2. Es un gas inerte, es decir, que
no suele reaccionar con otras
sustancias.
OXÍGENO: representa el 21 %
del volumen del aire. Está
formado por moléculas de dos
átomos de oxígeno y su
fórmula es O2. Es un gas muy
reactivo y la mayoría de los
seres vivos lo necesita para
respirar.
OTROS GASES: del resto de los
gases de la atmósfera, el más
abundante es el argón (Ar), que
contribuye en 0,9 % al volumen del
aire. Es un gas noble que no
reacciona con ninguna sustancia.
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- DIÓXIDO DE CARBONO: está constituido por moléculas de un átomo
de carbono y dos átomos de oxígeno, de modo que su fórmula es
CO2. Representa el 0,03 % del volumen del aire y participa en
procesos muy importantes. Las plantas lo necesitan para realizar la
fotosíntesis, y es el residuo de la respiración y de las reacciones de
combustión. Este gas, muy por detrás del vapor de agua, ayuda a
retener el calor de los rayos solares y contribuye a mantener la
temperatura atmosférica dentro de unos valores que permiten la vida.
- OZONO: es un gas minoritario que se encuentra en la estratosfera.
Su fórmula es O3, pues sus moléculas tienen tres átomos de oxígeno.
Es de gran importancia para la vida en nuestro planeta, ya que su
producción a partir del oxígeno atmosférico absorbe la mayor parte de
los rayos ultravioleta procedentes del Sol.
- VAPOR DE AGUA: se encuentra en cantidad muy variable y participa
en la formación de nubes. Es el principal causante del efecto
invernadero.
- PARTÍCULAS SÓLIDAS Y LÍQUIDAS: en el aire se encuentran
muchas partículas sólidas en suspensión, como por ejemplo, el polvo
que levanta el viento o el polen. Estos materiales tienen una
distribución muy variable, dependiendo de los vientos y de la actividad
humana. Entre los líquidos, la sustancia más importante es el agua en
suspensión que se encuentra en las nubes.
1. Contiene los gases imprescindibles para la vida.
2. Regula la temperatura. El vapor de agua y el dióxido de carbono se
comportan igual que el cristal de un invernadero evitando los cambios
bruscos de temperatura (efecto invernadero).
3. Filtra las radiaciones solares. La capa de ozono protege a los seres
vivos de la acción dañina de los rayos ultravioleta.
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4. Protege del impacto de objetos procedentes del espacio. Los cuerpos
que caen continuamente del espacio se desintegran en la mayoría de
los casos al penetrar en nuestra atmósfera (concretamente en la
ionosfera).
5. Permite el transporte y las comunicaciones. Todas las aves, nubes,
semillas, aviones, etc. pueden volar gracias a la resistencia que ofrece
el aire. Así pueden sostenerse y desplazarse. Asimismo permite las
comunicaciones ya que estas se realizan mediante ondas, a través
del aire.
6. Modifica el suelo y determina el clima. Como agente geológico
externo, la atmósfera modela el paisaje. En ella se producen los
fenómenos meteorológicos. También es esencial aportando algunos
elementos inorgánicos que forman el suelo.
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La atmósfera se divide en varias capas:
Troposfera
Estratosfera
Mesosfera
Termosfera - Ionosfera
HOMÓSFERA
HETERÓSFERA
Exosfera
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Llega hasta un límite superior (tropopausa) situado a 10 Km de altura en los polos y
los 18 km en el ecuador. En ella se producen importantes movimientos verticales y
horizontales de las masas de aire (vientos) y hay relativa abundancia de agua. Es la
zona de las nubes y los fenómenos climáticos: lluvias, vientos, cambios de
temperatura, y la capa de más interés para la ecología. La temperatura va
disminuyendo conforme se va subiendo, hasta llegar a -70ºC en su límite superior.
Sus principales características son:
- Su espesor alcanza desde la superficie terrestre (tanto terrestre como acuática
o marina) hasta una altitud variable entre los 6 km en las zonas polares y los 18
o 20 km en la zona intertropical. Esto es debido, en los polos, a la fuerza
centrípeta que causa el movimiento de rotación terrestre, mientras que en la
zona intertropical se debe a la fuerza centrífuga que causa dicha rotación.
- A medida que se sube, disminuye la temperatura en la troposfera, salvo algunos
casos de inversión térmica que siempre se deben a causas locales o
regionalmente determinadas.
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- En la troposfera suceden los fenómenos que componen lo que llamamos tiempo
meteorológico.
- La capa inferior de la troposfera se denomina la capa geográfica, que es donde
se producen la mayor proporción de fenómenos geográficos, tanto en el campo
de la geografía física como en el campo de la geografía humana.
- La temperatura mínima que se alcanza al final de la troposfera es de -50 °C
aprox.
La estratosfera es la segunda capa de la atmósfera de la Tierra. Comienza a partir de
la tropopausa y llega hasta un límite superior (estratopausa), a 50 km de altitud. La
temperatura cambia su tendencia y va aumentando hasta llegar a ser de alrededor de
0ºC en la estratopausa. Su nombre obedece a que está dispuesta en capas más o
menos horizontales (o estratos). Se extiende entre los 9 o 18 km hasta los 50 km de
altitud. A medida que se sube, la temperatura en la estratosfera aumenta.
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Casi no hay movimiento en dirección vertical del aire, pero los vientos horizontales
llegan a alcanzar frecuentemente los 200 km/h, lo que facilita el que cualquier
sustancia que llega a la estratosfera se difunda por todo el globo con rapidez. Por
ejemplo, esto es lo que ocurre con los CFC que destruyen el ozono.
En esta parte de la atmósfera, entre los 30 y los 50 kilómetros, se encuentra el ozono,
importante porque absorbe las dañinas radiaciones de onda corta. Sin embargo, se
trata de una capa muy enrarecida, muy tenue. Este aumento de la temperatura se
debe a que los rayos ultravioleta que transforman al oxígeno en "ozono", proceso que
involucra calor: al ionizarse el aire, se convierte en un buen conductor de la
electricidad y, por ende, del calor. Es por ello que a cierta altura existe una relativa
abundancia de ozono (ozonosfera) lo que implica también que la temperatura se eleve
a unos -3° C o más.
En meteorología se denomina mesosfera o mesósfera a la parte de la atmósfera
situada por encima de la estratosfera y por debajo de la termosfera. En la mesosfera
la temperatura va disminuyendo a medida que se aumenta la altura, hasta llegar a
unos -80 °C a las 50 millas aproximadamente. Se extiende desde la estratopausa
(zona de contacto entre la estratosfera y la mesosfera) hasta una altura de unos 80
km donde la temperatura vuelve a descender hasta unos -70 °C u -80 °C.
La mesosfera es la tercera capa de la atmósfera de la Tierra. La temperatura
disminuye a medida que se sube, como sucede en la troposfera. Puede llegar a ser
hasta de -90° C. Es la zona más fría de la atmósfera.
La mesosfera, que se extiende entre los 50 y 80 km de altura, contiene sólo cerca del
0,1% de la masa total del aire. Es importante por la ionización y las reacciones
químicas que ocurren en ella. La baja densidad del aire en la mesosfera determina la
formación de turbulencias y ondas atmosféricas que actúan a escalas espaciales y
temporales muy grandes.
La mesosfera es la región donde las naves espaciales que vuelven a la Tierra
empiezan a notar la estructura de los vientos de fondo, y no sólo el freno
aerodinámico.
En esta capa se observan las estrellas fugaces que son meteoroides que se han
desintegrado en la termosfera.
La mesosfera forma parte de la atmósfera terrestre, está entre la estratósfera y la
termosfera o ionosfera, en ella se encuentran meteoritos .
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La termosfera es la cuarta capa de la atmósfera terrestre que se encuentra entre la
mesosfera y la exosfera, cuya extensión comienza aproximadamente entre 80 y 120
kilómetros de la Tierra, prolongándose hasta entre 500 y 1000 kilómetros de la
superficie terrestre. Dentro de esta capa, la radiación ultravioleta, pero sobre todo los
rayos gamma y rayos X provenientes del Sol, provocan la ionización de átomos de
sodio y moléculas. En dicho proceso los gases que la componen elevan su
temperatura varios cientos de grados, de ahí su nombre.
Es la capa de la atmósfera en la que operan los transbordadores espaciales. Las
partículas de aire en la termósfera están muy separadas. Algunas veces, las
partículas de gas en esta capa son pasadas a llevar por energía eléctrica proveniente
del Sol. Cuando ocurre esto se puede ver en el cielo nocturno las llamadas auroras
boreales y australes.
La termosfera se llamada así por las elevadas temperaturas que se alcanzan en ella
debido a que los gases están ionizados (por eso también se denomina ionosfera). Si
el sol está activo, las temperaturas en la termosfera pueden llegar a 1.500° C. En esta
capa la temperatura se eleva continuamente hasta más allá de los 1000°C. Está
constituida por gran cantidad de partículas con carga eléctrica.
La Estación Espacial Internacional tiene una órbita estable dentro de la termosfera,
entre 320 y 380 kilómetros de altitud. Además, las auroras también tienen lugar en la
termosfera.
A estas distancias, el aire está enrarecido en extremo. Cuando las partículas de la
atmósfera experimentan una ionización por radiación ultravioleta, tienden a
permanecer ionizadas debido a las mínimas colisiones que se producen entre los
iones.
La ionosfera tiene una gran influencia sobre la propagación de las señales de radio.
Una parte de la energía radiada por un transmisor hacia la ionosfera es absorbida por
el aire ionizado y otra es refractada, o desviada, de nuevo hacia la superficie de la
Tierra. Este último efecto permite la recepción de señales de radio a distancias mucho
mayores de lo que sería posible con ondas que viajan por la superficie terrestre.
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La exosfera o exósfera es la capa de la atmósfera terrestre en la que los gases poco
a poco se dispersan hasta que la composición es similar a la del espacio exterior. Es
la última capa de la atmósfera, se localiza por encima de la termosfera,
aproximadamente a unas 360 millas de altitud, en contacto con el espacio exterior,
donde existe prácticamente el vacío. Es la región atmosférica más distante de la
superficie terrestre. En esta capa la temperatura no varía y el aire pierde sus
cualidades físico–químicas.
Su límite inferior se localiza a una altitud generalmente de entre 600 y 700 km,
aproximadamente. Su límite con el espacio llega en promedio a los 10.000 km por lo
que la exosfera está contenida en la magnetosfera (500-60.000 km), que representa
el campo magnético de la Tierra. En esa región, hay un alto contenido de polvo
cósmico que cae sobre la Tierra y que hace aumentar su peso en unas 20.000
toneladas.
Es la zona de tránsito entre la atmósfera terrestre y el espacio interplanetario y en ella
se pueden encontrar satélites meteorológicos de órbita polar.
En la exosfera, el concepto popular de temperatura desaparece, ya que la densidad
del aire es casi despreciable; además contiene un flujo o bien llamado plasma, que
es el que desde el exterior se le ve como los Cinturones de Van Allen. Aquí es el
único lugar donde los gases pueden escapar ya que la influencia de la fuerza de la
gravedad no es tan grande. En la exosfera también se encuentran los satélites
artificiales.
Está constituida por materia plasmática. En ella la ionización de las moléculas
determina que la atracción del campo magnético terrestre sea mayor que la del
gravitatorio.
Por lo tanto, las moléculas de los gases más ligeros poseen una velocidad media que
les permite escapar hacia el espacio interplanetario sin que la fuerza gravitatoria de
la Tierra sea suficiente para retenerlas.
Los gases que así se difunden en el vacío representan una pequeñísima parte de la
atmósfera terrestre.
La magnetosfera o magnetósfera es una región alrededor de un planeta en la que el
campo magnético de éste desvía la mayor parte del viento solar formando un escudo
protector contra las partículas cargadas de alta energía procedentes del Sol.
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Las partículas del viento solar que son detenidas forman los cinturones de Van Allen.
En los polos magnéticos, las zonas en las que las líneas del campo magnético
terrestre penetran en su interior, parte de las partículas cargadas son conducidas
sobre la alta atmósfera produciendo también es esta zona, auroras boreales o
australes.
CIRCULACIÓN DE LA ATMÓSFERA
Gracias a los gases que componen la atmósfera y a su baja densidad, puede
desplazarse fácilmente sobre la superficie del planeta. Como ocurre con todos los
gases, el aire modifica su densidad en función de la temperatura y esto hace que
pueda ascender y descender.
Dado que hay constantes variaciones de temperatura entre unos puntos y otros de la
Tierra, el aire está en continuo movimiento. Su ascenso o descenso no se efectúa en
línea recta, y esto origina los vientos. Además, el vapor de agua que contiene se
convierte en líquido (se condensa) al ascender a capas más frías, por lo que se
producen las precipitaciones.
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EL CALOR
La energía del Sol que atraviesa la atmósfera es la que da calor a la Tierra. Estas
radiaciones solares al llegar a la superficie terrestre bien sea de constitución rocosa,
un continente o el océano, se absorbe en mayor o menor grado (la roca tiene
tendencia a calentarse y enfriarse más rápidamente que el agua). Por tanto, los
continentes se enfrían y calientan antes que los océanos, creando zonas con distintas
temperaturas.
La cantidad de energía que recibe cada porción de la Tierra depende
también de la inclinación de los rayos solares, cuanto más verticales, más
energía. Por esto, las regiones cercanas a los polos son mucho más frías que las
que se encuentran cerca del ecuador. Además, en el hemisferio norte la proporción
de tierras emergidas es mucho mayor que en el sur.
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LATITUD – ALTITUD
La LATITUD determina la
posición de un punto
determinado de la Tierra con
relación al ecuador. Se mide
dividiendo el hipotético cuadrante
terrestre en 90 paralelos, cada uno
de los cuales corresponde a un
grado del ángulo recto. El ecuador
tiene latitud 0º y los polos, 90º. Como
se ha dicho, las latitudes altas
reciben mucho menos calor que las
bajas.
La ALTITUD se refiere a la altura de un punto determinado en
relación al nivel del mar. A medida que aumenta la altitud, disminuye la
densidad de la atmósfera y, por tanto, su capacidad de absorción del calor. Por esto,
cuanto más alto esté un lugar, menor temperatura tendrá.
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EL AIRE EN MOVIMIENTO - "CIRCULACIÓN GENERAL"
A causa de las diferencias entre
agua y tierra, de la latitud y de la
altitud, se crean zonas en las que
el aire más caliente y ligero tiende
a ascender, mientras que el aire
más pesado y frio desciende.
Estas diferencias de presión son
las causantes de los vientos.
Pero se ha observado que la
atmósfera sigue un movimiento
más o menos regular llamado
"circulación general", debido a
que hay zonas del planeta con
unas condiciones características.
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A lo largo del ecuador se extiende una zona de bajas presiones, después
siguen dos zonas subtropicales con presiones altas, dos zonas templadas
de baja presión y, finalmente, las zonas polares, de nuevo, con altas
presiones. Las masas de aire se mueven entre estas zonas con presiones
distintas.
LA ROTACIÓN DE LA TIERRA Y LA "FUERZA DE CORIOLIS"
La tierra, al girar sobre su eje,
produce fuerzas centrífugas y de
inercia que arrastran el aire.
Además, al estar en contacto con la
superficie, se originan también
fuerzas de rozamiento. Todas estas
fuerzas tienen una enorme influencia
sobre la forma en que se mueve el
aire.
Cuando por diferencias de presión el
aire se pone en movimiento, la
rotación de la Tierra lo desvía según
la dirección de marcha: hacia la
derecha en el hemisferio norte y hacia
la izquierda en el hemisferio sur. Todo
este complejo sistema de fuerzas
hace que el viento se desplace
describiendo amplios círculos o
espirales.
Se llama "fuerza de Coriolis" a
la inercia que actúa sobre un
cuerpo o masa de aire a causa
de la rotación de la Tierra. Por
ejemplo, los vientos alisios y los
ponientes se originan a causa de
la fuerza de Coriolis.
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CONTAMINACIÓN-ATMOSFÉRICA
Los volcanes y la actividad humana son responsables de
la emisión a la atmósfera de diferentes gases y partículas
contaminantes que tienen una gran influencia en los
cambios climáticos y en el funcionamiento de los
ecosistemas.
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El 85% del aire está cerca de la Tierra, en la troposfera, una finísima capa de
sólo 15 Km. Las capas más elevadas de la atmosfera tienen poco aire, pero nos
protegen de los rayos ultravioletas (capa de ozono) y de los meteoritos (ionosfera).
Los gases que hemos vertido a la atmosfera han dejado la Tierra en un estado
lamentable.
Cada año, los países industriales generan millones de toneladas de contaminantes.
Los contaminantes atmosféricos más frecuentes y más ampliamente dispersos son el
monóxido de carbono, el dióxido de azufre, los óxidos de nitrógeno, el ozono, el
dióxido de carbono o las partículas en suspensión.
El nivel suele expresarse en términos de concentración atmosférica (microgramos de
contaminantes por metro cúbico de aire) o, en el caso de los gases, en partes por
millón, es decir, el número de moléculas de contaminantes por millón de moléculas
de aire.
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Muchos contaminantes proceden de fuentes fácilmente identificables; el dióxido de
azufre, por ejemplo, procede de las centrales energéticas que queman carbón o
petróleo. Otros se forman por la acción de la luz solar sobre materiales reactivos
previamente emitidos a la atmósfera (los llamados precursores). Por ejemplo, el
ozono, un peligroso contaminante que forma parte del smog, se produce por la
interacción de hidrocarburos y óxidos de nitrógeno bajo la influencia de la luz solar. El
ozono ha producido también graves daños en las cosechas.
Por otra parte, el descubrimiento en la década de 1980 de que algunos contaminantes
atmosféricos, como los clorofluorocarbonos (CFC), están produciendo una
disminución de la capa de ozono protectora del planeta ha conducido a una supresión
paulatina de estos productos.
La contaminación atmosférica es uno de los problemas medioambientales que se
extiende con mayor rapidez ya que las corrientes atmosféricas pueden transportar el
aire contaminado a todos los rincones del globo. Los gases que se liberan en la
atmósfera producen efectos nocivos sobre los patrones atmosféricos y afectan a la
salud de las personas, animales y plantas.
EL EFECTO INVERNADERO
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Gracias a la atmósfera, la Tierra no tiene grandes contrastes térmicos; debido al
efecto invernadero natural, que está producido por todos los componentes gaseosos
del aire, que absorben gran parte de la radiación infrarroja re-emitida por la superficie
terrestre; este calor queda retenido en la atmósfera en vez de perderse en el espacio
gracias a dos características físicas del aire: su compresibilidad, que comprime el aire
en contacto con la superficie terrestre por el propio peso de la atmósfera lo que, a su
vez, determina la mayor absorción de calor del aire sometido a mayor presión y la
diatermancia, que significa que la atmósfera deja pasar a la radiación solar casi sin
calentarse (la absorción directa de calor procedente de los rayos solares es muy
escasa), mientras que absorbe gran cantidad del calor oscuro reenviado por la
superficie terrestre y, sobre todo, acuática de nuestro planeta.
Este efecto invernadero tiene un papel clave en las suaves temperaturas
medias del planeta. Así, teniendo en cuenta la constante solar (calorías
que llegan a la superficie de la Tierra por centímetro cuadrado ypor minuto),
la temperatura media del planeta sería de -27 °C, incompatible con la vida
tal y como la conocemos; en cambio, su valor real es de unos 15 °C debido
precisamente al efecto invernadero.
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