El Sistema Tierra. Modelos de regulación del clima

El Sistema Tierra. Modelos de regulación del clima

El Sistema Tierra.
Modelos de regulación del
clima
Ciencias de la Tierra y Medioambientales
2º Bachillerato
Sistema Tierra
1
2
3
4
El sistema tierra
Tierra prebiótica
5
6
El Sistema Tierra
Tierra prebiótica
1
2
3
1. Son la evidencia de vida más antigua que se
conoce en la Tierra.
2. Son los primeros recicladores del carbono.
3.
Son los primeros oxigenadores de la
atmósfera.
Los Hierros Bandeado de Isua (Groenlandia): las rocas
sedimentarias más antiguas. Muestran una firma
química de actividad biológica: una anomalía isotópica
en su carbono.
ESTROMATOLITOS
http://sedimentario.tripod.com/id4.htm
El Sistema Tierra
Tierra biótica – Arcaico (3800-2500)
2100, algas fotosintéticas
4
1800, Acritarcos
Hace 1.000 ma se registran las primeras algas
pluricelulares (METAFITAS), rojas y verdes.
Entre 900-700 ma surgen los primeros
individuos de los dos reinos de seres vivos que
faltaban,
hongos
(HONGOS)
y
animales
(METAZOOS). Es el desarrollo explosivo de la
biosfera.
Sistema Tierra
Tierra biótica- Proterozoico (2500-540)
Tabla de las glaciaciones
Años
Era
Postglacia Actual
l
Nombre
8.000
Holoceno
Glacial
80.000
Würm o Wiurm
Interglaci Riss-Wiurm
al
140.000
Glacial
200.000
Riss
Interglaci Midel-Riss
al
390.000
Glacial
580.000
Midel
Interglaci Giunz-Midel
al
750.000
Glacial
Günz o Giunz
1,1 m.a.
Interglaci Donau-Giunz
al
1,4 m.a.
Glacial
1,8 m.a.
Donau
Interglaci Biber-Donau
al
2 m.a.
Glacial
Biber
2,5 m.a.
Glacial
Oligoceno
37 m.a.
40 m.a.
Glacial
80 m.a.
Paleógeno
Pleistoceno
Causas astronómicas: los ciclos de Milánkovitch
Interglaci Eoceno superior
al
Interglaci Cretácico
al
5
144 m.a.
Cenozoico
La inclinación del eje de rotación terrestre, la
forma de la órbita terrestre y la precesión.
Mesozoico
Glacial
Permocarbonífera 295 m.a.
Glacial
Carbonífero
inferior
350 m.a.
Glacial
Ordovícico
440 m.a.
Glacial
Precámbrico
700 m.a.
Precámbrico
Glacial
Primera
glaciación
2.000 m.a.
Proterozoico
Paleozoico
Los factores terrestres
Las variaciones climáticas están determinadas,
también, por fluctuaciones de la concentración en el aire
de gases responsables del efecto invernadero, la actividad
volcánica, los cambios en las corrientes oceánicas, las
inversiones magnéticas y en la tectónica de placas.
Sistema Tierra
Tierra biótica – Proterozoico (2500-540)
Precesión: Cambio en la dirección
del eje. Cambia el inicio de la
primavera. En un hemisferio las
estaciones serán muy extremas y
en otro mas suaves.
Excentricidad: De más circular a
más elíptica
Periodicidad: 100.000 años
Más alargada la elipse  más
corta la estación cálida
Inclinación del eje: Afecta a la
duración del día y la noche. A
mayor inclinación más extremos el
verano y el invierno. Veranos
suaves menos fusión y más
probabilidad de extensión de los
hielos.
Fauna Ediacara: 670 Ma
Está constituida por invertebrados
marinos, que constituye la primera
gran explosión de vida sobre la
Tierra. Se extinguió.
http://es.wikipedia.org/wiki/Pangea
Formación de Pangea 0: 1000 M.a Rodinia.
Formación de Pangea I: 600 M.a Pannotia
Inicio fragmentación
Pangea I: 550 Ma
Sistema Tierra
Tierra biótica – Proterozoico (2500-540)
6
7
¿Cuándo? Silúrico Devónico superior
¿A partir de qué organismos? Algas
verdes
Sistema Tierra
Tierra biótica. Paleozoico (540-245)
8
9
9. Gran extinción Pérmica
10. Formación de Pangea II
http://www.juntadeandalucia.es/averroe
s/manuales/tectonica_animada/tectona
nim.htm
Sistema Tierra
Tierra biótica. Paleozoico (560-245)
10
10. Era de los dinosaurios
11. 200 Ma. Fragmentación Pangea II
12.
Extinción
Terciario
masiva
cretácico-
Sistema Tierra
Tierra biótica. Mesozoico (245-65)
Hace 60 ma sucedió la radiación de los
mamíferos: 54 ma caballos, 50 ma ballenas y
elefantes.
Entre 40-35 ma atrás la India chocó con
Eurasia.
Entre los 35 y los 3 ma se produjo la glaciación
neógena, que originó la formación del casquete
glacial antártico (hace 10 ma, formación total
del casquete antártico) y de los casquetes
glaciares
en
el
Hemisferio
Norte.
30 ma, Primates con visión estereoscópica y
manos prensiles. Hace 20 ma surgieron los
primeros
Homínidos
(Proconsul).
20 ma atrás aconteció la orogenia Alpina: se
formaron los Pirineos, los Alpes, el Himalaya...
Hace 5 ma aparecen los primeros Hominoideos,
primates bípedos: Australopithecus . Hace 2 ma
apareció el género Homo.
Sistema Tierra
Tierra biótica. Terciario (65-1.8)
Diversificación del género Homo: H.
erectus,
H.
antecessor,
H.
neanderthalensis, H. sapiens. El hombre
conquista todos los continentes.
Grandes
glaciaciones
cuaternarias
perduraron hasta hace unos 10. 000 años
en que dio fin la última glaciación.
Sistema Tierra.
Tierra biótica. Cuaternario (1.8-Hoy)

La tierra como sistema de Caja Negra.
Se puede considerar como un sistema cerrado que no
intercambia materia.
La Energía que entra: la radiación electromagnética solar.
Mayoritariamente luz visible.
Energía que sale: radiación reflejada y radiación infrarroja
(calor de la superficie terrestre)
La tierra en equilibrio dinámico autorregula su temperatura:
media de unos 15 º C
Radiación electromagnética.
Luz visible
Radiación infrarroja
Regulación del clima
La Tierra como sistema caja blanca
La máquina climática que regula el clima del
planeta es el resultado de los subsistemas:
S=AUHUGUBUC
Predicciones meteorológicas de días u horas: S = A
Predicciones de 1 a 10 años: S = A U H U G
Predicciones de 10 a 100 años: S = A U H U G U B U C
Predicciones a más largo plazo: distribución mares/océanos;
variaciones de la órbita terrestre,…
Regulación del clima
El efecto invernadero
Se produce en la troposfera (12 km)
Gases: vapor de agua, CO2, Metano y N2O
Estos gases impiden que la radiación infrarroja que emite la tierra
al calentarse, escapen, y son devueltas hacia la superficie
terrestre.
Permite la temperatura media de la Tierra (15 º C) y la presencia
del agua líquida que permite la vida
El incremento del efecto invernadero es un grave problema ambiental
resultado de las actividades humanas, que rompe los ciclos naturales
y provoca un excesivo calentamiento de la atmósfera
Gases efecto
invernadero
+
Efecto invernadero
Regulación del clima
El efecto ALBEDO


Es el porcentaje de radiación solar reflejada por la Tierra
del total que incide sobre ella, procedente del Sol.
Es mayor sobre superficies claras: por ejemplo sobre las
superficies heladas.
Superficie de hielo
Temperatura
+
ALBEDO
+
-
Regulación del clima
Las nubes
Doble acción sobre el clima:
Incrementan el albedo reflejando radiación
Incrementan el efecto invernadero devolviendo radiación
infrarroja
Radiación solar
incidente
Gases efecto +
invernadero
Efecto invernadero
+
+
+
+
+
Temperatura
+
Nubes
Superficie helada
-
-
+
Albedo
+
Los dos bucles positivos propician un equilibrio dinámico que puede romperse si las
condiciones ambientales cambian  imposible el retorno.
Ejemplos: Marte evolucionó hacia un clima frío, Venus hacia el incremento del efecto
invernadero
Regulación del clima
El polvo atmosférico
Volcanes, meteoritos, incendios, contaminación, explosiones nucleares 
inyectan polvo y partículas a la atmósfera.
Aumentan el albedo  enfrían la atmósfera
Volcanes

Doble acción sobre el clima, dependiendo de los productos que
emiten
◦ Descenso térmico  emisiones de polvo y SO2. A corto plazo. Mayor
efecto en las emisiones que superan la tropopausa.
◦ Incremento térmico  CO2  efecto menos evidente y más duradero
◦ Primero originan un descenso y luego un aumento de las temperaturas
Regulación del clima
Radiación solar
incidente
Gases efecto
invernadero
+
Efecto invernadero
+
+
+
Nubes
-
+
Temperatura
+
+
CO2
Superficie helada
+
+
-
Albedo
+
+
+
+
Erupciones
volcánicas
Polvo y SO2
Regulación del clima
Radiación
reflejada
La influencia de la BIOSFERA
HIPÓTESIS GAIA (Lovelock)
La Tierra es un sistema homeostático capaz de autorregular su temperatura.
La biosfera desempeña un papel fundamental en esta regulación
rebajando los niveles de CO2 atmosférico

Cambios en la composición atmosférica a lo largo del tiempo desde la
aparición de los primeros seres vivos fotosintéticos en la Tierra:
 Reducción de los niveles de dióxido de carbono  depósitos en
combustibles fósiles y piedra caliza en los seres vivos.
 Aparición del oxígeno atmosférico  su origen es biológico
 Formación de la capa de ozono  protectora de rayos UV
 Aumento del nitrógeno atmosférico  por la acción de las reacciones
metabólicas de los seres vivos
Regulación del clima
+
Fotosíntesis
Radiación solar
incidente
Efecto invernadero
-
Superficie helada
+
+
+
+
+
-
Temperatura
+
-
CO2
+
-
Nubes
Almacenamiento
CO2
Albedo
+
+
+
+
-
+
+
Erupciones
volcánicas
+
Polvo y SO2
Radiación
reflejada