C. E. R. Z. INVESTIGADORAS: 1. JESSICA JEANMILLETTE GRANADOS CISNEROS 2. MAYTE ABIGAÍL FLORES 3. GUADALUPE MARISOL MARAVILLA LEIVA
Nº 1 4 Nº 10 Nº 2 4
DOCENTE: SONIA ESTELA GARCÍA
GRADO: º
SECCI!N: "B#
TEMA: AURORAS BOREALES
MATERIA: CIENCIAS SALUD Y MEDIO AMBIENTE
FEC$A DE ENTREGA: 1% DE MARZO DE 201&
ÍNDICE Introducción Planteamiento del problema Objetivos de la investigación Delimitación: Teórica, Espacial y Temporal Temporal Justificación arco Teórico: Teórico: !"u# son las auroras boreales$ !Por %u# se dan las auroras boreales$ &os colores y las formas de las auroras !'ómo se forma una aurora boreal$ !En %u# #pocas del a(o se dan las auroras boreales$ Tipo de estudio )ormulación de la *ipótesis +niverso y muestra +nidades de observación, variables T#cnicas e instrumentos de recolección de datos Encuesta Tabulación r-ficas 'onclusión .ne/os
ÍNDICE Introducción Planteamiento del problema Objetivos de la investigación Delimitación: Teórica, Espacial y Temporal Temporal Justificación arco Teórico: Teórico: !"u# son las auroras boreales$ !Por %u# se dan las auroras boreales$ &os colores y las formas de las auroras !'ómo se forma una aurora boreal$ !En %u# #pocas del a(o se dan las auroras boreales$ Tipo de estudio )ormulación de la *ipótesis +niverso y muestra +nidades de observación, variables T#cnicas e instrumentos de recolección de datos Encuesta Tabulación r-ficas 'onclusión .ne/os
C'()*+,' E-/' C'*' R5' Z6/' ENCUESTA SOBRE LAS AURORAS BOREALES O7,+': Dar a conocer a los alumnos %u# es una .urora boreal0 10 !2abes !2abes %u# %u# es es una una .u .urora rora boreal$ boreal$ 2i 3o 40 !5as !5as visto visto una una .ur .urora ora bore boreal al$$ 2i 3o 60 !2abes !2abes cómo cómo se se forma forma una una .uror .uroraa boreal boreal$$ 2i 3o 70 !'onoces !'onoces de de %u# color color son son las .u .urora rorass boreales boreales$$ 2i 3o 80 !2ab9as !2ab9as %ue %ue el sol sol estest- detrdetr-ss de su form formaci ación$ ón$ 2i 3o 0 !'onoces en %u# #pocas del a(o se dan las las .uroras .uroras boreales$ boreales$ 2i
3o
;0 !5as vist vistoo %u# formas formas tienen tienen las las .uror .uroras as boreale boreales$ s$ 2i 3o <0 !'onoces !'onoces cómo cómo se se comien comien=a =a una .u .urora rora bore boreal$ al$ 2i 3o >0 !2abes !2abes por por %u# se forma forma una .u .urora rora bore boreal$ al$ 2i 3o 1?0 !2abes en %u# =ona se forma una .urora .urora boreal$ 2i 3o
INTRODUCCI!N
3osotras en este trabajo pretendemos conocer y dar a conocer mejor lo %ue son las auroras boreales, para %ue nuestros compa(eros se interesen m-s en ellas0
&a .urora boreal es un fenómeno natural %ue muestra una e/plosión de colores muy llamativos en el cielo0 Tambi#n podemos decir %ue una aurora boreal es un espect-culo de colores %ue se forman en el cielo, nosotras en este trabajo %ueremos saber cómo se forma una aurora boreal en el cielo0
El trabajo %ue nos *a tocado a nosotras es muy interesante, ya %ue una aurora boreal es un fenómeno natural %ue es muy dif9cil de apreciar, ya %ue sólo se da dos o tres veces en el a(o y de distintos colores, pero no dura lo suficiente como para %ue los seres *umanos puedan definir el proceso de formación de una aurora boreal, ya %ue sólo dura de 18 a 4? segundos en el cielo, tal como si fueran luces artificiales @pólvoraA por%ue duran muy poco en el cielo0
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
8C!M O SE FORM AN LAS AURO RAS BOREA LES9
OBJETIVOS DE LA INVESTIGACI!N
OBJETIVO GENERAL
•
.nali=ar el proceso %ue lleva la formación de una .urora boreal0
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
•
encionar las fases de la formación de una .urora boreal0
•
Dar a conocer de cu-ntos colores y en %u# #pocas del a(o se puede formar una .urora boreal0
DELIMITACI!N
•
3osotras investigaremos muy a fondo los cuatro temas %ue a nosotras nos parecen los m-s importantes e interesantes del tema a investigar, los cuales son: o
!"u# son las auroras boreales$
o
!Por %u# se dan las auroras boreales$
o
!De %u# color se puede dar una aurora boreal$
o
!'ómo se forma una aurora boreal$
DELIMITACI!N TEMPORAL
N+ 6 I+ ;/< +()+ =<
DEMILITACI!N ESPACIAL
N'' 6 6+*= 6+(' +6 + ;/<
DELIMITACI!N TE!RICA
N''6 +;6 +(' (> ?'-' *' /6' +( @+ ''6 ' )6+/+ *' ( ()'6 + + +6+
$IP!TESIS
Podr9a ser %ue una aurora boreal se forme por las fuer=as producidas por el viento y los rayos del sol, y as9 se forme una aurora boreal0
•
•
+nidades de Observación: el viento y los rayos del sol0 Bariables: &as fuer=as producidas por el viento y los rayos del sol0
TCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCI!N DE DATOS
3uestra investigación utili=ar- el instrumento de recolección de datos llamado: CEncuesta, la cual la pasaremos a 1? alumnos de cada salón0
JUSTIFICACI!N
3osotras llevaremos a cabo este trabajo para conocer el procedimiento de formación de una .urora boreal, ya %ue no tenemos un concepto definido de cómo se forma una .urora boreal0
M AR
8 ' * A6'6 B'6+*+9 &as .uroras boreales *an fascinado a viajeros y noruegos durante generaciones0 Pero, !cu-l es la e/plicación cient9fica de este fenómeno natural$ 'ada aparición de la aurora boreal es nica0 En algunas ocasiones ves 6+ 7- +6-+, bailando en el cielo nocturno0 Otras veces se muestra como una /'6 -+ +6-+ +*/6/' o como un '6-' -+ *= ++0 El color es un verde luminoso a veces con un to%ue de rosa en los bordes y ocasionalmente violeta en el centro0
2i *ay muc*a actividad all9 arriba la aurora muestra una e/plosión final durante uno o dos minutos en forma de corona0 Tras eso la aurora se termina de golpe y uno se pregunta si eso fue real o sólo un miraje -rtico0
L +)*//< /+5?/ -+ * 6'6 7'6+*+ El 2ol est- detr-s de la formación de las auroras0 Durante las ;6-+ +)*''+ y llamaradas solares, se lan=an enormes cantidades de part9culas desde el 2ol al espacio0 Estas nubes de part9culas viajan por el espacio a velocidades comprendidas entre 6?? y 1??? Filómetros por segundo0 'uando las part9culas entran en el escudo magn#tico de la Tierra, son atra9das *acia un c9rculo %ue rodea el Polo 3orte magn#tico, donde interactan con las capas altas de la atmósfera0 &a energ9a %ue se libera de pie a las auroras boreales0 Todo este proceso sucede a unos 1?? Filómetros sobre nuestras cabe=as0
8P'6 @ + - * 6'6 7'6+*+9 +na aurora se produce cuando una eyección de masa solar c*oca con la magnetosfera terrestre0 Esta GesferaG %ue nos rodea obedece al campo magn#tico generado por el ncleo de la Tierra, formada por l9neas invisibles %ue parten de los dos polos @tal como si fuera un im-nA0 'uando dic*a masa solar c*oca con nuestra esfera protectora, estas radiaciones solares, tambi#n conocidas con el nombre de viento solar, se despla=an a lo largo de dic*a esfera0 En el *emisferio %ue se encuentra en la etapa nocturna de la Tierra en los polos, donde est-n las otras l9neas de campo magn#tico, se va almacenando dic*a energ9a *asta el punto %ue no puede m-s, y esta energ9a almacenada se dispara en forma de radiaciones electromagn#ticas sobre la ionosfera terrestre, creadora, principalmente, de dic*os efectos visuales0
El 2ol, situado a 18? millones de Fm de la Tierra, est- emitiendo continuamente part9culas %ue constituye un flujo de part9culas denominado viento solar0 &a superficie del 2ol o fotosfera se encuentra a unos ??? H' sin embargo, cuando se asciende en la atmósfera del 2ol *acia capas superiores la temperatura aumenta en ve= de disminuir0 &a temperatura de la corona solar, la =ona m-s e/terna %ue se puede apreciar a simple vista sólo durante los eclipses totales de 2ol, alcan=a temperaturas de *asta 6 millones de grados0 .l ser mayor la presión en la superficie del 2ol %ue la del espacio %ue le rodea, las part9culas cargadas %ue se encuentran en la atmósfera del 2ol tienden a escapar y son aceleradas y canali=adas por el campo magn#tico del 2ol, alcan=ando la órbita de otros cuerpos de gran tama(o como la Tierra0 .dem-s e/isten fenómenos muy energ#ticos, como las fulguraciones o las eyecciones de masa coronal %ue incrementan la intensidad del viento solar0 &as part9culas del viento solar viajan a velocidades en un rango apro/imado de 6?? a 1??? Fms, de modo %ue recorren la distancia entre el 2ol y la Tierra en apro/imadamente dos d9as0 En las pro/imidades de la Tierra, el viento solar es deflectado por el campo magn#tico de la Tierra o magnetósfera0 &as part9culas fluyen en la magnetósfera de la misma forma %ue lo *ace un r9o alrededor de una piedra o de un pilar de un puente0 El viento solar tambi#n empuja a la magnetosfera y la deforma de modo %ue en lugar de un *a= uniforme de l9neas de campo magn#tico como las %ue mostrar9a un im-n imaginario colocado en dirección norteKsur en el interior de la Tierra, lo %ue se tiene es una estructura alargada con forma de cometa con una larga cola en la dirección opuesta al 2ol0 &as part9culas cargadas tienen la propiedad de %uedar atrapadas y viajar a lo largo de las l9neas de campo magn#tico, de modo %ue seguir-n la trayectoria %ue le mar%uen #stas0 &as part9culas atrapadas en la magnetósfera colisionan con los -tomos y mol#culas de la atmósfera de la Tierra %ue se encuentran en su nivel m-s bajo de energ9a, en el denominado nivel fundamental0 El aporte de energ9a proporcionado a estas provoca estados de alta energ9a tambi#n denominados de e/citación0 En poco tiempo, del orden de las millon#simas de segundo o incluso menos, los -tomos y mol#culas vuelven al nivel fundamental perdiendo esa energ9a en una longitud de onda en el espectro visible al ser *umano, lo %ue vulgarmente viene a ser la lu= en sus diferentes colores0 &as auroras se mantienen por encima de los >8 Fm respecto a la superficie terrestre por%ue a esa altitud la atmósfera ya es suficientemente densa para %ue los c*o%ues con las part9culas cargadas ocurran, con suficiente frecuencia %ue los -tomos y mol#culas est-n pr-cticamente en reposo0 Por otro lado, las auroras no pueden estar m-s arriba de los 8??K1??? Fm por%ue a esa altura la atmósfera es demasiado tenue Lpoco densaK para %ue las pocas colisiones %ue ocurren tengan un efecto significativo en su aspecto
lum9nico0
L' /'*'6+ > * ?'6( -+ * 6'6. &as auroras tienen formas, estructuras y colores muy diversos %ue adem-s cambian r-pidamente con el tiempo0 Durante una noc*e, la aurora puede comen=ar como un arco aislado muy alargado %ue se va e/tendiendo en el *ori=onte, generalmente en dirección esteKoeste0 'erca de la medianoc*e el arco puede comen=ar a incrementar su brillo, pueden formarse ondas o ri=os a lo largo del arco y tambi#n estructuras verticales %ue se parecen a rayos de lu= muy alargados y delgados0 De repente la totalidad del cielo puede llenarse de bandas, espirales, y rayos de lu= %ue tiemblan y se mueven r-pidamente por el *ori=onte0 2u actividad puede durar desde unos pocos minutos *asta *oras0 'uando se apro/ima el alba todo el proceso parece calmarse y tan sólo algunas pe%ue(as =onas del cielo aparecen brillantes *asta %ue llega la ma(ana0 .un%ue lo descrito es una noc*e t9pica de auroras, nos podemos encontrar mltiples variaciones sobre el mismo tema0 &os colores %ue vemos en las auroras dependen de la especie atómica o molecular %ue las part9culas del viento solar e/citan y del nivel de energ9a %ue esos -tomos o mol#culas alcan=an, por ejemplo no es lo mismo %ue la e/citación se produ=ca en una =ona con una atmósfera con niveles muy altos de o/9geno %ue en otra con niveles muy bajos de este0 El o/9geno es responsable de los dos colores primarios de las auroras, el verdeamarillo a una longitud de onda energ#tica de 88;,; nm, mientras %ue el color m-s rojo lo produce una longitud menos frecuente en estos fenómenos a 6?0? nm0 Para entender mejor estar relación buscar información sobre el espectro electromagn#tico en especial el rango visible0 El nitrógeno, al %ue una colisión le puede desligar alguno de sus electrones de su capa m-s e/terna, produce una lu= a=ulada, mientras %ue las mol#culas de 5elio son muy a menudo responsables de la coloración rojoprpura de los bordes m-s bajos de las auroras y de las partes m-s e/ternas curvadas0 El proceso es similar al %ue ocurre en los tubos de neón de los anuncios o en los tubos de televisión0 En un tubo de neón, el gas se e/cita por corrientes el#ctricas y al perder su energ9a en forma de lu= se forma la t9pica lu= rosa %ue todos conocemos0 En una pantalla de televisión es un *a= de electrones controlado por campos el#ctricos y magn#ticos incide sobre la misma, *aci#ndola brillar en diferentes colores dependiendo del revestimiento %u9mico de los productos fosforescentes contenidos en el interior de la pantalla0
8C<(' + ?'6( 6'6 7'6+*9 "uienes *an tenido la suerte de presenciar una aurora boreal, aseguran %ue es uno de los espect-culos m-s fascinantes de la naturale=a0 +na aurora boreal comien=a con un brillo fluorescente en el *ori=onte0 &uego disminuye y surge un arco iluminado %ue a veces se cierra en forma de c9rculo muy brillante0 &a e/plicación de cómo se forma una aurora boreal est- relacionada con la actividad solar y con la composición y caracter9sticas de nuestra atmósfera terrestre0 &as auroras boreales se forman en una =ona circular sobre los polos de la tierra0 &os electrones %ue conforman las radiaciones solares producen una emisión espectral cuando alcan=an a las mol#culas de gas %ue se encuentran en la magnetósfera, parte de la atmósfera terrestre %ue protege a la Tierra del viento solar, y provocan una e/citación a nivel atómico %ue da como resultado una luminiscencia0 El bombardeo de part9culas subatómicas procedentes del 2ol provoca luces %ue van del violeta al rojo, el espect-culo dura unos 4? minutos cuando la actividad termina y los colores se desintegran en una lu= difusa %ue se e/tiende por todo el cielo0 &os estudios reali=ados para e/plicar este fenómeno nos dicen %ue una aurora boreal se produce cuando el viento solar se ve alterado por part9culas subatómicas %ue provienen de las manc*as solares0 Es por eso %ue, a pesar de %ue se sabe %ue las tormentas solares tienen una periodicidad de 11 a(os apro/imadamente, no es posible pronosticar una aurora boreal con e/actitud0 &a actividad solar libera enormes cantidades de part9culas al espacio, rayos M, rayos ultravioletas y radiación, as9 como corrientes de electrones y protones de alta energ9a0 &a radiación y los rayos ultravioletas llegan a la tierra constantemente y son absorbidos por las capas superiores de la atmósfera, pero cuando el viento solar viene cargado con part9culas originadas por las manc*as solares, se produce una aurora boreal0 E/isten pocos espect-culos de la naturale=a m-s bellos %ue la aurora boreal, un despliegue et#reo de colores resplandecientes %ue producen las luces nórdicas0
. menudo, la aurora boreal aparece en forma de una cortina de lu=, pero tambi#n puede aparecer con forma de arcos o espirales, siguiendo las l9neas del campo magn#tico de la Tierra0 &a mayor9a es de color verde, pero a veces se observa un poco de rosa0 &os despliegues intensos podr9an tambi#n ser de color rojo, violeta o blanco0 &as luces se
ven t9picamente en el lejano norte, en las naciones %ue bordean el oc#ano Nrtico0 , por supuesto, las luces tienen su contraparte en las regiones del Polo 2ur de la Tierra0
En el pasado, los inuit, *abitantes de la región -rtica de roenlandia y .m#rica, cre9an %ue los esp9ritus de sus ancestros pod9an vislumbrarse bailando en estas luces parpadeantes0 En la mitolog9a nórdica, la aurora era un puente de fuego construido por los dioses y %ue conduc9a al cielo0
.ugusto 'arballido, astrof9sico en la +niversidad de Te/as en .ustin, nos e/plicó %ue la aurora se produce debido al sol0
Augusto Carballido: El sol es un sistema muy complejo. Es una bola de gas muy caliente. Y la manera exacta como funciona esta bola de gas no se entiende todavía muy bien. Pero sabemos que suceden algunos procesos que acen que el comportamiento del gas del sol! sobre todo en las afueras del sol! provoquen estos fen"menos físicos.
3uestro sol se encuentra a >6 millones de millas0 Pero sus efectos se e/tienden muc*o m-s all- de la superficie visible0 &as grandes tormentas solares env9an r-fagas de part9culas solares cargadas, las cuales pasan a toda velocidad a trav#s del espacio0 'uando la Tierra se encuentra en la trayectoria de la corriente de la part9cula, el campo magn#tico de nuestro planeta y nuestra atmósfera reaccionan0
.l c*ocar con los -tomos y las mol#culas de la atmósfera de la Tierra, las part9culas solares cargadas e/citan estos -tomos, ocasionando %ue se enciendan0
Augusto Carballido: Cuando las partículas del sol golpean la atm"sfera es tas partículas energ#ticas provenientes del sol van a cocar contra las mol#culas de aire que componen a la atm"sfera y las mol#culas van a excitarse$ y esto va a producir que generen lu%: lu% de cierta frecuencia! de cierto color y esto es lo que vemos como las auroras.
!'ómo ocurre esto$ Piensa en las luces de neón %ue vemos en muc*os anuncios de negocios0 Estos anuncios usan la energ9a de electricidad para activar electrones en -tomos de gases L como el neón, el argón y el /enón L %ue est-n presentes en el tubo del dic*o anuncio0 Estos -tomos %uieren regresar a su estado de energ9a normal0 Es por eso %ue entonces liberan su e/ceso de energ9a en forma de lu= colorida0 'ada gas emite una lu= de color distinto0
El principio de la aurora es el mismo, pero a una escala muc*o mayor0 'uando los diferentes gases de la atmósfera de la Tierra se ven activados por las part9culas solares cargadas, estos tambi#n liberan una lu= colorida0 El o/9geno emite el color verde0 El nitrógeno produce el color a=ul o el rojo0
Por lo tanto, *oy en d9a el misterio de la aurora no resulta tan misterioso para los cient9ficos0 2in embargo, la gente an viaja miles de millas para ver estos brillantes espect-culos de lu= natural de la atmósfera terrestre0 a pesar de %ue conocemos la ra=ón cient9fica de la aurora, el deslumbrante espect-culo de lu= natural an puede encender nuestra imaginación para %ue visualicemos puentes de fuego, dioses o esp9ritus dan=antes0
.gradecemos a la F-/< N/'* -+ * C+/, donde comien=an los descubrimientos0
&En qu# #pocas se dan las auroras boreales'
'uyo nombre proviene de aurora, diosa romana del amanecer y de la palabra griega0 &os mejores momentos para observarla son entre septiembre y mar=o en el *emisferio norte0
&as auroras tienen forma, estructura y colores muy diversos %ue adem-s cambien r-pidamente con el tiempo0 Durante una noc*e, la aurora puede comen=ar como un arco aislado muy alargado %ue se va e/tendiendo en el *ori=onte generalmente en dirección este L oeste, cerca de la media noc*e el arco puede comen=ar a incrementar su brillo puede formarse ondas o ri=os a lo largo del arco y tambi#n estructuras verticales %ue se parecen a rayos de lu= muy alargados y delgados0
El o/9geno es responsable de los dos colores primarios de las auroras el verde y amarillo a una longitud de onda energ#tica de 88;0;0 -s %ue el color m-s rojo lo produce una longitud menos frecuente en estos fenómenos a 6?0?0
&a aurora boreal se observó y probablemente impresionó muc*o a los antiguos, tanto en occidente como en '*ina, la .urora fue vista como serpientes o dragones en el cielo0 Ellas *an sido estudiadas cient9ficamente a partir del siglo MBII en 141, el astrónomo franc#s Pierre assendi0
PODRÍA SER UE UNA AUROR A BOREA L SE FORME POR LAS FUERZ AS PRODU CIDAS POR EL
FORMULACI!N DE LA $IP!TESIS
NUESTR O UNIVER SO ES TODO EL TERCE R CICLO DEL COMPL EJO EDUCA TIVO COLONI A RÍO
UNIVERSO Y MUESTRA
TIPO DE ESTUDIO
3uestra investigación es E)+6(+* y D+/6).
3uestra investigación es Descriptiva, por%ue vamos a describir el fenómeno por medio del marco teórico y es E/perimental por%ue vamos a e/perimentar con nuestro fenómeno investigado0
A N E
CONCLUSI!N
3osotras en la ejecución de nuestro trabajo de investigación nos *emos dado cuenta %ue los alumnos del tercer ciclo del 'omplejo Educativo 'olonia 9o Qarco tienen un conocimiento muy pe%ue(o sobre las auroras boreales, por lo %ue nosotras esperamos %ue con la encuesta pasada a cada uno de los estudiantes pueda refle/ionar e interesarse sobre nuestro tema anteriormente investigado0
.s9 tambi#n esperamos %ue nuestros compa(eros comprendan un poco lo %ue son las auroras boreales con nuestra pró/ima e/posición sobre ellas y as9 obtengan un conocimiento m-s amplio de lo %ue son las auroras boreales0 Tomando en cuenta %ue sólo un 6?R de alumnos del >S grado C saben %ue son las auroras boreales, como se forman, cuando se dan en los polos, etc0
Esperamos ampliar su conocimiento un poco m-s0
TABULACI!N DE DATOS
1. 2. 3. 4. &. %. . H. . 10.
Pregunta !2abes %u# es una aurora boreal$ !5as visto una aurora boreal$ !2abes cómo se forma una aurora boreal$ !'onoces de %u# color son las auroras boreales$ !2ab9as %ue el sol est- detr-s de su formación$ !'onoces en %u# #pocas del a(o se dan las auroras boreales$ !5as visto %u# formas tienen las auroras boreales$ !'onoces cómo se comien=a una aurora boreal$ !2abes por %u# se forma una aurora boreal$ !2abes en %u# =ona se forma una aurora boreal$
2i 8?R 14R 1?R 18R 14R R 11R 1;R
3o 8?R <?R <8R <4R <;R >1R <>R <6R
GRFICAS
1. ¿Sabes qué es una aurora boreal?
8?R
8?R
Si No
2. ¿Has visto una aurora boreal? 12%
Si No
88%
3. ¿Sabes cómo se forma una aurora boreal? 1?R
Si No
>?R
4. ¿Conoces de qué color son las auroras boreales?
15%
Si No 85%
5. ¿Sabas que el sol est! detr!s de su formación? 14R
Si No
<
". ¿Conoces en qué é#ocas del a$o se dan las auroras boreales? 8%
Si No
92%
%. ¿Has visto qué formas tienen las auroras boreales?
16R
Si No
<;R
&. ¿Conoces cómo se comien'a una aurora boreal? 9%
Si No
91%
