SÍNTESI CURS CIÈNCIES DE LA TERRA I DEL MEDI AMBIENT by Albert Arcas Pons

CIÈNCIES DE LA TERRA INSTITUT REGUISSOL

S I MEIE CRISTINA GÓMEZ GIRÓ 2n BAT B 3/05/13 Professor: ALBERT ARCAS PONS

INTRODUCCIÓ La Terra és el tercer planeta del sistema solar. La terra té 4500 milions d’anys. Fa 3600 Ma va començar a aparèixer la vida. És important pensar en el nostre planeta sota la perspectiva de la teoria dels sistemes, ja que canvis efectuats en un sol dels seus components comporta una

densa xarxa d’interrelacions entre els diferents sistemes que la componen: l’atmosfera, la hidrosfera, la geosfera i l’edafosfera. Els humans han modificat el sistema terrestre des de la seva aparició. Es distingeixen 3 tipus de sistemes: -

S. Obert s: intercanvi de matèria i energia amb exterior.

S. Aïllats: cap intercanvi de matèria i energia amb exterior.

S. Tancats: cap intercanvi de matèria amb exterior però si d’energia.

Les relacions entre els sistemes poden ser lineals o cícliques (dos tipus): -

Retroalimentació positiva: es produeix entre variables que creixen o decreixen en forma d’espiral. L’augment o disminució d’una produeix l’augment o disminució de l’altra.

Retroalimentació negativa: es produeix quan una variable creix i l’altra decreix.

•

El MEDI AMBIENT serà el conjunt de les condicions externes (conjunt de components físics, químics, biològics i socials capaços de provocar canvis directes o indirectes, a curt o a llarg termini, sobre els éssers vius i les activitats humanes) que afecten el comportament d’un sistema.

•

La Gestió del medi es dóna aplicant mesures: preventives i correctives.

•

Tots els sistemes són estudiats a partir de diferents mètodes: directes (observació directa) i indirectes (construcció de models a partir de les deduccions sobre el comportament de la Terra en diferents situacions).

•

La contaminació pot donar tres valors diferents: valor guia, límit i d’emergència.

Conceptes per avaluar impactes: perillositat (probabilitat que un determinat fenomen amb conseqüències negatives es produeixi), vulnerabilitat (l’impacte que té un fenomen en la població, en l’ésser humà, etc) i risc (multiplicació d’aquests dos factors, ja que el perill de

que t’afecti una cosa depèn de si passa o no).

RISC = [PERILLOSITAT X VULNERABILITAT] – CAPACITAT DE REACCIÓ

ATMOSFERA

Capa prima de gasos que envolta el planeta Terra, permet la vida d’una gran quantitat d’organismes que necessiten oxigen per viure, protegeix la superfície del planeta de l’arribada de perilloses radiacions solars.

1. Origen, evolució, estructura i composició: Al principi, “l’atmosfera primitiva” només contenia traces d’O 2 lliure, però amb el temps es va anar contaminant fins a obtenir l’atmosfera que coneixem. Hi trobem 5 capes concèntriques separades per zones de transició, caracteritzades per una composició química diferent. Aquestes són: la troposfera (s’hi donen els fenòmens meteorològics), estratosfera (hi ha la capa d’ozó, que absorbeix part de la radiació ultraviolada que ena arriba), mesosfera (temperatures molt baixes), termosfera (es donen les aurores boreals o australs i també absorbeix radiació solar) i exosfera (capa de transició entre l’atmosfera i l’espai exterior). Les tres primeres formen l’homosfera (tenen la mateixa composició química) i les dues últimes formen l’heterosfera (diferent composició per capes). •

Principals components de l’aire troposfèric: Nitrogen (78%), oxigen (21%), argó (0,9%), altres (0,1%). Cal dir que la situació de la troposfera no és igual als pols, 8 km, que a l’equador, 18 km.

La pressió atmosfèrica, la força que exerceixen sobre un objecte les molècules dels diferents gasos que hi ha per sobre d’aquest, també canvia ràpidament amb l’altitud. 2. Com arriba la radiació a la terra? L’energia que es transmet a l’espai s’anomena radiació solar, conjunt d’energies que es propaguen a través d’un moviment ondulatori. Tipus de radiació solar: raigs gamma, raigs X, raigs visible (llum) i raig infraroig (calor). Aquesta radiació arriba de manera desigual a la terra. (gràfic apunts i exemple de la llum) L'albedo és la quantitat, expressada en percentatge, de radiació que incideix sobre qualsevol superfície i que es perd o és tornada. Les superfícies clares tenen valors d'albedo superiors a les fosques. L'albedo mitjà de la Terra és del 37-39% de la radiació que prové del Sol.

3. Dinàmica Gràcies a la inclinació que té la terra sobre el seu eix (de 23,5 ̊), el seu gir al voltant del sol (translació) i el seu gir sobre si mateixa (rotació) es produeix el cicle estacional i la diferència de temperatures entre el dia i la nit, ja que la radiació no arriba equitativament a tot el planeta. Incideixen amb angles diferents. La distribució de les temperatures depèn a més de tot això esmentat anteriorment, de l’altitud (zones més elevades reben més radiació) i la latitud (com més gran, més baixa la T) i el grau d’humitat de l’aire.

La terra posseeix un camp magnètic que es comporta com un imant gegant. Té 2 pols que no coincideixe n amb els pols geogràfics. Afecta a la deposició, orientació i solidificació de materials. 4. Circulació atmosfèrica: (rosa dels vents)

•

Circulació general atmosfèrica:

Fenomen Coriolis: desplaça qualsevol objecte en moviment a la terra, cap a la dreta del seu moviment a l’hemisferi nord i cap a l’esquerra, al sud.

Diagrama de cel·les de circulació: l’efecte Coriolis provoca l’existència de tres cel·les convectives a cada hemisferi. (veure esquema)

Hemisferi Nord:

Anticicló: (temps estable) nucli d’altres pressions, gira en sentit horari.

Depressió: (mal temps)

Hemisferi Sud: nucli de baixes pressions, gira en sentit antihorari.

Anticicló: (temps estable) nucli d’altes pressions, gira en sentit antihorari.

Depressió: (mal temps) nucli de baixes pressions, gira en sentit horari.

Fronts: separen masses d’aire fredes de calentes i viceversa. És dóna un gradient molt fort de temperatura en pocs km. Tipus: freds, càlids i closos. (imatges)

•

Circulació local: (fenòmens meteorològics)

Distribució dels vents: en les zones de baixes pressions (D) es produeixi la convergència i l’elevació de masses d’aire, i en les zones d’altes pressions (A) es produeixen el descens i la divergència d’aire fred.

L’aire es mou a causa de la pressió, el vent es produeix per tal d’igualar les pressions, de manera que sempre bufa d’altes pressions fins a les baixes. Les diferències de P depenen de la radiació solar. Però també hi ha alguns vents locals que estan determinats pel relleu i per la distribució de masses oceàniques i continentals: -

Marinada: durant el dia, la terra s’escalfa més ràpidament que el mar. Per això la massa d’aire per damunt de la terra ascendeix i fa que l’aire que hi ha sobre el mar, més fred i amb més pressió, bufi prop del migdia cap a terra.

Terral: a l a nit, la situació s’inverteix, el mar és calent i la brisa bufa de terra cap a mar.

Efecte Fogony: es produeix quan l’aire humit ve del mar, topa amb una serralada i es veu forçat a ascendir per superar-la. Això provoca precipitacions i un augment de la

presència de núvols durant tot l’any en el vessant de sobrevent. En arribar al cim, després de perdre bona part de la humitat en forma de pluja o de boira, la massa d’aire ha esdevingut una massa seca. Com que, a més a més, mentre baixa pel vessant oposat es va escalfant, el vessant de sotavent experimenta T més elevades i poques precipitacions. -

Taxa adiabàtica mitjana: (taula humitat esquema) 2 tipus: humida (0,6 ̊C/100m) i seca (1 C ̊ / 100 m).

•

No circulació: (no moviment) Es dóna el que s’anomena una inversió tèrmica. Densitat aire: una massa d’aire càlida és menys densa, pot contenir més vapor d’aigua, i per tant tendeix a ascendir. En canvi una massa d’aire freda és més densa i pot contenir menys vapor d’aigua, per tant, tendeix a descendir.

5. Mapes d’estudi temps atmosfèric: (AEMET) Conjunt d’estats i de fenòmens atmosfèrics que tenen lloc en un moment determinat.

Isòbares (pressió)

Tèrmics

Humitat

6. Tipus de vents: -

Vents constants: alisis, són aquells que bufen sempre en la mateixa direcció, de l’Est a les zones tropicals.

Vents estacionals: canvien de direcció segons l’estació (monsó)

Vents regionals: tramuntana (ve del nor/nord-est), mestrat i llevant (ve de l’est/nordest).

Vents locals: brises, terral i marinada.

Aquests conceptes no són el mateix però tenen elements en comú, com els forts vents que els acompanyen i la inestabilitat que generen al seu voltant. -

Depressions: 2000-3000 km, 60 ̊ latitud, associats a fronts de baixes pressions, 100 km/h, s’alimenta al mar, 10 dies.

Huracà: 1000 km aprox., 5-20 ̊ latitud, entre 120-250 km/h, es formen al mar, massa freda del nord que es troba amb aigües càlides, baixa l’aire fred i es genera una turbulència, de 10 a 15 dies.

Tornados: 100 m, 30-50 ̊ latitud, molt concentrat, 400-500 km/h, passa en zones planes que s’escalfen molt ràpid i pugen on hi ha vent del nord molt fred, i es dóna un gradient fortíssim de T, dura minuts.

Escales de mesura: Beaufort (0-12) estudia el fenomen com a conseqüència dels vents, Saffir-Simpson (1-5), referències visuals, i Fujita (O-5).

7. Clima: el clima d’una regió és el conjunt de condicions que caracteritzen l’atmosfera i que es defineixen pels valors mitjans de T, precipitacions i vent. -

Factors climàtics: la latitud, la continentalitat o distància al mar i l’altitud.

Els diagrames climàtics: recullen 2 principals paràmetres climàtics, T i Precipitacions.

El clima a CATALUNYA: (zona temperada) pot ser mediterrani (màxims de pluges a la tardor i primavera, estius sec i càlid i hivern humit), atlàntic (pluges abundants i una humitat elevada durant tot l’any) o de muntanya (T baixes per l’altitud i pluges abundants, amb màxims a l’estiu). (Veure esquema)

8. Cicles Biogeoquímics:

Cicle del Nitrogen: necessitem nitrogen per produir biomolècules com ara aminoàcids o DNA. És el gas més abundant a l’atmosfera, però els animals i les plantes no el poden assimilar directament. Ho fan a través de microorganismes que el fixen al sòl, i pot ser captat per les plantes. Per tant, els heteròtrofs obtenim el N2 del que mengem.

Cicle del carboni: és l’element bàsic de les molècules orgàniques. Els organismes fotosintètics l’obtenen del CO2 atmosfèric, el qual torna a ser alliberat amb la respiració. La major part del C està retinguda en les roques carbonatades. El que circula és un 0,1% del total a l’escorça terrestre. Un àtom de carboni d’un dels teus cabells pot haver estat a l’atmosfera fa milions d’anys.

Cicle del fòsfor: biomolècules com el DNA, l’ATP o els fosfolípids contenen fòsfor. Tots els ésser vius l’hem d’obtenir d’alguna manera. Els heteròtrofs l’obtenim a partir del menjar i els autòtrofs dels fosfats dissolts a les aigües i al sòl. És l’únic element que no té cap compost en fase gasosa. Element relativament escàs a la litosfera. Els dipòsits més importants es troben prop dels continents, ja que les aigües dels rius que arriben

al mar contenen fòsfor. Els sediments de P poden aflorar a zones menys profundes per l’acció de corrents marins, i poden fer-ho a superfície a partir de moviments geològics. És un factor limitant als ecosistemes, és el cicle més lent (milions d’anys a regenerarse)

CONTAMINACIÓ, ALTERACIÓ I SOLUCIONS •

Afebliment de la capa d’ozó:

L'escut d'ozó filtra les radiacions solars, de tal manera que les radiacions ultraviolades més nocives amb prou feines poden travessar-lo i no arriben a la superfície de la Terra. Sense la capa d'ozó, la vida a la Terra desapareixeria. PROBLEMA: El 1985, els científics van descobrir que la quantitat d'ozó damunt de l'Antàrtida havia minvat de manera molt important. Es va descobrir que el forat a la capa d'ozó havia estat provocat per un tipus de contaminació, en concret, els productes químics anomenats CFC (clorofurocarboni). Els CFC són gasos que es fan servir per produir temperatures baixes en frigorífics i aparells d'aire condicionat. També s'utilitzen en alguns tipus de suro sintètic i en la fabricació d'envasos de plàstic. Durant molts anys, els CFC es van fer servir perquè els aerosols poguessin impulsar cap a fora els seu contingut. Quan els gasos CFC arriben a l'atmosfera, les radiacions ultraviolades els fan alliberar radicals de clor, que destrueixen l'ozó. Cada vegada es va fent més gros i ens amenaça greument. S'estima que una pèrdua de l'1% de la capa d'ozó pot comportar un increment del 2% de

casos de càncer de pell, que actualment ja provoca 100.000 morts cada any al món. o

Conseqüències:

Danys en els ulls de les persones i dels animals. Augmentarien els problemes de cataractes i de ceguesa.

Alteracions en el sistema immunològic que ens farien més vulnerables als bacteris i virus. Augment dels càncers de pell i de les dermatosis al·lèrgiques. Augment del risc de cremades greus per exposició al Sol. Es produirien més casos de malalties infeccioses. Es farien malbé molts material de construcció que es troben a l'aire lliure. Les plantes reduirien el seu creixement. Baixaria el rendiment dels conreus. La radiació ultraviolada afectaria la vida submarina i provocaria danys fins a 20 metres de profunditat. Es reduiria el rendiment de la indústria pesquera. El fitoplàncton marí disminuiria dràsticament i tot el diòxid de carboni que absorbeix quedaria lliure en l'atmosfera. L'augment de CO2incrementaria l'efecte hivernacle i es podria produir un escalfament global del planeta, provocant un canvi climàtic que posaria la vida en perill.

o -

•

Solucions:

Si comprem un frigorífic, un aparell d'aire condicionat o un cotxe amb aire condicionat, hem d'assegurar-nos que no contingui gasos CFC. Quan comprem un esprai (desodorant, fixador, colònia, productes de neteja...) cal comprovar llegint l'etiqueta que no tingui CFC. De totes maneres, es millor no comprar cap aerosol perquè tots contenen gasos hivernacle. Evitar comprar extintors amb gasos CFC. Cal rebutjar els envasos de plàstic fabricats amb CFC, com ara les safates fetes amb espuma plàstica, el vasos i plats de plàstic, etc. Els agricultors haurien d'evitar l'ús de pesticides o plaguicides que contenen gasos CFC. Cal exigir als governs dels diferents països que aprovin lleis per controlar els nivells de CFC i que les facin complir. La contaminació atmosfèrica:

La Terra està envoltada d'una capa invisible de gasos que s'anomena atmosfera o aire. Aquests gasos són aprofitats pels animals i les plantes. D'altra banda, l'atmosfera reté l'escalfor del Sol, però impedeix que ens arribi la radiació perjudicial dels seus raigs. L'atmosfera fins i tot té un paper important en el fet que els rius i els oceans estiguin plens d'aigua: l'aire conté vapor d'aigua que cau en forma de pluja o neu, i això aporta aigua als rius i oceans; part de l'aigua dels mars i rius s'evapora i torna a l'aire, i així s'estableix un reciclatge continu. Tots els éssers vius depenen de l'aire.

La contaminació afegeix determinats gasos a l'atmosfera i en descompon d'altres. Això fa canviar l'equilibri tan fràgil de l'aire. Gasos, com ara el monòxid de carboni, perjudiquen la salut humana si se'n respiren grans quantitats. D'altres gasos no són tan perjudicials per als éssers vius, però en canvi alteren l'equilibri del medi. La contaminació atmosfèrica pot comportar canvis climàtics i la pèrdua de la protecció que els gasos de l'atmosfera proporcionen al planeta. Si alterem la proporció dels gasos de l'atmosfera, posarem en perill la vida a la Terra. o

Fonts contaminants de l’aire: (alteració de la qualitat de l’aire)

La contaminació atmosfèrica està causada principalment per les emissions incontrolades de fums que genera l'activitat industrial i -sobretot als nuclis urbans- pe l'ús de certs mitjans de transport i de determinades calefaccions. Les fàbriques i centrals elèctriques que cremen carbó o derivats dels petroli per obtenir energia contaminen l'atmosfera perquè produeixen diòxid de carboni (CO2), diòxid de sulfur (SO2) i òxids de nitrogen (N2O, NO, NO2). També contaminen l'aire altres combustibles que es fan servir a les centrals elèctriques, com ara els emulsionants, fabricats amb sorra de quitrà. Les centrals nuclears proporcionen energia a partir de la divisió d'àtoms, cosa que produeix radioactivitat. Tot i que es consideren molt segures, preocupa que els reactors nuclears vells puguin tenir fugues per on s'escaparien quantitats molt perilloses de radioactivitat. Algunes plantes químiques deixen anar gasos verinosos com el clor o el formaldehid. La indústria metal·lúrgica produeix metalls pesants, com ara el plom, que passen a l'atmosfera. La incineració d'escombraries allibera gas metà, diòxid de carboni (CO2), diòxid de sofre (SO2) i plom. En determinades activitats agrícoles es fan servir fertilitzants i pesticides per als camps. Parts d'aquestes substàncies químiques s'incorporen a l'atmosfera. Els motors de cotxes i avions desprenen plom, monòxid de carboni (CO), òxids de nitrogen i altres gasos que, combinats amb la llum del Sol, produeixen ozó (O3) que és verinós al nivell de terra. Les refineries de petroli cremen el gas sobrant i emeten diòxid de sofre (SO2) i altres productes químics perjudicials.

Les calefaccions de carbó també fan augmentar els nivells de diòxid de sofre i de CO2 de l'atmosfera. o Solucions:

1. Obtenir l'electricitat per mitjà de recursos poc contaminants per a l'aire, com són les ones, les marees, el vent i el sol. 2. Reduir la combustió de combustibles fòssils com ara el carbó, el petroli i els seus derivats. 3. Fer els desplaçaments curts caminant o utilitzant la bicicleta. 4. Utilitzar el transport públic, reduint al màxim l'ús del vehicle particular. 5. Substituir els autobusos per tramvies elèctrics a les ciutats. 6. Establir l'obligatorietat per a tots els vehicles de fer servir benzina sense plom i portar catalitzador. Cal recordar que els catalitzadors possibiliten una combustió millor dels gasos d'escapament, reduint les emissions de monòxid de carboni i òxids de nitrogen. 7. Comprar productes locals per evitar transports internacionals de les mercaderies.

8. Utilitzar al màxim els serveis que ens ofereix el nostre barri (escoles, comerços, llocs de lleure) per evitar desplaçaments innecessaris en cotxe. 9. Compartir el cotxe amb altres persones que facin el mateix trajecte. 10. Utilitzar l'energia solar a les cases i als llocs de treball per escalfar els edificis i proveirlos d'aigua calenta. 11. Controlar les emissions de gasos contaminants a les indústries. Cal establir l'obligatorietat d'instal·lar filtres i mecanismes de correcció a les indústries contaminants. 12. Reciclar les deixalles en lloc d'incinerar-les. 13. Estalviar energia i evitar el malbaratament: cal tancar el llums, els ordinadors, la televisió i la calefacció si no són necessaris. Hem d'aprofitar la llum natural sempre que sigui possible. Cal utilitzar l'aigua calenta i l'aire condicionat amb moderació. Evitar graduar la calefacció amb una temperatura massa alta. Hem d'utilitzar aparells eficients energèticament, com ara les bombetes de baix consum o els electrodomèstics eficients (de classe energètica A). 14. Utilitzar sistemes de calefacció no basats en la combustió. 15. Millorar la qualitat de l'aire de casa, de l'escola, dels edificis i parcs públics posant-hi plantes. 16. Evitar el consum de productes tòxics que degraden la qualitat de l'aire, com ara les pintures, els dissolvents i els esprais polvoritzadors. 17. Evitar fumar perquè el fum del tabac embruta l'aire i, a més, perjudica la salut. 18. Establir millores en l'aïllament dels edificis, cosa que reduiria el funcionament de les calefaccions. Aïllant les finestres, les portes i les parets de les cases, s'eviten les pèrdues de calor i l'entrada d'aire fred, amb la qual cosa es conservarà millor la temperatura de l'interior de les cases. 19. Reciclar i reutilitzar tot allò que es pugui, perquè la fabricació de nous productes genera contaminació. 20. Evitar la desforestació. Els boscos consumeixen diòxid de carboni de l'atmosfera i alliberen oxigen, per tant contribueixen a eliminar part del CO2procedent de les combustions. 21. Exigir als governs lleis que facin reduir l'emissió de gasos i de productes químics contaminants. • Pluja àcida:

Ara la pluja que ens dóna la vida s'enverina dia a dia per la contaminació de l'aire. Aquesta pol·lució prové principalment dels combustibles que cremen els vehicles, les calefaccions de les cases, les fàbriques i les centrals energètiques. Determinades substàncies contaminants, com el diòxid de sofre i els òxids de nitrogen, es combinen amb la humitat de l'atmosfera i formen àcids que cauen amb la pluja. Aquesta pluja contaminada amenaça la salut de les persones, destrueix la vida dels estanys, llacs i rius, perjudica els arbres i en causa la mort, i afecta els edificis. És el que anomenem pluja àcida. o

Solucions:

1. Establir l'obligatorietat d'instal·lar filtres i mecanismes de correcció a les indústries contaminants, especialment a les centrals energètiques. 2. Reduir el consum de combustibles fòssils, especialment els carbons de baixa qualitat amb alt contingut de sofre.

3. Eliminar la contaminació dels tubs d'escapament dels cotxes. Alguns països utilitzen catalitzadors de tres vies, fabricats especialment per als tubs d'escapament, que filtren el 90% dels òxids de nitrogen (i també altres elements contaminants). 4. Restringir l'ús dels vehicles amb motor. Utilitzar preferentment els transports públics o altres alternatives, com per exemple la bicicleta. 5. Utilitzar l'energia solar o combustibles poc contaminants per proveir les cases d'aigua calenta i de calefacció. 6. Reduir les despeses d'energia i utilitzar-la de manera eficient a les fàbriques i a les cases. 7. Fomentar la investigació i la introducció d'energies alternatives, com la solar o l'eòlica. 8. Augmentar les lleis que regulin la producció de contaminació i insistir en l'aplicació d'aquestes normes. • L’efecte hivernacle: Alguns gasos de l'atmosfera, com el CO2 i el vapor d'aigua, la retenen, absorbeixen gran part de l'energia i eviten que torni a l'espai. Això contribueix a mantenir el planeta calent. Així, doncs, l'atmosfera deixa passa la radiació del Sol per tal que escalfi la Terra, però impedeix que la radiació de la Terra escapi a l'espai. És molt semblant al que passa als hivernacles, amb la diferència que l'hivernacle utilitza el vidre i no pas els gasos de l'atmosfera per retenir l'escalfor. Per això aquest fenomen natural ha rebut el nom d'efecte hivernacle. Si l'escalfor no restés retinguda a l'atmosfera, la Terra es glaçaria. Gasos que el provoquen: diòxid de carboni, metà, òxid de nitrogen, l’ozó de superfície i els gasos CFC entre d’altres. Se n’ha arribat a identificar 30. o

Solucions:

1. Per reduir els índexs de diòxid de carboni hem d'utilitzar menys combustibles fòssils. 2. Cal estalviar energia perquè si el consum domèstic i industrial d'energia es redueix, les calderes i les centrals energètiques hauran de cremar menys combustibles fòssils. o Podem utilitzar electrodomèstics i aparells de baix consum. o Cal fer servir bombetes de baix consum: duren vuit vegades més i gasten només 1/5 part de l'energia que necessita una bombeta convencional. o Hem de reduir el consum de combustible dels automòbils. Actualment cada cotxe desprèn quatre vegades el seu pes en diòxid de carboni. o Cal aïllar la casa per reduir les fuites de calor i mantenir-la calenta gastant menys energia. o Hem d'utilitzar paper reciclat. El procés de reciclatge del paper requereix menys energia que el d'obtenció de paper a partir de la fusta. A més a més, així podem salvar molts arbres. o Cal utilitzar el transport públic en lloc del cotxe particular. o És necessari tancar els llum quan no els necessitem. 3. Cal utilitzar fonts d'energia alternatives: o Energia eòlica: les torres eòliques aprofiten la força del vent per generar energia. Alguns vaixells moderns porten unes veles dissenyades per aprofitar al màxim la força del vent i reduir el consum de combustible. o Energia geotèrmica: en algunes zones volcàniques, les fonts termals i les guèisers produeixen energia que s'aprofita per generar electricitat i calor.

Energia mareomotriu: les onades i marees mouen grans masses d'aigua i contenen molta energia. Aquesta força es pot aplicar per moure unes màquines que generen energia. o Energia solar: les cèl·lules o plaques solars poden captar directament l'energia del Sol i transformar-la en electricitat. Cal utilitzar calculadores i rellotges solars. Alguns telèfons mòbils també es poden carregar amb energia solar. o Energia hidroelèctrica: aprofita la força que té en caure l'aigua d'un embassament o d'un salt d'aigua per generar electricitat. 4. Evitem comprar aerosols. 5. Els agricultors haurien d'evitar l'ús excessiu de fertilitzants químics. 6. Cal deixar de talar i cremar els boscos. Hem de plantar més arbres, ja que absorbeixen el diòxid de carboni i eviten que vagi a parar a l'atmosfera. o

•

Contaminants d’origen natural:

Les erupcions volcàniques Els incendis forestals Les tempestes Altres processos naturals

•

Contaminació i activitats humanes: degut a la combustió de carburants fòssils per part dels transports (aviació i automòbils la majoria) i de la intensa activitat industrial que tenen també aplicacions domèstiques. Mesures esmentades anteriorment.

•

Contaminació acústica: segons el tipus de durada, el lloc i el moment on es produeixen, els sons poden ser molestos i poden arribar a alterar el benestar dels ésser vius, llavors en diem soroll (≥ 120 dB) i es considera contaminació. Es pot recórrer a mesures preventives (aïllar les activitats més sorolloses, ús de silenciadors i materials per insonoritzar) i correctores (reglamentacions elaborades per administracions publiques com ara limitació de velocitat en algunes vies).

RECURSOS

•

Energia solar tèrmica: utilitza col·lectors o captadors solars per recuperar la calor de la radiació solar. En els col·lectors (típics plafons solars) s’escalfa un fluid, habitualment aigua, que en circular dins del sistema d’intercanvi de calor, escalfarà l’aigua que es farà servir en diversos usos domèstics. Evidentment, el seu rendiment està condicionat a la radiació solar i es redueix molts els ennuvolats i a l’hivern.

•

Energia solar fotovoltaica: fa servir l’efecte fotoelèctric per produir electricitat. És el que fan les cèl·lules fotovoltaiques, que estan formades per metalls capaços d’emetre electrons quan la llum hi incideix al damunts. Tot i que el rendiment d’aquests dispositius encara és baix i el seu cost força elevat, comença a ser una realitat la presència de camps de captadors solars amb una producció d’energia gens menyspreable.

•

Energia eòlica: és l’energia produïda pels vents. Per obtenir energia s’instal·len el que s’anomenen aerogeneradors. Habitualment ho fan en grups per poder compartir la xarxa de conducció d’energia. El que anomenem també, parc eòlics. Els podem trobar tan a terra com al mar (on els vent són més constants). Per a poder instal·lar-los a qualsevol lloc, aquest requereix una sèrie de condicions: zona accessible, superfície orientada a la direcció predominant del vent, han d’ocupar una superfície prou gran amb espais entre ells per evitar riscos, s’han de situar a prou distància del nucli urbà per evitar la contaminació acústica i la velocitat mitjana del vent ha de ser de 5 m/s.

•

Més usos de l’atmosfera:

•

Oxigen per la respiració de les persones i animals.

Diòxid de carboni per la fotosíntesi de plantes.

Oxigen per la combustió i obtenció d’energia.

Oxigen per a d’altres processos industrials.

Vent com a element refrigerant.

Mitjà de comunicació per mitjà de senyals acústiques.

Navegació aèria.

Més aportacions de la radiació solar:

Calor del planeta.

Promou la fotosíntesi de les plantes.

Ens dóna vitamina D, necessari per molts organismes, sobretot éssers humans.

HIDROSFERA L’aigua cobreix un 70% de la superfície terrestre i comprèn l’aigua tan dels oceans, els continents, l’atmosfera com dels organismes vius. Hi trobem l’aigua en els seus tres estats: líquid, sòlid i gasós. 1. Tipus d’aigües: -

Aigua atmosfèrica (en forma de vapor d’aigua, de pluja o de neu)

Aigua oceànica o marina (majoria en estat líquid, mateix grau de salinització)

Aigua continental (rius, llacs, glaceres, casquets polars, estat líquid o sòlid)

Biològica (la que contenen els ésser vius al seu organisme i l’intercanvien amb l’entorn)

2. Cicle de l’aigua: (esquema pàg. 101) -

Una molècula d’aigua s’estarà a l’atmosfera uns 10 dies, una d’aigua dels éssers vius es renova en qüestió de poques hores o dies, en canvi una molècula de l’oceà s’hi estarà una mitjana de 3000 anys. (NO ES MANTÉ = ALS DIFERENTS COMPARTIMENTS, té diferents períodes de renovació)

Motors del cicle: el sol (la radiació) i la gravetat.

3. Factors que limiten la vida i condicionen els oceans: (paràmetres) temperatura, llum del sol, nutrients, profunditat, pH, salinitat, densitat de les aigües, conductivitat. 4. Dinàmica: alguns fenòmens com la gravetat, la pressió atmosfèrica, el moviment de l’aire o la rotació terrestres, determinen la dinàmica de la hidrosfera, que es diferents a l’H.N que a L’H.S. -

Corrents superficials i profunds: el sentit de circulació dels corrents superficials està condicionat pels vents dominants.

Corrents càlids: originats a zones subtropicals arriben als marges dels continents a causa de Coriolis, són desviats paral·lelament a la costa i suavitzen el clima de les regions costaneres. (corrent del Golf)

Corrents freds: s’originen a latituds altes, zones polars, i porten aigües fredes cap a latituds més baixes. (corrent del Labrador)

Termoclina: (de vegades dita metalimnion) és una capa dins una massa d'aigua o d'aire on la temperatura canvia ràpidament amb la fondària o l'alçada. (esquema)

Densitat, temperatura i salinitat: la propietat física clau de l’aigua és la densitat. Aigua dolça és d’1g/cm3 i la de l’aigua marina és d’1,03 g/cm3, segons el contingut en sals i la temperatura. Les aigües relativament més fredes són més denses que les calentes. Això fa que l’aigua calenta tendeixi a situar-se per damunt de la freda. Ara bé, la salinitat també determina la densitat (les aigües amb més sals són més denses que aquelles que en tenen relativament menys).

5. Fenòmens: -

Espiral d’Ekman: és un model teòric que explica el moviment de les capes d'un fluid per l'acció de l'efecte de Coriolis. A causa d'això quan el vent que bufa sobre la superfície oceànica de l'hemisferi nord la corrent oceànica es desplaça cap a la dreta, i en l'hemisferi sud cap a l'esquerra. Com l'aigua superficial empeny l'aigua que està per sota, aquesta es desplaçarà per acció de la força de Coriolis cap dreta o esquerra depenent del hemisferi, i d'aquesta mateixa manera les capes inferiors. Mentre el corrent es desvia des de l'origen, la velocitat es torna cada vegada menor. (Esquema)

Condicions normals a l’oceà pacífic: (pàg. 107) hi ha una massa superficial d’aigua calenta prop d’Austràlia. Però, a les costes d’Amèrica del Sud l’aigua superficial és més freda, a causa d’uns vens alisis que dominen en aquesta part de l’oceà i arrosseguen l’aigua calenta cap a Austràlia. Això, permet l’aflorament d’aigua profunda, freda i carregada de nutrients davant les costes d’Amèrica (up-welling)

El niño: cada cert temps això canvia degut a un afebliment dels vents alisis que permet l’arribada d’un corrent d’aigua càlid superficial que bloqueja l’ascens de les aigües fredes i provoca un fort descens en la pesca. En aquesta situació l’aire obté calor i humitat de la superfície càlida de l’oceà, s’eleva i forma núvols de tempesta, augment de precipitacions. (down-welling)

La niña: després del Niño, normalment el segueix la nina, que és la situació normal, però exagerada. L’aigua calenta superficial, empesa cap a l’oest pels molt forts vents alisis, flueix en direcció a Àsia. Així, l’aigua més freda de les profunditats aflora al llarg de la costa americana, hi ha més nutrients i menys precipitacions. (up-welling exagerat)

Onades: resultat de la interacció del vent amb la superfície de l’aigua. També les poden produir fenòmens sísmics o volcànics (tsunamis). L’energia del vent es transmet a les ones d’aigua i aquesta es transforma en erosionar les costes dels continents i a dipositar-hi materials.

Marees: són variacions del nivell del mar

6. Conques hidrogràfiques: l’aigua de la hidrosfera es renova constantment gràcies al cicle de l’aigua. A escala local, s’estableix una unitat de territori anomenada conca hidrogràfica, que és la superfície que concentra les aigües de precipitació. Serveix per estudiar i valorar la quantitat d’aigua disponible com a recurs hídric. Per entendre el cicle de l’aigua a nivell de conca, s’han de considerar les entrades d’aigua (precipitacions) i en alguns casos l’entrada d’aigua procedent de conques veïnes. Per establi el BALANÇ d’un conca cal tenir en compte: l’aigua que hi entra, l’aigua que surt, les reserves d’aigua (aqüífers, llacs, estanys, aigües superficials o subterrànies emmagatzemades) i l’evapotranspiració (ET). -

Delimitació d’una conca: les carenes de les muntanyes actuen com a divisòries d’aigua, ja que delimiten la superfície que correspon a cada vall.

Cabal d’un riu: volum d’aigua que circula a través d’un riu en una unitat de temps determinada. Càlcul: [Q = S · V] (S: secció en m2 i V: velocitat en m/s). Cabal mínim o ecològic es defineix com la quantitat d’aigua necessària per mantenir el conjunt de l’ecosistema fluvial amb unes característiques determinades.

Factors que fan variar el cabal: intensitat i quantitat de precipitacions, relleu i forma de la conca, permeabilitat de les roques, recobriment vegetal del terreny, etc.

7. Mapes d’estudi: hidrogrames (variació del cabal amb el temps en un curs d’aigua), mapes de corrents oceànics. 8. Sistema litoral: la costa és l’espai en el qual interaccionen els ambients terrestres i marins. Els processos marins principals que actuen sobre les costes són: les onades, els corrents i les marees, les accions antròpiques, que provoquen l’erosió o l’acumulació dels sediments. Podem parlar de costes deposicionals o rocoses: -

C. Deposicionals: de caràcter sorrenc (platges, dunes, fletxes, barres), argilós (maresmes i marjals) o mixt (estuaris i deltes).

C. Rocoses: penya-segats, plataformes d’erosió, i esculls coral·lins.

El litoral català fa uns 600 km i es caracteritza per una gran diversitat atenent a la seva morfologia i dinàmica sedimentària. •

Dinàmica litoral i morfologia costanera: (pàg. 312)

Allà on hi ha el contacte entre el mar i el terra, les onades, que han viatjat milers de km es troben de sobte una barrera que no les deixarà avançar i n’absorbirà tota l’energia. Quan

mirem les onades, hem de tenir present que estem veien el moviment de l’energia a través de l’aigua. A mar obert, és l’energia de l’onada que es mou cap endavant, no pas l’aigua. Quan l’ona s’aproxima a la costa, es veu afectada per la profunditat, es frena, segueix avançant més lentament i trenquen a la costa (flux), l’aigua torna (reflux). Morfologia: La línia de costa varia en funció del tipus de roca de la costa, dels corrents, de la intensitat de l’onada i de si la costa és estable, s’està enfonsant o s’està elevant. Els penya-segats s’originen per l’acció erosiva de les onades contra la base de la roca costanera. Els fronts rocallosos que entren a mar són vigorosament atacats per les onades, formant: coves marines, arc litoral o illot rocallós. A les costes amb corrents litorals es poden donar diferents formes relacionades amb el moviment dels sediments al llarg de la costa: la platja (acumulació de graves i sorres de diferent mides), fletxes (cúmuls de sorra allargats que van de terra fins una badia adjacent), una barra (cúmul que quasi tanca una badia) i un tómbol (acumulació de sorra que connecta un illot amb terra ferma). -

Risc a les zones costaneres: inundació d’àrees emergides durant esdeveniments instantanis, erosió de la línia de la costa resultant de la interacció de diversos factors. Els agents impulsors més rellevants són: el temporals marins, els corrents litorals, els tsunamis, les ones gegants i l’activitat humana.

Corrent de deriva litoral: (esquema) Les ones s’apropen a la costa amb un angle determinat, el flux i reflux va fent ziga-zaga i hi ha un transport de sediments en sentit longitudinal a la línia de costa. Els corrents induïts per les onades redistribueixen els sediments subministrats pels rius, que alimenten de sorra les platges. Quan l’aportació és baixa, comporta el retrocés de la línia de costa.

Tsunamis: onada o conjunt d’onades de gran longitud d’ona i amb alçada baixa a alta mar. Porta molts energia. La causa més freqüents són els terratrèmols submarins, però qualsevol moviment sobtat d’una gran massa d’aigua pot produir una onada que, en arribar a la costa sigui un tsunami: esllavissades, erupcions volcàniques submarines, enfonsaments de plataformes.

9. Aigües continentals: superficials i subterrànies:

Aigua al sòl: una fracció de l’aigua que cau per precipitació a les zones continentals s’evapora, i la part que roman a terra pot lliscar per la superfície o bé infiltrar-s’hi o escolar-se. Aquesta pot arribar a un nivell impermeable, on s’acumularà per formar un aqüífer.

La porositat (percentatge d’espais buits en el volum total de la roca i expressa la capacitat d’un material de contenir aigua) i la permeabilitat (capacitat d’una roca de deixar passar a través seu aire, aigua o altres fluids com ara el petroli)

són dues característiques de les roques que determinen la presència i la constitució d’aqüífers al subsòl. -

Aqüífers: formació rocosa permeable que permet el pas de l’aigua i la seva acumulació, i que està delimitada en la base per un nivell impermeable que impedeix que l’aigua continuï infiltrant-se cap a nivells inferiors. Per tant, constitueixen reserves hídriques del subsòl, de les quals es poden fer extraccions per als diferents usos que té l’aigua.

Tipus d’aqüífers: lliures (si està en contacte directe amb l’atmosfera a través dels espais buits del terreny fins a la superfície) o captius (separat de l’atmosfera per nivells poc permeables per damunts

Nivell freàtic: marca el límit superior d’un aqüífer, on els materials hi estan saturats.

Nivell piezomètric: punt en que la pressió hidrostàtica s’igualarà amb la pressió atmosfèrica i fins i tot podrà arribar a brollar a la superfície.

Acció geològica de l’aigua subterrània: els esfondraments són fenòmens freqüents en alguns terrenys com a conseqüència de la dinàmica de les aigües subterrànies, que actuen dissolent les capes solubles del subsòl. El pes de la part superior provoca un col·lapse o esfondrament.

L’aigua que s’infiltra pels massissos calcaris i hi circula a través dóna lloc a una morfologia i a un conjunt de fenòmens que es coneixen amb el nom de CARST. La carstificació és la dissolució de roques carbonatades per aigües lleugerament àcides, perquè contenen CO2. Els guixos també poden ser dissolts per l’acció d’aigües subterrànies.

CONTAMINACIÓ/ALTERACIÓ I SOLUCIONS •

•

Contaminants de les aigües:

Contaminants físics: la variació de la temperatura, la radioactivitat natural, sòlids en suspensió (substàncies sòlides que circulen amb el riu com ara fangs, fustes, plàstics, etc).

Contaminants químics: el pH de l’aigua (granítics pH àcid = 5 / calcaris pH bàsic = 8), els clorurs, els sulfats, els carbonats, els fosfats, els compostos nitrogenats, l’oxigen dissolt, els metalls pesants i els plaguicides.

Contaminants biològics: alguns bacteris es fan servir com a indicadors d’aigües contaminades, com per exemple els coliformes, que indiquen la contaminació d’aigües fecals.

Contaminació aigua continental: en les aigües viuen bacteris descomponedors que transformen la matèria orgànica (fulles, animals morts, excrements...) en sals minerals consumint oxigen. Abans, els rius i llacs es mantenien nets gràcies a aquest mecanisme d'autodepuració. Però, avui dia, aboquem una quantitat tan alta de contaminants que el procés d'autodepuració natural de les aigües esdevé inútil en moltes ocasions.

Solucions:

1. Evitar la utilització en excés de productes de neteja agressius amb el medi com el lleixiu, l'amoníac i altres productes tòxics. 2. No utilitzar detergents rics en fosfats. 3. No abocar a l'aigüera líquids no solubles en aigua, com pintures i olis. Fan una pel·lícula sobre l'aigua que en dificulta l'oxigenació. La millor solució és portar aquests productes a la deixalleria, instal·lació que recull de manera selectiva els residus que no disposen de contenidor al carrer. 4. No llençar a l'aigua objectes que haurien d'anar a les escombraries, com ara papers, plàstics o restes de menjar. 5. Escollir preferentment productes reciclats, ja que la fabricació d'aquests productes comporta una reducció del consum i la contaminació de les aigües. 6. Consumir fruites i verdures procedents d'agricultura biològica, que no utilitza adobs nitrogenats ni fosfats. 7. Els agricultors han d'evitar la utilització excessiva de fertilitzants i plaguicides químics. Cal afavorir els mètodes naturals de lluita biològica contra les plagues. 8. Els pagesos han d'evitar l'abocament de purins a l'aigua. També han de procurar no utilitzar els purins en excés per adobar la terra, per tal d'impedir infiltracions que poden provocar la contaminació de les aigües subterrànies. L'excedent de purins es pot recollir i emmagatzemar en basses especials, o bé es pot portar a centres de reciclatge de purins on fan adobs i terres per a jardins i conreus a partir dels purins. 9. A la indústria cal reutilitzar l'aigua que es fa servir per a refrigeració, per mitjà de circuits tancats.

10. És necessari utilitzar com a matèries primeres residus recuperats. Per exemple, la fabricació de paper reciclat és un procés que redueix a la meitat la contaminació i comporta un 85% d'estalvi en el consum d'aigua. 11. Les fabriques han d'evitar abocar substàncies tòxiques a l'aigua. 12. Mantenir els carrers nets per tal d'evitar que l'aigua de pluja arrossegui les deixalles llençades al carrer i s'incorporin als rius. Cal utilitzar les papereres i els contenidors de deixalles situats en diversos carrers. 13. Cal depurar les aigües abans d'abocar-les als rius. 14. Hem de denunciar qualsevol abocament de substàncies tòxiques o contaminants a l'aigua. •

Contaminació aigua marina: les grans masses d’aigua del mar tenen una capacitat depuradora tan gran que sovint fan d’abocadors universals de tota mena de residus. Alguns d’aquestes abocaments són altament perillosos i quan arriben al fons de l’oceà és impossible controlar-ne l’estat. Seria el cas d’alguns residus radioactius, que poden tenir una vida mitjana molt superior a la del contenidor de formigó que els recobreix. Un altre exemple, seria el vessament accidental de petroli. Aquests accidents tenen impactes directes amb els organismes marins, i si arriba a la costa, tota la sorra queda impregnada. També hi ha abocaments que es realitzen directament a profunditat, com és el cas dels emissaris submarins (tubs que transporten els productes encara contaminants de les estacions depuradores d’aigües residuals o d’indústries químiques. Un altre gran problema són les xarxes, plàstics i altres productes abandonats al mar que poden afectar greument a les espècies marines (des de ingerirlos fins a quedar-s’hi atrapats).

Solució:

1. Fomentar l’ús i la inversió en energies renovables. 2. Fomentar també les plantes de reciclatge. 3. Fer campanyes de conscienciació per a la gent sobre els abocaments, les escombraries i les conseqüències que té la nostra manera d’actuar. 4. Reduir l’abocament de residus a l’oceà. 5. Depurar totes les aigües residuals abans d'abocar-les al mar. 6. No netejar els dipòsits dels vaixells petroliers amb aigua de mar. 7. No llençar les escombraries per la borda dels vaixells. 8. No llençar cap tipus d'escombraries o deixalles a les platges. 9. Formar grups de voluntaris per netejar les platges. 10. No llençar olis ni combustibles al desguàs de casa, al carrer, als rius o al mar. 11. Trencar els recipients de plàstic i tallar les anelles de plàstic que uneixen les llaunes de refrescos abans de llençar-los Cal llençar tots els productes de plàstic al contenidor corresponent per tal que siguin reciclats. 12. Reciclar el vidre i totes les deixalles sempre que sigui possible. 13. Donar suport a iniciatives ecologistes que lluitin contra la contaminació del mar.

14. Exigir a les autoritats de tots els països que els vaixells vells que transporten combustibles, amb poques garanties de seguretat, no naveguin pels mar i oceans. Cal fer complir tots els controls i inspeccions per tal de reduir el nombre de vaixells que no compleixen les normes de seguretat i contaminació. Només així podrem evitar accidents catastròfics com el del Prestige. 15. Exigir als governs unes lleis que regulin la quantitat i el tipus d'abocaments de residus al mar. 16. Denunciar els abocaments d'aigües residuals no tractades.

•

Sobreexplotació d’aqüífers: el ritme d’extracció d’un aqüífer no hauria de ser superior al de la seva recàrrega. La seva sobreexplotació pot produir impactes importants, destaquen: -

Descens del nivell freàtic : quan les extraccions superen la recàrrega natural, el nivell freàtic experimenta un descens progressiu.

Subsidències i esfondraments: associats al descens del nivell freàtic. Hi ha una disminució de la pressió estàtica que pot provocar la desestabilització d’edificis.

Dessecació de manantials i aiguamolls: els manantials, les fonts i alguns aiguamolls depenen de les aportacions subterrànies d’aigua. L’esgotament de l’aqüífer provoca assecament de fons, disminució de cabals i retrocés de les zones inundades dels aiguamolls.

Intrusions marines: en les zones de costes baixes sotmeses a una intensa explotació d’aigües subterrànies, sovint es produeix l’entrada d’aigua marina a l’aqüífer d’aigua dolça: això provoca la salinització de l’aigua i disminueix la qualitat de l’aigua subterrània.

Solució:

S’ha de procurar no esgotar l’aigua de l’aqüífer, ja que la recàrrega és sovint lenta i depèn dels règim de precipitacions, de les característiques geològiques del terreny i de la permeabilitat i porositat de les roques. 1. Regular les extraccions i limitar el bombatge de determinades zones. 2. Crear comunitats d’usuaris d’un aqüífer sol ser la millor opció per aconseguir una autoregulació. 3. També és possible recarregar el pou artificialment per utilitzar-los en èpoques se sequera. 4. Recarregar-los amb aigua residual depurada. 5. En el cas de la intrusió marina, s’haurien de dissenyar dispositius per recarregar els aqüífers susceptibles de contaminació d’aigua marina, per fer extraccions selectives

d’aigua marina a la zona d’intrusió i per obstaculitzar físicament (murs, pantalles de ciment) l’entrada d’aquesta aigua a l’aqüífer. 6. La planificació i ordenació de les extraccions d’aqüífers costaners, ja sigui reubicant els centres de bombatge o reduint les extraccions.

•

Contaminació i regeneració de les aigües subterrànies: les emissions i els abocaments de contaminants a les zones de recàrrega suposen la seva infiltració fins a l’aqüífer. El procés de rentat que realitzen les aigües de la pluja (lixiviació) mobilitza gran quantitat de substàncies solubles que hi ha en el sòl i que s’acumularan als aqüífers. Es contaminen lentament, però triguen força temps a regenerar-se. Els processos de contaminació dels aqüífers poden ser: -

Disperses: solen produir-se en els aqüífers lliures quan la zona de càrrega és adobada amb un excés de fertilitzants o plaguicides.

Puntuals: solen ser conseqüència de l’eliminació d’aigües residuals, d’escombraries urbanes i de residus industrials miners.

Lineals: està relacionada amb els aqüífers al·luvials connectats als rius. Exemple: contaminació per clorurs.

Eutrofització: aportació excessiva de nutrients que són limitants en la producció de biomassa, com ara les sals de fòsfor i de nitrogen. En realitat, es tracta d’un augment de la fertilitat de les aigües que gairebé sempre comporta una considerable pèrdua de la seva qualitat. L’abocament de residus derivats d’activitats industrials, domèstiques, agrícoles i ramaderes suposa l’entrada addicional d’aquests elements.

Solució:

1. Deixar d’abocar residus derivats de les indústries, de l’agricultura i la ramadera i del consum domèstic als medis aquàtics. 2. Estudi sobre el terreny per saber si els productes residuals que s’extreuen del camp poden afectar altres zones i contaminar-les. 3. Planificar l’estudi periòdic de les diferents aigües contaminades prèviament.

•

Gestió ambiental a la zona del litoral: les intervencions al litoral són cada vegada més nombroses, estan gairebé sempre determinades per la pressió sobre la línia de costa com a lloc recreatiu. L’intent més típic tracta d’eliminar o reduir l’efecte erosiu de les onades i, per altra banda, de fomentar la sedimentació. També es fan intervencions per mantenir artificialment les platges que les onades de tempesta han erosionat.

Solució:

En el cas de la restauració de platges, consisteix bàsicament en dragar la sorra del fons marí proper (sempre a menys de 30 m de profunditat) per distribuir-la per la platja.

Construcció d’esculleres, que tenen com a objectiu frenar les onades.

Construcció d’espigons, que tenen com a objectiu retenir la sorra a les platges

Construcció de murs a la base de penya-segats per impedir que retrocedeixin amb l’erosió de l’aigua.

RECURSOS •

Aprofitament de les ones: el moviment de les ones pot generar electricitat. Hi ha sistemes que consisteixen a col·locar sobre l’aigua uns compartiments anomenats “ànecs”, dins dels quals hi ha petits generadors que transformen l’energia cinètica de les ones amb electricitat. Recentment s’han assajat diferents models de turbines submergides anàlogues als aerogeneradors dels parcs eòlics. La idea és aprofitar els corrents i el moviment de l’aigua per generar energia cinètica d’una manera eficient. Però l’aprofitament de les ones no està exempt d’impactes, part de l’energia no es transmetria a les costes i podria afectar alguns processos d’erosió i sedimentació.

•

Energia mareomotriu: l’ascens i descens de les marees pot ser aprofitat per transformar l’energia potencial en energia mareomotriu, que alhora pot transformarse en electricitat. Aquest procés es pot dur a terme a les centrals mareomotrius, que s’instal·len generalment en els estuaris, on s’enregistren marees amb fortes oscil·lacions. Actualment, hi ha poques centrals mareomotrius al món. Aquestes centrals, per contra, poden provocar alteracions en el període intermareal, en la qualitat de l’aigua i aspectes ecològics importants dels estuaris.

•

Energia hidroelèctrica: s’anomena així a l’electricitat produïda amb la força de l’aigua. Es fan servi turbines d’aigua. El disseny de les pales fa que l’aigua corri a grans velocitat per dins del tubs. Aquest mètode aprofita l’energia potencial que impulsa l’aigua en el seu camí des de les muntanyes fins al mar. Les turbines estan connectades a un alternador que transforma l’energia mecànica en elèctrica.

•

Explotació d’aqüífers: l’aigua subterrània té més qualitat que la superficial i necessita menys tractaments fisicoquímics per a ser apta pel consum. Per a detectar els aqüífers sovint es fan sondatges directes, però quan això no és possible s’utilitzen mètodes geofísics indirectes, com ara la Prospecció elèctrica. El tipus d’extracció més freqüent

són els pous. En l’excavació d’un pou cal perforar el terreny fins arribar a l’aqüífer. Si es tracta d’un captiu, el nivell piezomètric pot estar per sobre de la superfície, de manera que l’aigua brolla espontàniament quan es perfora el terreny (pou artesià). El més freqüent però és que el pou disposi d’un sistema de bombatge que faci ascendir l’aigua, que serà canalitzada i conduïda fins on calgui.

•

L’aigua en l’agricultura: permet aconseguir més rendiment del sòl en la producció d’aliments. En molts indrets però, el sistema de regadiu continua sent poc eficient. El regatge per inundació consumeix molta aigua, que s’evapora en un percentatge molt important. En canvi, en el regatge per degoteig permet controlar millor aquest recurs, tot i que la seva instal·lació és molt més cara.

•

L’aigua en els processos industrials: es fa servir principalment com a refrigerant, i com a diluent de productes residuals que es poden evacuar fàcilment a través d’un recurs fluvial. Alguns processos industrials consumeixen una gran quantitat d’aigua.

•

L’aigua en el consum domèstic: comprèn activitats molt diverses, que varien d’un lloc a un altre en funció de les característiques culturals i el desenvolupament socioeconòmic. La higiene personal, rentar els plats, la bugada, els inodors, el reg de jardins i el rentat de cotxes són usos molt habituals de l’aigua. En els països del primer món, el consum d’aigua per habitant és molt més gran que en els països subdesenvolupats.

•

Altres finalitats: és utilitzada com a vehicle d’evacuació de substàncies no útils de moltes activitats humanes: industrials, purins, llar, etc, també s’utilitza amb fins recreatius (esports d’aventura, surf, vela). Les activitats relaciones amb l’ús d’aigua afecten el seu cicle natural i produeixen un impacte que cal analitzar per poder minimitzar-ne els efectes.

•

Depuració natural de les aigües: autodepuració en la qual intervé la comunitat d’organismes, que actua sobre aquesta i fa possible la seva reutilització. Se solen distingir tres zones: la polisapròbica, la mesosapròbica i la oligosapròbica.

•

Depuració artificial de les aigües: les estacions depuradores d’aigües residuals (EDAR) són les instal·lacions encarregades de realitzar aquesta tasca de sanejament. Els

processos realitzats es divideixen en 3 línies diferents: la de l’aigua (tres tractaments diferents), la dels fangs i la dels gasos.

Productes de depuració: l’aigua es llença al riu o al mar, s’utilitza per regar o recarregar aqüífers, els fangs s’utilitzen com adobs en agricultura i jardineria i en la construcció de totxanes i maons, i els gasos es recullen en contenidors i són enviats a la xarxa de gas natural perquè puguin servir per generar energia elèctrica a la planta mateix.

•

Plantes de dessalatge: a les zones costaneres amb poques precipitacions, l’abundància de l’aigua de mar pot ser una solució als problemes de subministrament. El mètode de dessalatge que es fa servir avui en dia és l’osmosi inversa, que consisteix a fer passar l’aigua de mar a pressió per una membrana que només permet que s’hi filtri l’aigua i no les sals. Aquest procés passa per diferents fases fins a tenir l’aigua desitjada.

•

Potabilitzadores: l’aigua que es destina pel consum humà ha de tenir uns requisits de qualitat i per això passa per un procés de potabilització. Poden passar per tractaments simples (eliminar partícules en suspensió) o especials (combinar el tractament simple amb la desinfecció).

•

Planificació del recurs: embassaments i transvasaments.

GEOSFERA I EDAFOSFERA La geosfera es considerada la part sòlida del planeta, de composició química variable, constituïda per: l’escorça (gruix variable: de 3 a 70 km), el mantell (capa rocosa i sòlida que s’estén fins 2900 km) i el nucli (amb dues subdivisions, l’extern, de 2270 km de gruix, de composició metàl·lica i fos, i l’intern, de 1216 km, ric en ferro i en estat sòlid. La densitat i la temperatura de la geosfera és variable i augmenta amb la profunditat. L’edafosfera és la capa de la terra en què es realitzen la formació dels sòls que formen la capa externa de l’escorça terrestre, originada per l’alteració de les roques sota la influencia dels agents geològics. (pedosfera)

1. Model d’estructura i composició de la terra: La terra té diferents capes: -

L’escorça (part de la litosfera, té uns 150 km, és on trobem els 3 tipus de roques)

El mantell superior (té part de litosfera i la resta és astenosfera, on hi ha els corrents de convecció, és d’uns 800 km)

El mantell inferior

Nucli (té un comportament líquid)

2. El cicle geològic: (esquema – erosió, transport i sedimentació + diagrama de hjulstrom) -

Orogènesi: formació del relleu.

Gliptogènesi: erosió d’aquest relleu i formació de sediments (processos externs)

Litogènesi: formació de la roca per mitjà de compressió (geodinàmica interna)

3. Mètodes d’estudi: -

Directes: treball de camp, mostratge, anàlisi. Permet confeccionar un mapa geològic.

Indirectes: (ús d’instruments de mesura molt precisos per determinar les propietats físiques de la Terra i el seu interior) Mètode sísmic (ones primàries “P” que es propaguen per medis sòlids, líquids o gasosos, i les ones secundàries “S”, que només es poden propagar per sòlids i són més lentes), tomografia sísmica, mètodes gravimètrics, mètodes magnètics, mètodes elèctrics, mètodes geotèrmics i estudi dels meteorits.

4. Geodinàmica interna: •

Tectònica de plaques: a l’inici els continents no estaven separats – PANGEA, amb el temps (M.a) l’evolució ha anat fent el seu curs i les plaques han anat separant els continents. (mapa de plaques)

•

Tipus de plaques:

•

Continentals (materials àcids, menys dena, màxim fa 150 km)

oceàniques (materials bàsics, més densa, mínim 10 km, el material nou que es crea és sempre basàltic).

Tipus de contacte entre plaques: (convergència i divergència) -

Oceànica – Continental (zones de subducció

Oceànica – oceànica (zones de subducció)

Continental – continental (creació muntanya nova)

•

Transformants

Dorsals oceànica (rift: horst i grabben)

Hot spot (punt calent, emissió de magma des d’un punt determinat intraplaca)

Deformacions i fractures: -

Plàstiques: quan una roca es deforma plàsticament – plecs: anticlinals, sinclinals, antiformes, sinformes.

Fràgils: falles normals, falles inverses que acaben amb encavalcament, falles transformants i diàclasi.

5. Geodinàmica externa: (gràfic de resum volcans) •

Terratrèmols: tremolors que es manifesten a la superfície a causa de l’alliberament de l’energia acumulada en un punt i a una profunditat. L’hipocentre és el punt a partir del qual es propaga, l’origen (profunditat) i l’epicentre és el punt on és detectat per primera vegada a superfície.

On passen? Als límits de plaques, a les dorsals oceàniques (superficials) i a les zones de subducció (mitjans i profunds).

•

Sismicitat a Catalunya: Pirineus, Prepirineu, serralada Transversal i sistema litoral (per l’acció de moltes falles)

•

Escales de mesura:

Richter: magnitud (d’1-8?), mesura l’amplada de l’ona més gran enregistrada pel sismògraf, no té en compte els danys ocasionats. (PERILL)

Mercalli: intensitat màxima a l’epicentre (d’I-XII), mesura els possibles efectes en les construccions i les persones, danys, vulnerabilitat. (RISC)

•

Volcans: la terra allibera energia acumulada a través de les erupcions volcàniques.

On passen? La majoria als límits de plaques. A les vores convergents (arc d’illes), oceànica amb continental (vulcanismes andesític, mig àcid, mig bàsic), les zones més actives són les dorsals, ja que sempre hi està aflorant magma, i els hot spots.

•

Tipus de lava: (gràfic magmes)

Lava basàltica (molt fluida, recorregut llarg, pobra en sílice, dipòsits estirats)

Lava àcida (molt viscosa, recorregut curt, rica en sílice, dipòsits verticals)

•

Tipus d’activitat eruptiva:

Efusiva: emissió tranquil·la i continua de lava (magmes bàsics).

Explosiva: explosió de magma de forma violenta (producció i dispersió de materials incandescents).

Hidromagmàtica: interacció magma – aigua = explosió extremadament violenta.

•

Tipus de volcans:

Plinià i ultraplinià: activitat més explosiva i violenta, magma àcid.

Vulcanià: activitat explosiva, elevada, obturació xemeneia, magma àcid.

Estrombolià: grau d’explosivitat baix, poc violent, magmes bàsics.

Hawaià: colades extenses, magmes bàsics, poca violència.

•

Tipus de piroclasts: (fragments sòlids que es projecten a l’aire) cendres, lapil·lis, blocs, bombes volcàniques, núvol ardent, gasos (H, vapor d’H2O, CO, CO2, CH4)

•

Període de retorn: càlcul teòric de temps, de la periodicitat o freqüència amb que un ris geològic es repeteix. Es determina a partir de dades històriques, en que ha ocorregut un mateix fenomen. T = període d’anys d’estudi / episodis per damunt del llindar).

6. Mapes d’estudi: mapa geològic (dibuix tipus de materials), mapa d’isolínies, mapes topogràfics. 7. Roques i minerals: (triangles) les roques són agregats de grans naturals compostos d’un o diversos minerals i, en alguns casos, d’elements que provenen de l’activitat dels organismes. Els minerals són els principals integrants de les roques, són sòlids naturals i homogenis de composició química definida i ordenada. •

Roques magmàtiques:

Intrusives: es formen dins de la terra i es solidifiquen molt lentament. Els cristalls s’ordenen a l’espai de forma concreta.

Extrusives: afloren a la superfície i es solidifiquen fora (volcàniques), formant una massa amorfa, sense estructura.

•

Roques metamòrfiques: (qualsevol rova que ha estat meteoritzada)

Regional: (pressió) pissarres, marbre, esquist.

Contacte: (temperatura) pissarra pigallada.

•

Roques sedimentàries: roques que es formen a partir de l’acumulació de restes erosionades d’altres roques.

Orgàniques: carbons, hidrocarburs i petroli, silícies, calcàries.

Evaporítiques: (evaporació de sals i guixos per evaporació)

Detrítiques: (acumulació en els rius, còdols de sorra, qualsevol tipus d’element que s’acumula).

•

Textures:

Granelluda: (equigranular) creixement lent.

Porfírica: (heterogranular) creixement ràpid.

Vítria: massa amorfa no cristal·litzada.

•

Contactes: concordants, discordants, intrusions.

8. Factors del modelatge terrestre: influència del clima (variacions del nivell del mar), zones de relleu potencialment inestables, característiques dels materials, activitat tectònica i activitat humana.

9. Edafosfera: (pedosfera – esquema sòl) el sòl és la capa externa de l’escorça terrestres •

Composició:

Matèria inorgànica: (component majoritari) proporció d’elements dels diferents (silicats, òxids, fe, aluminis...)

Matèria orgànica: (components essencials) organismes, humus + derivats de les activitats metabòliques dels ésser vius. Les seves característiques depenen de la precipitació i el tipus de vegetació.

•

Textura: (triangle de 3 variables) depèn del substrat que l’ha originat. Proporció de partícules mida ≤ 2 mm que els formen (sorres, llims i argiles).

•

Permeabilitat: capacitat de transmetre aigua a través dels seus porus (sorra és permeable), (els llims i les argiles són impermeables, s’entollen)

•

CRAD: capacitat de retenció d’aigua disponible. El llims i les argiles en tenen molta, en canvi, les sorres, no, només hi circula l’aigua, no la reté.

•

Estructura: estat d’agregació en què es troben les partícules que formen el sòl. Com millorar el sòl? Afegint matèria orgànica per afavorir la cohesió dels agregats.

•

Altres característiques: profunditat, porositat, permeabilitat, aigua edàfica, consistència (resistència a la deformació o ruptura), susceptibilitat de les deformacions, potencial corrosiu, fertilitat (capacitat per a l’existència de vegetació), pH.

•

Perfil i pedió: dividit en horitzons (que tenen característiques morfològiques i fisicoquímiques diferents)

•

Formació: (evolució – 5 factors)

Clima

Morfologia del terreny

Activitat dels ésser vius

Tipus de roca

Temps del procés de formació

•

Alteracions:

Addicions: enriquiment d’algun element.

Pèrdues: dissolució d’algun component originari.

Transformacions: per meteorització o transformacions orgàniques.

Translocacions: un horitzó per algun element i aquest, s’acumula en un altre horitzó.

CONTAMINACIÓ/ALTERACIÓ I SOLUCIONS •

Inestabilitats gravitatòries: poden ser previstos i evitats però també induïts i provocats per l’acció humana.

Despreniments: comporten la caiguda lliure o vertical de blocs de roca aïllats amb un recorregut total o parcial per l’aire. Es presenten en zones de pendent fort. Si els materials despresos s’acumulen a la base del talús formen cons d’enderrocs o tarteres.

Esllavissades: són moviments de lliscament a través d’una o diverses superfícies de trencament d’una massa de material inestabilitzada, bloc únic. 2 tipus: les rotacionals (forma còncava) i planars (superfícies planes o poc ondulades).

Fluxos: moviments de masses del sòl característic dels materials sense cohesió, relacionat amb l’aigua. Es comporten com un fluid i no conserven la

forma inicial. Exemples: solifluxió, colades de fang o lahars, colades rocalloses i reptació. (pàg. 148).

Solució: -

Estudis del terreny i dels materials per a preveure les inestabilitats.

Mesures preventives com ara murs de contenció, xarxes de filferro o fins i tot, augmentar el pendent, fer-ho vertical per evitar el problema.

Plans d’emergència per si de cas.

•

Erosió del sòl: erosivitat (capacitat erosiva de l’agent o procés climàtic considerat) i erosionabilitat (susceptibilitat del terreny a ser mobilitzat).

•

En aquest apartat quedarien inclosos parts dels contaminants de la hidrosfera relacionats directament amb la geosfera.

•

Accidents i residus nuclears: els problemes que comporta l’ús d’energia nuclear són el risc d’accidents nuclears i l’impacte que produeixen les aigües calentes de la refrigeració de les centrals. Cal tenir en compte la ubicació dels residus nuclears, perquè són d’alt risc per la població. Poden provocar moltes malalties i inclús la mort de moltes persones. o

Solució: -

Cal revisar regularment les instal·lacions

Establir protocols d’emergència en cas d’accident

Ubicar els residus nuclears molt lluny de la població

Campanyes informatives sobre el perill/risc dels accidents nuclears

Pla d’evacuació

Alt control dels residus radioactius

Utilitzar més les energies renovables.

•

Alteracions per agents geològics externs: meteorització = conjunt de processo que actuen en la superfície terrestres o prop d’aquesta, i que produeixen l’alteració in situ de les roques que afloren a la superfície. Pot ser:

Mecànica: (disgregació física de les roques en fragments més petits)

Dilatació per descompressió

•

Fragmentació per gelifracció

Expansió tèrmica de les roques

Acció biològica

Química: (com a conseqüència de diverses reaccions, degudes als components químics de l’atmosfera, que produeixen la descomposició i la transformació d’alguns minerals de les roques en altres nous)

Dissolució

Hidratació

Oxidació

Hidròlisi

Carbonatació

Acció dels éssers vius

Problemàtica de les extraccions: -

Pèrdues de terres

Subsidència (esfondraments del terreny a causa de mines profundes antigues)

Contaminació (les operacions mineres sovint contaminen l’atmosfera i les aigües superficials i subterrànies, el volum de pols de les explosions pot afectar greument la vegetació del voltant).

Soroll (les explosions i el transport causen molts sorolls molestos als residents locals i a la vida silvestre).

Energia (requereix molta energia que contribueix a agreujar fenòmens com la pluja àcida i l’efecte hivernacle).

Degradació del paisatge

Solució: per conservar els recursos minerals caldria: -

Reduir la quantitat d’embalatges utilitzats

Reutilitzar els materials i reciclar-los

Substituir-ne alguns de no reciclables per d’altres d’alternatius que poguessin ser reciclats

Manufacturar articles que durin més

Imposar una taxa sobre els nous recursos utilitzats, per tal de promoure el reciclatge, la reutilització i l’ús de menys recursos.

RECURSOS •

Els recursos es poden diferenciar en dues grans categories:

Els RENOVABLES: es poden tornar a recuperar al cap d’un temps relativament curt (mesos, anys o decennis). Exemples: plantes, animals, fibres naturals, arbres per fusta i paper, energia que provés de les aigües de corrents, el vent i el Sol.

Els NO RENOVABLES: encara que segueixen formant-se a la terra, s’originen amb uns processos tan lents que calen milions d’anys perquè se n’acumulin dipòsits significatius. Exemples: carbó, petroli, gas natural, ferro, coure, or...) Alguns d’aquests recursos es poden reciclar i reutilitzat, com l’alumini, d’altres no, com el petroli.

•

Jaciments minerals: gran part de les substàncies que utilitza l’espècie humana, ja sigui a la indústria o l’agricultura, procedeixen del subsòl. Els jaciments minerals són concentracions a l’escorça terrestre de determinades substàncies susceptibles de ser explotades econòmicament.

•

Mena i ganga: dins de cada jaciment hi ha diferents minerals, però no tots són l’objecte de l’explotació, i és per aquest motiu que es diferencia entre mena i ganga:

Mena: mineral o conjunt de minerals que s’aprofiten en un jaciment.

Ganga: la formen la resta de minerals que no s’aprofiten en el jaciment concret o en el moment determinat.

•

Explotació dels recursos geològics: prospecció mineral. Tècniques: treball de camp, anàlisis geoquímiques i tècniques geofísiques, sensors remots.

•

Mètodes d’extracció: dragues i mines. Tipus d’explotació minera:

Mines a cel obert

Pedreres

Mines subterrànies

•

Recursos minerals: els recursos d’un mineral són el conjunt total de riquesa d’aquest mineral que podria ser potencialment explotable en el futur. Les

reserves d’un mineral constitueixen aquella part del recurs que és explotable en les condicions tècniques i socioeconòmiques actuals.

•

Els minerals metàl·lics en la indústria: (donen lloc directament o indirectament a l’obtenció de metalls) ferro, alumini, coure, plom, zinc, mercuri, estany.

•

Els minerals no metàl·lics: (s’exploten per obtenir altres productes químics) silvita, apatita, sofre, pirita, fluorita, halita, guix, baritina, talc, moscovita i biotita (fertilitzants, obtenció de compostos inorgànics, pintures, papereria i farmàcia i indústria elèctrica i electrònica, i decoració: minerals bells)

•

Les roques industrials: són aquelles substàncies que s’obtenen de la litosfera i s’utilitzen en processos industrials, directament o mitjançant un tractament. Els minerals i les roques industrials s’utilitzen sobretot en el sector de la construcció, però també al sector químic, siderometal·lúrgic i agrícola. Es divideixen en 5 grans grups:

Àrids (granulometria variable: naturals o artificials)

Materials aglomerats (+ aigua = formigó, morter, ciment, quitrà)

Roques de construcció

Vidres

Productes ceràmics

•

Roques geoenergètics: els combustibles fòssils inclouen carbons, petroli, gas natural i combustibles de destil·lació (com el gas que s’obté del carbó).

El carbó: s’origina a partir d’un procés sedimentari i es forma per una lenta transformació de matèria orgànica vegetal. (carbonització)

El petroli: (maduració) és una barreja d’hidrocarburs, diferents compostos de carboni i hidrogen. El que s’extreu dels jaciments s’anomena petroli cru i cal sotmetre’l a un llarg processament ja que conté impureses. Es forma al fons del oceans com a conseqüència de l’acumulació i la posterior descomposició de restes d’éssers vius microscòpics marins. El petroli migra des de la roca mare (on es va formar) fins que es troba una estructura de roca impermeable (trampa), que n’atura l’ascens. La roca porosa on s’acumula el petroli s’anomena roca magatzem. La humanitat, actualment, fa un ús exagerat d’aquest recurs, sobretot per al funcionament d’automòbils, avions, etc.

El gas natural: està format per un petit grup d’hidrocarburs: metà, butà i propà i es produeix tan en la maduració com en la carbonització. Els jaciments de petroli sovint s’associen a les reserves de gas.

•

Els minerals radioactius: l’Urani és l’element radioactiu més utilitzat en les centrals nuclears, mitjançant reaccions de fissió nuclear. S’utilitzen per, a partir de diverses reaccions fisicoquímiques, produir electricitat.

•

L’energia geotèrmica: s’obté de l’aprofitament de la calor procedent de l’interior de la terra. L’explotació de l’energia geotèrmica es pot portar a terme capturant directament l’aigua calenta que surt del subsòl, o bé creant un sistema d’injecció-extracció d’aigua mitjançant perforacions adequades, pous, etc. Els usos:

Xarxes de calefacció

Indústria

Hivernacles

Activitats medicinals i terapèutiques

Consum domèstic

Impuls de turbines per produir electricitat

-Dataci贸 de materials. -Gesti贸 mediambiental de risc, recursos,... -EIA (Estudis d'impacte Ambiental)