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Principios de Instrucción en
Ciencias de la Tierra
Las
Las Grandes Ideas en Ciencias de la Tierra y los Conceptos que las Sustentan
www.earthscienceliteracy.org
Presentado por Mariano Álvaro (Gportal y Geosen)
ALFABETIZACIÓN EN CIENCIAS DE LA TIERRA
Las grandes Ideas en Ciencias de la Tierra y los Conceptos que las sustentan
LAS NUEVE GRANDES IDEAS O CONCEPTOS
GRAN IDEA 1. Los científicos de la Tierra usan observaciones repetibles e
ideas verificables para comprender y explicar nuestro planeta
GRAN IDEA 2. La Tierra tiene 4.600 millones de años
GRAN IDEA 3. La Tierra es un sistema complejo de interacción entre las
rocas, el agua, el aire y la vida
GRAN IDEA 4. La Tierra está cambiando continuamente
GRAN IDEA 5. La Tierra es el planeta agua
GRAN IDEA 6. La vida evoluciona en una Tierra dinámica y la modifica
continuamente
GRAN IDEA 7. Los humanos dependemos de la Tierra para la obtención de
recursos
GRAN IDEA 8. Los riesgos naturales suponen riesgos para los humanos
GRAN IDEA 9. Los humanos alteran considerablemente la Tierra
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GRAN IDEA 1
Los científicos de la Tierra usan observaciones
repetibles e ideas verificables para comprender y
explicar nuestro planeta
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GRAN IDEA 1. Los científicos de la Tierra usan observaciones repetibles e ideas verificables
para comprender y explicar nuestro planeta
1.1 Los científicos de la Tierra encuentran soluciones para las necesidades
de la sociedad.
Los científicos de la Tierra trabajan en problemas que constituyen desafíos a los
que se enfrenta la humanidad, tales como el cambio climático y los impactos
humanos sobre la Tierra. Los científicos de la Tierra predicen exitosamente
riesgos para los humanos y localizan y aprovechan los recursos naturales,
posibilitando nuestro progreso en el planeta.
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GRAN IDEA 1. Los científicos de la Tierra usan observaciones repetibles e ideas verificables
para comprender y explicar nuestro planeta
1.2 Los científicos de la Tierra utilizan una gran variedad de principios
científicos para comprender cómo funciona nuestro planeta.
Los científicos de la Tierra combinan el estudio de la geología de nuestro planeta
con aspectos de biología, química, física, y matemáticas con objeto de entender
las complejidades del sistema Tierra.
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GRAN IDEA 1. Los científicos de la Tierra usan observaciones repetibles e ideas verificables
para comprender y explicar nuestro planeta
1.3 Las investigaciones en ciencias de la Tierra toman diferentes formas.
Los científicos de la Tierra realizan experimentos reproducibles y reúnen múltiples
líneas de evidencia. Esta evidencia procede de estudios de campo, analíticos,
teóricos, experimentales o de modelización.
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GRAN IDEA 1. Los científicos de la Tierra usan observaciones repetibles e ideas verificables
para comprender y explicar nuestro planeta
1.4 Los científicos de la Tierra deben usar métodos indirectos para
examinar y comprender la estructura, composición y dinámica del
interior de la Tierra.
Con la excepción de los pozos y perforaciones mineras, no es posible realizar
observaciones directas del interior de la Tierra. En lugar de ello, los científicos de
la Tierra observan el interior del planeta usando ondas sísmicas, la gravedad, los
campos magnéticos, el radar, el sonar y experimentos de laboratorio sobre el
comportamiento de los materiales a altas presiones y temperaturas.
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GRAN IDEA 1. Los científicos de la Tierra usan observaciones repetibles e ideas verificables
para comprender y explicar nuestro planeta
1.5 Los científicos de la Tierra utilizan su comprensión del pasado para
pronosticar el futuro de la Tierra.
La investigación en ciencias de la Tierra nos relata cómo funcionó la Tierra en el
pasado bajo condiciones no vistas hoy en día y cómo las condiciones pueden
cambiar en el futuro.
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GRAN IDEA 1. Los científicos de la Tierra usan observaciones repetibles e ideas verificables
para comprender y explicar nuestro planeta
1.6 Los científicos de la Tierra construyen modelos de la Tierra y sus
procesos que explican de la mejor manera las evidencias geológicas
disponibles.
Estos modelos científicos, que pueden ser conceptuales o analíticos, se examinan
y verifican rigurosamente por grupos de científicos colaboradores y competidores
de todo el mundo. Los documentos de investigación en ciencias de la Tierra están
sujetos a rigurosos procesos de revisión antes de ser publicados en las revistas
científicas.
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GRAN IDEA 1. Los científicos de la Tierra usan observaciones repetibles e ideas verificables
para comprender y explicar nuestro planeta
1.7 Los avances tecnológicos, la mejora en las interpretaciones y las nuevas
observaciones refinan continuamente nuestra comprensión de la Tierra.
Este marco de Alfabetización (Instrucción) en Ciencias de la Tierra debe ser un
documento vivo que crece junto con las ideas y conceptos cambiantes de10 la
Tierra.
GRAN IDEA 2
La Tierra tiene 4.600 millones de años
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GRAN IDEA 2. La Tierra tiene 4.600 millones de años
2.1 Las rocas y otros materiales de la Tierra proporcionan un registro de su
historia
Los científicos de la Tierra utilizan la estructura, secuencia y propiedades de las
rocas, sedimentos, y fósiles para reconstruir eventos en la historia de la Tierra.
Las tasas de desintegración de los elementos radiactivos son los medios
principales para obtener edades numéricas de las rocas y restos orgánicos.
Comprender los procesos geológicos en el mundo actual es crucial para
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interpretar el pasado de la Tierra
GRAN IDEA 2. La Tierra tiene 4.600 millones de años
2.2 Nuestro Sistema Solar se formó a partir de una inmensa nube de gas y
polvo hace 4.600 millones de años.
Una parte del gas y del polvo eran los restos de la explosión de tipo supernova
de una estrella previa. Nuestros cuerpos están hechos, por lo tanto, de “polvo
estelar”.
Esta edad de 4.600 millones de años está bien establecida a partir de las tasas
de desintegración de los elementos radiactivos encontrados en meteoritos y
rocas de la Luna.
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GRAN IDEA 2. La Tierra tiene 4.600 millones de años
2.3 La Tierra se formó a partir de la acumulación de polvo y gas, y múltiples
colisiones de cuerpos planetarios más pequeños
El núcleo metálico de la Tierra se formó por el hundimiento del hierro hacia el
centro del planeta, controlado por la gravedad. El material rocoso que rodeaba
el núcleo estaba prácticamente fundido en las etapas tempranas de la historia de
la Tierra y se enfrió lentamente para formar el manto y la corteza terrestres.
Los átomos de los diferentes elementos se combinaron formando minerales, que
a su vez se conjuntaron formando las rocas. El océano y la atmósfera de la Tierra
empezaron a formarse hace más de 4.000 millones de años a partir del ascenso
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de los materiales más ligeros del manto.
GRAN IDEA 2. La Tierra tiene 4.600 millones de años
2.4 La corteza de la Tierra es de dos tipos distintos: continental y oceánica
La corteza continental permanece en la superficie terrestre y puede tener miles
de millones de años. La corteza oceánica se forma y recicla continuamente en el
manto. Su edad no supera, en ningún lugar del océano, los 200 millones de años.
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GRAN IDEA 2. La Tierra tiene 4.600 millones de años
2.5 El estudio de otros objetos del sistema solar nos ayuda a aprender
sobre la historia de la Tierra
Los procesos geológicos activos, tales como la tectónica de placas y la erosión,
han destruido la mayor parte del registro rocoso primitivo de la Tierra.
Muchos aspectos de la historia temprana del planeta se conocen gracias a los
objetos del sistema solar que no han cambiado tanto como la Tierra
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GRAN IDEA 2. La Tierra tiene 4.600 millones de años
2.6 La vida en la Tierra empezó hace más de 3.500 millones de años
Los fósiles indican que la vida empezó con organismos unicelulares, que fueron
las únicas formas de vida durante miles de millones de años.
Los Humanos (Homo sapiens) han existido durante sólo una fracción muy pequeña
(aproximadamente el 0,004%) de la historia de la Tierra
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GRAN IDEA 2. La Tierra tiene 4.600 millones de años
2.7 A lo largo de toda la historia de la Tierra, procesos graduales y
catastróficos han causado cambios enormes
Se formaron y se separaron supercontinentes, la composición de la atmósfera y
del océano cambió, se produjeron ascensos y descensos del nivel del mar, unas
especies evolucionaron y otras se extinguieron, las capas de hielo avanzaron y
se fundieron, los meteoritos colisionaron contra la Tierra, y las montañas se
formaron y erosionaron
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GRAN IDEA 3
La Tierra es un sistema complejo de interacción
entre las rocas, el agua, el aire y la vida
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GRAN IDEA 3. La Tierra es un sistema complejo de interacción entre las rocas, el agua, el aire y
la vida
3.1 Los cuatros sistemas principales de la Tierra son la geosfera, hidrosfera,
atmósfera y biosfera
La geosfera incluye un núcleo
metálico, rocas sólidas y
fundidas, suelo y sedimentos.
La atmósfera es el envoltorio de
gas que rodea la Tierra.
La hidrosfera incluye el hielo, el
vapor de agua, y el agua líquida
en la atmósfera, el océano, los
lagos, la escorrentía, y el agua
subterránea.
La biosfera incluye la vida de la
Tierra, que puede encontrarse
en muchas partes de la geosfera,
hidrosfera y atmósfera.
Los Humanos somos parte de la biosfera, y las actividades humanas tienen impactos
importantes en las cuatro esferas
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GRAN IDEA 3. La Tierra es un sistema complejo de interacción entre las rocas, el agua, el aire y
la vida
3.2 Todos los procesos de la Tierra son el resultado de los flujos de energía
y ciclos de masa dentro y entre los sistemas de la Tierra
Esta energía procede del sol y del interior de la Tierra. Los flujos de energía y los
ciclos de masa causan cambios químicos y físicos en los materiales de la Tierra y
en los organismos vivos.
Por ejemplo, grandes proporciones de carbono se intercambian entre los sistemas de
rocas, agua, aire, organismos, y combustibles fósiles tales como el carbón y el petróleo.
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GRAN IDEA 3. La Tierra es un sistema complejo de interacción entre las rocas, el agua, el aire y
la vida
3.3 La Tierra intercambia masa y energía con el resto del Sistema Solar.
La Tierra gana y pierde energía a través de la radiación solar entrante, la pérdida
de calor al espacio y las fuerzas gravitacionales del sol, la luna y los planetas.
La Tierra gana masa por los impactos de meteoroides y cometas y la pierde por
el escape de gases al espacio.
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GRAN IDEA 3. La Tierra es un sistema complejo de interacción entre las rocas, el agua, el aire y
la vida
3.4 Los sistemas de la Tierra interactúan en un amplio rango de escalas
espaciales y temporales
Estas escalas varían en tamaño desde microscópicas a globales y operan desde
fracciones de segundo a miles de millones de años. Estas interacciones entre los
sistemas de la Tierra han modelado la historia del planeta y determinarán su
futuro.
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GRAN IDEA 3. La Tierra es un sistema complejo de interacción entre las rocas, el agua, el aire y
la vida
3.5 Las regiones donde los organismos interactúan activamente entre sí y
con su medio se llaman ecosistemas
Los ecosistemas proporcionan los bienes (comida, combustible, oxígeno y
nutrientes) y servicios (regulación climática, ciclo y purificación del agua, y
desarrollo y mantenimiento del suelo) necesarios para sustentar la biosfera.
Los ecosistemas se consideran las unidades de apoyo de la vida esenciales del
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planeta.
GRAN IDEA 3. La Tierra es un sistema complejo de interacción entre las rocas, el agua, el aire y
la vida
3.6 Los sistemas de la Tierra son dinámicos; reaccionan continuamente a las
influencias cambiantes
Los componentes de los sistemas de la Tierra pueden parecer estables, cambiar
lentamente durante largos periodos de tiempo o cambiar abruptamente con
consecuencias importantes para los organismos vivos.
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GRAN IDEA 3. La Tierra es un sistema complejo de interacción entre las rocas, el agua, el aire y
la vida
3.7 Los cambios en parte de un sistema pueden causar nuevos cambios en el
mismo o en otros sistemas, a menudo de manera sorprendente y
compleja
Estos nuevos cambios pueden adoptar la forma de “retroalimentaciones” que
pueden incrementar o disminuir los cambios originales y ser impredecibles y/o
irreversibles.
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GRAN IDEA 3. La Tierra es un sistema complejo de interacción entre las rocas, el agua, el aire y
la vida
3.8 El clima de la Tierra es un ejemplo de cómo las interacciones complejas
entre los sistemas pueden ocasionar cambios relativamente
inesperados e importantes.
El registro geológico muestra que las interacciones entre los eventos tectónicos,
influjos solares, órbitas planetarias, circulación oceánica, actividad volcánica,
glaciares, vegetación y actividades
humanas, pueden causar cambios
apreciables, y en ocasiones rápidos,
de los patrones regionales y globales
de la temperatura y precipitación.
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GRAN IDEA 4
La Tierra está cambiando continuamente
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GRAN IDEA 4. La Tierra está cambiando continuamente
4.1 La geosfera de la Tierra cambia mediante procesos geológicos,
hidrológicos, físicos, químicos, y biológicos que se explican por leyes
universales
Procesos geológicos internos
Estos cambios pueden ser pequeños o grandes, continuos o esporádicos, y graduales
o catastróficos.
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GRAN IDEA 4. La Tierra está cambiando continuamente
4.2 La Tierra, como los otros planetas, se está todavía enfriando, aunque la
desintegración radiactiva genera continuamente calor interno
El calor fluye a través del interior de la Tierra y hacia el exterior sobre todo por
convección, pero también mediante conducción y radiación. El flujo del calor de la
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Tierra es como su sangre vital, gobernando sus movimientos internos.
GRAN IDEA 4. La Tierra está cambiando continuamente
4.3 El interior de la Tierra está en constante movimiento, mediante los
procesos de convección, con consecuencias importantes para la
superficie
La convección en el núcleo exterior líquido, rico en hierro, junto con la rotación
del planeta alrededor de su eje, genera el campo magnético de la Tierra.
Mediante la desviación del viento solar alrededor del planeta, el campo
magnético lo evita alejándolo de la atmósfera de la Tierra.
La convección en el manto sólido gobierna la mayoría de los procesos de la
tectónica de placas, incluyendo la formación y movimientos de los continentes y
de la corteza oceánica.
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GRAN IDEA 4. La Tierra está cambiando continuamente
4.4 Las placas tectónicas de la Tierra incluyen la corteza rocosa y el manto
más superior y se mueven lentamente unas con respecto a otras.
La nueva placa oceánica se forma continuamente en las dorsales medio-oceánicas
y otros centros de expansión, hundiéndose de vuelta al manto en las fosas
oceánicas. Las placas tectónicas se mueven ininterrumpidamente a un ritmo de 10
cm. por año.
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GRAN IDEA 4. La Tierra está cambiando continuamente
4.5 Muchos procesos geológicos activos ocurren en los bordes de placa
Las interacciones entre las placas cambian las formas, tamaños y posiciones de los
continentes y cuencas oceánicas, la situación de las cordilleras y cuencas
montañosas, los patrones de circulación oceánica y el clima, las localizaciones de
los terremotos y volcanes, y la distribución de recursos y organismos vivos
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GRAN IDEA 4. La Tierra está cambiando continuamente
4.6 Los materiales de la Tierra toman diferentes formas de acuerdo con su
ciclo a través de la geosfera
Las rocas se forman a partir del enfriamiento del magma, la acumulación y
consolidación de sedimentos, y la alteración de las rocas más antiguas por el calor,
la presión, y los fluidos.
Estos tres procesos forman las rocas ígneas, sedimentarias y metamórficas.
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GRAN IDEA 4. La Tierra está cambiando continuamente
4.7 Los paisajes son el resultado de la interacción dinámica entre procesos
que crean y hacen emerger nueva corteza y los que la destruyen y la
deprimen
Esta interacción está afectada por la gravedad, diferencias de densidad, la
tectónica de placas, el clima, el agua, las acciones de los organismos vivos, y la
resistencia de los materiales de la Tierra a la meteorización y erosión.
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GRAN IDEA 4. La Tierra está cambiando continuamente
4.8 Los materiales rocosos meteorizados e inestables se erosionan en
determinadas partes de la Tierra y se depositan en otras.
Bajo la influencia de la gravedad las rocas caen ladera abajo. El agua, el hielo y el
aire transportan sedimentos erosionados a cotas más bajas y finalmente al océano.
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GRAN IDEA 4. La Tierra está cambiando continuamente
4.9 Las líneas de costa retroceden y avanzan a través de los continentes,
depositando sedimentos que se convierten en las rocas sedimentarias
del terreno
Mediante procesos dinámicos de tectónica de placas y glaciaciones, el nivel del
mar puede subir y bajar hasta cientos de metros. Estas fluctuaciones causan
que las líneas de costa avancen y retrocedan centenares de kilómetros. Las capas
rocosas superiores de la mayoría de los continentes se formaron cuando los
ascensos del nivel del mar inundaron repetidamente los interiores de los
continentes.
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GRAN IDEA 5
La Tierra es el planeta agua
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GRAN IDEA 5. La Tierra es el planeta agua
5.1 El agua se encuentra en la Tierra en todas partes, desde las alturas de la
atmósfera a las profundidades del manto.
Ya en la historia temprana de la Tierra, el agua superficial se acumuló mediante la
desgasificación de su interior y la captura de parte del hielo extraterrestre. El
vapor de agua en la atmósfera se condensó y se produjeron las primeras
precipitaciones según se enfriaba el planeta.
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GRAN IDEA 5. La Tierra es el planeta agua
5.2 El agua es esencial para la vida en la Tierra
La Tierra es única en nuestro sistema solar, pues el agua ha coexistido en la
superficie terrestre en tres fases (sólida, líquida y gas) durante miles de millones
40
de años, permitiendo el desarrollo y la evolución continua de la vida.
GRAN IDEA 5. La Tierra es el planeta agua
5.3 La combinación de propiedades físicas y químicas únicas del agua es
esencial para la dinámica de todos los sistemas de la Tierra
Estas propiedades incluyen la manera en que el agua absorbe y desprende calor,
refleja la luz del sol, se expande al congelarse, y disuelve otros minerales.
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GRAN IDEA 5. La Tierra es el planeta agua
5.4 El agua juega un papel importante en muchos procesos internos
profundos de la Tierra
El agua permite a las rocas fundirse más fácilmente, generando una gran parte
del magma que surge en las erupciones volcánicas en forma de lava. El agua
facilita la alteración metamórfica de las rocas y es fundamental en los procesos
de tectónica de placas.
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GRAN IDEA 5. La Tierra es el planeta agua
5.5 El agua de la Tierra se recicla entre los reservorios de la atmósfera,
escorrentía, lagos, océanos, glaciares, aguas subterráneas, y las
profundidades del planeta
La cantidad total de agua en la superficie de la Tierra ha permanecido
prácticamente constante a lo largo del tiempo geológico, aunque su
distribución entre los reservorios ha variado.
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GRAN IDEA 5. La Tierra es el planeta agua
5.6 El agua modela los paisajes
El fluir del agua en las zonas de escorrentía modela intensamente la superficie
del terreno mediante la meteorización, erosión, transporte y deposición. El agua
participa en la disolución y formación de los materiales de la Tierra.
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GRAN IDEA 5. La Tierra es el planeta agua
5.7 El hielo es esencialmente un poderoso agente de meteorización y
erosión
El agua se expande al congelarse, agrietando y resquebrajando las rocas. El
movimiento de los grandes glaciares puede pulimentar la superficie del terreno.
El fluir del hielo de los glaciares cubre y altera inmensas áreas de los continentes
durante las Glaciaciones.
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GRAN IDEA 5. La Tierra es el planeta agua
5.8 El agua dulce es menos del 3% del agua de la superficie de la Tierra.
La mayor parte del agua dulce está almacenada en los glaciares de la Antártida y
Groenlandia. Menos del 1% del agua cercana a la superficie es agua líquida
dulce potable, y aproximadamente el 99% de la misma está como agua
46
subterránea en los poros y fracturas, dentro del suelo, los sedimentos y las rocas.
GRAN IDEA 6
La vida evoluciona en una Tierra dinámica y la
modifica continuamente
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GRAN IDEA 6. La vida evoluciona en una Tierra dinámica y la modifica continuamente
6.1 Los fósiles son la evidencia preservada de la vida antigua
Los fósiles documentan la presencia de vida primitiva en la historia de la Tierra y su
evolución posterior a lo largo de miles de millones de años.
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GRAN IDEA 6. La vida evoluciona en una Tierra dinámica y la modifica continuamente
6.2 La evolución, incluyendo el origen y extinción de las especies, es un
proceso natural y en desarrollo
Los cambios en la Tierra y sus ecosistemas determinan la supervivencia de
individuos, poblaciones y especies.
Como resultado de los procesos dinámicos de la Tierra, la vida se ha adaptado
mediante la evolución a los nuevos nichos, diversos y siempre cambiantes.
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GRAN IDEA 6. La vida evoluciona en una Tierra dinámica y la modifica continuamente
6.3 La diversidad biológica, pasada y presente, es enorme y aún no
descubierta en su totalidad
Continuamente se están encontrando e identificando nuevas especies de
organismos vivos y fósiles.
Toda esta biodiversidad está interrelacionada mediante la evolución.
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GRAN IDEA 6. La vida evoluciona en una Tierra dinámica y la modifica continuamente
6.4 A lo largo del curso de la historia de la Tierra han surgido formas de vida
y ecosistemas más complejos
Esta complejidad ha emergido asociada a adaptaciones a nuevos hábitats en
constante transformación.
Pero no toda la evolución causa una mayor complejidad; los organismos que se
adaptan a ambientes locales cambiantes también pueden llegar a ser más
simples.
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GRAN IDEA 6. La vida evoluciona en una Tierra dinámica y la modifica continuamente
6.5 Los microorganismos dominaron la biosfera primitiva de la Tierra y aún
hoy continúan siendo el grupo de organismos más extendido,
abundante y diverso del planeta
Los microbios cambian la química de la superficie de la Tierra y juegan un papel
crítico en el ciclo de los nutrientes en la mayoría de los ecosistemas.
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GRAN IDEA 6. La vida evoluciona en una Tierra dinámica y la modifica continuamente
6.6 Las extinciones masivas ocurren cuando las condiciones globales
cambian más rápido que la adaptación de un gran número de especies
Las extinciones masivas suelen ir seguidas por la aparición de muchas nuevas
especies, después de millones de años en los que las que sobreviven evolucionan
y llenan los nichos desocupados.
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GRAN IDEA 6. La vida evoluciona en una Tierra dinámica y la modifica continuamente
6.7 Las particulares formas de vida que existen hoy, incluyendo los
humanos, son un resultado único de la historia de los sistemas de la
Tierra
Si esta historia hubiera sido tan solo ligeramente diferente, las formas de vida
actual podrían ser totalmente distintas y los humanos podrían no haber
evolucionado nunca.
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GRAN IDEA 6. La vida evoluciona en una Tierra dinámica y la modifica continuamente
6.8 La vida cambia las propiedades físicas y químicas de la geosfera,
hidrosfera y atmósfera de la Tierra
Los organismos vivos produjeron la mayor parte del oxígeno de la atmósfera
mediante fotosíntesis y proveyeron el material sustancial de los combustibles
fósiles y muchas rocas sedimentarias. El registro fósil proporciona un medio para
comprender todos estos cambios.
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GRAN IDEA 6. La vida evoluciona en una Tierra dinámica y la modifica continuamente
6.9 La vida ocupa un amplio rango de ambientes de la Tierra, incluyendo los
ambientes extremos
Algunos microbios viven en las rocas a kilómetros bajo la superficie, en el hielo
glaciar, y en las emisiones submarinas donde los fluidos termales escapan de la
corteza oceánica.
Algunos de estos ambientes pueden ser similares a las condiciones en las que se
originó la vida y a los ambientes que existen en otros planetas y lunas.
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GRAN IDEA 7
La vida evoluciona en una Tierra dinámica y la
modifica continuamente
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GRAN IDEA 7. La vida evoluciona en una Tierra dinámica y la modifica continuamente
7.1 La Tierra es nuestro hogar. Sus recursos forjan civilizaciones, impulsan la
exploración, e inspiran los anhelos humanos que incluyen arte, literatura
y ciencia
Dependemos de la Tierra para nuestro sustento, confort, lugares para vivir y
desenvolvernos, e inspiración espiritual.
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GRAN IDEA 7. La vida evoluciona en una Tierra dinámica y la modifica continuamente
7.2 La Geología afecta la distribución y desarrollo de las poblaciones
humanas
Las poblaciones humanas se han concentrado históricamente en sitios que son
geológicamente ventajosos para el comercio, la producción de alimentos y otros
aspectos de la civilización.
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GRAN IDEA 7. La vida evoluciona en una Tierra dinámica y la modifica continuamente
7.3 Los recursos naturales son limitados.
Los recursos naturales de la Tierra proporcionan la base para cubrir todas las
necesidades físicas de la sociedad humana.
La mayor parte son no-renovables a escalas de tiempo humano y muchos de
ellos están disminuyendo críticamente.
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GRAN IDEA 7. La vida evoluciona en una Tierra dinámica y la modifica continuamente
7.4 Los recursos están distribuidos desigualmente por el planeta
La distribución de los recursos es el resultado de cómo y dónde ocurrieron los
procesos geológicos en el pasado, y tiene implicaciones sociales, económicas y
políticas extremadamente importantes.
61
GRAN IDEA 7. La vida evoluciona en una Tierra dinámica y la modifica continuamente
7.5 Los recursos del agua son esenciales para la agricultura, fabricación, la
producción de energía y la vida.
Los científicos y los ingenieros de la Tierra localizan y gestionan nuestros
recursos de agua dulce, de reservas limitadas. En muchos lugares, los humanos
agotamos las aguas subterráneas y superficiales más rápido de lo que se
renuevan. Una vez que el agua dulce se ha contaminado, su calidad es difícil de
restaurar.
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GRAN IDEA 7. La vida evoluciona en una Tierra dinámica y la modifica continuamente
7.6 El suelo, las rocas y los minerales proporcionan los metales y otros
materiales esenciales para la agricultura, fabricación, y construcción
El suelo se desarrolla lentamente a partir de la roca meteorizada, y su erosión
amenaza la agricultura. Los minerales y los metales se concentran a menudo en
depósitos de interés económico muy específicos. La localización y explotación
minera de estos depósitos proporcionan las materias primas para gran parte de
nuestra industria. Muchos dispositivos electrónicos y mecánicos requieren
específicamente metales y minerales raros y exclusivos de reservas limitadas.
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GRAN IDEA 7. La vida evoluciona en una Tierra dinámica y la modifica continuamente
7.7 Los científicos y los ingenieros de la Tierra desarrollan nuevas
tecnologías para extraer recursos mientras reducen la contaminación,
los residuos y la degradación de los ecosistemas causada por la
extracción.
Por ejemplo ,la recuperación del terreno puede restaurar parcialmente
ambientes superficiales aprovechando la minería a cielo abierto.
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GRAN IDEA 7. La vida evoluciona en una Tierra dinámica y la modifica continuamente
7.8 El petroleo y el gas natural son recursos únicos fundamentales, en
muchos aspectos, para la vida actual
Son los precursores de los compuestos químicos utilizados para hacer numerosos
productos, tales como plásticos, textiles, medicamentos y fertilizantes. Las
fuentes del petróleo son necesarias para fabricar la mayor parte de los
productos industriales.
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GRAN IDEA 7. La vida evoluciona en una Tierra dinámica y la modifica continuamente
7.9 Los combustibles fósiles y el uranio proporcionan actualmente la mayor
parte de los recursos energéticos
Los combustibles fósiles, tales como el carbón, el petróleo y el gas natural,
tardan en formarse desde decenas a cientos de millones de años.
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GRAN IDEA 7. La vida evoluciona en una Tierra dinámica y la modifica continuamente
7.10 Los científicos de la Tierra ayudan a un avance de la sociedad hacia
una mayor sostenibilidad
Las fuentes renovables de energía, tales como la solar, eólica, hidroeléctrica y
geotérmica se encuentran en desarrollo. Reemplazarán a los combustibles
fósiles, según estos vayan siendo más escasos, y su recuperación de la Tierra sea
más costosa y no deseada debido a los daños medioambientales.
Los científicos de la Tierra fomentan la cooperación global y una gestión basada
en la ciencia, que puede ayudar a asegurar la disponibilidad de recursos para
futuras generaciones.
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GRAN IDEA 8
Los riesgos naturales suponen riesgos para los
humanos
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GRAN IDEA 8. Los riesgos naturales suponen riesgos para los humanos
8.1 Los riesgos naturales son el resultado de los procesos naturales de la
Tierra
Estos riesgos incluyen terremotos, tsunamis, huracanes, inundaciones, sequías,
deslizamientos, erupciones volcánicas, eventos meteorológicos extremos,
incendios inducidos por rayos, hundimientos, erosión costera, e impactos de
cometas y asteroides
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GRAN IDEA 8. Los riesgos naturales suponen riesgos para los humanos
8.2 Los riesgos naturales modelan la historia de las sociedades humana
Estos eventos pueden alterar de manera importante las poblaciones humanas y
ser la causa de migraciones.
El riesgo asociado a ellos es aún mayor cuando las poblaciones se expanden a áreas
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vulnerables o se concentran en áreas ya habitadas
GRAN IDEA 8. Los riesgos naturales suponen riesgos para los humanos
8.3 Las actividades humanas puede influir en la frecuencia e intensidad de
algunos riesgos naturales
Estos riesgos incluyen inundaciones, deslizamientos, sequías, incendios
forestales, y erosión.
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GRAN IDEA 8. Los riesgos naturales suponen riesgos para los humanos
8.4 Estos peligrosos eventos pueden ser repentinos o graduales
Varían desde eventos súbitos como terremotos y erupciones volcánicas
explosivas, a fenómenos más graduales tales como sequías, que pueden durar
décadas o más tiempo.
Los cambios causados por procesos continuos, tales como la erosión y la
subsidencia del terreno, pueden también causar riesgos para las poblaciones
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humanas, así como el riesgo incrementado de inundación en New Orleáns.
GRAN IDEA 8. Los riesgos naturales suponen riesgos para los humanos
8.5 Los riesgos naturales pueden ser en origen locales o globales
Los riesgos naturales pueden producir impactos en zonas distantes debido a la
interconexión de las sociedades humanas y los sistemas de la Tierra.
Por ejemplo una erupción volcánica en el Océano Pacífico puede afectar el Clima
en todo el globo.
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GRAN IDEA 8. Los riesgos naturales suponen riesgos para los humanos
8.6 Los científicos de la Tierra están continuamente mejorando las
estimaciones sobre dónde y cómo ocurrirán los riesgos naturales
Este análisis se realiza mediante la monitorización continua de la Tierra,
incrementando nuestra comprensión de los procesos físicos que sustentan sus
cambios y desarrollando modelos científicos que pueden explicar las observaciones
científicas relacionadas con los riesgos
74
GRAN IDEA 8. Los riesgos naturales suponen riesgos para los humanos
8.7 Los humanos no podemos eliminar los riesgos naturales, pero podemos
comprometernos en actividades que reduzcan sus impactos
La pérdida de vidas, el daño a las propiedades y los costes económicos pueden
reducirse, identificando los lugares de alto riesgo y reduciendo la densidad de
población y las actividades sociales en ellos, mejorando los métodos de
construcción, desarrollando sistemas de alerta, y reconociendo cómo el
comportamiento humano influye en la previsión y la respuesta.
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GRAN IDEA 8. Los riesgos naturales suponen riesgos para los humanos
8.8 Un público instruido en Ciencias de la Tierra es esencial para reducir la
peligrosidad de los riesgos naturales
Esta alfabetización conlleva la promoción de la concienciación de la
comunidad sobre los riesgos naturales y el desarrollo de políticas
científicamente informadas que reduzcan el riesgo.
76
GRAN IDEA 9
Los humanos alteran considerablemente la Tierra
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GRAN IDEA 9. Los humanos alteran considerablemente la Tierra
9.1 Las actividades humanas cambian considerablemente las pautas de
muchos procesos de la superficie de la Tierra
La Humanidad se ha convertido en un agente geológico que debe ser tenido en
cuenta al igual que los procesos naturales en cualquier intento de comprender el
funcionamiento de los sistemas de la Tierra.
Según se incrementan la población humana y el consumo per cápita de recursos
naturales, también lo hacen nuestros impactos sobre los sistemas de la Tierra.
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GRAN IDEA 9. Los humanos alteran considerablemente la Tierra
9.2 Los científicos de la Tierra utilizan el registro geológico para distinguir las
influencias humanas de las naturales en los sistemas de la Tierra
Las evidencias de las influencias naturales y
humanas en los procesos de la Tierra se
encuentran en los testigos de sondeo del
hielo y en los suelos y sedimentos de
lagos, estuarios y océanos.
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GRAN IDEA 9. Los humanos alteran considerablemente la Tierra
9.3 Los humanos causamos el cambio climático global mediante el consumo
de combustibles fósiles, los cambios en el uso de las tierras, las prácticas
agrarias y los procesos industriales
Las consecuencias del cambio climático
global incluyen la fusión de los glaciares
y el permafrost, el aumento del nivel del
mar, el incremento de los incendios
forestales, más eventos meteorológicos
extremos, y la alteración de los
ecosistemas globales
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GRAN IDEA 9. Los humanos alteran considerablemente la Tierra
9.4 Los humanos influimos en la calidad, disponibilidad y distribución del
agua de la Tierra mediante la modificación de las escorrentías, lagos y
aguas subterráneas
Las estructuras de ingeniería, tales como canales, presas y diques alteran
considerablemente la distribución de agua y sedimentos. La contaminación de las
corrientes de agua residuales, prácticas agrarias, y procesos industriales reducen
la calidad del agua. El uso excesivo del agua para la generación de energía
eléctrica y la agricultura reduce su disponibilidad para el consumo como agua
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potable.
GRAN IDEA 9. Los humanos alteran considerablemente la Tierra
9.5 Las actividades humanas alteran la superficie natural del terreno
Los humanos utilizan más de un tercio de la superficie del terreno no cubierta por el
hielo para obtener o cultivar sus alimentos. El aprovechamiento de las tierras está
transformando grandes áreas del terreno, incluyendo delicados ecosistemas, tales
como los humedales.
Estos cambios en la superficie del
terreno producen impactos en
muchos procesos de la Tierra, tales
como la recarga de las aguas
subterráneas o los patrones
meteorológicos
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GRAN IDEA 9. Los humanos alteran considerablemente la Tierra
9.6 Las actividades humanas aceleran la erosión del terreno
Actualmente, la pauta de erosión global del terreno causada por las actividades
humanas excede a la de todos los procesos naturales en un factor de diez.
Estas actividades incluyen la pavimentación urbana, eliminación de la vegetación,
minería superficial, el desvío de las aguas de escorrentía, y una mayor acidez de las
lluvias.
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GRAN IDEA 9. Los humanos alteran considerablemente la Tierra
9.7 Las actividades humanas alteran considerablemente la biosfera
La Tierra está experimentando una disminución global de la biodiversidad, una
extinción masiva moderna, debida a la pérdida de área habitable y a la alta pauta
de cambio medioambiental causada por las actividades humanas.
Las tasas de extinciones son ahora comparables a las de las extinciones masivas
del
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pasado geológico.
GRAN IDEA 9. Los humanos alteran considerablemente la Tierra
9.8 Los científicos de la Tierra documentan y procuran comprender los
impactos de la actividad humana en el cambio climático en cortos y
largos lapsos de tiempo
Muchos de estos impactos sobre los sistemas de la Tierra
no son reversibles a escala de tiempo humana, pero a
través de la cooperación sus impactos sobre las
generaciones futuras pueden reducirse e incluso
revertirse.
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GRAN IDEA 9. Los humanos alteran considerablemente la Tierra
Un público alfabetizado en Ciencias de la Tierra,
informado mediante una comprensión científica actual y
correcta, es crucial para promover una buena gestión,
políticas bien fundamentadas, y cooperación
internacional
La educación en Ciencias de la Tierra es
importante para los individuos de todas
las edades, formación y nacionalidades
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Comité Organizador de ESLI (PACT in Spanish)
Michael Wysession, Chair (Washington University)
John Taber, Co-Chair (Incorporated Research Institutions for Seismology)
David A. Budd (University of Colorado)
Karen Campbell (National Center for Earth-surface Dynamics)
Martha Conklin (University of California, Merced)
Nicole LaDue (National Science Foundation)
Gary Lewis (Geological Society of America)
Robert Raynolds (Denver Museum of Nature & Science)
Robert Ridky (U.S. Geological Survey)
Robert Ross (Paleontological Research Institution)
Barbara Tewksbury (Hamilton College)
Peter Tuddenham (College of Exploration)
www.earthscienceliteracy.org
Visite www.earthscienceliteracy.org para futuras revisiones y cambios de este documento, para revisar la
documentación del proceso utilizado en su elaboración, o para conocer la lista actualizada de socios.
La Iniciativa de Alfabetización en Ciencias de la Tierra está financiada por la Nacional Science Foundation (EAR0832415, EAR-0832418, EAR-0832430). Diseño: Johanna Adams, Geo Prose. Mayo 2009
Versión en español: Jesús Martínez-Frías
Centro de Astrobiología, CSIC-INTA
TIERRA: Red Temática de Ciencias de la Tierra . http://tierra.rediris.es
Agosto 2009
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