Leyendo muestras rocosas de la Antártida

Los secretos climáticos de la Antártida – Cartel 3
Leyendo muestras rocosas de la Antártida
Los secretos climáticos de la Antártida – Cartel 3
Leyendo las Muestras Rocosas de la Antártida
Las rocas sedimentarias cuentan historias
Los océanos, ríos, pantanos y glaciares producen diferentes tipos de
sedimentos. Los sedimentos son granitos de roca y otro detritos que se
depositan en las zonas bajas debajo del agua o sobre la tierra. Durante
miles de años los sedimentos se convierten en rocas, y las rocas
conservan pistas acerca del entorno que las produjeron. Algunas pistas
de la roca sedimentaria son fáciles de entender. Por ejemplo, si algún
lugar tiene muchas rocas hechas de arena y de conchas, esto sugiere
que el mar cubrió este sitio en el pasado. Otras pistas requieren más
experiencia para entenderlas: rocas blandas y oscuras con hojas impresas
en su superficie indican que antes hubo un pantano en ese lugar. Si
se comparan los sedimentos de rocas con lugares donde hoy en día se
encuentran esos mismos tipos de sedimentos, se puede saber qué tipos de
entornos existieron en un lugar en el pasado.
En algunas partes del mundo,
la erosión ha desgastado las
capas de roca sedimentaria.
Los precipicios y las paredes de
cañones como estos en el Gran
Cañón revelan sedimentos de
antiguos océanos, de llanuras y
de dunas de arena. Si puedes
entender las pistas en los
sedimentos, puedes empezar al
fondo del cañón y leer la historia
ambiental del lugar mientras vas
hacia arriba.
tada
r
o
p
a
r
t
Con
El Gran Cañón (foto del Servicio de Parques Nacionales)
Las historias van en secuencia
Los sedimentos se acumulan en capas planas, una por una. Este simple
hecho nos ayuda a leer las historias de las rocas en el orden en que
sucedieron. La capa al fondo de un sedimento no turbado es la más antigua
– tuvo que haberse formado primero, antes de que la capa próxima pudiera
asentarse encima. Empezando desde abajo cada capa se formó después de
la capa anterior, por eso la edad de las rocas se va reduciendo. La capa más
alta es la última y la que se formó más recientemente.
Página 1
Final
Mitad
Principio
Leer rocas desde abajo hacia arriba
es igual que leer un libro desde el
principio hacia el final. Si empiezas
en la capa de abajo, descubres lo que
pasó primero. Leyendo hacia arriba,
descubres lo que pasó después. Finalmente, en la capa superior lees lo que
pasó al final.
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Perforando el Pasado
Hay muchos lugares en el mundo donde las capas de sedimentos han creado un
archivo de los entornos pasados, pero estas capas no han sido reveladas por la
erosión. Para leer la historia de estos lugares, se necesitan perforar las capas y
encontrar qué tipos de rocas hay allí.
Los geólogos perforan las capas de rocas con un tubo hueco y extraen un cilindro
largo de roca llamado una muestra. Este proceso es igual que si se mete una pajita en
un postre de muchas capas y luego se saca – la pajita contiene una muestra pequeña
de todas las capas del postre. Después de que los geólogos extraen una muestra, la
cortan por la mitad a lo largo, como en la foto.
Llegando a las Rocas
Parece fácil, ¿verdad? Perforar las capas de rocas y luego extraerlas para poder leer
sus historias. Sin embargo, hay dos cuestiones importantes que necesitan solucionarse
en la Antártida. Los archivos más completos de sedimentos en la Antártida se han
depositado alrededor del continente en las aguas poco profundas del océano. Esta
agua está lejos de la costa de la Antártida y además ¡está cubierta de hielo! Por lo tanto,
para obtener las muestras de rocas antárticas, los científicos han tenido que diseñar
una manera de penetrar el hielo y el agua para llegar al fondo del mar y empezar la
perforación.
Entrevista con Tamsin Falconer
Directora de Perforación Científica de ANDRILL
Los archivos más completos de sedimentos en la
Antártida se han depositado en las aguas poco
profundas del océano que rodean el continente.
Los científicos de ANDRILL lograron alcanzarlos
colocando una torre perforadora sobre el hielo
marino (2007) y sobre la plataforma de hielo
(2006) en el Mar de Ross.
P: ¿Desde cuando hay torres perforadoras sobre
hielo flotante, y cómo sabes que están seguras allí?
R: Ha habido muchos proyectos con torres
perforadoras sobre el hielo desde el año 1970. Una
de las cosas más importantes es asegurarse de
que el equipo no es demasiado pesado para el hielo,
y asegurarse de que el hielo es lo suficientemente
grueso. Para evitar este problema, minimizamos
el peso del equipo cuando lo diseñamos –
distribuimos el peso para que no se concentre en
un punto en particular y ponemos un sistema de
flotación debajo del hielo para apoyar el peso.
Instalar una torre perforadora sobre el hielo nos
permite sacar muestras de sedimento del fondo
del mar, lo que sería muy peligroso para un barco
perforador.
P: ¿Qué desafíos tecnológicos encontrasteis?
R: ¡Muchos! Como el hielo es flotante sube y
baja con la marea unos 1.5 metros máximo cada
día. Nuestro tubo está anclado al fondo del mar y
tuvimos que asegurarnos de que no se levantara
cuando la marea levantaba el hielo.
En la plataforma de hielo, el hielo siempre se
mueve lateralmente más o menos un pie (1/3
metro) cada día. Tuvimos que asegurarnos que
este movimiento no torciera los tubos. De hecho,
esto no fue ningún problema porque el tubo era
de 1000 m de largo y el movimiento lateral no
cambió el ángulo mucho.
También tuvimos que pensar en cómo mover
el equipo cuando llegó a la Antártida. Al final la
mayoría del equipo y los contenedores, incluso la
torre misma, se pusieron sobre esquís o trineos
para remolcarlos fácilmente sobre el hielo y la nieve.
Otro problema fue el de mantener el equipo a
temperatura ambiente. Nuestra torre de taladro
utiliza fuerza hidráulica, lo que significa que
tiene muchas mangas con líquido dentro. Está
claro que si el líquido se congela el equipo no
funciona. Construimos una tienda para rodear
la torre y calentamos el espacio interior con el
calor desprendido de los generadores. En los
días extremadamente fríos usamos calentadores
adicionales. ¡Esto también fue una gran ayuda para
los trabajadores de la torre perforadora!
P: ¿Cuánto tiempo se necesitó para diseñar la torre,
y cómo fue el equipo evaluado antes de usarlo en
la Antártida?
R: Evaluamos la torre de perforación en Nueva
Zelanda antes de transportarla a la Antártida. Hicimos
un agujero 100m de profundidad en sedimentos
similares. Modificamos algunas cosas después
de la evaluación, pero todo funcionó bastante bien.
Evaluamos el taladro de agua caliente en la Antártida
porque no hay plataforma de hielo en Nueva Zelanda.
P: ¿Qué es el equipo de taladro de agua caliente?
¿Cómo se fabricó y como se evaluó? ¿Hubo algunos
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Foto de David Persico
desafíos en particular?
R: ¡Hubo GRANDES desafíos! El taladro de agua
caliente era un aparato totalmente nuevo ya que
nunca se había puesto uno sobre una plataforma
de hielo. Una de la dificultades que tuvimos que
superar fue la del problema de diseñar un equipo
que fuera resistente al agua caliente marina que
es muy corrosiva. Nuestra solución fue usar
un intercambiador de calor con componentes no
corrosivos de titanio. El intercambiador de calor
transfiere el calor entre un circuito de agua fresca
de baja presión que pasa por las calderas y un
circuito de agua del mar de alta presión que derrite
el hielo y crea el agujero.
Otro obstáculo grande fue el de mantener abierto
el agujero en el hielo mientras el tubo perforador
estaba amarrado al fondo del mar. Nuestra
solución fue diseñar un sistema de chorros de
agua caliente a presión que se deslizan hacia
arriba y abajo a lo largo del tubo y así mantener
la forma del agujero.
Evaluamos este
taladro durante
el verano previo
a la perforación,
y la evaluación
fue bastante bien
aunque hicimos
algunos cambios
antes de que
tuviéramos que
usar el equipo en la
Antártida.
Foto de Megan Berg
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Guía de Conversación del Poster
Videos del sistema perforador
Da a cada estudiante una copia de la parte de abajo de ésta página.
Pregúntales cómo alcanzarían la roca debajo del hielo y del agua del Mar
Ross. Haz que expliquen cómo perforar las capas rocosas por medio de
un dibujo.
Después de haber terminado los diseños y las descripciones deben
compartir sus diseños en grupos pequeños. Pide a cada grupo que escoja
un diseño para compartirlo con la clase.
Para ver un video corto sobre el
sistema perforador de ANDRILL,
visita http://www.andrill.org/iceberg/
videos/2006/index.html y mira “The
Drill Rig” (“La Torre Perforadora”).
Para ver cómo otros niños han
diseñado sus torres de perforación,
ve el video “Getting to the Rock”
(“Llegando a la Roca”).
Nombre ________________________
Diseñar un Sistema de Perforación
Ilustra tu sistema de perforación
Capa de hielo
Plataforma de hielo
Tierra
Agua del océano
Fondo del mar
Describe tu sistema de perforación
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Actividad: Construir una Maqueta de ANDRILL
Para entender y demostrar la manera en que los
científicos perforan debajo del hielo y del mar de la
Antártida para sacar la roca que está debajo, vas a
construir una maqueta de ANDRILL. Tu maqueta debe
de tener hielo, mar y capas de rocas. Retorciendo
un tubo largo se simula la manera en que el taladro
atraviesa las capas de piedra. Cuando la maqueta
esté lista, desliza una cuerda y un recogedor de
muestras por el tubo para recoger las muestras del
fondo del mar.
Construir el hielo, el mar y la roca de la maqueta
1. Observa las imágenes en esta actividad que ilustran cómo será la
maqueta una vez construida.
2. Pinta ambos lados de las varas de medir con la pintura azul
y déjalas que se sequen. Estas son la parte del modelo que
representa el mar que sostiene la plataforma de hielo flotante.
3. Usa colores y dibuja líneas para representar las capas de roca en
el papel de embalaje. Después usarás el papel para envolver la
caja grande.
4. Orienta la caja de cartón de lado para que sea alta. La caja ahora
representa un bloque tridimensional de roca que está debajo del
fondo marino. El lado abierto de la caja será la
parte de atrás del modelo. La parte de arriba
representa el fondo del mar: cúbrelo con el papel
de cartulina negro.
5. Corta el tubo de PVC para que sea 40” de largo.
Con el papel de lija, pule la superficie cortada del
tubo.
6. Usa las tijeras o el cuchillo afilado para hacer un
agujero en el centro de la parte superior de la
caja (la que representa el fondo del mar).
7. Pon la caja blanca sobre la parte superior de la caja
grande y marca los lugares por donde pasará el
tubo de PVC. Corta estos agujeros en la caja blanca
para que el tubo de PVC pase por ellos.
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Duración
1 – 2 horas
Materiales
• Vara de medir de 1 m (4)
• Pincel y pintura azul
• Caja de cartón (18x12x9)
• Caja blanca de cartón
(12x9x2)
• Cartulina negra
• Papel de embalaje (18x52)
• Celofán azul o envoltura de
plástico (18x30)
• Cinta de embalar
transparente
• Tijeras o cuchillo afilado
• ½” tubo de PVC (40” de
largo)
• espiga de madera de 1/2”
(18”)
• Papel de lija medio
• Chinchetas de acero (3)
• Tornillo de ojo pequeño
• Imán redondo, ½” diámetro
• Cuerda (4’ de largo)
• Sierra
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8. Coloca las cuatro varas de medir en las esquinas de la caja grande
para que se extiendan hacia arriba hasta sobrepasar el fondo
marino del modelo. Asegúrate de que las varas estén totalmente
rectas y paralelas. Luego, pégalas bien en su sitio con la cinta de
embalar.
9. Reensambla las partes de la caja blanca y ponla encima de las varas
de medir. Esta caja blanca representa una plataforma de hielo
flotante.
10.Introduce el tubo de PVC por los dos agujeros de la caja blanca y
por el agujero del fondo marino. Inserta el tubo con cuidado para
que quede vertical y para que se pueda rotar fácilmente y simular la
perforación.
11.Usa el lápiz para marcar los lugares donde las varas de medir tocan
la parte de abajo de la caja blanca. Corta rendijas en la caja blanca e
inserta la parte de arriba de las varas en estas rendijas.
12.Usa un recipiente de aerosol nieve para que la parte superior
parezca hielo (opcional).
Para dar los últimos toques al hielo, al mar y a la roca
1. Cubre la parte exterior de la caja de cartón con el papel de embalaje
que ahora tiene líneas horizontales representando las capas de roca.
Ten cuidado de pasar este papel detrás del tubo de PVC en el lado
abierto de la caja de cartón.
2. Usa cinta adhesiva para pegar el celofán o la envoltura de plástico
(clara o azul) a tres lados de la caja de cartón para representar el
mar. Deja un lado abierto para observar el tubo de PVC.
3. Pon criaturas miniaturas al fondo del mar para mejor visualizar la
representación (opcional).
Tornillo de ojo pequeño
Preparar el recogedor de muestras y el cable
1. Corta un trozo de 1” de largo de la espiga.
Espiga
La cuerda
1’ de largo
2. Pega el imán a la parte de abajo de esta espiga con la cinta adhesiva.
Pon la cinta por los bordes del imán y de la espiga para que la parte
de abajo del imán no esté tapada.
3. Empieza un agujero para el tornillo de ojo pequeño con la chincheta
de acero. Empuja la chincheta sobre el centro de la parte superior
de la espiga de madera y sácala de la espiga. Retuerce el tornillo
en este agujero hasta que el ojo pequeño esté alineado con la parte
superior de la espiga.
4. Ata una cuerda de 4-5’ de largo al ojo del tornillo. Ata un abalorio al
otro extremo para encontrarlo fácilmente.
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El imán
La cinta
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Chincheta
de acero
Construir las muestras rocosas
1. Usa la sierra pequeña y corta tres trozos de 4” de la espiga de
madera.
2. Clava una chincheta en el centro de la parte superior de los tres
trozos de la espiga.
3. Corta las tres fotos de abajo que representan las muestras y pégalas
con la cinta alrededor de las tres espigas de madera.
Sacar algunas muestras
1. Deja caer las muestras en el tubo de PVC de manera que la chincheta
esté orientada hacia arriba.
2. Simula la perforación de la roca rotando el tubo de PVC mientras
desciende y pasa por las capas de piedra.
3. Baja la cuerda por el tubo de PVC. Cuando el imán toque el fondo, tira
de la cuerda para sacar la muestra.
Pega las tres imágenes
de las muestras a las
tres espigas con goma
o cinta.
Las imágenes en color de las
muestras están disponibles en la
Unidad 3 del libro electrónico.
(http://www.andrill.org/flexhibit)
Estos estratos estaban depositados
debajo de una plataforma de hielo.
Algún movimiento tectónico o una falla
cambió la inclinación de los estratos
horizontales. Después de cambiar de
inclinación, la superficie del fondo del mar
fue erosionada hasta quedar plana, y más
depósitos se formaron encima.
Las capas más claras son estratos
de diatomeas microscópicas que se
depositaron en el fondo del mar después
de morir. Las capas oscuras son de ceniza
volcánica. El aspecto ondulado sugiere
que los estratos estaban presionados
o apretados debido a temblores de
erupciones volcánicas o por el peso de la
roca superior.
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parte superior
parte superior
parte superior
Cortar cuidadosamente por la línea de puntos...
En esta muestra se ve un cambio de
sedimento del fondo marino a otros
tiempos más fríos cuando una capa
de hielo se extendía sobre la tierra. La
capa de hielo erosionó el fondo marino
hasta dejarlo plano, y luego depositó
desordenadamente sus sedimentos.
Información sobre “Leyendo Muestras Rocosas de la
Antártida”
Leyendo muestras rocosas de la Antártida es uno de cinco posters creados para el proyecto Los secretos
climáticos de la Antártida. El proyecto ofrece una gran variedad de actividades prácticas, podcasts
de video y posters con gráficos de alta calidad que muestran las investigaciones científicas de la
Antártida.
Este paquete de recursos educativos está diseñado para que estudiantes o grupos juveniles puedan hacer
las actividades y usar los posters, modelos y otros objetos para crear una exposición científica informal.
La exposición se llama una Flexhibición que quiere decir ‘exhibición flexible’ y se puede presentar en
museos, escuelas y otros lugares. En su propia Flexhibición, los estudiantes explican lo que han aprendido
y comparten sus conocimientos por medio de demostraciones.
Copias electrónicas de los materiales de Los secretos climáticos de la Antártida se pueden descargar
gratis. Copias impresas de los carteles y del libro de actividades pueden ser pedidas y serán enviadas al
costo. Los materiales electrónicos se pueden pedir en:
http://www.andrill.org/flexhibit/
Para preguntas o para obtener más información escriba a Louise Huffman, Coordinadora de
Educación y Alcance a: lhuffman@andrill.org.
© Copyright 2008 Museo del estado de la Universidad de Nebraska, Lincoln, Nebraska
Se permite reproducir estas páginas para el uso educacional