Intervención Humana en los Sistemas Naturales

El Homo sapiens experimenta un tipo de evolución basada en el desarrollo y la ciencia que permite crear tecnología para adaptar la naturaleza a nuestras necesidades:

• Podemos transformar la naturaleza por encima de lo que nos correspondería en la escala biológica.
• El gran éxito adaptativo de nuestra especie ha sido reemplazar la evolución biológica por la evolución cultural.

La civilización moderna presenta desafíos significativos:

1. Consume cantidades crecientes de energía.
2. Explota recursos naturales agotables.
3. Degrada con sus residuos la calidad del aire, el agua y el suelo.

Teoría de Sistemas y la Complejidad Ambiental

La Teoría de Sistemas es un método de estudio y de pensamiento que nos acerca a la comprensión de fenómenos complejos, como por ejemplo el funcionamiento del clima, con el apoyo de nuevas tecnologías y superordenadores con programas de simulación. La teoría de sistemas y sus métodos constituyen una macroscopía que nos permitirá aproximarnos a relaciones complejas y hasta ahora inalcanzables. Un ejemplo de sistema complejo es el medioambiente. Es fundamental saber cómo funcionan los sistemas naturales y conocer las relaciones entre los sistemas naturales y el sistema social.

Hipótesis Gaia

Algunos la consideran una metáfora científica, formulada en 1969 por el químico ambientalista James Lovelock. Interpreta globalmente la Tierra, donde se establecen relaciones complejas entre la biosfera y los otros sistemas, de tal forma que los seres vivos intervendrían en procesos de regulación de las condiciones planetarias.

La Atmósfera y el Balance Térmico Terrestre

La atmósfera es una gran máquina térmica. La energía incidente es radiación luminosa, que aprovecharán las plantas para hacer su alimento. La energía reflejada por la superficie terrestre se devuelve a la atmósfera en forma de radiación infrarroja (IR) de menor energía. No todas las zonas de la Tierra reciben ni emiten la misma cantidad de radiación, lo que provoca que el aire no esté a la misma temperatura en todas partes. Esto genera la circulación de masas de aire para regular así la temperatura entre las diversas zonas del planeta.

Efecto Invernadero

Es el sobrecalentamiento que experimenta la atmósfera debido a la presencia en el aire de gases, llamados gases de efecto invernadero. Los principales gases invernadero son: H₂O, CO₂, CH₄ y N₂O. Este fenómeno ha permitido que la Tierra sea habitable, pero la continua emisión y acumulación de estos gases por la quema de combustibles fósiles está llevando a un sobrecalentamiento.

Clima y Cambio Climático

El Clima es el patrón de las condiciones meteorológicas (tiempo, humedad, precipitaciones, etc.) a lo largo de un intervalo de tiempo en áreas extensas. La actividad humana está forzando o acelerando algunas tendencias, lo que lleva al cambio climático.

Causas del Cambio Climático

Causas Naturales:

• Repentinas (erupciones volcánicas).
• A corto plazo (manchas solares).
• A medio plazo (oscilación del eje terrestre).
• A largo plazo (millones de años).

Causas Antrópicas (Humanas):

• Adición de gases a la atmósfera (efecto invernadero).
• Destrucción del paisaje (deforestación, urbanización, destrucción de suelos, etc.).

Indicios de la Influencia Antrópica sobre el Clima

Las concentraciones de CO₂ en la atmósfera han aumentado un 30% desde la Revolución Industrial. Este incremento se ha acelerado en los últimos 100 años, coincidiendo con la industrialización (uso de combustibles fósiles) y el aumento de la población. Es crucial preocuparse por el efecto acumulativo de las acciones humanas que vierten CO₂ a la atmósfera. Este es un experimento cuyos efectos no se conocen todavía, y los climatólogos trabajan con simuladores que no han tenido en cuenta el oscurecimiento global.

Calentamiento Global

El Calentamiento Global no significa un aumento de temperatura en todas partes, sino que se trata de una tendencia estadística de la atmósfera a aumentar su temperatura media, cifra que resulta de sumar los registros de temperatura de todo el año en todas partes del mundo. El calentamiento es un síntoma que provoca una serie de alteraciones que los científicos aún no pueden interpretar con precisión; no se sabe con certeza cómo afectaría al clima ni cuál será la verdadera magnitud de los cambios.

Atmósferas Urbanas

Las grandes ciudades están rodeadas de una capa de aire más denso y más caliente. Hay una presencia de partículas sólidas/líquidas (aerosoles) en suspensión. El aire es más caliente debido a la radiación del asfalto y los edificios que absorben el calor y la radiación muy lentamente. En la actualidad, las ciudades sacan fuera del casco urbano la industria, y la causa principal de contaminación es el tráfico. La contaminación urbana se explica por la siguiente reacción:

Tubo de escape (Compuestos Orgánicos) + N₂ + O₂ (Aire) + Energía Calorífica = Óxidos de Nitrógeno = O₃ (Ozono Troposférico)

La Hidrosfera

La hidrosfera es toda el agua del planeta y ocupa 3/4 del mismo. Se encuentra en los océanos, casquetes polares, glaciares, aguas subterráneas, ríos, atmósfera y seres vivos.

Conceptos Clave de la Hidrosfera

• Tiempo de Residencia: Tiempo medio que una cantidad de agua determinada permanece en un compartimento de la hidrosfera (ejemplos: acuífero – cientos de años; río – 10-20 años).
• Tasa de Renovación: Es el número de veces que un compartimento determinado se renueva en un año.

Interacciones y Ciclo Hidrológico

El Ciclo Hidrológico es el conjunto de procesos de transporte por el que cada año se movilizan unos 40 mil km³ de agua desde los océanos hacia los continentes y de los continentes hacia los océanos. El balance hídrico es cero (0), y las moléculas de agua son finitas y no se pierden. Para que el agua circule debe pasar por la atmósfera; por lo tanto, la circulación oceánica (corrientes marinas) y la circulación atmosférica se encuentran acopladas y forman parte de un sistema convectivo global que transporta calor desde la zona intertropical hasta los polos.

En los bosques tropicales, la transpiración de las plantas carga la atmósfera de vapor de agua en el suelo y retrasa el calentamiento hacia los océanos. Si se talan los árboles, el agua de la lluvia se perdería arrastrando material del suelo hacia los ríos y océanos, lo que colapsaría el sistema y alteraría el modelo global de circulación atmosférica-hidrosférica.

La Biosfera y la Biodiversidad

La Biosfera es la parte del planeta formada por los seres vivos organizados y los ecosistemas.

Definición de Biodiversidad

La Biodiversidad es la medida del número de especies que viven en un lugar determinado en relación al total de individuos de la comunidad; refleja la cantidad y la variabilidad de los organismos vivos. El número de individuos viene determinado por factores como la disponibilidad de alimentos, la ausencia de depredadores, etc. El número de especies viene determinado por la madurez y el grado de evolución del ecosistema.

Amenazas a la Biodiversidad

La civilización humana se ha construido a costa de la ocupación constante de nuevos territorios y del acceso a nuevos recursos. A medida que avanza la civilización, la naturaleza pierde biodiversidad y se hace más vulnerable.

Efecto Frontera

El Efecto Frontera es el perímetro que protege el bosque de los impactos externos. Si este perímetro aumenta, el bosque será más vulnerable a los impactos externos, perdiendo biodiversidad.

Legislación y Conservación de la Biodiversidad

• PNUMA (Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente): Gestiona el tratado CITES (Convención Internacional sobre el Comercio de Especies Amenazadas de Fauna y Flora Silvestres), que regula el comercio de especies entre diferentes países. Prohíbe el comercio y la circulación de más de 35.000 especies (fauna y flora).
• UICN (Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza): Mantiene una Lista Roja de todas las especies amenazadas.