Sistemes geològics – Tresor de Recursos

Experiència sobre l’erosió

tresorderecursos Bones preguntes, C. Científica, Erosió, Experimentació, Fase Construcció de Coneixements, Processos externs de la Terra, Projectes, Sistemes geològics 07/04/202001/17/2022

De què depèn que un riu erosioni més o menys un terreny?

Aquesta pregunta dóna lloc a que es puguin plantejar moltes hipòtesis en funció de diferents variables. A elles, es pot buscar una resposta a partir de simular diferents situacions per mitjà d’una maqueta. Per exemple, algunes de les hipòtesis plantejades per nenes i nens de CS són:

“Si deixem anar més aigua i amb més força aleshores les pedretes que hi ha al terreny faran un recorregut més llarg pel riu”

“Si fem dos rius, un amb moltes corbes(A) i un altre força recte(B) aleshores el riu B arrossegarà més materials que l’A”

“Si dos rius passen per terrenys diferents, un més sorrenc i l’altre més argilós, tot i que amb el mateix pendent i quantitat d’aigua, un s’erosionarà més que l’altre”

“Si deixem anar la mateixa quantitat d’aigua en un riu, però en un cas la tirem molt ràpidament i en un altre poc a poc, l’erosió serà més gran en el primer cas”

Esllavissades

tresorderecursos Bones preguntes, C. Científica, Projectes, Sistemes geològics 07/04/202010/23/2020

Exemple d’activitat amb preguntes-clau a plantejar per interpretar un fenomen de risc

Font: Martí Lloret Riera (2018). –adaptació-. Foto d’Oriol Duran (Punt Avui)

Riscos naturals i derivats de l’acció humana

tresorderecursos Bones preguntes, Eslavissades, Riscos naturals, Riuades, Sistemes geològics 07/04/202010/26/2021

Idees per treballar

Les idees bàsiques per treballar

Idees per revisar

Les idees habituals de l'alumnat per revisar

"Bones" preguntes

Possibles bones preguntes que ajudin a la construcció d'aquestes idees

Idees per treballar

Un risc natural és un concepte d’ordre social i econòmic que estima la probabilitat de pèrdues en vides humanes o materials a causa d’un fenomen que té lloc a la natura. Així, el risc es defineix com la combinació de la perillositat d’un determinat fenomen, de la vulnerabilitat dels elements exposats i de la seva exposició. Un fenomen, com per exemple una inundació, pot ser perillós, però si es produeix en un lloc on no pugui afectar a vides humanes no seria considerat d’alt risc.

Els fenòmens naturals com les tempestes, les allaus, les esllavissades o els terratrèmols són, a hores d’ara, impossibles d’evitar. Ara bé, això no vol dir que no es pugui actuar de forma preventiva i proactiva, a partir de conèixer els riscos i les seves causes i d’establir mesures per prevenir els impactes i per estar preparats a l’hora d’actuar enfront dels desastres.

A Catalunya els riscos més freqüents es recullen al gràfic superior, en el qual es pot comprovar que el risc natural amb més impacte són les inundacions.

Les característiques de cada territori fan que hi hagi uns

riscos naturals determinats. A la web de l’Earth Observatory de la NASA es poden visualitzar a temps real els diferents riscos naturals que ocorren en diversos indrets del món.

Idees clau sobre riscos naturals

Els riscos són el resultat de processos que tenen lloc a la Terra.
Són el resultats de la combinació de la perillositat d'un determinat fenomen, de la vulnerabilitat dels elements exposats i de la seva exposició .
Poden ser sobtats o graduals. En alguns casos, tot i que són sobtats, responen a processos que s’han perllongat en el temps.
Poden ser locals o globals.
Les activitats humanes poden influir en la freqüència i la intensitat d’alguns riscos naturals.
Les persones no poden eliminar els riscos naturals però poden comprometre’s en activitats que en redueixin els seus impactes.
En l’estudi d’un fenomen cal considerar: els agents geològics (interns o externs), els processos (meteorització, erosió, transport...) i l’acció humana (construccions, agricultura, mineria, ocupació del territori...).

En general per analitzar un fenomen de risc ens cal preguntar-nos sobre:

Factors climàtics i meteorològics (‘el cel’).

Factors geogràfics i geològic (‘la terra’).

Factors socioambientals (‘les persones’).

Idees per revisar

Algunes de les dificultats de comprensió d’aquests fenòmens són que…

Per exemple….

Un risc comporta relacionar un canvi sobtat amb causes que poden haver actuat en un temps llarg.

una esllavissada és el resultat de processos que van començar a succeir molts anys abans.

Un risc és el resultat de molts factors que interactuen entre ells.

Foto de l’agencia Reuters d’una esllavissada de terres en l’autopista A3, a Keelung, Taiwan. Any 2010.

En una esllavissada s’han de tenir en compte els tipus de terrenys, el relleu, la cobertura vegetal, la climatologia i la intervenció humana en l’espai (“el terra, el cel i les persones”).

Per tant, un mateix fenomen pot tenir un risc diferent ja que es pot estar molt exposat però alhora protegit.

També cal tenir present que l’alumnat s’interessa per aprendre sobre fenòmens de gran impacte mediàtic (per exemple, terratrèmols o explosions de volcans) i no tant pels més propers que succeeixen en l’entorn (com riuades, esllavissades o ventades).

Exemples de preguntes i activitats

Esllavissades

Riuades

Un altre fenomen natural de risc interessant per treballar a l’aula són les riuades. Per exemple, a partir d’alguna riuada que hagi pogut succeir en l’entorn proper, ens podem preguntar si podria tornar a passar i quin podria ser l’impacte. Per respondre, ens caldrà pensar en els tres grans factors de risc: ‘el cel’ -la meteorologia i el clima-, ‘la terra’ -característiques geogràfiques i geològiques del terreny-, i ‘les persones’ -com aquestes han actuat en l’espai. Es pot deduir que els factors naturals no canvien (o són molt lents si es té en compte el canvi climàtic), però han millorat els instruments de predicció i l’acció sobre el terreny.

Les cases que hi ha al costat del riu són les mateixes?

Una activitat de comparar-contrastar ajuda a pensar en les similituds i diferències al voltant d’un mateix paisatge. Preguntes per ajudar a fer la comparació poden ser: “Les cases que hi ha al costat del riu són les mateixes”, Hi ha diferències pel que fa a l’amplada del riu? I pel que fa al nivell del riu?” I per ajudar a promoure que s’expliquin les diferències: “Què és el penseu que va fer que augmentés l’aigua d’aquest riu? A quina època de l’any penseu que és més probable que hi hagi una riuada? Quines conseqüències penseu que van poder tenir aquesta riuada?”

Es podrien evitar les inundaciones d'un Riu?

També es pot organitzar un debat sobre: ‘Es podrien evitar les inundacions d’un?”, a partir d’alguna notícia o proposta, en la que mitja classe ha de defensar el projecte i l’altra l’ha de criticar.

Preguntes per promoure el debat serien: Quines avantatges o inconvenients té el projecte? Com afectaria a la població? I a la fauna del riu? I als usos del riu? I pel que fa a l’erosió i a la sedimentació, quins efectes tindria? Ens protegiria aquest projecte contra les riuades? Hi haurien altres solucions per tal de protegir la gent de les riuades?

Cliqueu sobre la imatge per accedir a la web amb tots els materials

Els fòssils

tresorderecursos Bones preguntes, C. Científica, Fòssils, Història de la Terra, Sistemes geològics 07/04/202012/14/2021

Idees per treballar

Les idees bàsiques per treballar

Idees per revisar

Les idees habituals de l'alumnat per revisar

"Bones" preguntes

Possibles bones preguntes que ajudin a la construcció d'aquestes idees

Idees per treballar

En algunes roques sedimentàries hi trobem fòssils, que són restes d’éssers vius o evidències de la seva activitat.

També es poden trobar determinades substàncies químiques disseminades en el sediment, que reben el nom de fòssils químics– com és el petroli- que poden revelar l’existència dels organismes que les van produir.

Podem relacionar-los amb experiències pròpies:

Els fòssils són una evidència del passat i ens ajuden a entendre’l.

A més ens donen la possibilitat de pensar en el futur: quines restes quedaran de nosaltres? I de les nostres ciutats? I dels animals de la nostra època? Tot això ens ho mirem a escala humana, i el repte es concebre el temps geològic, que és a una escala molt més gran.

Per tant, els fòssils els podem veure com a indicadors de la història de la Terra, ja que permeten mostrar com en altres èpoques, a la Terra hi vivien altres éssers vius. Alguns d’ells, molt abundants i ben adaptats, es varen extingir (per exemple, els dinosaures).

Conèixer les causes de les extincions, les interaccions entre la biosfera, l’atmosfera, la hidrosfera, la litosfera pot ajudar a entendre el passat i a jutjar aspectes que poden afectar a la humanitat en l’immediat futur.

Per tal que aquestes restes es conservin fins als nostres dies han de passar per un procés de fossilització, que comença amb la mort de l’organisme i amb un enterrament ràpid, de tal manera que quedi protegit de l’activitat bacteriana, agents atmosfèrics…

Posteriorment les restes es mineralitzen canviant la seva estructura i composició. Normalment es conserven les parts dures de l’organisme (ossos, dents, closques…) ja que són més resistents al deteriorament, però hi ha casos excepcionals en què s’han preservat les parts toves (organismes conservats en ambre, quitrà, ambients glacials…).

S’ha de tenir en compte que el procés de fossilització és sincrònic al procés de sedimentació, per aquest motiu la majoria de fòssils es troben en roques sedimentàries i per tant, proporcionen informació per poder reconstruir el seu procés de formació i la seva edat.

També ajuden a interpretar les condicions ambientals de la zona on vivien els organismes i els climes del passat (els grans de pol·len són molt útils en aquest cas). A més, són útils en la prospecció de petroli, carbó…

Idees per revisar

El concepte de "vell"

Mort vs. extinció

Homes i dinosaures

El concepte de "vell"

Mort vs. extinció

Homes i dinosaures

Exemples de preguntes sobre els fòssils

En relació a la seva diversitat i característiques:

En relació als canvis, el procés de formació:

En relació al control-regulació dels canvis:

El temps geològic

tresorderecursos Bones preguntes, Història de la Terra, Línies del temps, Sistemes geològics 07/04/202010/15/2021

Idees per treballar

Les idees bàsiques per treballar

Idees per revisar

Les idees habituals de l'alumnat per revisar

"Bones" preguntes

Possibles bones preguntes que ajudin a la construcció d'aquestes idees

Idees per treballar

En l’estudi de la Geologia és important l’apreciació de la magnitud del temps geològic perquè molts processos són tan graduals que necessiten que passi molt de temps abans que es produeixen canvis significatius.

Fins que es va descobrir la radioactivitat, no es va poder posar la data de molts dels esdeveniments geològics de la Terra. Tot i així, abans d’aquest moment, ja s’anava coneixent la seva seqüència sense saber-ne la data en anys, relacionant l’antiguitat de diferents estrats i els fòssils que s’hi troben.

Es pot fer l’analogia amb una família, de la que podem conèixer el seu arbre genealògic però no saber l'edat de cada membre.

Els dos tipus de dates que utilitzen els geòlegs, són la data relativa (escala cronostratigràfica) i la numèrica, que utilitza com a unitat el milió d’anys (escala cronomètrica). Com es pot reconèixer en els dibuixos següents, els alumnes, quan representen etapes de la seva vida, uns també utilitzen esquemes que representen esdeveniments relatius seqüenciats i d’altres, a més, els situen numèricament en funció dels anys.

Idees per revisar

Per als alumnes, el temps és la causa dels canvis, una concepció que cal canviar a partir de pensar en què passa al llarg del temps, en els processos que originen els canvis. Per exemple, a l’observar petits forats en una roca calcària, els alumnes identifiquen un possible agent causal del canvi (l’aigua de la pluja) i l’empremta que deixa a la roca, però tenen dificultats per considerar el temps necessari perquè l’aigua arribi a produir aquesta empremta.

"Bones preguntes" i activitats

En relació al temps geològic:

En relació als canvis:

Una activitat prototípica per promoure la representació del temps geològic és fer una línia del temps.

Clica aquí si vols saber més sobre línies del temps.

La història de la Terra

tresorderecursos Bones preguntes, Història de la Terra, Sistemes geològics 07/04/202010/23/2020

Pedrinaci i Álvarez (1997) es preguntaven: podem afirmar que un alumne que coneix l’edat de la Terra, els noms i la durada dels períodes geològics, així com algun dels processos que van passar, té construït el concepte de temps geològic? Moltes vegades es donen a conèixer totes aquestes informacions, però aquest concepte requereix interrelacionar les nocions de canvi geològic, conjunts de roques i les seves característiques, causes dels canvis i durada, i cronologia.

Podeu consultar:

Pedrinaci, E., Álvarez, R. (1997). Obstacles en la construcció del concepte de temps geològic: algunes orientacions per al seu tractament. Temps d’Educació, 18, 43-64.

El temps geològic

Els fòssils

La teoria de la Tectònica de Plaques

tresorderecursos Sistemes geològics 07/04/202010/26/2021

Conxita Màrquez i Neus Sanmartí

Idees per treballar

Les idees bàsiques per treballar

"Bones" preguntes i dificultats

Per ajudar a la construcció d'aquestes idees

La Tectònica de Plaques és la teoria que explica els canvis en la superfície de la Terra, els del passat i els actuals, i proporciona una interpretació coherent de la història del Planeta. Aquesta teoria es fonamenta en moltes evidències, per exemple, la distribució dels terratrèmols i volcans, l’encaix entre les formes dels continents actuals, la coincidència de restes fòssils similars en continents molt separats, etc.

Idees per treballar

La superfície de la Terra està formada per plaques, que tenen uns límits, es mouen i poden canviar de forma i de mida. Hi ha grans plaques i d’altres més petites que encaixen entre elles, configurant la superfície de la terra que és continua. Hi ha plaques que són majoritàriament continentals i d’altres oceàniques. Per tant, el ‘terra’ d’un oceà forma part d’una placa.
Al moure’s les plaques interactuen unes amb les altres i poden acostar-se, allunyar-se o desplaçar-se lateralment. Es desplacen a diferents velocitats. Aquest moviment és el responsable de la major part d’estructures continentals i dels fons oceànics, i de la distribució de les roques i minerals. També dels volcans i terratrèmols, bona part dels quals es localitzen en llocs de contacte entre plaques. Els materials que formen les plaques (les roques) es desplacen i canvien.
L’energia necessària per a aquests canvis prové de la descomposició d’elements radioactius que formen part del mantell de la Terra. Aquesta energia es transfereix en forma de calor i dóna lloc a moviments de convecció del material que forma part del mantell.

"Bones preguntes", activitats i dificultats

Com és que els continents tenen aquesta forma? Encaixen? Hi ha un motiu?

Hi ha un motiu perquè encaixin o només passa per casualitat? Per què penses això?. Els alumnes es sorprenen quan reconeixen que els continents encaixen com les peces d’un puzle. Tanmateix, quan ho volen explicar creuen que es deu a fenòmens catastròfics, com per exemple grans terratrèmols, que els han separat. També tendeixen a pensar que els continents i les plaques coincideixen, i que són els continents els que es mouen sobre els oceans (per exemple, que les illes suren sobre el mar).

És interessant que els alumnes puguin comprovar que els continents ‘encaixen’ (especialment Sud-Amèrica i Àfrica) i que, per tant, a l’inici de la història de la Terra havia existit un únic continent anomenat Pangea. També hi ha altres evidències com la coincidència de fòssils, tipus de roques...).

Els continents es poden reproduir amb cartolina o porexpan.. Devall hi posarem un paper doblegat per donar a entendre que les plaques suren sobre l'Astenosfera (substància fluïda i plàstica).

Imatge: Homeschool Den

Com es mouen les plaques? Com un cotxe, un avió, una formiga?

Una dificultat important és reconèixer que tot i que el moviment de les plaques és molt lent, com que succeeix al llarg de milions d’anys ha donat lloc a efectes importants que es reflecteixen en la distribució actual dels continents. La dificultat és representar-se el temps geològic, i que un canvi molt petit però continuo pot tenir conseqüències que es perceben a molt llarg termini. Es pot animar als alumnes que busquin evidències d’aquest moviment a partir de dades que es recullen a Islàndia o al Mar Roig, entre d’altres. Per exemple, que argumentessin al voltant de si el viatge al continent americà que va fer Cristòbal Colón seria actualment més llarg, més curt o igual?.

Imatge: Homeschool Den

Què fa moure les plaques?

La dificultat és entendre com es pot moure i arribar a trencar-se una estructura tan gran i compacte. Recordem que l’escorça està dividida en plaques i cada placa ens la podem imaginar com un gran tros de roca surant sobre el mantell. Aquest està calent i la calor dóna lloc a que les roques més properes del mantell es fonguin i ascendeixin. Al pujar es refreden en moviments anomenats de convecció. Aquests moviments provoquen que la placa es mogui. Per observar com funciona el fenomen de la convecció es pot fer algun experiment, com el que es mostra a la fotografia.

Vegeu el vídeo superior amb l'experiment

Es mouen totes les plaques en la mateixa direcció i sentit? Què passa quan es mouen?

Fruit dels corrents de convecció en uns lloc les plaques es mouen separant-se quan els materials fosos ascendeixen, i a d’altres s’ajunten quan els materials fosos s’enfonsen. A llocs com a Islàndia es pot mesurar com es van separant Europa i Amèrica, entre 1 i 2,6 cm a l’any. L'esquema superior mostra la dorsal que travessa l’oceà Atlàntic i la illa d’Islàndia. La fletxa senyala el lloc de la fotografia en el que es pot mesurar la separació que es produeix anualment entre els dos continents.

Terratrèmols

tresorderecursos Bones preguntes, Buenas preguntas, Canvis en el paisatge, Models sistèmics, Projectes, Proyectos, Sistemes geològics, Terratrèmols, Terremotos 07/03/202009/29/2022

Idees per treballar

Les idees bàsiques per treballar

Idees per revisar

Les idees habituals de l'alumnat per revisar

"Bones" preguntes

Possibles bones preguntes que ajudin a la construcció d'aquestes idees

Idees per treballar

Els terratrèmols també donen lloc a canvis sobtats en el paisatge. L’explicació científica és l'existència de diferents forces, degudes a la fricció i desplaçament dels materials que conformen les plaques tectòniques i provoquen la deformació d'aquests materials. Arriba un moment en què la tensió generada supera el límit de deformació del material, el qual es trenca, originan un alliberament sobtat d’energia. Aquesta energia es transfereix a través d’ones, que van comprimint i expandint les roques i que provoquen trencaments.

Idees per revisar

La principal dificultat és entendre que perquè s’origini un terratrèmol ha hagut de passar força temps durant el qual s’ha anat acumulant energia. Per tant, és un fenomen sobtat en quan a la seva manifestació, però lent en el seu origen.

Generalment els infants identifiquen sense problemes que un terratrèmol té alguna relació amb els volcans i expressen que “la Terra tremola quan els volcans exploten”, “La lava està tan calenta que fa tremolar la Terra” o idees similars. Però per entendre les seves causes, exigeix comprendre el concepte de força i conèixer què passa quan s’exerceixen diferents forces sobre diferents materials.

"Bones preguntes" i activitats

Com pot ser que es trenquin les roques si són tant dures?

Aquesta pregunta ens ajuda a pensar que les roques, quan estan sotmeses a forces molt grans, de comprensió i d’expansió, es poden deformar i arribar-se a trencar, igual que passa quan comprimim un guix o quan estirem una goma elàstica. Per tant serà important experimentar amb diferents materials i comprovar com es deformen i com s’arriben a trencar. També es pot comprovar com el punt per on es trenca una roca o un objecte (una goma elàstica, un espagueti...) no és el mateix que el lloc on s’exerceix la força.

Però, com és que quan es trenquen es produeixen ones que fan tremolar altres parts de la Terra?

En un terratrèmol, les roques es trenquen a l’interior de la Terra (en el lloc que s’anomena hipocentre del terratrèmol). Al trencar-se es produeix un alliberament sobtat de l’energia que s’havia anat acumulant, en forma d’ones que empenyen (fan pressió) sobre les roques properes, i així successivament. És com quan, en una fila, una persona n'empeny a una altra i aquesta a la següent, fins que aquest moviment arriba a la darrera. En el cas d’un terratrèmol, arriba a la superfície de la Terra (o del mar) i el lloc més proper a l’hipocentre s’anomena epicentre. En el camí a la superfície de la Terra aquestes ones provoquen sacsejades brusques del terreny i més trencaments.

Com és que uns terratrèmols fan molt mal i d’altres no tant?

Passant de la idea d’una escorça de la Terra contínua a una altra en la qual ens la imaginem formada per parts (plaques) que es mouen, xoquen, s’enfonsen una sota l’altra..., i que aquest moviment causa que en determinants llocs es donin les condicions de temperatura i pressió que originen la formació del magma. Els alumnes solen pensar, també, que només hi ha activitat volcànica a la superfície de la Terra però, en canvi, també n'hi ha sota el mar, i aquesta pot donar lloc a la formació d’illes.

Com és que es succeeixen a uns llocs i no d’altres

La resposta és similar a quan fem aquesta pregunta en relació als volcans. En el cas dels terratrèmols, els moviments de les plaques causen que es trenquin els materials. Els llocs on hi ha probabilitat que es trenquin són els mateixos on hi ha volcans i fonamentalment són els que hi ha contacte entre plaques, ja que el moviment és continu. Per tant, la idea que volcans i terratrèmols estan associats és adequada però no tant que els volcans són la causa dels terratrèmols.

Quina diferència hi ha entre un terratrèmol i un tsunami?

Un tsunami és la conseqüència quasi sempre d’un terratrèmol, però també ho pot ser de l’activitat volcànica submarina o d’un esllavissament submarí o fins i tot d’impactes de meteorits al mar. Per tal que un terratrèmol origini un tsumani, ha de ser de magnitud considerable el seu hipocentre ha de localitzar-se en el fons marí, per sota dels 6.000 metres. L’energia alliberada impulsa una columna d’aigua del mar verticalment, donant lloc a grans onades que poden arribar a la costa i provocar destrosses importants.

El producte final

tresorderecursos C. Científica, Sistemes geològics 07/02/202008/22/2022volcans

Guida Al·lès, Teresa Pigrau, Neus Sanmartí, Núria Vilà

Els productes són les realitzacions on els alumnes expressen de manera creativa els resultats d´allò que han investigat i après. S’elaboren durant o al final d’una seqüència d’aprenentatge o d’un projecte. Poden ser individuals, d’equip o de grup classe. La seva finalitat és comunicar a una audiència més àmplia que el grup classe les conclusions del procés d’aprenentatge.

La qualitat del producte final està en funció del treball reflexiu previ que s’ha fet. Aquest treball reflexiu no es dóna quan el producte està deslligat del procés d’aprenentatge. En canvi, es dóna quan:

Abans de fer el producte, els alumnes han reflexionat, organitzat, i ESTRUCTURAT allò que han après (fase d’estructuració, veure gràfic).
Ho han comparat amb les idees inicials i han valorat el que han après. (Vegeu aquí com exemple, la Carpeta d’aprenentatge)
Ho han fet de manera individual i si és possible per escrit, atès que la paraula és una via privilegiada per fer visible el pensament.

Els productes són formes de comunicar. Per tant, adopten la forma de diferents expressions: escrita, oral, digital, audiovisual, visual, plática, musical o corporal. És recomanable variar la tipologia de productes per tal de treballar les diferents expressions.

Seguidament compartim un exemple de producte relacionat amb els volcans:

A l’Institut Bitàcola es va utilitzar l’expressió corporal per comunicar els coneixements després d’aprendre a treballar processos creatius grupals. Com podríem representar el que hem après sobre els volcans amb els nostres cossos?

El producte es pot avaluar però, generalment, no és l’important; l’objectiu educatiu d’un projecte no és fer un producte excel·lent, sinó assolir aprenentatges de qualitat durant la realització del projecte. Les activitats que es duen a terme han de possibilitar que els aprenentatges que es van generant siguin transferibles, és a dir, aplicables en d’altres situacions i no només per elaborar un sol producte final. El producte final d’un procés d’aprenentatge, sempre que es pugui, hauria d’estar relacionat amb la realització d’alguna acció en l’entorn proper.