Decodificando mediante microfósiles la Crisis de Salinidad del Mediterráneo como recurso didáctico en Ciencias de la Tierra

El estudio de las disciplinas científicas resulta más atractivo si se acompaña de actividades de carácter práctico. En este trabajo se propone un taller cuya finalidad es introducir al alumnado en el estudio de los microfósiles y de las reconstrucciones paleoambientales aplicándolo a uno de los eventos más significativos ocurridos en el área Mediterránea, que conllevó la desecación y posterior reinundación de toda la cuenca hace aproximadamente unos cinco millones de años. El taller consta de tres sesiones: una teórica, de introducción de los contenidos necesarios para el desarrollo de la actividad, una práctica, de obtención de datos, y una final, de interpretación de los cambios ambientales y presentación de los resultados en forma de artículo científico y posterior debate en el aula. Todos los datos necesarios para el desarrollo de la actividad se proporcionan en el presente artículo. Además, se proponen una serie de recursos bibliográficos y audiovisuales de fácil acceso para la introducción de los conceptos teóricos.

Los microfósiles y la Crisis de Salinidad del Mediterráneo como recurso didáctico en Ciencias de la Tierra

El estudio de las disciplinas científicas resulta más atractivo si se acompaña de actividades de carácter práctico. En este trabajo se propone un taller cuya finalidad es introducir al alumnado en el trabajo científico que realizan los geólogos y paleontólogos a través de la información paleoambiental y bioestratigráfica que proporcionan los microfósiles y su aplicación a la Crisis de Salinidad del Messiniense. Este periodo es considerado como uno de los acontecimientos más relevantes de la historia geológica del Mediterráneo y se caracteriza por una acumulación masiva de evaporitas en el fondo de la cuenca, que se relaciona con la desecación y posterior reinundación del Mediterráneo hace aproximadamente cinco millones de años. El taller consta de tres sesiones: una teórica, de introducción de los contenidos necesarios para el desarrollo de la actividad, para la que se proponen una serie de recursos bibliográficos y audiovisuales de libre acceso en internet; una práctica, de obtención de datos; y una final, de interpretación de los cambios paleoambientales que conlleva la presentación de los resultados en forma de artículo científico y posterior debate en el aula. Todos los datos necesarios para el desarrollo de la actividad se proporcionan en el presente artículo, si bien esta propuesta de taller queda abierta a las posibles modificaciones y mejoras que el profesorado considere oportunas. Para vertebrar esta propuesta, en forma de ejemplo de aplicación, se ha incluido el taller en la programación de la asignatura Biología y Geología (4º ESO). La puesta a punto de este taller pone de manifiesto que resulta idóneo para el trabajo en grupo en el aula permitiendo que el alumnado se sienta partícipe de todas las fases que constituyen una investigación científica.

Polarimetric Response of Rice Fields at C-Band: Analysis and Phenology Retrieval

A set of ten RADARSAT-2 images acquired in fully polarimetric mode over a test site with rice fields in Seville, Spain, has been analyzed to extract the main features of the C-band radar backscatter as a function of rice phenology. After observing the evolutions versus phenology of different polarimetric observables and explaining their behavior in terms of scattering mechanisms present in the scene, a simple retrieval approach has been proposed. This algorithm is based on three polarimetric observables and provides estimates from a set of four relevant intervals of phenological stages. The validation against ground data, carried out at parcel level for a set of six stands and up to nine dates per stand, provides a 96% rate of coincidence. Moreover, an equivalent compact-pol retrieval algorithm has been also proposed and validated, providing the same performance at parcel level. In all cases, the inversion is carried out by exploiting a single satellite acquisition, without any other auxiliary information.

Crop Phenology Estimation Using a Multitemporal Model and a Kalman Filtering Strategy

In this letter, a new approach for crop phenology estimation with remote sensing is presented. The proposed methodology is aimed to exploit tools from a dynamical system context. From a temporal sequence of images, a geometrical model is derived, which allows us to translate this temporal domain into the estimation problem. The evolution model in state space is obtained through dimensional reduction by a principal component analysis, defining the state variables, of the observations. Then, estimation is achieved by combining the generated model with actual samples in an optimal way using a Kalman filter. As a proof of concept, an example with results obtained with this approach over rice fields by exploiting stacks of TerraSAR-X dual polarization images is shown.

Dynamical Approach for Real-Time Monitoring of Agricultural Crops

In this paper, a novel approach for exploiting multitemporal remote sensing data focused on real-time monitoring of agricultural crops is presented. The methodology is defined in a dynamical system context using state-space techniques, which enables the possibility of merging past temporal information with an update for each new acquisition. The dynamic system context allows us to exploit classical tools in this domain to perform the estimation of relevant variables. A general methodology is proposed, and a particular instance is defined in this study based on polarimetric radar data to track the phenological stages of a set of crops. A model generation from empirical data through principal component analysis is presented, and an extended Kalman filter is adapted to perform phenological stage estimation. Results employing quad-pol Radarsat-2 data over three different cereals are analyzed. The potential of this methodology to retrieve vegetation variables in real time is shown.

Influence of Incidence Angle on the Coherent Copolar Polarimetric Response of Rice at X-Band

The coherent nature of the acquisition by TerraSAR-X of both copolar channels (HH and VV) enables the generation of many different polarimetric observables with physical interpretation, as have recently been used for monitoring rice fields. In this letter, the influence of incidence angle upon these polarimetric observables is analyzed by comparing three stacks of images that were acquired simultaneously at different incidence angles (22°, 30°, and 40°) during a whole cultivation campaign. We show that the response of observables related to dominance (entropy, ratios of components) and type of scattering mechanisms (alpha angles) is not greatly influenced by incidence angle at some stages: early and advanced vegetative phases, and maturation. Moreover, the acquisition geometry drives the sensitivity to the presence of the initial stems and tillers, being detected earlier at shallower angles. This analysis is a necessary step before studying potential methodologies for combining different orbits and beams for reducing the time between acquisitions for monitoring purposes.

Interpretando ambientes sedimentarios: taller de sedimentología con arenas como actividad didáctica de Ciencias de la Tierra

El proceso de aprendizaje de las Ciencias de la Tierra, en particular en las disciplinas de la sedimentología y petrología sedimentaria, requiere de la realización de actividades prácticas, tanto en el campo como en el laboratorio. En este contexto examinar mediante lupa binocular distintos tipos de arena supone, además de un placer estético, un buen punto de partida para introducir al alumnado en la interpretación de ambientes sedimentarios. En este trabajo se propone un taller de iniciación a la reconstrucción de ambientes sedimentarios mediante el análisis de sedimentos detríticos (principalmente arenas). Se presenta una guía de procedimientos en laboratorio que incluye el análisis de los siguientes parámetros: tamaño, composición y forma de los granos, selección y color. Para vertebrar la propuesta didáctica se examinan ejemplos “tipo” de sedimentos detríticos representativos de ambientes de depósito tanto fluviales como marinos y de transición (playa), todos ellos incluidos en diferentes puntos de la geografía de la provincia de Alicante (España).