From Big Bang to Big Burp
Origen del Universo
Curso de Oceanografía General Dr. Juan Carlos Chávez Comparan
FACIMAR-UCOL
Dr. Juan Carlos Chavez Comparan
FACIMAR-UCOL 2
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La Tierra, un pequeño, planeta roca, orbita el
. . . El sol, una estrella de tamaño mediano,
Definiciones de Términos
Universo – Gran espacio que contiene toda
la materia y energia en existencia
Galaxia – sistemas de estrellas
gravitacionalmente unidas, cada una con una coleccion grande de gas, polvo y millones de estrellas
Estrellas – Cuerpos de alta temperatura gravitacionalmente unidos con
calor interno derivado principalmente de la fusion nuclearde sistemas planetarios
Planetas – Cuerpos de baja temperatura que contienen elementos
pesados y gas
Años Luz –
distancia de la luz que viaja por año = 5.9 x 1012
km
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El Universo
•La edad del universo es incierto, pero la mayoría de las estimaciones oscila entre los ~13 billones años
•La edad es calculada estimado el tiempo que requiere para las galaxias de alcázar su posición actual, asumiendo que estaban inicialmente juntas.
•Existen entre 10 - 50 billones de galaxias y con 10 - 50 billones de estrellas cada una
•La estrella mas cerca esta a ~4.5 años luz de retirada (Próxima Centauro) •La galaxia mas cercana esta a ~40 años luz de retirada
•La Galaxia de estrellas están unidas por gravedad y rotan, esta se ven como si fueran huracanes
•La Vía Láctea esta a 100,000 años luz de diámetro y 10,000 años luz de grueso
La Galaxia Vía Láctea
Las galaxia son
fragmentos de una
explosión pasada. Se le
llama
Bing Bang
la idea
de un universo
explosivo
13 billones de años
antes
13,000,000,000
13 x 10
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Formación de las Galaxias
Big Bang
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Nuestra Galaxia (Vía Láctea)
Figura de Thurman y Burton
• Decenas de millones
de otras estrellas
tienen sistemas
planetarios
• Rotan a 220 km/s
• La Vía Láctea
también se esta
moviendo hacia
afuera del centro
universo.
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¿De donde vienen los materiales (los elementos químicos) del sol y de
los planetas?
La mayoría de los elementos originalmente se formaron de reacciones
químicas dentro de las estrellas. Cada elemento químico es mas pesado que
el hidrogeno y helio y son liberados al espacio por explosiones de estrellas
antiguas (las estrellas se formaron y explotaron muchos años antes que la
formación de la Tierra).
Nuestro sol y sus planetas se formaron originalmente de la
Nebulosa Solar
:
una gran nube de elementos producida por una previa explosión de estrella.
Esta nube de gas y partículas gradualmente se condesa (se juntan) bajo la
fuerza de gravedad para formar el sol y los planetas hace cerca de
5
billones de años.
Esta teoría de la formación de nuestro sistema solar es
llamada
hipótesis nebular
, y esta ilustrada en la siguiente diapositiva….
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Cerca de 4.6 a 5 billones de años antes
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Proto-planetas
Polvo
Nuevos Planetas
Tiempo
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La Luna se formo de los pedazos de una colision entre un cuerpo de
tamaño de Marte y la Tierra
Nuestro planeta es una acumulación de
material ínter estrellar por
acreción
.
Partículas de tamaño de centímetros y gases se condensaron dentro
de
planetasimales
de escala de kilómetros (pequeños proto-planetas).
Los planetasimales se fueron juntando por gravedad y fusionando
dentro de un planeta.
• Sistema Solar – Sol y los
planetas alrededor
• Sol = 99.8% de la masa
total del sistema solar
− Sol 150,000,000 km de la
Tierra
Sunspots – dark spots on surface of sun
Sizes are to scale, but relative distances from the Sun are not.
Venus esta mas cerca del
sol, muy caliente 480ºC, un
fuerte efecto de invernadero
(CO
2atmosfera), rotación
lenta (243 días), sin campo
magnético
Water ice discovered on Mars (Sep. 2009)http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/325/5948/1674
•
Marte tien hielo (debajo
de su superficie) y Venus
pudo haber tenido agua
en el pasado
•
Marte esta mas lejos del
sol, frio -60ºC
Mars
Venus
Promedio de la Temperatura Superficial
Promedio de la Presion Superficial Promedio de Densidad Gases principales 15° C 60° F 1 bar
5.52 gm/cm3
77% Nitrógeno 21% Oxigeno 0.93% Argón
~ 1% agua (varia)
Tierra
-55° C -67° F
0.007 bars
3.933 gm/cm3
95% Dióxido de Carbono 2.7% Nitrógeno 1.6% Argón 1.3% Oxigeno
Marte
457° C 855° F 90 bars5.204 gm/cm3
96% Dióxido de Carbono 3.5% Nitrógeno
Venus
The Atmospheres of Venus, Earth and Mars
Atardecer en
Marte
horizonte de Marte
La Tierra esta mas lejano del sol
comparado con Venus y Marte
esta aun mas lejos
.
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© 2002 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc.
La atmósfera inicial es muy diferente a la actual. No existía oxigeno (se
hizo después por la fotosíntesis) era de metano, amonio y grandes
cantidades de bióxido de carbono.
Calor, la Tierra parcialmente derretida debido a:
Radioactividad de elementos inestables
Migración Gravitacional (hundimiento) de elementos pesados
Impacto de objetos extraterrestres (meteoritos, cometas)
Evolución inicial de la Tierra
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La Formación de los
Océanos en la Tierra
a) Ambiente gaseoso
b) Condensación y
formación de nubes
c) Precipitación y
acumulación en
cuencas oceánicas
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Todas las hipótesis debe identificar un ambiente
que contenga la combinación correcta de
elementos que hacen la materia orgánica y una
fuente de energía para combinar la materia
orgánica en moléculas complejas.
Algunos científicos han estudiado la posibilidad
que las estructuras orgánicas de la tierra provienen
de meteoritos, cometas o polvo cósmico.
Algunos otros están convencidos que el origen se
dio en fumarolas hidrotermales sobre el piso
oceánico profundo usando la energía que escapa
de la tierra.
Otros a favor de la hipótesis que envuelven los
rayos como fuente de energía para formar
moléculas orgánicas complejas en posos de agua.
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Teoría de la Panspermia u origen extraterrestre
.
La vida surge en la Tierra por la acción de otro planeta
y desde allí llegaron bacterias o esporas resistentes
,capaces de viajar por el espacio o por otros medios .
Arrhenius
(1859-1927)
Teoría de la Panspermia u origen extraterrestre
Una propuesta mas para
resolver el problema del
origen de la vida la
presento Svante Arrhenius,
en 1908. su teoría se
conoce con el nombre de
panspermia.
Según esta, la vida llego a la
Tierra en forma de esporas y
bacterias provenientes del
espacio exterior que, a u vez,
se desprendieron de un
planeta en la que existían.
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Supone una atmósfera gaseosa ( He, H, CO2,
Amoniaco, metano, ácido sulfídrico)
Características de la tierra:
◦
altas temperaturas (volcanes)
◦
producción constante de lluvias
◦
constantes relámpago
En
esta
atmósfera
ocurrían
reacciones
químicas debido a que la energía eléctrica de
los rayos y a la energía térmica. Estas
reacciones químicas formaron los primeros
compuestos orgánicos.
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1953 – Stanley Miller
mesclo junto con
vapor de agua,
amonio, metano, y
hidrogeno y paso
una chispa eléctrica
en esa mezcla por
una semana.
Produjo aminoácidos
y otros componentes
orgánicos.
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Ventilas hidrotermales
Modelos de “Volcanes calientes” y “sopa fria” acerca del
origen de la vida en la tierra
Hazen, 2006
-moleculas organicas y aminoacidos Pueden ser organizados
El fósil mas viejo
~3.5 billones
Fotosintético?
Take Home:
Trust, but Verify
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Estomatrolitas se formaron por
cianobacterias
El fósil mas antiguo
es la cianobacteria
del NO Australia y
tiene 3.4 – 3.5
billones de años
Estromatolitas son
Estromatolitas
Estramotolitas:
Pelicula biotica de
captura decianobacteria
Y atrapada en el sedimento
Pre-Cambrico
Bahia de Shark’s,
Australia
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