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Paleoclimas y Polen

Resumen:
Los alumnos analizarán un modelo de granos de polen en muestras de tierra, obtenidos en Washington o en Colorado, para poder determinar el tipo y cantidad de "polen" en cada muestra, así como el tipo de vegetación y edad de las muestras y finalmente concluir cómo era el clima en el momento en que el polen fue almacenado. Materials:
  • Para la versión de la actividad de Washington:
  • Para la versión de la actividad de Colorado:
  • Para la columna de "sedimento", un cilindro calibrado, un envase vacío de pelotas de tenis, o un envase de 2 litros. (Sólo uno, para poder realizar la demostración a la clase).
  • Si usa la información de la actividad de Washington, debe usar cinco diferentes tipos de "sedimentos", y seis si usa la de información de Colorado (cualquier tipo de tierra, arena, grava fina, abono, musgo, vermiculita, perlita, o material similar que pueda extenderse a fin de poder mostrar las diferentes capas). Necsitará suficientes muestras para la columna de sedimentos y para las "muestras" correspondientes.
  • Once (para la actividad de Washington) o doce (para la de Colorado), diferentes "círculos" de colores (de una perforadora o abre huecos) o confeti, para que represente el polen.
  • Una bolsa plástica sellable, para colocar las muestras de las capas del sedimento.
  • Un envase redondo poco profundo, o plato de cartón (uno por cada par de alumnos)
  • Pinzas (uno por cada par de alumnos)
  • Marcador permanente para marcar las bolsas de plástico.
Fuente:
Adaptado de climas globales - Pasado, Presente, y Futuro. Reporte EPA No. EPA/600/R-93/126 y el Proyecto LEARN (www.ucar.edu/learn) y recomendado por Sandra Henderson
Grade level:
7 - 9
Duración:
Preparación del Maestro: 60 minutos; Introducción: 30 minutos; Actividad: 45 minutos; Discusión en clase: 20 minutos
Resultados en el aprendizaje de los alumnos:
  • Los alumnos comprenderán que el polen vegetal es fisicamente diferente, en tamaño y forma, en diversas especies de plantas.
  • Los alumnos comprenderán que el polen puede sobrevivir durante largos períodos de tiempo en depósitos de sedimientos, lo cual ofrece un registro de las especies de plantas de esa área.
  • Los alumnos comprenderán que los climas sufren cambios naturales, que pueden ser monitoreados a través de registros de polen.
Formato de la Lección:
Actividades Interactivas

Pautas Nacionales Observadas:

  • Unificando Conceptos y Procesos, Grados K a 12, pág. 118: "Los cambios de los sistemas pueden ser cuantificados. Frecuentemente las evidencias de las interacciones y cambios posteriores, así como las explicaciones científicas, son clarificadas a través de mediciones y diferenciaciones cuantitativas. El uso de las matemáticas es fundamental para realizar mediciones de los cambios de manera adecuada."
  • La Tierra y Ciencia de la Tierra, Historia de la Tierra, Grados 5 al 8, página 160, punto #2: "Los fósiles suministran importante evidencia acerca de cómo han cambiado las condiciones de vida y del medio ambiente."
  • La Tierra, Grados 6 a 8, página 69, Punto #6: "Ocasionalmente, en el pasado, los climas han cambiado abruptamente como resultante de cambios en la corteza terrestre tales como: erupciones volcánicas o impactos de grandes rocas provenientes del espacio. Incluso cambios relativamente pequeños en el contenido atmosférico y oceánico, pueden tener un efecto global sobre el clima si se prolongan tiempo suficiente."

INSTRUCCIONES:

Preparación:

  1. Sobreponga capas de diferentes tipos de tierra (tierra de jardín, arena, composta, vermiticulita, perlita o material similar) en un cilíndro graduado, de manera que pueda formar cinco capas (para la actividad de Washington), o seis capas (para la de Colorado). Esto representa el núcleo de los sedimentos con los que los alumnos trabajarán. Identifique las capas con sus respectivas edades como aparece en la imagen. Las muestras representan los sedimentos del lago Battle Ground, en Washington.
  2. Seleccione diferentes colores de papel o confeti para representar los "granos" de polen. Si va a usar la muestra de Washington, necesitarás 11 tipos diferentes, y 12 si va a realizar la de Colorado. En la clave de la columna de polen en su guía para los alumnos, registre las caraterísticas de cada tipo de confeti en la columna "color y forma" de la clave del maestro. Los alumnos necesitarán hacer uso de esta tabla a fin de poder identificar el polen en sus muestras.
  3. Cuenta los diferentes colores de los granos de polen o confeti de diferentes formas, usando los "recortes" resultantes de un perforador de hojas o confeti.
  4. Prepara una muestra de cada capa de "sedimento" en la columna (cinco o seis). Es posible que se necesite duplicar algunas muestras, de manera que cada par de alumnos tenga una.
    • Para cada una de las muestras de sedimento, use la bolsa plástica sellable.
    • Con un marcador permanente, identifica cada bolsa con su número, siendo la capa 1 la más "jóven", y la capa 5 (ó 6) la más vieja.
    • Llena cada bolsa con aproximadamente, una tasa de material que represente la capa de sedimento del núcleo. Por ejemplo, si la arena representa a la capa 1, coloca la tasa de arena en la bolsa plástica y con el marcador permanente, identifícala con el número 1. Si decides que la tierra oscura sea la capa 2, coloca una tasa de tierra oscura en una bolsa plástica y con el marcador permanente, identifícala con el número 2, y así sucesivamente hasta que todas las muestras en la columna tengan uno, (o más) muestras correspondientes.
  5. Usando las porciones de "polen" enumeradas en la clave del maestro, coloca, aproximadamente, 25 recortes de papel (o confeti) dentro de cada una de las bolsas de muestra, a fin de representar el polen en esa capa.

Actividad:

  1. Pídale a sus alumnos que examinen cuidadosamente los diferentes tipos de polen, observando las diferencias estructurales de cada tipo. Discuta tales diferencias y cómo los científicos pueden usarlas para identificar las plantas que los desprendieron.
  2. Muestre a sus alumnos la columna de sedimentos y discuta con ellos las diferentes maneras como se encuentra el sedimento en lagos, como atrapa al polen, y como los científicos obtienen los núcleos de sedimento de los lagos.
  3. Entregue a sus alumnos un ejemplo de sedimento de lago, un envase redondo poco profundo, tijeras (o pinzas) y guía de alumnos a cada par de alumnos. Explíque que cada muestra contiene "polen" de las especies predominantes durante el tiempo de la deposición. Los alumnos han de vaciar el contenido de su muestra dentro del envase redondo poco profundo, luego,
    • deben urgar en la muestra a fin de separar al polen del sedimento
    • determinar de la clave del alumno cuáles especies de plantas están representadas
    • determinar que porcentaje de todo el polen proviene de cada una de las especies.

  4. Si más de un par de alumnos se encuentran trabajando en una misma capa de sedimento, pídales que se reúnan y lleguen a un acuerdo acerca de cuáles plantas encontraron, y la abundancia relativa de las mismas. La tabla en la guía de alumnos puede ser usada para registrar el porcentaje de plantas existente en cada capa. Pídales a sus alumnos que lleguen a un acuerdo acerca de cómo debió ser el clima en el momento de la deposición.
  5. Pídale a cada uno de los grupos que estudia una determinada capa de sedimento que reporten sus conclusiones al resto de la clase, luego pídale a la clase que elabore un patrón de cambio de clima representado por esta columna de sedimento. Los alumnos pueden completar sus hojas de trabajo con la información suministrada por los demás alumnos trabajando en capas de diferente sedimento.
  6. Una vez que la clase haya llegado a un consenso, puede compartir las conclusiones de los estudios de Washington y Colorado y ver los mapas de los lugares (haga click en los enlaces de abajo)
  7. Una vez que haya finalizado, pídale a sus alumnos que cuidadosamente reemplacen las muestras de polen en las bolsas de muestras con el material de sedimento. Estas muestras pueden ser usadas nuevamente.

INFORMACIÓN DE FONDO:

En esta actividad los alumnos examinarán las fotografía de granos de polen que representan las diferencias estructurales que los científicos usan para identificación. Los alumnos analizarán la muestra del modelo de suelo mezcladas con material que representa el polen. Los alumnos determinarán el tipo y la cantidad de "polen" de las muestras, y utilizando la información que les es suministrada, determinarán el tipo de vegetación y edad de tales muestras. Los alumnos alcanzarán conclusiones sobred el clima que debió existir en el momento de la deposición del polen.

Usted recogerá su propio "suelo" para las muestras y usará una de estas muestras para interpretarla:

  • De un lago en el Estado de Washington justo al sur del límite glaciar de la última edad de hielo, reflejando los cambios climáticos que ocurrieron desde el final de la edad de hielo hasta el presente.
  • De un pantano en Colorado, que acumuló polen de forma parecida a como se acumula en un lago.

Elija las muestras que puedan ser de mayor interés a sus alumnos. La única diferencia entre ellas es que la información de los registros de Washington tienen 5 diferentes climáticas capas y 11 especies de plantas diferentes, mientras que Colorado tiene 6 capas climáticas y 12 especies de plantas.

La evidencia hallada en los registros fósiles indican que en un pasado remoto el clima de la tierra era muy diferente al de hoy. Durante los últimos siglos han ocurrido fluctuaciones climáticas drásticas, demasiado recientes para que los cambios queden impresos en los registros fósiles. Debido a que estos cambios son importantes en la comprensión de posibles cambios de clima futuros, los científicos han desarrollado métodos de estudio del clima de pasados recientes.
Aún cuando los registros de clima que se han hecho tan sólo cubren, aproximadamente, los últimos cien años, los paleoclimatólogos y paleobotánicos han encontrado formas de identificar los tipos de plantas que crecieron es un área, y de esta manera pueden inferir el tipo de clima que debió predominar. Debido a que generalmente las plantas se encuentran distribuídas alrededor del paisaje según los patrones de temperatura y precipitación, las comunidades de plantas cambian a medida que cambian estos factores climáticos. El conocer las condiciones preferidas por las plantas ayuda a los científicos a llegar a conclusiones generales acerca del clima pasado.

¿De qué manera los paleobotánicos mapean las distribución de plantas a lo largo del tiempo?. Una forma de estudiar al polen que queda en los sedimentos de los lagos es a través del estudio de las plantas cuyo polen es arrastardo por el viento y que alguna vez crecieron cerca de los lagos. El sedimento en el fondo de los lagos es ideal para determinar los cambios de polen a lo largo del tiempo, ya que este tiende a almacenarse en capas anuales, (como los árboles que crecen anillos anualmente). Capa una de las capas atrapa el polen que se hundió en el lago, o que ese año fue arrastrado por el flujo de las corrientes.

Para observar la "historia del polen" de un lago, los científicos recolectan grandes cantidades de núcleos de sedimento de los lagos, esto lo hacen usando tubos de aproximadamente 5 centímetros (cm) de diámetro. Los núcleos pueden medir desde 10 metro de largo o más, dependiendo de la edad del lago y de la cantidad de sedimento que se ha depositado. El núcleo removido se analizado cada 10 a 20 cm y se lava con soluciones de químicos corrosivos muy fuertes, tales como el hidróxido de potasio, ácido hidroclórico y fluoruro de hidrógeno. Este intenso procedimiento retira las partículas orgánicas y minerales de las muestras, a excepción del polen, que esta compuesto por algunos de los compuestos orgánicos más quimicamente resistentes en la naturaleza. Las láminas para microscopios se hacen del polen remanente, que son examinados para contar e identificar a los granos de polen.

Debido a que cada especie de planta tiene una forma de polen que la distingue, los botánicos pueden identificar de qué planta provino el polen. Mediante el análisis de polen, los botánicos pueden estimar la composición de un área de lago, comparando la cantidad relativa de polen que cada especie contribuyó a la muestra global de polen. El carbón dentro del núcleo de los sedimentos del lago proporcionan una edad aproximada de la muestra.

Los científicos pueden inferir el clima de una capa en estudio, relacionandola con las preferencias climáticas actuales de las mismas plantas. Por ejemplo, pueden inferir que una capa de sedimento con gran cantidad de polen de cedro rojo fue depositado durante un período frío y húmedo, porque esas son las condiciones actuales que más soportan el crecimiento de esa especie.

¿Por qué los científiocs que estudian los cambios de clima están interesados en climas pasados?. Primero, porque mediante el análisis de los cambios de patrones de las plantas a lo largo del tiempo pueden determinar cuánto tiempo pasó para que esa especie de planta migrara dentro o fuera de un área determinada a causa de los procesos de cambio de clima. Esta información hace que sea más fácil predecir la velocidad en la cual las comunidades de plantas podrían cambiar en respuesta a futuros cambios de clima. Segundo, porque determinando los tipos de plantas que existieron en un área, cuando el clima era más caliente que en la actualidad, los científicos pueden predecir más acertadamente cuáles plantas prosperarán si el clima se calienta de nuevo.

SECCIONES RELACIONADAS DEL PORTAL DE WINDOWS TO THE UNIVERSE:

OTRAS FUENTES:

Última modificación el 17 de julio de 2007 por Lisa Gardiner.

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