CONCEPTO DE MEDIO AMBIENTE

Presentación del tema: "CONCEPTO DE MEDIO AMBIENTE"— Transcripción de la presentación:

1 CONCEPTO DE MEDIO AMBIENTE
Conferencia de Estocolmo, 1972: “El medio ambiente es el conjunto de componentes físicos, químicos, biológicos y sociales, capaces de causar efectos, directos o indirectos, a corto o largo plazo, sobre los seres vivos y las actividades humanas” CONJUNTO DE COMPONENTES INTERRELACINADOS ENTRE SÍ: (Atmósfera, Hidrosfera y Geosfera) FÍSICOS QUÍMICOS Alteración de uno de ellos SOCIALES (Antroposfera) BIOLÓGICOS (Biosfera) REPERCUSIONES EN CADENA O EFECTO DOMINÓ Ejemplo: Aumento del CO2 atmosférico (Atmósfera) Agotamiento de un recurso (Antroposfera) TALA DE ÁRBOLES Alteración de la flora y fauna (Biosfera) Disminución de los recursos hídricos (Antroposfera) Aumento de la escorrentía (Hidrosfera) Erosión del suelo (Geosfera) Aumento del riesgo de inundaciones

2 ENFOQUE HOLÍSTICO, SINTÉTICO O GLOBALIZADOR
Solución a los problemas medioambientales = Estudio del complejo entramado de relaciones + Educación ambiental El medio ambiente es una CIENCIA INTERDISCIPLINAR Biología, Geología, Física, Química, Matemáticas, Ecología, Economía, Sociología, Derecho, Ingeniería, Medicina, etc. Su estudio requiere una VISIÓN GLOBAL del problema. El método científico clásico (método analítico o ENFOQUE REDUCCIONISTA) ya no es suficiente. Hay que hacer un ENFOQUE HOLÍSTICO ENFOQUE REDUCCIONISTA ENFOQUE HOLÍSTICO Estudio por separado de las partes o componentes de un todo Ej. Las piezas de un reloj, los componentes químicos de la vida Estudio de las relaciones o interacciones entre los distintos componentes y las propiedades emergentes que surgen del comportamiento global del sistema Ej. Un reloj da la hora, una célula tiene vida (Ambos enfoques no son excluyentes sino complementarios)

3 SISTEMAS Y DINÁMICA DE SISTEMAS
La Tª de Sistemas fue descrita por Bertalanffy en 1930 y actualmente se aplica a múltiples ciencias, tanto naturales como sociales Ej. Bilogía, economía, psicología, etc. Es una teoría interdisciplinar. Sistema es un conjunto de componentes o partes interrelacionadas, en el que unos componentes actúan sobre los otros, y del que nos interesa conocer su comportamiento global A B C D Estudio de las interacciones entre las partes Conocimiento el comportamiento global Delineado por limites específicos Todo unitario y organizado Relaciones de interdependencia de sus elementos Compuesto por dos o mas partes o subsistemas independientes Un solo elemento no forma un sistema Tiene carácter hilista: El cambio en una de las partes ocasiona un cambio en las demás partes y en el sistema general No interesa tanto conocer en detalle cada componente (que también es interesante), sino su entramado de relaciones que determina su funcionamiento global Sistema “cultura humana” La célula como sistema dinámico

4 PROPIEDADES DE LOS SISTEMAS
Las propiedades de un sistema no solo dependen de sus componentes, sino también de las interacciones que se establecen entre ellos, ya que surgen nuevas propiedades emergentes que no están en las partes por separado Ej. El reloj da la hora, la célula tiene vida La teoría de sistemas se aplica al estudio de fenómenos complejos, en los que interviene múltiples factores, que cambian con rapidez y modifican el resultado final. Ej el “Efecto mariposa” PROPIEDADES DE LOS SISTEMAS Sinergia: la interacción de las partes genera un resultado mayor que la simple suma de los componentes (propiedades emergentes) Recursividad: Todo sistema es continente de sistemas menores (subsistemas) y contenido en sistemas mayores (suprasistemas) Este tipo de enfoque es necesario para afrontar los problemas medioambientales, ya que estudiar sólo las partes no sirve, debido a las repercusiones en cadena

5 DINÁMICA DE LOS SISTEMAS (LOS CAMBIOS EN LOS SISTEMAS)
Los sistemas naturales están en equilibrio, es decir, las relaciones entre sus componentes permanecen constantes. Pero cuando el sistema sufre una alteración (natural o artificial o antrópica) que afecta a uno de sus componentes, se producen cambios encadena, que alteran el resto de componentes. En los sistemas naturales, la mayoría de estos cambios se compensan y tiende a recuperarse la situación inicial. Se habla de EQUILIBRIO DINÁMICO O AUTORREGULACIÓN DEL SISTEMA Pero, en ocasiones, las alteraciones son irreversibles, dando lugar a una acumulación de cambios en los componentes del sistema y cuya consecuencia es la evolución del sistema hacia un nuevo estado (de equilibrio o no) LA NO LINEARIDAD DE LOS CAMBIOS: Un pequeño cambio en un componente del sistema puede desencadenar grandes consecuencias o modificaciones del sistema entero ej.:. Efecto mariposa Una pequeña causa pude originar grandes consecuencias (modificaciones bruscas del sistema) . Esto ocurre cuando los cambios de producen próximos a ciertos valores críticos para los cuales el sistema se altera radicalmente. Ej. No es lo mismo que la temperatura de una masa de agua pase de 20 a 10 ºC (sigue siendo agua, pero más fría), a que cambia de 0,5ºC a -0,5ºC, que se convierte en hielo y no puede ya sustentar la vida.

6 USO DE MODELOS Para el estudio la dinámica de sistemas se recurre al uso de modelos de la realidad, en general demasiado compleja para poder ser estudiada tal cual. Los modelos, son versiones simplificadas de la realidad, donde se han eliminado los detalles no relevantes y se han escogido las variables o componentes relevantes para nuestro estudio. Según el objetivo de nuestro estudio, se escogen como relevantes unos aspectos u otros de la misma realidad, por lo que para un mismo sistema, podemos hacer varios modelos diferentes, según los aspectos de realidad que hayamos escogido. Ej.: Para la misma zona podemos realizar mapas de carreteras, topográficos, geológicos, de usos del suelo, etc. Existen diferentes tipos de modelos, pero los más utilizados son dos: 1) MODELOS MENTALES: Son los que utilizamos para almacenar la información de la realidad en nuestra mente. Cada persona elabora un modelo diferente parta la misma realidad, por eso los recuerdos de un mismo hecho no coinciden para todas las personas (cada una ha escogido unos componentes del hecho diferentes al resto) 2) MODELOS FORMALES: Son los modelos matemáticos, en los que la realidad se representa mediante fórmulas que relacionan diferentes variables Ej.: F = m · a, E = m · c2. Para saber si un modelo es correcto, debe realizar predicciones correctas, que puedan ser comprobadas mediante la realidad, incluso en diferentes supuestos

7 MODELOS DE SISTEMA DE CAJA NEGRA
Los sistemas reales se pueden representar mediante modelos de sistema, a los que llamaremos simplemente sistemas. Son aproximaciones al sistema real, donde hemos escogido ciertas variables relevantes y hemos eliminado el resto de variables. Para estudiar el m.a., siempre utilizamos estos modelos. Un sistema de caja negra, se representa como una caja opaca de la cual no nos interesa conocer su interior, sino sólo sus intercambios con el entorno, es decir, sus entradas y salidas de materia, energía e información El primer paso es marcar sus límites o fronteras (aunque frecuentemente sean ficticios o arbitrarios) El segundo paso es indicar todas sus entradas (inputs) y salidas (outputs). Según existan o no intercambios de materia y/o energía, se definen tres tipos de sistemas de caja negra: SISTEMAS ABIERTOS: Se producen entradas y salidas tanto de materia como de energía. Ej.: ser vivo, cuidad (son los más frecuentes) SISTEMAS CERRADOS: No hay intercambios de materia con el entorno, pero sí de energía. Ej.: Planeta Tierra, ecosistemas (lago) SISTEMAS AISLADOS: No existen intercambios ni de materia ni de energía. Ej.: El Sistema Solar, el Universo

8 LA ENERGÍA EN LOS SISTEMAS
Cualquier sistema de caja negra debe cumplir los principios de la termodinámica (que determinan los intercambios de materia y energía con el entorno): 1) Primera ley de la termodinámica: ley de la conservación de la energía, por la cual “la energía ni se crea, ni se destruye, sólo se transforma”. Por los tanto, en cualquier sistema se cumple: ENERGÍA ENTRANTE = ENERGÍA ALMACENADA + ENERGÍA SALIENTE 2) Segunda ley de la termodinámica: Ley del aumento de la entropía. La entropía es una medida del “desorden” o de la incapacidad para realizar trabajo de un sistema: cuanto más orden existe en un sistema, menor es su entropía y más concentrada es la energía que contiene. Es una medida de la parte de energía no utilizable de la energía contenida en los sistemas Según la segunda ley, en cada trasformación la energía se transforma y tiende a pasar de una forma de energía más concentrada y organizada a otra forma de energía más dispersa y desorganizada, es decir, la entropía aumenta (parte de la energía se disipa en forma de calor) La tendencia natural del Universo es hacia un estado de máxima entropía, máximo desorden, Sin embargo, los seres vivos son sistemas de baja entropía (alto orden) y lo consiguen a base de expulsar moléculas de alta entropía (gran desorden). El mantenimiento del orden necesita de un aporte de energía, y lo hacen por el aporte de azúcares que son degradados en la respiración. Las cadenas energéticas concentra la energía, pero a base de partir de gran cantidad

9 MODELOS DE SISTEMAS DE CAJA BLANCA
Al analizar el interior de un sistema, utilizamos en enfoque de caja blanca: Nos fijamos en sus variables o componentes y en las relaciones que se establecen entre ellos Lo primero es definir la variables que componen el sistema que queremos estudiar, y a continuación indicamos las interacciones entre las variables representándolas mediante flechas que las unen. Cada flecha representa la conexión causa-efecto entre dos variables y el conjunto forma un diagrama causal, del cual depende el comportamiento del sistema (si lo hemos hecho bien, se ajustara a la realidad y hará buenas predicciones) La relaciones causales (conexiones causa-efecto) pueden ser: SIMPLES COMPLEJAS Representan la influencia de una variable sobre otra: A B Representan la influencia de una variable sobre otra que a su vez repercute sobre la primera (bucles de realimentación): Pueden ser de tres tipos: 1) Directas o positivas (+) 2) Inversas o negativas (-) 3) Encadenadas Pueden ser: 1) Bucles positivos (+) 2) Bucles negativos (-)

10 TIPOS DE RELACIONES CAUSALES SIMPLES
Las relaciones simples representan la influencia de una variable sobre otra (A B), y pueden ser: 1) DIRECTAS O POSITIVAS (+): Un aumento de A implica un aumento de B o viceversa (ambas variables se mueven en igual sentido): A B 2) INVERSAS O NEGATIVAS (-): Un aumento de A implica una disminución de B o viceversa (ambas variables de mueven en sentidos opuestos): A - = B 3) ENCADENADAS: Es la relación entre tres o más variables consecutivas. Son las que producen los cambios en cadena. Se pueden leer por parejas o bien la relación global INICIO FINAL (será positiva si el número de relaciones inversas es par y negativa si es impar) A B C D E Relación global: A E

11 RELACIONES CAUSALES COMPLEJAS
La influencia de una variable sobre otra implica a su vez que la última afecta a la primera. Se trata de cadenas cerradas donde se forman bucles de realimentación o de retroalimentacióm (feed-back), que pueden ser positivos o negativos + 1) BUCLE DE REALIMENTACIÓN POSITIVO: El conjunto de relaciones es positivo, de modo que la causa aumenta el efecto y viceversa. Se trata de un incremento desbocado, un bucle explosivo . Ej. Crecimiento de una población en condiciones ideales A B + + + VEGETACIÓN LLUVIAS + + 2) BUCLE DE REALIMENTACIÓN NEGATIVO: El conjunto de relaciones es negativo, de modo que al aumentar la causa, aumenta el efecto y el aumento del efecto amortigua la causa. Son bucles estabilizadores u homeostáticos que tienden a mantener un equilibrio dinámico. Se encuentra en todos los mecanismos de control automático como termostatos, frenos ABS, dirección asistida, pilotos automáticos, etc. + A B -

12 PASOS PARA MODELAR UN SISTEMA
1) FORMACIÓN DEL MODELO MENTAL con un objetivo concreto. Para ello: - Observación minuciosa del fenómeno a modelar - Formulación de una hipótesis que lo explique - Elección de variables relevantes 2) DISEÑO DEL DIAGRAMA CAUSAL, uniendo con flechas las variables escogidas. A continuación hay que validar el sistema, comparándolo con la realidad y comprobar que funciona correctamente. Este tipo de diagramas son los que utilizaremos a lo largo del curso. 3) ELABORACIÓN DE UN MODELO MATEMÁTICO O FORMAL, mediante un diagrama de Forrester y a partir del diagrama causal anterior Ej.: Diagrama de Forrester de un sistema de población de insectos con cuatro etapas 4) SIMULACIÓN DIFERENTES ESCENARIOS. Simular es estudiar el comportamiento futuro de un sistema a partir de unas condiciones iniciales determinadas. “Qué ocurriría si….”. Un escenario es el conjunto de condiciones iniciales de los que parte una simulación. Actualmente podemos hacer predicciones de precisión mediante complejas simulaciones por ordenador. Se llama escenario 1 (hipótesis inicial) al que tiene unas condiciones iniciales tomadas de la realidad. En los escenarios alternativos, se van variando las condiciones iniciales y se observa la respuesta del sistema en estas condiciones, de modo que podemos hacer predicciones de podría pasar en tales condiciones, o bien podemos determinar las condiciones ideales que deberían darse para solucionar un problema medioambiental.

13 S = (A) U (H) U (B) U (G) U (C)
LA TIERRA COMO SISTEMA 1) LA TIERRA COMO SISTEMA DE CAJA NEGRA es un sistema cerrado: entra y sale energía, pero no materia (despreciando la entrada de materia procedente de meteoritos): La energía que entra es radiación electromagnética solar (luz visible, de onda corta mayoritariamente). La energía que sale es parte la que es reflejada y parte radiación infrarroja (calor) procedente de la superficie terrestre previamente calentada por el Sol La Tierra es un sistema en equilibrio dinámico desde el punto de vista térmico, ya que regula su temperatura, manteniendo 15ºC como media 2) LA TIERRA COMO SISTEMA DE CAJA BLANCA está compuesto por 4 (o 5 según autores) subsistemas estrechamente interrelacionados entre sí, de modo que conjuntamente regulan el clima terrestre (“la máquina climática”) Para hacer simulaciones sobre el posible comportamiento y evolución del clima (sistema climático), se deben tener en cuenta las interacciones entre todos los subsistemas terrestres: S = (A) U (H) U (B) U (G) U (C) Para hacer predicciones meteorológica a corto plazo (días), basta estudiar el subsistema atmosférico: S = (A) Para predecir cambios climáticos a más largo plazo (hasta 10 años) se deben tener en cuanta ya las interacciones con la hidrosfera y geosfera: S = (A) U (H) U (G) Para predicciones muy largo plazo (hasta 100 años), ya deben tenerse en cuenta la s interacciones con todos los subsistemas terrestres. Para plazos de tiempo mayores (miles o millones de años) la predicciones son muy difíciles, por que depende ya de las distribución de las masas terrestres y de los cambios en la órbita terrestre y la radiación solar.

14 ALGUNAS INTERACCIONES DEL SISTEMA CLIMÁTICO
1) EL EFECTO INVERNADERO Y SU INCREMENTO. El efecto invernadero se origina en los primeros 12 Km de la atmósfera (troposfera), como consecuencia de la presencia de los llamados gases de efecto invernadero (GEI): H2O(v), CO2, CH4, N2O y halocarburos principalmente. Estos gases son transparentes a la radiación visible del Sol (onda corta), esta radiación llega a la superficie terrestre y es absorbida por ella. Después, la superficie terrestre la devuelve a la atmósfera pero en forma de calor (radiación infrarroja de onda larga). Una parte escapa al espacio exterior, pero otra parte es absorbida por los GEI. El efecto es el calentamiento de la troposfera y la reemisión de esta radiación infrarroja hacia la superficie terrestre El efecto invernadero “natural” actúa como una manta que mantiene la temperatura media terrestre en 15 ºC, haciendo posible la existencia de H2O líquida y vida (se calcula que el efecto invernadero natural produce un aumento de la temperatura media de más 30 ºC) La cantidad de calor “atrapado” por la troposfera depende de la concentración de GEI, por lo que a mayor presencia de GEI, mayor cantidad de calor atrapado y hablamos de calentamiento global y cambio climático. Un grave problema ambiental provocado por el exceso de CO2 principalmente como consecuencia de acciones humanas: USO COMBUSTIBLES FÓSILES (transportes, electricidad, industrias y calefacciones) + + + CALENTAMIENTO GLOBAL Y CAMBIO CLIMÁTICO AUMENTO GEI (CO2) INCREMENTO EF. INVERNADERO + + INCENDIOS VOLCANES

15 TEMPERATURA MEDIA DE LA TIERRA
2) EL EFECTO ALBEDO. El albedo es el porcentaje de radiación solar reflejada por la tierra del total incidente procedente del sol. El albedo es mayor, cuanto más clara es la superficie reflectora, así: el albedo de el hielo > mar > tierra. El albedo medio de la Tierra está alrededor del 30%, aunque está disminuyendo en los últimos tiempos. Un albedo alto enfría el planeta, porque la luz (radiación) absorbida y aprovechada para calentarlo es mínima. Por el contrario, un albedo bajo calienta el planeta, porque la mayor parte de la luz es absorbida por el mismo. La presencia de agua en la Tierra crea una interesante retroalimentación positiva para el albedo, ya que las bajas temperaturas incrementan la cantidad de hielo sobre su superficie, lo que hace más blanco al planeta y aumenta su albedo, lo que a su vez enfría más el planeta, lo que crea nuevas cantidades de hielo; de esta manera, teóricamente al menos, podría llegarse al punto en que la Tierra entera se convertiría en una bola de nieve. Se cree que la activación de este bucle positivo del albedo es la causa de las últimas glaciaciones de la Era Cuaternaria + - SUPERFICIE HELADA TEMPERATURA MEDIA DE LA TIERRA ALBEDO + - Pero este efecto también puede funcionar al revés: Es el efecto Budyko que acelera el calentamiento global. Al disminuir la superficie helada, disminuye el albedo, hay mayor superficie de agua y de tierra que se calienta por la radiación solar, de modo que la temperatura sube “La guerra que viene por el polo norte”

16 3) EL DOBLE EFECTO DE LAS NUBES
3) EL DOBLE EFECTO DE LAS NUBES. Son dos efectos contrapuestos: las nubes reflejan la luz incrementando el albedo y a la vez devuelven radiación infrarroja hacia la superficie terrestre, incrementando el albedo. El que predomine una u otra acción de pende de la altura de las nubes, así: las nubes bajas favorecen el efecto albedo, mientras las nubes altas incrementan el efecto invernadero El Oscurecimiento global: La luz solar que llega a la superficie terrestre podría haber disminuido en las últimas décadas y está provocado en gran parte por la contaminación atmosférica. Los núcleos de condensación que se forman debido a la presencia de las partículas contaminantes dan lugar a gotas de agua más pequeñas y en mayor número que los que se formarían de manera natural, de este modo las nubes se convierten en activos espejos que rechazan hacia la estratosfera una parte importante de la luz que les llega. Esta disminución de la cantidad de luz estaría afectando a procesos naturales, como la fotosíntesis, lo que provocaría que las plantas produjesen menos oxígeno y procesasen menos dióxido de carbono (CO2), acelerando el cambio climático El oscurecimiento global también estaría debilitando el ciclo del agua (menor evaporación) en el planeta, reduciendo así la lluvia y poniendo en peligro las reservas de agua dulce. Con las tres variables estudiadas hasta ahora podemos diseñar un sencillo modelo del funcionamiento del clima terrestre (suponiendo un flujo de radiación solar constante): Vemos que se trata de dos bucles (+) contrapuestos (el del albedo y el del efecto invernadero) enfrentados (uno tiende a bajar la temperatura y el otro a subirla), y un bucle (-) de las nubes. El resultado es un delicado equilibrio dinámico (equilibrio de fuerzas). Un cambio brusco en las condiciones ambientales podría desequilibrar la balanza hacia uno u otro sentido, y el clima evolucionaría hacia una situación extrema irreversible. Esto es lo que ocurrió en planetas hermanos como: Marte: por estar situado más lejos del Sol (menor rad. Solar) y contener menos CO2 (menor ef. Inv.), dominó el bucle del albedo y su clima evolucionó a más frío, se congeló el agua y el CO2 y su Tº media es de -10ºC. En Venus (más próximo al Sol y más CO2) dominó el bucle del Ef, Inv., se formaron gruesas capas de nubes y su Tºm = 484ºC Nota: Mercurio y la Luna debido a su escasa masa y gravedad, no retuvieron los gases, por lo que carecen de atmósfera

17 4) PRESENCIA DE POLVO ATMOSFÉRICO
4) PRESENCIA DE POLVO ATMOSFÉRICO. Los volcanes, impactos de meteoritos, incendios y todo tipo de combustiones, contaminación atmosférica y explosiones nucleares inyectan en la atmósfera grandes cantidades de polvo y partículas que permanecen en suspensión durante años. La luz del sol se refleja en el polvo y aerosoles atmosféricos (efecto albedo), reduciendo la cantidad de radiación solar que llega a la superficie y produciendo su enfriamiento. + - POLVO ATMOSFÉRICO ALBEDO TEMPERATURA Algunos científicos proponen aumentar el polvo atmosférico como medida para frenar el cambio climático. Sin embargo, esto provocaría un oscurecimiento del planeta, que como hemos visto puede tener efectos negativos sobre la fotosíntesis y la disponibilidad de agua dulce. En el caso de un oscurecimiento extremo, se produciría un parón de la fotosíntesis y un colapso de las cadenas alimentarias. Ej. Desaparición de los dinosaurios y posible “invierno nuclear”

18 5) EFECTO DE LOS VOLCANES
5) EFECTO DE LOS VOLCANES. Tienen, como las nubes, dos efectos contrapuestos, de mayor o menor importancia en función de los productos emitidos y la altura alcanzada por ellos: En un primer momento se produce un descenso de la temperatura, cuando se inyectan en la atmósfera gran cantidad de polvo (cenizas) o SO2 (que con el agua atmosférica forman brumas de H2SO4). Estos, actúan de pantalla solar (efecto albedo) y la se produce el enfriamiento. El efecto será mayor y más duradero cuanta más altura alcancen estos productos, ya que tardarán más en depositarse. Mas tarde, al desaparecer el efecto anterior, se pone de manifiesto un aumento de la temperatura debido a que el CO2 emitido por el volcán produce un incremento del efecto invernadero. Este efecto es más duradero que el anterior. Ej.: Kratatoa (1883), bajo la tª media de la Tierra (0,5-0,8ºC) durante 7 años y luego aumentó (0,4ºC) durante 50 años Conclusión: los volcanes provocan un descenso de la Tª a corto plazo y un ascenso de la Tª a largo plazo. La erupción del volcán Tambora (Indonesia, 1815) produjo lo que paso a denominarse el año sin verano, ya que las temperaturas decrecieron en todo el hemisferio norte debido a la capa de ceniza y humos que quedo flotando, siendo motivo también de la perdida de muchas cosechas durante ese año.

19 6) VARIACIONES EN LA RADIACIÓN SOLAR INCIDENTE
6) VARIACIONES EN LA RADIACIÓN SOLAR INCIDENTE. Hasta ahora hemos considerado que el flujo de radiación solar es constante, pero esto no es cierto. La radiación solar incidente sobre la Tierra sufre variaciones periódicas y también graduales a lo largo del tiempo 6.1) VARIACIONES PERIÓDICAS. Son variaciones cíclicas de la temperatura terrestre debidas a los ciclos astronómicos de Milankovitch. Son debidas a cambios en la posición de la Tierra respecto al Sol que afectan tanto a la cantidad como al lugar donde llega la radiación solar que la Tierra recibe. Se cree que estos ciclos han sido el principal factor que desencadenó las glaciaciones del cuaternario (al disminuir l radiación incidente, se activó el bucle del albedo). Estos ciclos se deben a tres factores: - La excentricidad de la órbita terrestre varía de más circular a más elíptica a los largo de aprox años (cuanto más alargada es la órbita, más corta es la estación cálida) - La inclinación del eje de rotación terrestre (oblicuidad) varía entre 22º - 24º a lo largo de ciclos de aprox años (actualmente está en 23º 17’). Determina la diferente duración del día y la noche y la existencia de las estaciones - La posición de la Tierra en el perihelio (precesión) varía a lo largo de ciclos de años. En la actualidad, en el perihelio, es invierno en el HN y verano en el HS, pero cíclicamente esta posición se invierte y será verano en el HN ( e invierno en el HS). Lógicamente los veranos en el perihelio son más calurosos que los del afelio, y los inviernos de afelio más fríos que los del perihelio. Esto es lo que ocurre ahora en el HS, pero en el HS no se nota tanto porque está ocupado principalmente por océanos que amortiguan la temperatura y el clima es más suave. Cuando esto afecta al HN, las amplitudes térmicas son mayores.

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21 6. 2) VARIACIONES GRADUALES DE LA RADIACIÓN SOLAR INCIDENTE
6.2) VARIACIONES GRADUALES DE LA RADIACIÓN SOLAR INCIDENTE. El Sol, como el resto de estrellas del Universo, pasa por una serie de etapas desde su nacimiento a su muerte (evolución estelar). Esto hace que la cantidad de energía que despide no sea constante, sino que va aumentando con el tiempo. Nuestro Sol joven era más frio que el actual Sol, más maduro y más cálido. Se cree que actualmente desprende un 30 % más de calor que al principio. Sin embargo, la Tierra aha mantenido constante su temteratura de 15 ºC ¿Por qué? Como veremos a continuación, los seres vivos han sido los principales protagonistas de la regulación térmica de la Tierra.

22 7) LA INFLUENCIA DE LA BIOSFERA EN EL CLIMA.
Lovelock, en su obra Hipótesis de Gaia, considera la tierra en su conjunto como un sistema homeostático (autorregulado), cuya temperatura y otros parámetros se regulan gracias a las complejas interacciones entre todos los subsistemas que lo forman (Atmosfera, Hidrosfera, Geosfera y Biosfera). Estos valores se mantienen dentro de los límites que hacen posible la vida y en esta regulación, la propia vida (biosfera) juega un papel fundamental en la autoperpetuación de la vida. Lovelock ve la Tierra en su conjunto como un organismo vivo compuesto por sistemas, como los seres vivos estamos compuestos de aparatos y sistemas que permiten nuestro funcionamiento. Veremos , por ejemplo el papel de la biosfera en la regulación de la temperatura terrestre y en la composición gaseosa de la atmosfera que conocemos De hecho, nuestra atmósfera actual es anómala, muy reactiva e inestable y su composición se mantiene gracias a la presencia de los seres vivos. Para comprobarlo, basta compararla con la atmósfera de otros planetas hermanos y con la composición esperada si no tuviese vida: VENUS MARTE TIERRA SIN VIDA TIERRA ACTUAL Tªmedia 484ºC - 60ºC - 15 ºC 13 –15 ºC CO2 98 % 95 % 0,03 % N2 1,9 % 2,7 % 79 % O2 Vestigios 0,13 % 21 % Ar 0,1 % 2 % 1 %

23 EFICIENCIA FOTOSÍNTESIS (masa forestal)
7.1) REGULACIÓN DE LA TEMPERATURA MEDIA DE LA TIERRA: A pesar de la que la radiación solar ha aumentado un 30% (Sol más viejo), la Tªm del planeta se ha mantenido constante alrededor de los 15 ºC. Esto ha sido posible gracias a la aparición de la fotosíntesis, que al consumir enormes cantidades de CO2, ha ido reduciendo gradualmente el efecto invernadero (inicialmente muy alto). Este descenso en el efecto invernadero ha ido compensando el progresivo aumento de radiación solar: EFICIENCIA FOTOSÍNTESIS (masa forestal) - + [CO2] Tª media - + De hecho, Lovelock, en el Planeta de las Margaritas propone un sencillo modelo de regulación de la temperatura terrestre con tan solo 2 tipos de margaritas Evolución de la composición gaseosa de la atmósfera 7.2) CAMBIOS EN LA COMPOSICIÓN ATMOSFÉRICA: a) Disminución del CO2 (del 98% al 0,003% actual), reduce el ef. Invernadero y compensa el aumento de la radiación solar. Los principales almacenes donde se encuentra ahora ese CO2, es en forma de biomasa, formada por fotosíntesis (materia orgánica que constituye a los seres vivos), combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas natural, formados a partir de la biomasa muerta y enterrada en condiciones anaerobias) y rocas carbonatadas, principalmente calizas, formadas a partir de caparazones de organismos o bien por precipitación de carbonatos formados por la disolución de CO2 en el agua. La biomasa retiene el CO2 de forma temporal, pero los combustibles fósiles y las rocas carbonatadas constituyen un “secuestro” de CO2 de larga duración

24 b) APARICIÓN DEL OXÍGENO ATMOSFÉRICO (del 0 al 21% actual): La aparición de la fotosíntesis, además del descenso del CO2 atmosférico, provocó la progresiva acumulación del O2 atmosférico. En un principio, el O2 permanecería en el agua marina y reaccionaría con el Fe y S presentes en ella para formar óxidos que sedimentaron y dieron lugar a los grandes depósitos de hierro actuales. Pero al saturarse este mecanismo hace unos m.a., el O2 liberado por la fotosíntesis comenzó a salir del agua y a acumularse en la atmósfera. Su concentración fue creciendo progresivamente hasta alcanzar el 21% actual. La abundancia de O2, tanto en el agua, como en el aire, propició la aparición de los seres aerobios (utilizan el O2 en la respiración), que proliferaron hasta convertirse en los mayoritarios (los seres anaerobios quedaron relegados a pequeñas hábitats donde no llega el O2) Cianobacterias, principales formadoras del O2 atmosférico Estromatolitos recubiertos de algas cianofíceas que poblaron los mares de la Tierra primitiva c) FORMACIÓN DE LA CAPA DE OZONO: La abundancia de O2 en la atm., hizo que lentamente ascendiera hasta la estratosfera (25 Km), donde por acción de la radiación UV se transformó en ozono (O3), dando lugar a la actual capa de ozono que nos protege de la radiación UV del Sol (hace sólo unos m.a.). Fue entonces, cuando la vida pudo salir del agua y extenderse por tierra firme, protegida ya de la peligrosa radiación UV (colonización del medio terrestre) d) AUMENTO DEL NITRÓGENO ATMOSFÉRICO (del 2 al 78 % actual): Debido a las reacciones metabólicas de los seres vivos que transforman óxidos de nitrógeno en N2 molecular. Este proceso consume energía y requiere la participación de los organismos. La cantidad de N2 fue elevándose progresivamente hasta el 78% actual.