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01 Ciencias de la Tierra
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El medio ambiente
unidad 1 y la humanidad
contenidos
1. El medio ambiente como
sistema
2. Cambios ambientales
en la historia de la Tierra
3. Medio ambiente frente
a humanidad
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El medio ambiente y la humanidad
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1. El medio ambiente como sistema
1.1. Las ciencias ambientales
En la actualidad, la humanidad se encuentra en un mundo complejo con muchos problemas ambientales que no sabe muy bien cómo resolver. Cuanto más
estudiamos el medio ambiente y las relaciones locales, regionales y globales
que se establecen entre el medio y nosotros mismos, más nos damos cuenta de
dicha complejidad, ya sea en el uso de los recursos, la contaminación, el cambio climático o la protección de espacios naturales.
Se aboga por utilizar un modelo interpretativo, y no meramente descriptivo,
para llegar a la raíz de los problemas ambientales y para conocer todos los tipos de relaciones (ecológicas, económicas, sociales, etc.) que subyacen en este
tipo de problemas.
Por ello, es necesario establecer interpretaciones multicausales, de modo que
cualquier conflicto ambiental no puede ser nunca comprendido exclusivamente en términos ecológicos, ni tampoco económicos o sociales.
Biosfera
Tecnosfera
Noosfera
Sociosfera
a Figura 1.1. Sistemas ambientales
interrelacionados.
Se ha de considerar el medio ambiente como un sistema con una serie de subsistemas interrelacionados, cuyo estudio debe ser afrontado desde diversas disciplinas en interacción continua, de ahí que se hable de interdisciplinariedad
como característica esencial de dicho estudio.
Se ha realizado una estructuración en diversos sistemas ambientales, que son
abordados desde diversas perspectivas correspondientes a distintas disciplinas
de las ciencias naturales y humanas.
Los sistemas fundamentales son:
• La biosfera: es el sistema de la Naturaleza, comprende el espacio en el que
se desarrolla la vida.
• La tecnosfera: es un sistema de estructuras creadas por la especie humana
y encuadradas en la biosfera (asentamientos humanos, fábricas, vías de comunicación, etc.).
• La sociosfera: conjunto de entidades de creación humana que hemos desarrollado para controlar las relaciones internas y sociales respecto de los otros
sistemas: instituciones políticas, económicas, culturales, etc.
• La noosfera: cuerpo de conocimientos aplicados a la gestión de las relaciones entre los seres humanos y la biosfera. Cada día se incrementa más el valor de la información como un «activo intangible» a añadir a productos y
servicios.
La metodología interdisciplinar pretende superar la separación entre las disciplinas que, sin duda, ha cumplido y cumple su papel en la necesaria división
del trabajo intelectual, pero que llevada al análisis de problemas complejos,
como son los ambientales, impide la imprescindible comunicación de saberes.
Un modelo interdisciplinario para el análisis de los problemas ambientales se
presenta en la figura 1.2, considerando que dentro de la perspectiva ecológica
se integran todas las disciplinas científicas que estudian la Naturaleza, es decir, las ciencias físicas, químicas, biológicas y geológicas.
Sociológica
Tecnológica
Psicológica
Política
Ecológica
Geográfica
PROBLEMA
AMBIENTAL
Urbanística
Económica
Ética
Histórica
Jurídica
Sanitaria
Pedagógica
Figura 1.2. Modelo interdisciplinario para el análisis de problemas ambientales. Cada problema se puede
enfocar desde diferentes perspectivas.
a
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1.2. Concepto de medio ambiente
El medio ambiente ha sido y es objeto de polémicas semánticas respecto de la
idoneidad de los términos usados, incluso existe quien piensa que es una redundancia usar los dos vocablos: «medio» y «ambiente».
Una de las primeras definiciones se acuñó en 1972, en el marco de la Conferencia de las Naciones Unidas sobre Medio Ambiente Humano, celebrada en
Estocolmo (Suecia) y promovida por la UNESCO; es la siguiente:
«El medio ambiente es el conjunto de componentes físicos, químicos,
biológicos y sociales capaces de causar efectos directos o indirectos, en
un plazo corto o largo, sobre los seres vivos y las actividades humanas».
Sin embargo, debido a su complejidad y subjetividad, se admiten diferentes
acepciones, como las definiciones amplias o las sistémicas.
Un ejemplo de definición amplia propuesta por biólogos es la siguiente:
«El conjunto de todas las condiciones externas que actúan sobre un organismo, una población o una comunidad. Clásicamente podemos distinguir dentro del medio ambiente elementos climáticos y elementos de naturaleza química, pero también podemos diferenciar elementos de tipo biótico. Los
elementos físico-químicos constituyen los determinantes primarios para el
comportamiento y desempeño de los seres vivos en condiciones naturales».
Las definiciones sistémicas se apoyan en la teoría de sistemas, que utiliza la palabra
ambiente como concepto fundamental. Así, un grupo de expertos del MAB (Man
and Biosphere, programa de la UNESCO) daba la siguiente definición en plural:
Figura 1.3. Medio ambiente natural, caracterizado por un nulo o
muy escaso grado de humanización.
b
«Los medio ambientes son sistemas multidimensionales de interrelaciones
complejas en continuo estado de cambio».
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Al observar la diversidad de la Naturaleza, el hombre ha intentado clasificarla con diferentes criterios y para distintos fines. Con respecto al medio
ambiente, se han distinguido de forma simple y siguiendo un criterio de
menor a mayor humanización: el medio natural, el medio rural y el medio urbano.
1.3. El sistema como modelo de estudio.
Tipos de sistemas
El estudio del medio ambiente, o de los diferentes medio ambientes, se ha de
realizar en el marco que ha configurado la cibernética*, y en concreto, la teoría de sistemas. Dentro de esta teoría, se define el concepto de sistema.
AA
Cibernética: es conocida como la
ciencia del control o el arte de gobernar, puesto que ciber significa control
o gobierno.
Sistema es un conjunto de elementos o componentes y las relaciones entre
ellos; generalmente, la relación entre los componentes de un sistema consiste en un trasvase o intercambio de información, de materia o de energía.
Así, un sistema tiene composición (elementos constitutivos), estructura
(relaciones de influencia) y entorno o límites del sistema (elementos ajenos
a él, como materia, energía e información).
Los sistemas presentan una serie de rasgos que los definen:
• Carácter multivariable: el número de variables (o elementos) de un sistema es normalmente elevado y aumenta con el nivel de integración.
• Carácter global: un sistema no es solo la suma de sus elementos, sino también la de sus interrelaciones.
• Estructuración por niveles: el sistema se estructura por niveles de organización, los cuales conducen a subsistemas de orden diferentes, apareciendo
la jerarquización con el grado de complejidad de sus elementos.
Suele ocurrir que los componentes de un sistema están formados, a su vez,
por otros más elementales con sus propias relaciones (por ejemplo, un ecosistema tiene dos componentes: biotopo y biocenosis, pero a su vez el biotopo está constituido por otros elementos, como suelo, agua, temperatura,
pluviosidad, etc.; y la biocenosis se subdivide en organismos productores,
consumidores, descomponedores). Es decir, un sistema puede dividirse en
subsistemas entre los que se producen interacciones. Como resultado de
tales interacciones, los estados futuros del sistema quedan limitados o restringidos dentro de un número de posibilidades que, a priori, se podría imaginar mayor.
Los organismos y los ecosistemas comparten las regularidades de todos los sistemas físicos. En ellos, los cambios energéticos nunca son totalmente reversibles y dejan huella en forma de organización, complejidad o información,
que sigue acumulándose inevitablemente a las condiciones bajo las cuales
existe la vida. Esto ha hecho que la biosfera, como sistema, haya adquirido
complejidad a lo largo de la historia evolutiva, y que su interacción con la
parte no viva del planeta (litosfera, hidrosfera y atmósfera) haya conducido
a mecanismos de regulación a escala planetaria, como veremos más adelante
al tratar la hipótesis Gaia.
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SISTEMA LAGO
Salida
materia
Energía
Calor
Plantas, Algas
Biotopo
Subsistema B
Subsistema A
CO2
O2
CO2
O2
materia
Herbívoros
Descomponedores
Subsistema C
Subsistema E
Carnívoros
Subsistema D
a
Figura 1.4. Sistema biológico (ecosistema) correspondiente a un lago y los subsistemas implicados.
Interacciones o relaciones causales
Relaciones causales
Aquellas relaciones en las que puede
establecerse la causa de un fenómeno
y el efecto que produce sobre dicho
fenómeno la variación de la causa,
cuando el fenómeno es el resultado de
la interacción entre variables.
Por ejemplo, el fenómeno de la sensación térmica en una zona del planeta está relacionado con la temperatura del aire en esa zona y esta
variable depende (entre otras variables) de la insolación (energía térmica solar recibida). La relación entre
estas variables puede expresarse
mediante el siguiente diagrama:
Insolación → Tª aire
De modo que una de las causas de la
temperatura del aire es la insolación
que recibe esa zona.
En este caso, una mayor insolación (↑)
producirá o será la causa de un aumento de la temperatura del aire (↑).
Cuando la desviación de una variable
en un sentido produce la desviación de
otra variable en el mismo sentido, se
habla de una relación directa y se representa con el signo (+). En caso contrario, si un aumento produce una disminución o viceversa, se llama relación
inversa y se representa con un signo (–).
En los sistemas causales, como se tiende a denominarlos actualmente, se establecen una serie de interacciones o relaciones causales, que pueden ser de diferente tipología y se suelen representar con diagramas de flechas para establecer la relación causa-efecto entre diferentes variables.
Como tipos de relaciones se distinguen:
• Relaciones simples, que pueden ser directas, inversas y encadenadas (fig. 1.5).
• Relaciones complejas, que se producen por retroalimentación positiva o
negativa.
Las relaciones simples consisten en una influencia unilateral de una variable del
sistema sobre otra. Se llaman directas si una desviación (aumento o disminución)
en un sentido de una variable produce una desviación en el mismo sentido en otra
variable y se representa con el signo (+). Son inversas si una desviación en un
sentido implica otra desviación en sentido contrario (un aumento produce una
disminución, y viceversa) y se representa con un signo (–). Las relaciones encadenadas se producen entre más de dos variables, aunque el resultado global será
de tipo directo o inverso.
Las relaciones complejas se producen cuando una variable influye sobre otra
u otras y esta/s determinan una variación de la primera; por tanto, se forma una
cadena de relaciones causales en círculo, por lo que al conjunto de relaciones
de este tipo se le denomina bucle de retroalimentación o de realimentación.
La retroalimentación o feedback puede ser positiva o negativa; la primera aparece cuando la desviación (incremento o disminución) en el sentido de una variable produce una desviación en el mismo sentido en otra variable y esta, a su vez,
provoca el mismo tipo de desviación en la primera variable. La negativa tiende a
controlar los bucles de retroalimentación positiva, puesto que estos no podrían
mantenerse por mucho tiempo. En ella, la desviación en el sentido de una variable provoca la modificación en ese mismo sentido de otra/s variable/s, pero esta
alteración causa una desviación en sentido contrario sobre la primera variable.
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RELACIONES DIRECTAS
Biomasa vegetal
(+)
Temperatura
Biodiversidad
RELACIONES INVERSAS
(–)
Depredadores
Presas
(–)
Bosques
Erosión edáfica
Mecanismos de retroalimentación
(feedback)
El feedback positivo conduce a un
reforzamiento del proceso inicial, de
tal forma que poco a poco se aleja de
su estado primitivo. Se llama también
«de refuerzo».
Estado
(+)
[CO2] atmosférica
RELACIONES ENCADENADAS
Producción CO2
(+)
Nivel del mar
(–)
Temperatura media
(–)
Tiempo
Hielos
polares
Variable sometida a feedback positivo.
Figura 1.5. Representaciones de variables sometidas a distintas relaciones.
Tipos de sistemas
Los sistemas pueden clasificarse según diferentes criterios. Desde un punto de vista termodinámico, se diferencian los sistemas aislados, los sistemas
cerrados y los sistemas abiertos.
El feedback negativo reduce los
efectos del proceso inicial, de tal forma que conduce a la estabilidad del
sistema. Aparece en los mecanismos
homeostáticos o de regulación.
Estado
a
Equilibrio
Los sistemas aislados o adiabáticos no intercambian materia ni energía
con el entorno; no son reales, solo existen en condiciones artificiales de laboratorio.
Los sistemas cerrados son aquellos que no pueden intercambiar materia
con su entorno, pero sí energía. En estos se cumple la ley de conservación
de la energía y en ellos existe la posibilidad de transformación de materia,
dentro del sistema, por reacción química. Estos sistemas terminan por envejecer y agotarse.
Tiempo
Variable sometida a feedback negativo.
Los sistemas abiertos se caracterizan porque pueden intercambiar materia
y energía con su entorno; ningún aspecto de su comportamiento está determinado estrictamente desde dentro del sistema. A los sistemas abiertos
pertenecen los seres vivos, los ecosistemas, el planeta Tierra, etc.
Características de los sistemas abiertos
Los sistemas abiertos, como los ecosistemas o la propia biosfera, presentan
unas características típicas:
• Importación, transformación y exportación de energía. En los sistemas abiertos se dan estos tres procesos. Esto se pone de manifiesto en
cualquier ecosistema.
• Entropía* negativa. Los sistemas abiertos importan más energía que la
que exportan, y almacenan la diferencia. Ocurre siempre en los seres vivos cuando crean estructuras corporales, es decir, cuando forman biomasa en los procesos de desarrollo y crecimiento. Los seres vivos están
muy organizados y dicho orden aumenta con el tiempo a expensas de aumentar el grado de desorden del entorno (disipación de calor).
AA
Entropía: magnitud del estado de un
sistema termodinámico, cuyo cambio
en cualquier proceso reversible diferencial es igual al calor absorbido por
el entorno, dividido por la temperatura absoluta del sistema. En las
transformaciones reales (procesos
irreversibles), la entropía aumenta
constantemente. Expresa la medida
del desorden de un sistema y es una
consecuencia del segundo principio
de la termodinámica, conocido como
principio de la degradación de la
energía.
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Figura 1.6. Los seres vivos disminuyen la entropía cuando forman biomasa organizada en
el proceso de crecimiento.
a
• Información feedback negativo o retroalimentación negativa. Los sistemas abiertos no solo importan energía, sino también información. Uno de
los tipos más sencillos de información es el llamado feedback negativo, que
permite corregir las desviaciones. Un ejemplo cotidiano es el sistema de regulación de la temperatura de un calefactor o de un frigorífico (fig. 1.8).
T
FE
Estímulo
Mensaje
Receptor
T
Aparato
de control
Mensaje
FE
T
Retroalimentación
a Figura
FS
Respuesta
Efector
T
X
1.7. Esquema simplificado de retroalimentación negativa.
Temperatura (T) en un frigorífico.
FS
a Figura 1.8. El equilibrio estacionario en un sistema abierto. El
equilibrio de los flujos se alcanza cuando, por ejemplo, en un recipiente abierto, el flujo de entrada FE corresponde al flujo de salida FS (no se tienen en cuenta las modificaciones que pueden
afectar al sistema, por motivos de simplificación).
• Estabilidad y homeóstasis dinámica. Los sistemas abiertos que sobreviven
se caracterizan por su estabilidad. Existe una continua importación de
energía, pero las relaciones entre las partes no cambian, y se mantiene un
equilibrio dinámico, dentro de ciertos límites, que en los sistemas abiertos se denomina equilibrio de flujos. Por ello, se representan mediante
diagramas de flujos.
En los sistemas biológicos, los sistemas de integración de la información y de
control se caracterizan por actuar a través de circuitos de retroalimentación.
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Calor
disipado
Energía
mecánica, etc.
(moverse,
pensar, vivir)
Energía
química
(alimentos)
Energía
química
(fotosíntesis)
Energía
solar
a
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Calor
disipado
Calor
disipado
Calor
disipado
Figura 1.9. El principio de degradación de la energía aplicada a los sistemas vivos.
1.4. El sistema Tierra y la hipótesis Gaia
El sistema Tierra
Para entender el funcionamiento del sistema Tierra y prever su estado futuro, es
necesario avanzar en la observación del mismo y hacer modelos de los procesos,
los cuales nos ayudarán a comprender el clima y los sistemas biogeoquímicos, es
decir, los sistemas que incluyen las interacciones biológicas, físicas y químicas.
La NASA está elaborando un modelo del sistema Tierra (fig. 1.10) que tiene
en cuenta los fluidos (hidrosfera y atmósfera) y los organismos conectados a la
actividad humana, con dos componentes principales: el sistema climático físico y los ciclos biogeoquímicos. Además, tiene en cuenta tres variables externas:
el Sol (fuente de energía principal), las erupciones volcánicas esporádicas (impiden la llegada de la energía solar) y las actividades humanas actuales (añaden
a la atmósfera polvo y gases, y acentúan la ocupación del suelo).
cambios
climáticos
física y química de la atmósfera
volcanes
evaporación
ciclo del agua
biogeoquímica
del agua
CO2
suelo
ecosistemas
terrestres
química de la troposfera
actividades
humanas
dinámica
de los océanos
ocupación
de los suelos
agentes externos
química y dinámica
de la estratosfera
Sol
CO2
contaminantes
a
Figura 1.10. Modelo global del sistema Tierra (diagrama de Bretherton).
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Hipótesis Gaia
Hay autores como J. E. Lovelock y L. Margulis, entre otros, que sostienen que
los seres vivos (o en su conjunto, la biosfera) adquirieron la capacidad de controlar el medio ambiente global para cubrir sus necesidades. De modo que la
biosfera es algo más que un catálogo de especies: es una entidad con propiedades mayores que la suma de sus partes. Esta enorme criatura hipotética, con
la poderosa capacidad de renovar el aire del planeta entero, y, por tanto, con
capacidad homeostática para regular los procesos relacionados con la vida, ha
sido denominada Gaia, y es la personificación griega de la Madre Tierra.
Gaia: entidad compleja que implica a la biosfera, la atmósfera, los océanos y
la tierra, formando un sistema cibernético con tendencias homeostáticas capaz de regular los procesos relacionados con la vida.
Figura 1.11. El planeta Tierra presenta unas características especiales
que hacen pensar en mecanismos homeostáticos que no existen en otros
planetas.
a
http://es.wikipedia.org/wiki/Hip%c3
% b3tesis_Gaia
Página web en la que se expone el
documento El mundo de las margaritas que Lovelock utilizó para ilustrar
la hipótesis Gaia.
Esta hipótesis se apoya en algunos argumentos interesantes, entre los que destacan:
• La biosfera regula la concentración de oxígeno atmosférico. Una concentración
del 21% es ideal para la existencia de los árboles y de otras muchas criaturas.
• La composición química de la atmósfera terrestre (79% de N2) es anómala
respecto de Venus (1,7% de N2) y Marte (2,7% de N2). Cabría esperar que
el nitrógeno formara un compuesto más estable; no el N2, sino el ion nitrato (NO 3– ). La conversión del ion nitrato en nitrógeno gaseoso es un proceso «cuesta arriba» (se necesita gasto de energía), lo cual requiere la presencia de vida.
• La temperatura media de la Tierra se ha mantenido constante a través del
tiempo. El Sol, como otras estrellas similares, ha ido aumentando en luminosidad desde su origen. Se cree que hace 4.000 millones de años era un
30% menos luminoso que en la actualidad. De este modo se presenta una
paradoja: la energía liberada por el Sol era más débil en el pasado, mientras
que la temperatura media de la Tierra parece haber permanecido dentro de
ciertos límites. Esto solamente se puede explicar haciendo intervenir un sistema controlador como la biosfera.
• Los gases de la atmósfera tienen un origen principalmente biótico, y la constancia de sus concentraciones se ha mantenido por mecanismos sensores y de
control dentro de la biosfera.
LOVELOCK Y GAIA
«En este planeta fiable y previsible de los geólogos, a la biosfera se la consideraba como
espectadora, y no se le permitía entrar en juego»... «Creemos que las condiciones en la
Tierra son las apropiadas para la vida porque
nosotros y toda vida, por medio de nuestros
esfuerzos, hemos hecho que sea así y siga así.
a
Figura 1.12. James Lovelock.
Esto no es nada nuevo, la idea de que la vida
pueda tener capacidad de moldear las condiciones de la Tierra y perfeccionarlas lo máximo posible para la situación de la biosfera con-
temporánea, ya se ha insinuado en el pasado
(Redfield, Hutchinson y L.G. Sillen); en sus
tiempos se consideraba un pensamiento tan
radical que iba más allá de la discusión científica. La referencia más antigua que he encontrado a la idea de que la vida podría haber
moldeado la Tierra para ajustarla a sus propias
necesidades, es el ejemplar de junio de 1875
de Scientific American».
LOVELOCK, J ET. AL.: Gaia. Implicaciones de la
nueva biología. Ed. Kairós. Barcelona. 1989
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El conocimiento de las interacciones existentes entre los diferentes subsistemas permitirá conocer el sistema Tierra y su evolución futura. Las principales interacciones
se reflejan en la figura 1.13.
Procesos climáticos
Gases que provocan
pérdidas de ozono
O3
SO2 , NOx
ATMÓSFERA
H2O
CO2 , CH4 , N2O
Respiración
descomposición
Actividad
agrícola
HIDROSFERA
ZooFitoplancton plancton
Carbono,
nitrógeno,
azufre, fósforo
de plantas
y animales
ntía Urea
rre
o
c
Es
Nitrato, materia orgánica muerta
y descomponedores
Reciclado
de nutrientes
Consumo
de combustibles
fósiles
BIOSFERA
Actividad
industrial
H2O
Nitratos,
sulfatos,
fosfatos
Bacterias
fijadoras
del nitrógeno
Metales
tóxicos
GEOSFERA
Fosfatos
Sedimentos oceánicos
a
Transpiración
N2
Figura 1.13. Principales interacciones entre los subsistemas terrestres.
ACTIVIDADES
PROPUESTAS
1. ¿Cuáles son los rasgos que definen a los sistemas como
modelos de estudio?
2. Define el medio ambiente desde la óptica de la teoría de
sistemas.
4. ¿Qué tipo de relación se establece entre producción industrial
y recursos? ¿Y entre producción industrial y contaminación?
Observa la figura.
ESTADO DEL MUNDO
3. Intenta diseñar un bucle de retroalimentación negativa (–)
sobre algún aspecto relacionado con el medio ambiente,
según el modelo ejemplificado que se muestra.
Contaminación
Producción industrial
(–)
Alimentos
Población
Cazadores
–
Recursos
Presas de caza
(+)
1900
a
Figura 1.14. Base de retroalimentación.
2000
a
2100
Figura 1.15. Posible escenario medioambiental.
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2. Cambios ambientales
en la historia de la Tierra
2.1. Tipos de perturbaciones o cambios
Durante los 4.600 millones de años de existencia del planeta Tierra han ocurrido muchos acontecimientos que han dejado testimonios de muy diverso
tipo. Estos indicios o pruebas nos hablan de cataclismos geológicos, cambios
químicos atmosféricos y cambios climatológicos globales y locales, así como
de la aparición de los seres vivos y de la sustitución de unos grupos por otros.
Los cambios biológicos pueden diferenciarse en lentos, como la evolución,
y bruscos; estos últimos pueden ser locales, como alteraciones de las poblaciones, o globales, como extinciones y sustituciones (crisis bióticas).
Las causas de los cambios de la biosfera en la historia de la Tierra pueden clasificarse en dos grupos, que se muestran en la siguiente tabla:
PERTURBACIONES QUE HAN OCASIONADO CAMBIOS EN LA BIOSFERA
Perturbaciones bióticas
Perturbaciones abióticas
• Origen de la vida
• Origen de la fotosíntesis anoxigénica
• Origen de la fotosíntesis oxigénica
• Origen de la respiración aeróbica
• Origen de otros metabolismos biogeoquímicos importantes
• Origen de los organismos eucarióticos
• Origen de esqueletos que contienen calcio
• Origen de organismos bioturbadores
• Colonización de los suelos por plantas y animales
• Evolución de las angiospermas
• Evolución de los humanos
• Perturbaciones extraterrestres:
a Tabla 1.1. Perturbaciones en la
biosfera a lo largo de la historia de
la Tierra.
d Figura 1.16. El vulcanismo ha provocado numerosos cambios ambientales a lo largo de la historia de la
Tierra, al hacer crecer los continentes
y crear islas.
– Cambios en la luminosidad solar
– Impacto sobre la Tierra de meteoritos
• Cambios en la corteza:
– Aparición de grandes continentes
(transición Arcaico-Proterozoica)
– Variación del vulcanismo en el tiempo
– Cambios en la distribución de masas continentales
y oceánicas
• Cambios climáticos (principalmente glaciaciones)
• Cambios en el nivel del mar
• Cambios de polaridad magnética del planeta
Todos estos cambios ambientales deben servirnos para entender la dinámica
planetaria, y así, a partir de su historia, prever el futuro del planeta y la influencia del hombre (como especie modificadora) en la dinámica global.
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Indicadores
paleontológicos
Primeros
procariotas
anaerobios
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Aparición de los
procariotas
fotosintéticos
Aparición de la
fotosíntesis
oxigénica
Aparición
Aparición
de los
de los
eucariotas invertebrados
Atmósfera reductora
100%
Atmósfera oxidante
80%
Nitrógeno
Composición de la atmósfera
60%
40%
Oxígeno
Dióxido de
carbono
Hidrógeno
4.500 Ma
a
4.000
3.500
3.000
2.500
20%
2.000
1.500
1.000
500
0
Figura 1.17. Principales modificaciones químicas de la atmósfera terrestre.
2.2. Evolución en el Criptozoico
El periodo de tiempo geológico llamado eón Criptozoico abarca los 4.000 primeros millones de años (Ma) de la historia terrestre. Antiguamente, a este periodo se le denominaba de forma genérica Precámbrico (anterior al Cámbrico, periodo más antiguo del que se conocían fósiles).
En la actualidad, el eón Criptozoico* se ha sustituido por tres eones:
• Hadeano* o Hádico: desde los 4.600 Ma hasta los 4.000 Ma.
• Arcaico o Arqueense: desde los 4.000 Ma hasta los 2.500 Ma.
• Proterozoico: desde los 2.500 Ma hasta los 542 Ma.
Los límites se establecen por grandes acontecimientos. Así, el Arcaico comienza con la edad de la roca más antigua encontrada, y el Proterozoico, con
la oxidación de la atmósfera y el enfriamiento de la misma, lo que provocó las
primeras glaciaciones.
Los acontecimientos más relevantes que ocurren son:
• La Tierra se forma por acreción homogénea (hipótesis más aceptada).
• Se forma la litosfera actual, de unos 100 km de espesor. Formación de Pangea I, hace unos 650 Ma.
• Se origina un protoocéano por condensación del vapor de agua atmosférico, que terminó por precipitar. Era cálido y corrosivo (más de 80 °C y elevada acidez debido a la presencia de CO2 disuelto).
• Se forma la atmósfera reductora o protoatmósfera, con gases como H2, CH4,
N2, NH3, CO, H2S. Su composición varía hacia los 2.500 Ma, y se hace oxidante por el aporte de oxígeno de los seres vivos primitivos (cianobacterias
con fotosíntesis oxigénica). La atmósfera no llega a tener el porcentaje de
oxígeno actual hasta los 1.800 Ma.
AA
Criptozoico: proviene del griego cripto (oculto) y zoo (animal). Alude al
hecho de que es una época en la que
no se conocen fósiles animales.
Fanerozoico: deriva del griego fanero (visible) y zoo (animal). Indica que
en esta época aparecen los fósiles animales.
Hadeano: del dios griego de los infiernos, Hades, equivalente a Plutón.
a Figura 1.18. Formación de estromatolitos.
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• Aparecen las primeras formas vivas (estromatolitos e improntas que recuerdan hileras de células; se atribuyen a cianobacterias, también llamadas
algas verde-azuladas) en torno a los 3.500 Ma, aunque los fósiles más antiguos con clara estructura celular datan de unos 3.200 Ma como máximo.
Hacia los 1.400 Ma se originan las primeras células eucariotas, y hacia los
800 Ma se formarían los primeros eucariotas heterótrofos y pluricelulares,
produciéndose la primera explosión de formas biológicas (fauna de Ediácara) en torno a los 670 Ma.
• Acontecen las primeras glaciaciones confirmadas, una al principio del Proterozoico (la glaciación de Gowganda en Canadá) y otras hacia el final del
mismo periodo, de las que la más reciente, la Eocámbrica, dio lugar a la primera extinción masiva de seres vivos.
DIVISIONES CRONOLÓGICAS
Paleozoico
Mesozoico Cenozoico
Era
Edad de la
base (Ma)
Periodo
2.3. Evolución en el Fanerozoico
El eón Fanerozoico es mucho mejor conocido por ser más reciente y haber
dejado mayor número de testimonios de lo acontecido. La presencia de animales con esqueleto externo que fosiliza fácilmente es el hecho que marca
el límite entre los eones.
Cuaternario
1,8
Terciario
65,5
Cretácico
Jurásico
Triásico
145
200
251
Paleozoico o era Primaria
Pérmico
Carbonífero
Devónico
Silúrico
Ordovícico
Cámbrico
299
359
416
444
488
542
• Hace unos 542 millones de años se produce una diversificación de la biosfera que ha sido llamada la explosión cámbrica. Aparecen la mayor parte
de los phylla o grupos de seres vivos con un modelo común de organización
biológica, con diferentes soluciones al problema del esqueleto externo protector: de naturaleza calcárea en los moluscos, fosfatídico en los braquiópodos y quitinoso en los artrópodos trilobites.
Tabla 1.2. Divisiones cronológicas
según I.S.C (2004).
a
¿
?
Flujo del hielo
a Figura 1.19. Extensión del casquete polar del final del Ordovícico, en el
Sáhara. El punto con las interrogaciones representa el hipotético centro del
casquete glaciar. Los asteriscos corresponden a otros testimonios glaciares.
Este eón se ha dividido en tres eras o periodos de tiempo más cortos, definidos
por acontecimientos relevantes de tipo geológico o biológico.
Los principales sucesos pueden resumirse en los siguientes:
• El supercontinente Pangea I (Rodinia o Paleopangea) se disgrega y vuelve a formarse otro llamado Pangea II o Neopangea (el hipotetizado por
Wegener en su teoría de la deriva continental), hace aproximadamente
300 Ma.
• Hace unos 500 Ma surgen los primeros animales con esqueleto interno,
son los primeros vertebrados. Posteriormente, hacia los 400 Ma, aparecen las primeras plantas terrestres y los primeros insectos. Asimismo,
tiene su origen el huevo amniota, que determina el desarrollo de los primeros reptiles.
Esta enorme variedad de especies queda reducida por una extinción en el
Devónico, atribuida a un enfriamiento global de la Tierra, y por la mayor extinción biológica conocida, la extinción pérmica, en torno a los 260 Ma, la
cual se explica por los cambios climáticos, pues se piensa que el Pérmico fue
el periodo de mayores contrastes climáticos.
• Los cambios climáticos están representados por las glaciaciones de principios
de la era (durante el Cámbrico), y de finales (en el Pérmico). Entre ambos periodos, en el Ordovícico, hubo otra de menor importancia, aunque afectó a
extensas regiones de lo que es hoy el desierto del Sáhara.
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En el Pérmico, el clima se va calentando y volviéndose árido (durante este
periodo se forman los mayores depósitos de sales conocidos), tal vez por la
formación de Pangea II.
• Se producen tres orogenias: hurónica, caledónica y hercínica, que formaron
las montañas más antiguas de la Tierra.
Braquiópodo
a
Ammonites
Trilobites
Figura 1.20. Ammonites, (moluscos) braquiópodos y trilobites resolvieron de diferente forma el problema de la proteccción corporal.
Mesozoico (Secundaria) y Cenozoico (Terciario y Cuaternario)
Durante el Mesozoico y el Cenozoico tienen lugar los siguientes acontecimientos principales:
• Comienza la rotura y dispersión de Pangea II, aparece el océano Atlántico
y se origina la actual distribución de continentes y océanos. Inicialmente se
forman dos grandes continentes llamados Laurasia (al norte) y Gondwana
(al sur); entre ellos se sitúa el mar de Tetys (cuyo resto es el mar Mediterráneo). Posteriormente, Laurasia se partió originando Norteamérica y Eurasia,
mientras que Gondwana se fragmentó en cinco partes: África, Sudamérica,
Australia, India y la Antártida.
Es el periodo de la más reciente orogenia, la alpina, que nos han dejado las
grandes cordilleras como el Himalaya, los Andes o los Alpes.
a Triásico 220 Ma
b Eoceno 50 Ma
Figura 1.21. Reconstrucción de la distribución de continentes en el Triásico (Secundaria) y
en el Eoceno (Terciario).
a
• Aparecen los primeros mamíferos (210 Ma) y las primeras aves (150 Ma).
Igualmente, se desarrollan los grandes reptiles o dinosaurios, que terminan
por extinguirse, junto con otros grupos como los moluscos Ammonites, al final del Cretácico (65 Ma).
La extinción de los dinosaurios
La extinción de finales del Cretácico,
que acabó con los dinosaurios, se
cree que fue debida a la caída de un
asteroide, ya que se ha encontrado en
el límite K/T (Cretácico/Terciario) un
estrato con alta concentración en iridio, un elemento en el que son ricos
algunos asteroides. Dicho asteroide
tendría unos 10 km de diámetro y
habría caído en la península del Yucatán (México). Otra teoría postula que
en esa época hubo grandes erupciones volcánicas, como las registradas
en la India, que produjeron enormes
masas de gases. Estas nubes gaseosas impidieron la llegada de la luz a la
superficie y provocaron la muerte de
todo tipo de organismos, desde
plancton marino hasta dinosaurios.
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• A nivel climático, durante el Mesozoico se presenta un clima tropical en latitudes medias y subtropical a templado en las altas latitudes, sin glaciares
de casquete y con mares de templados a cálidos (en el Jurásico los mares estaban 15 °C más calientes que en la actualidad).
En el Cenozoico ocurren diversas glaciaciones (el enfriamiento comienza
hace 40 Ma). Concretamente, en el último millón de años, se producen las
cuatro glaciaciones cuaternarias registradas en el hemisferio Norte (Gunz,
Mindel, Riss y Würm).
• Aparición de los primeros homínidos (hace 4 Ma) y del género Homo en
África (hace unos 2 Ma), que se extiende por el resto de los continentes.
En Europa aparece Homo antecessor, hace unos 800.000 años (Atapuerca,
Burgos).
Figura 1.22. La aparición del genero Homo marca el inicio del periodo
cuaternario.
a
Europa
Asia
Norteamérica
Atlántico
Arabia
África
Sudamérica
India
Nueva Zelanda
Mar
de
Tetys
Australia
Antártida
Anomalías del iridio
a
Volcanes
Lugar del impacto
Figura 1.23. Anomalías del iridio registradas en la Tierra en el límite K/T.
ACTIVIDADES
PROPUESTAS
5. ¿Qué acontecimientos marcan los límites entre los grandes
periodos de la historia de la Tierra o eones?
7. ¿Qué diferencia existe entre las extinciones del Pérmico y las
del Cretácico?
6. ¿Qué cambios en la química atmosférica se debieron a la
aparición de los seres vivos fotosintetizadores?
8. ¿Qué acontecimientos afectaron a la Tierra durante el Paleozoico?
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3. Medio ambiente frente a humanidad
3.1. Influencias históricas de la humanidad
en el medio ambiente
La historia de las relaciones entre humanidad y naturaleza se resume en cuatro etapas con características propias en seis aspectos concretos: vida en sociedad, recursos energéticos, tecnología, producción de alimentos y bienes de
consumo, calidad de vida e impacto ambiental*.
Crecimiento continuo ¿?
Número de humanos
Estabilización
de la población
¿?
(100 años)
(1 millón de años)
Revolución
por la invención
de herramientas
(10.000 años)
Revolución
agrícola
Revolución
científicoindustrial
AA
Impacto ambiental: según el diccionario de la Real Academia Española,
conjunto de posibles efectos negativos sobre el medio ambiente de una
modificación del entorno natural,
como consecuencia de obras u otras
actividades.
Colapso
de la población
¿?
Tiempo
Figura 1.24. La humanidad se ha expandido gracias a las innovaciones tecnológicas. Las
líneas verdes representan diferentes escenarios futuros.
a
El hombre recolector y cazador o época primitiva
De los 40.000 años que lleva existiendo el hombre moderno (Homo sapiens u
«hombre de CroMagnon») sobre la Tierra, tres cuartas partes las ha pasado viviendo como recolector, cazador y nómada.
Se agrupó en sociedades basadas en la cooperación, en grupos que raramente
sobrepasaban las 50 personas. Aprendieron a encontrar agua, y, como fuentes
de energía, disponían de la luz del Sol, de su propia fuerza muscular y también,
a partir de un cierto momento, del fuego. La capacidad de hacer fuego supuso
una revolución en la utilización de un recurso energético como la madera.
Sociedad primitiva
En la península Ibérica, la densidad de
población durante la era de la caza y
la recolección probablemente no superaba un habitante/km2 en las zonas
más favorables. La agricultura y la
ganadería multiplicaron por diez esa
cifra.
Se alimentaban de plantas silvestres que recolectaban y de animales que cazaban; algunos autores consideran que estas sociedades contribuyeron ya a la extinción de determinadas especies animales. Las herramientas que manejaban
se limitaban a utensilios de piedra y madera para diferentes fines, como cazar,
recolectar frutos y raíces, etc.
Se ha calculado que podrían tener una esperanza de vida media de unos 30
años, lo que impidió que sus poblaciones tuvieran un crecimiento rápido. Eran
personas que vivían en la naturaleza y cuyo mayor impacto ambiental provendría de los fuegos que ocasionaran.
En la actualidad siguen existiendo tribus que se encuentran en esa etapa de relación con la naturaleza.
a Figura 1.25. En la actualidad siguen existiendo tribus que viven
como en la época primitiva.
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El hombre agrícola y ganadero o época histórica
Hace unos 10.000 años comenzó en diversas partes del planeta (por lo que conocemos de los testimonios arqueológicos) una revolución agrícola, a partir
de la cual las sociedades humanas se fueron haciendo cada vez más sedentarias, cultivando plantas y criando ganado.
Los grupos sociales fueron aumentando para dar origen a las ciudades en la
época de los grandes imperios. Esto se debió a que los agricultores podían producir alimento suficiente para sustentar a sus familias, y el excedente que obtenían podía ser comercializado, primero mediante el sistema de trueque y después con el uso de monedas.
Además de las fuentes de energía usadas por el hombre recolector-cazador,
aprendieron a manejar la fuerza de animales domesticados para tiro y, posteriormente, a utilizar la fuerza del agua y el viento mediante el uso de molinos.
Figura 1.26. Hombres y mujeres
del Neolítico pastorean un rebaño.
Pintura rupestre del Sahara.
a
Sociedad moderna industrial
(Estados Unidos)
Industria
moderna
(otras naciones
desarrolladas)
Industrial
incipiente
Agrícola
avanzada
250.000
200.000
150.000
100.000
50.000
5.000
Primitiva
0
Cazadoresrecolectortes
kcal/p/día
a Figura
Al descubrir que las semillas podían germinar y originar nuevas plantas, empezaron a cultivar diversas especies y a realizar cruces. El método para obtener
tierras cultivables era el de quemar una zona y sobre ella cultivar. Posteriormente, utilizaron el desplazamiento de cultivos, ya que las primitivas tierras no
eran productivas, con lo que surgieron las tierras de barbecho. En la ganadería ocurrió otro tanto, de modo que poco a poco fue aumentando el número
de animales domesticados. Todo ello dio lugar a un gran impacto ambiental
que provocó una importante deforestación; además, se sustituyeron especies
silvestres por domésticas, se construyeron caminos, etc.
La urbanización trajo consigo las ocupaciones especializadas y el comercio a
larga distancia; esto proporcionó una mejora de la calidad de vida, pero también la aparición de conflictos y de guerras por los derechos de propiedad de
la tierra y el agua como recursos valiosos.
Las poblaciones en crecimiento necesitaron cada vez más alimentos, materiales para la construcción y combustible. Esto supuso la tala de grandes extensiones de bosques y su sustitución por terrenos dedicados al cultivo o pastoreo,
lo cual, unido a una deficiente administración, se tradujo en deforestación,
erosión del suelo, sobrepastoreo, etc. Por ello, se ha dicho de esta época que el
hombre vivía en contra de la naturaleza.
Agrícola
incipiente
2.000
12.000
20.000 60.000
125.000
230.000
Kilocalorías
por persona y día
El descubrimiento de los metales (cobre, estaño y hierro) significó el acceso a
unos materiales que proporcionaban unas ventajas enormes. Entre los utensilios más revolucionarios habría que incluir el arado de reja de hierro, el hacha,
la rueda de llanta (con aro de hierro) y multitud de armas y herramientas de
corte. Igualmente, el molino, la noria, el barco a vela y diversas máquinas supusieron avances técnicos importantes.
1.27. Uso medio de energía
por persona, directo e indirecto, en
varias etapas del desarrollo humano.
Esta época constituye la de mayores cambios sociales y tecnológicos usando
como fuentes energéticas básicamente las mismas que en la época anterior,
si exceptuamos la fuerza del agua y del viento para propulsar molinos, barcos, etc.
La aglomeración de muchas personas en un mismo lugar conformando ciudades, planteó muchos retos de suministro de agua, leña, madera, piedra y alimentos que se supieron solucionar. El uso de recursos en los alrededores de las
ciudades, las guerras entre pueblos, etnias y religiones, y los intereses de reyes
y nobles diezmaron los recursos a un ritmo preocupante.
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LAS CIUDADES
La especialización en las ciudades vino acompañada de la interdependencia, y esta produjo una red ecológica de bienes, energía y
servicios muy similar a las redes tróficas de un
ecosistema. El sistema opera en la confianza
mutua y en el egoísmo civilizado. Todos se
benefician de ello mientras el sistema esté
equilibrado.
Importaciones de otras ciudades
Agricultores
Alimento
Minerales
Artesanos
de la ciudad
Cazadores
Alimento
Pieles
Mineros
Productos
de desecho
Combustible
Madera
Leñadores
Productos manufacturados
Exportaciones
Figura 1.28. El flujo de materias y energía en una ciudad es muy complejo; de forma simple, puede esquematizarse como una red trófica natural.
a
El hombre industrial o época industrial
A mediados del siglo XVIII, en Inglaterra, J. Watt inventa la máquina de vapor;
en ese momento se inicia lo que se ha llamado la Revolución Industrial. Este
hecho fue consecuencia del agotamiento de los recursos forestales que padecía Inglaterra en aquella época y del descubrimiento de un nuevo recurso energético de alto poder calorífico, el carbón.
Las ciudades crecieron merced a la instalación de fábricas manufactureras que
funcionaban con máquinas de vapor, acogiendo a gente campesina, al igual
que en las cuencas mineras. De esta manera, se inició una emigración del campo a la ciudad. La burguesía se estableció como grupo social de poder, representada por los grandes industriales y comerciantes.
Las fuentes energéticas que se utilizaron en esta etapa procedían de los recursos fósiles, carbón fundamentalmente. Posteriormente, se inició el empleo de
petróleo y gas natural, al tiempo que se empezó a usar la energía eléctrica lo
que llevó a la construcción de embalses para la obtención de electricidad.
El gran invento que marcó la diferencia con la etapa anterior fue la máquina de
vapor y su aplicación a múltiples fines, desde mover una locomotora de tren o
un barco de vapor hasta su utilización en diversas industrias como las hilaturas.
La producción agrícola y ganadera se incrementó al mejorar las técnicas agrícolas y las variedades de plantas y animales domésticos, además se dedicaron
más terrenos a dichos aprovechamientos.
La calidad de vida era desigual, en las zonas industriales y mineras tenían unas
condiciones de salubridad muy malas, la esperanza de vida media en estas zonas
era muy inferior a la de las zonas rurales. No obstante, el tamaño de la población
humana empezó su pronunciado crecimiento exponencial.
El impacto ambiental aumentó en forma de contaminación atmosférica, degradación del suelo, deforestación, pérdida de biodiversidad y acumulación de
residuos, sobre todo mineros.
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El hombre tecnológico o época tecnológica
Insumos en las grandes urbes
A finales de 1980, una ciudad como
Madrid consumía 17.361 L/s de agua.
Una ciudad de cinco millones de habitantes consume unos 400.000 kg/día
de carne, otro tanto de pescado y dos
millones de kilogramos a diario, de
frutas y hortalizas.
Puede decirse que las sociedades industriales avanzadas o tecnológicas comienzan con otra invención: el motor de explosión, y también con el aprovechamiento de la electricidad a gran escala.
Las urbes se hacen cada vez más grandes y surgen nuevos problemas, como
la ingente producción de residuos (algunos de ellos no biodegradables), la
necesidad de transportar grandes masas humanas por diversos medios, la
contaminación urbana y el uso del suelo.
El consumo de energía se ve acrecentado, dependiendo en gran medida de
los recursos no renovables: combustibles fósiles y minerales. Comienza el
desarrollo de energías alternativas y renovables (solar, geotérmica, biomasa...). Igualmente, el consumo de agua es cada vez mayor, así como el de
alimentos.
En el aspecto tecnológico destaca la aparición, ya mencionada, del motor
de explosión, los medios de comunicación audiovisuales, el ordenador y los
sistemas de comunicación por cable e inalámbricos mediante satélites artificiales. Asimismo, el armamento adquiere altos grados de sofisticación y
variedad.
Se produce un fuerte incremento de la productividad agrícola de promedio
por persona, debido a la agricultura industrializada, la revolución verde (uso
de variedades de plantas altamente productivas), la ganadería estabulada e
intensiva y, últimamente, gracias a la biotecnología.
Figura 1.29. El consumo de energía en las ciudades se ha disparado
en la últimas décadas.
a
La intensa producción y el enorme consumo de bienes estimulados por la
publicidad crean la llamada sociedad de consumo en los países desarrollados o en vías de desarrollo. Existe igualmente un aumento del bienestar social, y de la esperanza de vida cuya media es de más de 70 años, al mejorar
la sanidad, la nutrición y la higiene.
Comienza a hablarse de ecocrisis, proceso de degradación ambiental que afecta a todo el planeta, al considerarse impactos ambientales tan graves como el
agotamiento a corto plazo de ciertos recursos naturales, la generación de calor
y la contaminación atmosférica que provocan el incremento del efecto invernadero, la lluvia ácida y el agujero de ozono; la enorme cantidad de residuos
de todo tipo que se producen; la pérdida de bosque y biodiversidad; el aumento de la desertificación y pérdida de suelo, etc.
3.2. Análisis global de las relaciones
humanidad-medio ambiente
Símil naturaleza-economía
En la teoría de sistemas se considera
a la naturaleza como el patrimonio de
la humanidad, su capital, mientras
que los recursos representarían la renta de ese patrimonio. Hay que cuidar
el patrimonio (capital) para no gastar
por encima de la renta (intereses).
Las relaciones entre las poblaciones humanas, el uso de los recursos necesarios
para su supervivencia y la degradación ambiental que ese aprovechamiento
supone son cuestiones complejas de analizar de forma global o planetaria. Pero
la idea fundamental que debe guiarnos es la de que no hay que despilfarrar ni
agotar el capital natural de la Tierra.
La Tierra soportará nuestra presencia mientras no sobrecarguemos los procesos naturales de degradación y reciclaje; y mientras no usemos los recursos más
rápido de lo que son renovados.
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La explosión demográfica
Años
La población humana está creciendo en progresión geométrica, o lo que es lo
mismo, de forma exponencial. Con este tipo de crecimiento, una cantidad aumenta por duplicación: 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64… en un intervalo de tiempo dado.
Cuanto más alto sea el porcentaje de crecimiento, tanto menor es el tiempo requerido para que se duplique la cantidad considerada. Este tipo de crecimiento
proporciona gráficas en forma de letra «J», (por eso se llaman curvas en J).
– 300.000
500.000
– 150.000
1.000.000
– 10.000
5.000.000
– 6.000
86.000.000
0
170.000.000
1000
265.000.000
1600
500.000.000
1830
1.000.000.000
1930
2.000.000.000
1960
3.000.000.000
1975
4.000.000.000
1987
5.000.000.000
1999
6.000.000.000
6
Miles de millones de personas
Personas
4
a Tabla 1.3. Aumento progresivo de
la población humana.
2
1700
1800
1900
2000
Figura 1.30. Curva en J que representa el crecimiento exponencial de la población humana a nivel mundial.
a
Este aumento de la población es un problema medioambiental, sobre todo en
los países subdesarrollados, al repercutir su influencia sobre los recursos. Entre
los países que más influencia tienen sobre el medio ambiente (Estados Unidos,
Alemania, Japón, Rusia, China, India, Brasil e Indonesia), solo los cuatro últimos representan el 45% de la población mundial.
Toda esta población desea aumentar su desarrollo económico y acceder a una
mejor calidad de vida.
10.000
5.000
2000
1995
1990
1985
1980
1975
1970
1.000
1965
El desarrollo se puede definir con diversos parámetros. Uno de los que se suelen usar es el producto nacional bruto (PNB) por persona, es decir, el valor
de todo lo producido por un país en un año, dividido por la población existente
en ese momento. Las Naciones Unidas clasifican de forma amplia los países
del mundo en desarrollados (PD) y menos desarrollados (PMD), con arreglo a su grado de crecimiento y desarrollo económico. En el primer grupo están Estados Unidos, Canadá, Japón, Australia, Nueva Zelanda y los países de
Europa Occidental, además de la ex-Unión Soviética. En 1991 comprendían
tan solo el 22% del total de la población mundial, pero poseían el 80% de la
riqueza y utilizaban el 80% de los recursos energéticos y minerales del planeta. Las diferencias entre países ricos y pobres se siguen incrementando desde
1960, de modo que existen en el mundo 1.200 millones de personas con un
alto grado de pobreza, de las que mueren por desnutrición unos 40 millones
cada año.
PNB
15.000
1960
Población y desarrollo económico
Año
Países desarrollados (PD)
Países menos desarrollados
(PMD)
Figura 1.31. Diferencia entre
países ricos (PD) y países pobres
(PMD) según su PNB por persona (dólares de EE. UU).
a
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3.3. La ciudad un ecosistema «artificial»
La ciudad se puede entender como un ecosistema. Contiene una comunidad
de organismos vivos, un medio físico que se va transformando fruto de su actividad interna y un funcionamiento a base de intercambios de materia, energía e información que constituye su metabolismo. Es un sistema esencialmente heterotrófico ya que depende de la producción primaria que se produce en
otros lugares. La población urbana alcanza ya la mitad de toda la humanidad
y consume el 20% de la producción primaria del planeta; pero esa población
vive en el 2% del territorio.
La UNESCO, dentro del Programa del Hombre y la Biosfera (MAB), aporta
una definición: «como los ecosistemas naturales, los urbanos están compuestos de elementos físicos y biológicos interdependientes y dependientes a su vez
de otros ecosistemas (...). Lo que distingue a los sistemas urbanos de los demás ecosistemas es la enorme preponderancia de su componente humano, con
sus características sociales, culturales, económicas y políticas».
El medio urbano supone una profunda alteración de las condiciones físicas y
ambientales de un territorio. El calor emitido en la quema de combustibles y
el uso de la electricidad alcanza en las ciudades un peso importante en relación al emitido por el Sol, sobre todo en el invierno, originando trastornos climáticos locales conocidos como «islas térmicas». Desde un punto de vista termodinámico, los ecosistemas, como los organismos, son sistemas alejados del
equilibrio que se autoorganizan a costa de provocar incrementos de desorden
o entropía en el medio que los rodea; bombean continuamente energía de este
medio y la disipan en forma de calor, gases, etc. Sin la entrada continua de
energía no podrían aumentar su orden interno, por eso se consideran estructuras disipativas.
Oxígeno
Importación
de energía
Aguas residuales
a Figura
ciudad.
Lluvia
Radiación
solar
Radiación
infrarroja
emitida
Calor
Importación
de materiales
1.32. Entradas (en rojo) y salidas (en amarillo) principales de materia y energía en una
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Características del ecosistema urbano
Existen posturas encontradas en torno a si la ciudad puede ser considerada un
auténtico ecosistema. Con arreglo a la definición básica de este concepto, la
ciudad cumple los requisitos mínimos para ser considerada un ecosistema, aunque resulte muy peculiar por una serie de atributos: a) bajo nivel de integración de sus elementos; b) autorregulación escasa; c) predominio de los procesos físicos frente a los biológicos; d) gran dependencia de los recursos
provenientes de fuera del sistema.
Todos estos rasgos son consecuencia de la especial naturaleza de la ciudad: el ecosistema urbano es un medio adaptado a las necesidades de la especie humana (es
artificial) y, en consecuencia, los restantes componentes de la biocenosis son fruto de la invasión reciente. La ciudad es un sistema desequilibrado, que requiere la
continua importación de recursos (alimentos y energía). No existe autorregulación
porque se trata de un ecosistema consagrado al consumo y, en términos ecológicos, escasamente productivo. Este carácter incorpora nuevos elementos de inestabilidad bien conocidos en forma de flujo de desechos o residuos que no pueden ser
reciclados o reabsorbidos por el propio sistema, generando un nuevo factor abiótico exclusivo de la ciudad moderna: el alto nivel de contaminación ambiental.
Para Doxiadis, en la formación de los establecimientos humanos concurren cinco
elementos: la naturaleza (clima, suelo, vegetación, fauna, recursos minerales,
agua...) es el continente; el hombre es el contenido, que forma grupos sociales o
sociedades, con estratificación social, desarrollo económico, salud y bienestar, cultura y educación. El grupo social crea, para protegerse, refugios o «cascarones»
(casas, almacenes, escuelas, hospitales, industrias...) unidos por redes (distribución
de agua o de electricidad, sistemas de transporte o de comunicación, alcantarillado...). Una combinación bien equilibrada de dichos elementos representa una instalación lograda o ciudad sostenible. La ciencia que estudia los fenómenos que
condicionan el establecimiento humano ha sido llamada Equística por Doxiadis.
a Figura 1.33. El alto nivel de contaminación es una constante en las
grandes ciudades.
La novedad más sobresaliente es la organización social altamente desarrollada, tan
característica de los grandes grupos sociales muy organizados. Desde el punto de
vista de la sociedad, el ecosistema urbano concentra una alta productividad de información, creatividad, cultura, tecnología e industria, entre otros, que exporta a
otros sistemas. La ciudad es un sistema abierto, es decir, no es autosuficiente y necesita materiales y energía del exterior. Esto se puede constatar en el estudio de flujos, interacciones e intercambios que configuran el metabolismo de la ciudad.
El metabolismo de la ciudad
La actual población humana no puede abastecerse mediante la energía radiante proporcionada por el clima; toma una gran parte de la energía necesaria para sus actividades de los combustibles fósiles (carbón, petróleo, gas natural), los cuales sirven para fabricar electricidad, para calentar las
habitaciones, para cocinar los alimentos, para accionar los vehículos, etc.
Las necesidades metabólicas de una ciudad son esencialmente de materiales y
energía indispensables para realizar las cuatro funciones cardinales de su población: habitar, trabajar, circular y recrearse.
Numerosos son los flujos y compartimientos, por lo que a menudo hay que simplificar estos para su estudio. Importación (entradas) y exportación (salidas) son
aquí procesos mucho más importantes que en los demás tipos de ecosistemas.
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Crecimiento y desarrollo. Hacia una ciudad sostenible
La ciudad, como los individuos, crece y se desarrolla. Se comprueba que, en general, las ciudades más pobladas y más industrializadas son justamente las que
atraen más población e industria, lo que crea problemas terribles de nuevo espacio y de utilización del aún disponible.
La expansión de las ciudades se realiza a expensas de los campos circundantes, y
a menudo en detrimento de las tierras fértiles. La extensión del centro también
perjudica las estructuras que lo rodean, transformándose barrios residenciales en
barrios comerciales, mientras se instalan industrias en los campos periféricos. Pasamos así a la metrópolis multinuclear o megalópolis, esto puede apreciarse en
las llamadas áreas metropolitanas como Barcelona, Madrid, o Bilbao.
La circulación en la ciudad plantea un gran número de problemas técnicos, y
exige a menudo la modificación de la red urbana. Se ha desarrollado una mentalidad automovilística que hace que las personas se apeguen progresivamente a sus coches, como una tortuga a su caparazón. De esta forma, el principal
problema en las ciudades es la circulación: la densidad del tráfico y la dificultad para estacionar, hace que volvamos lentamente a pensar en una generalización de los transportes comunitarios.
d Figura 1.34. Problemáticas ambientales del ecosistema urbano, tanto en
el interior de la ciudad como en los
entornos periféricos (Parés et al.,
1985).
Frecuentación
y degradación del litoral
Contaminantes
gaseosos
y líquidos
Frecuentación y degradación
de los bosques (riesgos de
incendio, basuras)
Inmigración aún
no integrada
Residencias
secundarias
Vertidos
de basuras
Encarecimiento
de los servicios
n
ció
da
a
gr
De
Aglomeración,
transportes, ruidos
Agenda 21
Programa para desarrollar la sostenibilidad a nivel planetario fue aprobado por 173 gobiernos en la Conferencia de las Naciones Unidas sobre
Medio Ambiente y Desarrollo celebrada en Río de Janeiro en 1992. En
el documento final de la conferencia,
se dedicaba un capítulo –el 28– al
papel de las ciudades en este ambicioso deseo de cambio. Se reconocía
tanto la responsabilidad de las ciudades como su capacidad de transformación.
Alimento, agua, energía
(cada vez más lejos)
n
le
ta
n
bie
am
la
ria
rife
e
p
Problemas de transporte
Especulación del
suelo y degradación
urbanística, pérdida
de los mejores
suelos de cultivo
Desplazamientos
de industrias
Problemas lingüísticos
y de integración social
Falta de
espacios verdes
y de zonas
deportivas
Envejecimiento del centro
Estrés urbano
Marginación,
delincuencia
La recuperación ecológica de la ciudad como base de un desarrollo sustentable arranca de un contexto que, al menos en el terreno de los
principios, no puede ser más favorable. La práctica totalidad de los
grandes organismos internacionales como Naciones Unidas, OCDE y
la misma Unión Europea consideran el desarrollo sostenible como un
tema central en la toma de decisiones políticas. En Europa, más de 100
ciudades han suscrito la «Carta de Ciudades Europeas Sostenibles».
En algunas ciudades o mancomunidades de municipios de España se
han redactado sus correspondientes Agendas 21 locales para llevarlas a
la práctica. En una Agenda 21 se analiza la situación de un municipio
o mancomunidad y se identifican los principales problemas ambientales, estableciendo prioridades y plazos para su resolución.
Y
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29
3.4. Recursos naturales
AA
El uso de los recursos naturales
Los recursos naturales* son, desde un punto de vista biológico, cualquier
materia o forma de energía necesaria para mantener la actividad vital de
un ser vivo o de una población.
Si lo aplicamos a la especie humana, son recursos naturales las fuentes de materias primas geológicas (como rocas y minerales), las fuentes de energía (como
aire, agua, madera, combustibles fósiles y nucleares), las fuentes de agua, las
fuentes de alimentos y medicinas, etc.
Recurso natural: desde un punto de
vista socioeconómico, un recurso
natural es cualquier factor o sustancia
de la naturaleza sobre la que existe
una demanda, ya que contribuye al
bienestar de la sociedad y puede ser
aprovechada para la obtención de bienes y servicios.
Una parte de los recursos naturales lo constituyen las reservas.
La reserva* puede constituir solamente una pequeña parte del recurso. Los términos recurso y reserva no son fijos, pueden transformarse uno en otro según
las condiciones económicas, sociales o políticas del momento.
Seguridad de su existencia
+
Especulativos
Reserva: aquella parte del recurso
realmente aprovechable, ya que su
localización y cantidad son bien conocidos, su aprovechamiento es técnicamente viable contando con la tecnología actual y es económicamente
rentable.
RESERVAS
No rentable
Rentable
Rentabilidad económica
Hipotéticos
Identificados
+
–
No identificados
AA
RECURSOS
Figura 1.35. Relación entre recursos y reservas.
c
–
La problemática medioambiental, que surge como resultado del uso que hacemos
los humanos de los recursos naturales, se expone de forma resumida mediante dos
gráficas (figuras 1.36 y 1.37), que reflejan algunos de los principales problemas.
140
130
África
Asia
Oceanía
Sudamérica
URSS (antigua)
Millones de hectáreas
1.200
1990 Extensión
1981-90 Deforestación
1.000
120
800
110
600
100
400
90
200
80
0
1970
1975
1980
Índice general, 1970 = 100
1985
1990
Figura 1.36. La producción de alimentos per cápita disminuye en algunas regiones del planeta, aumentando la hambruna en dichas zonas, mientras que en otras se dispara.
a
Latinoamérica
y el Caribe
África
Asia y Pacífico
a Figura 1.37. La superficie forestal del planeta sigue disminuyendo.
En la década 1980-1990, 154 millones de hectáreas de bosque tropical han desaparecido, ¡tres veces la superficie de España!
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Unidad 1
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Ante estos problemas, y otros muchos no expuestos, la humanidad debe analizar su relación actual con la naturaleza.
Mediante un modelo sencillo se puede analizar la relación entre la población
de un área determinada, el uso que hace de los recursos disponibles y el impacto ambiental que supone.
Dicho modelo refleja la existencia de tres factores fundamentales:
• El número de personas.
• El número promedio de unidades de los recursos que cada persona usa.
• El grado de deterioro y contaminación ambiental generados cuando se produce y se usa cada unidad de recursos.
Figura 1.38. Superpoblación de
individuos y de consumo.
a
Por el estudio de otras especies animales, sabemos que cuando una población
rebasa la capacidad de carga de su ambiente, sufre una mortandad que la reduce a un tamaño sostenible. La pregunta crucial es: ¿cuánto tiempo podremos
continuar con nuestro crecimiento exponencial de la población y con el uso
que hacemos de los recursos?
Se pueden diferenciar dos tipos de superpoblación: la de individuos y la de
consumo.
AA
Superpoblación: cuando el número
de personas que puede obtener sustento en un área dada excede la
capacidad de sostén de dicha área.
La superpoblación* de individuos es la que existe en los países donde hay más
personas que abastos disponibles de alimentos, agua y otros recursos importantes. En este tipo de superpoblación, el tamaño de la población y la degradación
resultante de los recursos renovables (suelo, pastizales, bosques y vida silvestre),
tienden a ser factores claves que determinan el impacto ambiental. En los países
menos desarrollados (PMD), esta superpoblación provoca pobreza absoluta y
muertes por hambruna.
Los países desarrollados (PD) tienen la superpoblación de consumo. Esta se
produce cuando existe un pequeño número de personas que utilizan los recursos a tal ritmo, que el agotamiento de los mismos, la degradación ambiental y
la contaminación se hacen muy significativos. Así pues, se alcanza una alta
tasa de uso de recursos por persona.
El sobreconsumo ocurre cuando algunas personas consumen mucho más de lo
que necesitan, a expensas de las que no pueden satisfacer sus necesidades básicas
y a costa de los sistemas sustentadores de la vida presente y futura. Así, los PD disfrutan de un nivel medio de vida por lo menos 18 veces mayor que los PMD.
El modelo expuesto es sencillo y fácil de entender, pero la realidad es mucho
más compleja, pues existen muchos factores que interactúan entre sí de formas
complejas y desconocidas; por eso, cualquier análisis de la realidad se ha de basar en modelos multifactoriales, debido precisamente al carácter multivariable
del sistema Tierra.
Los dos modelos presentados son los extremos de uno continuo en el que podríamos ubicar a los diferentes países de la Tierra. En el extremo los países ricos
(superpoblación de consumo) que emplean excesivos recursos y producen enormes cantidades de residuos con grandes consumos energéticos e impactos ambientales (en su propio país o fuera de él) habría que situar a los Estados Unidos
de América; en el extremo opuesto, de paises pobres con superpoblación de individuos habría que ubicar a varios países africanos (Etiopía, Djibuti...) y asiáticos (Bangladesh...), así como a alguno centroamericano (Haiti).
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Clases de recursos naturales
Los recursos utilizados por el hombre se clasifican en dos grandes categorías:
Renovables. Son aquellos recursos que, una vez extraídos y utilizados, se
pueden regenerar ya que forman parte de un ciclo natural continuo que
origina una fuente de abastecimiento inagotable.
Son recursos renovables los productos forestales, la energía solar, los alimentos, el agua en zonas húmedas, etc. Estos productos pueden ser explotados indefinidamente siempre y cuando la tasa de extracción no sobrepase la capacidad de la naturaleza para regenerarlos.
No renovables. Son aquellos recursos no regenerables, y, por tanto, limitados; su origen es geológico, lo cual significa que el proceso de formación es
muy lento, ya que requiere millones de años; se trata, pues, de recursos limitados que se van agotando conforme se van utilizando.
Son recursos no renovables los combustibles los fósiles, minerales, etc.
TIPOS DE RECURSOS NATURALES
HÍDRICOS
Agua continental
• Superficial
• Subterránea
ENERGÉTICOS
Renovables
No renovables
MINERALES
Metálicos
No metálicos
BIOLÓGICOS
Agropecuarios
• Agrícolas
• Ganaderos
Marinos
• Pesca
• Agricultura
OTROS
Forestales
• Bosques
Paisajísticos
• Estéticos, recreativos,
medioambientales
Socioculturales
• Parques
Científicos
• Reservas naturales
Introducción
de especies
39%
Destrucción
del hábitat
36%
• Recursos energéticos
a
Tabla 1.4. Tipos de recursos naturales.
3.4. Impactos ambientales
El empleo de los recursos naturales conlleva la producción de impactos ambientales de diversos tipos.
Impacto ambiental es cualquier alteración del medio ambiente ocasionada
por la acción humana.
Otras
2%
Caza
23%
a Figura 1.39. En cada década, para
el periodo 1975-2015, entre el 1 y el
11% de las especies mundiales están
abocadas a la extinción. Las principales causas son la destrucción de hábitats, la introducción de especies foráneas y la caza.
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La caracterización de los impactos depende de una serie de parámetros, entre
los que destacan:
• La magnitud. Se refiere a la amplitud o extensión a la que afecta el impacto. Normalmente se asocia con superficie o cantidad de especies
afectadas.
• El significado o importancia. Indica el daño producido; por ejemplo, dependiendo de la toxicidad de un contaminante, de las especies que son afectadas, etc.
• La reversibilidad. Se refiere a la posibilidad de recuperar un territorio después de cesar las causas que originaron su degradación; se diferencian impactos reversibles e irreversibles.
• La duración. Es el tiempo durante el que se producen efectos en el medio;
se diferencian impactos temporales y permanentes.
a Figura 1.40. Construcción de un
puente, ejemplo de impacto de difusión.
• La sinergia. Es el aumento de los efectos negativos de un impacto cuando
se combinan dos o más causas productoras, y cuyo resultado es mayor que la
suma de ambos.
Clasificación de los impactos ambientales
Dependiendo del parámetro que se considere, se pueden realizar diversas clasificaciones de los impactos.
• Por la forma en que se origina el impacto, puede ser:
– Impacto de ocupación. Cuando supone instalaciones más o menos permanentes en el territorio (por ejemplo, una presa). Suele ser irreversible.
– Impacto de difusión. Cuando los efectos se derivan del desarrollo de la
actividad antrópica. Es el caso de la degradación de ecosistemas y paisajes a lo largo de una autopista.
– Impacto de emisión. Cuando se liberan al medio sustancias contaminantes, como vertidos industriales, humos, etc.
– Impacto de extracción. Cuando se explotan los recursos naturales llegando a su agotamiento.
• Por la gravedad del efecto originado; pueden existir:
– Impacto leve. Con poca magnitud y significado, reversible de forma natural al cesar las causas que lo provocan. Por ejemplo, la contaminación
puntual por materia orgánica en un río.
– Impacto moderado. Su magnitud es pequeña, pero su significado es importante. Puede ser reversible a largo plazo. Son de este tipo los impactos
provocados por los vertidos industriales contaminantes en un lago.
– Impacto severo. Tanto su magnitud como su significado son grandes y
solo son reversibles cuando se aplican actuaciones correctoras. El efecto
invernadero, las mareas negras, etc., provocan impactos severos.
– Impacto crítico. Son irreversibles y suponen la destrucción del área afectada. Derivados, por ejemplo, de la construcción de una presa, la instalación de un cementerio nuclear, etc.
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3.5. Concepto de riesgo y clasificación
El término riesgo proviene del latín resecare, que indica la contingencia –posibilidad de que algo ocurra o no ocurra– o proximidad de un daño.
En términos coloquiales nos referimos a los riesgos como todas aquellas posibles fuentes o circunstacias de peligro o dificultades.
En sentido ecológico, se define riesgo natural como la posibilidad de que una
determinada zona pueda sufrir modificaciones perjudiciales como resultado del
funcionamiento de un proceso natural, y a consecuencia de las mismas queden afectadas de manera importante las actividades antrópicas o existan pérdidas humanas.
Los riesgos pueden tipificarse en tres grandes grupos.
• Riesgos naturales: posibilidad de alteración profunda del medio ambiente
debido al funcionamiento de los procesos naturales. Dependiendo de la causa que origine tal alteración, pueden distinguirse riesgos de naturaleza abiótica (generalmente debidos a procesos geológicos) o biótica (originados por
organismos).
Véase unidad 4 Recursos y riesgos
geológicos: factores de riesgo y planificación de riesgos.
• Riesgos naturales inducidos: riesgos naturales que se potencian, y en ocasiones son directamente promovidos, como consecuencia de la actividad
antrópica; por ejemplo, la desertificación a resultas de la deforestación. A
veces reciben el nombre de riesgos mixtos.
• Riesgos culturales o tecnológicos: los originados como resultado de actividades humanas productivas (contaminación industrial), de accidentes o
errores de manipulación (fuga radiactiva, accidentes petroleros, etc.) o de
su actividad socio-política (guerras, deportes peligrosos, etc.).
Europa
2%
Asia
80%
América
15%
África
3%
Oceanía
0,1%
35%
30%
11%
10%
Terremotos
Inundaciones
Corrimientos
de tierra
Huracanes
y tifones
1%
1%
Accidentes
mineros a causa del terreno
Volcanes
8%
Accidentes de
transporte por
el mal tiempo
4%
Las olas de
frío y calor
Figura 1.41. Principales desastres
naturales y repartición geográfica.
Porcentaje de víctimas por desastres
naturales.
c
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Riesgos
Origen
Tipo de riesgo
Riesgos
naturales
Geológico
interno
• Volcánico
• Sísmico
• Diapiros
Abióticos
Bióticos
Geológico
externo
Figura 1.42. Los incendios forestales tienen un origen antrópico en
un porcentaje muy alto.
a
–
Sí
–
• Climáticos:
– Temperaturas
– Viento
– Precipitaciones e
inundaciones
• Erosivos:
– Gravitacionales
– Costeros y dunas
– Desertificación
– Otros
Sí
Sí
Cósmico
• Meteoritos, actividad solar
–
Organismos
• Plagas
• Epidemias
• Otros
Sí
Riesgos
Antrópico
tecnológicos
a
¿Riesgo inducido?
• Incendios
• Agresiones industriales
• Transporte y comunicación
• Otros
Tabla 1.5. Clasificación de riesgos según el agente causante.
ACTIVIDADES
PROPUESTAS
9. Elabora un cuadro comparativo y sintético en el que recojas los cambios históricos en las diferentes épocas (indicando cuándo
comienza aproximadamente cada época) con respecto a seis características: sociedad, recursos energéticos, tecnología, alimentos, calidad de vida e impactos ambientales originados.
Características
Época primitiva
Época histórica
Época industrial
Época tecnológica
Tiempo (→ año)
10. Haz una lista de los recursos que necesitas realmente. Después,
elabora otra lista con los recursos que usas cada día porque los
deseas utilizar por diversas razones. En tercer lugar, construye
otra lista en la que anotes los recursos que deseas y esperas
utilizar en un futuro. Compáralas y saca conclusiones.
11. ¿Cuáles son los principales problemas medioambientales y
de recursos?: a) la población en la que vives; b) la provincia en la que está tu población y c) en la comunidad en la
que se incluye tu provincia (en el caso de que no sea
uniprovincial).
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EN RESUMEN
MEDIO AMBIENTE
está conformado por
Medio físico-químico
funciona como un
Organismos
Sistema
entre ellos se producen
suministran
presenta
Subsistemas
Regulación
como la
provocan
Interacciones
Recursos
admite
Riesgos
Especie
humana
pueden
provocar
afecta a los
intercambian
producen
Materia
Impactos
ambientales
son
Energía
Información
Modificaciones
ambientales
tienen
Soluciones posibles
AMPLÍA CON…
• ANGUITA, F.: Biografía de la Tierra. Santillana/Aguilar. 2002.
• BERTALANFY, L. von.: Teoría general de sistemas. Fondo de
Cultura Económica. 1976.
• La vida: pasado y presente. Colección Omni Science nº 5.
Altaya. 1998. Hace un repaso a la vida en el pasado
(Paleontología).
• REGUANTS, S.: Historia de la Tierra y de la Vida. Ariel. 2005.
• http://www.geocities.com/geocienciasmx. Pagina web
sobre el sistema Tierra para estudiantes de habla hispana.
• SAN MIGUEL DE PABLOS, J.L.: Complejidad y dualidad en el
sistema Tierra. Enseñanza de las Ciencias de la Tierra,
12.3: 243-247. 2004.
• http://www.librys.com/riesgosnaturales/. Pagina web muy
completa sobre riesgos naturales con enlaces a recursos
e imágenes.
• El planeta milagroso. Tras la huella de los dinosaurios. Colección Conocer la Ciencia nº 4. RBA. Editores. 1994. Analiza las posibles causas de extinción de los dinosaurios.
• http://barrapunto.com/article.pl?sid=05/07/10/205624.
Pagina web que presenta, con imágenes impactactes, la
publicación Un planeta, mucha gente.
• RASOOL, I.: El sistema Tierra. Debate/Dominós. 1994.
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ACTUALIDAD MEDIOAMBIENTAL
El Atlas de la devastación de la Tierra
La tierra se está desangrando, y el Homo
sapiens no puede seguir permitiéndose el
lujo de continuar devastando los ecosistemas de los que depende su futura supervivencia. Este es el mensaje contundente que acaba de lanzar el Programa
de la ONU para el Medio Ambiente (PNUMA), en conmemoración del Día Mundial
del Medio Ambiente (5 de junio).
Para hacer más comprensible el mensaje, el PNUMA publicó un nuevo Atlas
mundial sobre el cambio ambiental producido en las últimas décadas. Se trata
de imágenes captadas desde el espacio
en las que se puede observar las enormes transformaciones provocadas por
el hombre en las tres últimas décadas.
La deforestación, la transformación en
los usos del suelo, la desaparición de
ciertos ecosistemas, los cultivos o el crecimiento de las ciudades dejan muy patente esa realidad que se resume en el
emblema elegido: Un planeta, mucha
gente, título también del Atlas.
Según Klaus Topfer, director del PNUMA, el Atlas muestra que la batalla por
un mundo estable desde el punto de
vista ambiental será ganada o perdida
en las ciudades. De ahí que la ONU se
fije en las grandes urbes porque son las
grandes consumidoras de energía, gigantes generadoras de residuos y con-
taminación. «Las ciudades se llevan
gran cantidad de recursos, incluidos alimentos, agua, madera, metales o personas. Exportan grandes cantidades de
residuos, tanto industriales como domésticos, contaminan el agua y el aire,
incluidos los gases de efecto invernadero que provocan el calentamiento global», afirmó ayer Topfer.
Entre otros muchos ejemplos de lo que
está ocurriendo, el Atlas destaca el crecimiento enorme de los invernaderos
de Almería (ver imágenes adjuntas).
Con motivo de la celebración del Día
Mundial del Medio Ambiente, el secreta-
Figura 1.43. Un mar de plástico. Treinta años separan ambas imágenes. En junio de 1974, entre El Ejido y Almería se extendía una planicie salpicada de pequeños cultivos rurales. En julio de 2004, más de 20.000 ha se encuentran bajo los plásticos de
los invernaderos, donde se cultivan de forma intensiva todo tipo de hortalizas.
a
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rio general de la ONU, Kofi Annan, destacó
que en 2030 más del 60% de la población
mundial vivirá en zonas urbanas. Además,
dijo, el planeta no alcanzará los objetivos de
Desarrollo del Milenio a menos que las ciudades incorporen una planificación medioambiental en todos los aspectos de la gestión urbana.
Entre los objetivos de Desarrollo del Milenio que la ONU se fijó hace unos años, figura reducir a la mitad el porcentaje de
personas que carecen de acceso al agua
potable y el de personas que viven con
menos de un dólar al día, antes de 2015.
Annan afirmó que la creciente urbanización
presenta desafíos enormes que incluyen la
pobreza, el desempleo, el crimen y la drogadicción. El Atlas detiene su atención en
37
ciudades como Las Vegas, con un crecimiento exponencial urbanístico y de consumo de electricidad y en Miami que se extiende hacia el oeste amenazando a una de
las zonas pantanosas más extensas del
mundo y que están protegidas.
«La ciudad extiende sus tentáculos hacia todos los lados, provocando la deforestación
o la invasión de ecosistemas hasta entonces
viables», afirma el Atlas del PNUMA.
Otro de los casos que se cita es el de Santiago de Chile, que en los últimos 30 años
ha duplicado su población hasta los cinco
millones de habitantes, haciendo de la
ciudad una urbe irrespirable.
Texto de Gustavo Catalán, adaptado.
(El Mundo, 6 de junio de 2005)
A C T I V I D A D E S
Lee el siguiente artículo periodístico y
debate con tus compañeros sobre la
información que se vierte en el mismo;
para ello, parte de tus concepciones
sobre los problemas ambientales y ten
en cuenta la información del texto.
Para facilitar el debate tratar de responder
a las siguientes cuestiones:
1. ¿Por qué la gente prefiere vivir en las
ciudades?
2. ¿Cómo puede invertirse el fenómeno de
la emigración hacia las ciudades?
3. ¿Se usan de forma más eficiente los
recursos en las ciudades o en el medio
rural?
4. Almería era la provincia más pobre de
Andalucía hace 30 años; hoy es la
provincia que contribuye con mayor
riqueza al PIB (producto interior bruto)
de Andalucía. ¿Puede hacerse compatible el desarrollo económico con la
conservación de la naturaleza?
Figura 1.44. Entre 1979 y el año 2000 el delta del río amarillo (Huang He) se ha ampliada dramáticamente. Varios cientos de
kilómetros cuadrados de tierra han sido agregados a la costa China durante este periodo.
a
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TÉCNICAS TRABAJO
Estudio de la ciudad como ecosistema
OBJETIVO
Se pretende estudiar la ciudad, desde el punto de vista ecológico, debe integrar no sólo la historia y la estructura de la propia ciudad;
sino también, y sobre todo, analizar el funcionamiento (metabolismo) y la producción de información, riqueza y cultura.
DESCRIPCIÓN HISTÓRICA
Debe recoger la historia del desarrollo urbano, mostrando la perturbación del ecosistema natural con el tiempo por la intervención humana. El estudio histórico se puede realizar consultando bibliografía y fuentes de información local.
Para tener una visión de la historia de la ciudad a golpe de vista sería muy interesante contar con mapas de de diferentes épocas.
a
Figura 1.45. Mapa de Sevilla, siglo XV.
a
Figura 1.46. Mapa de Sevilla actual.
ESTRUCTURA DE LA CIUDAD
Para saber cómo es la estructura de una ciudad debes contar con:
• Plano de la ciudad para ubicar, vías de comunicación, espacios verdes, edificios, industrias, administración, etc. Puede ser interesante consultar el SIG (Sistema de Información Geográfica).
• Fuentes, conductos y estaciones de distribución de energía y agua.
• Un mapa temático ecológico que refleje las principales comunidades de la biocenosis urbana. Se puede empezar por señalar las comunidades vegetales: parques, jardines, arbolado urbano, etc. Más complicado es indicar las poblaciones animales, pero se puede
intentar realizar una aproximación a poblaciones de vertebrados domesticados y de algunas silvestres si se encuentra información pertinente. La población humana se puede reflejar por barrios, edades, etc. si se dispone de datos censales.
• Características del medio físico: suelo, clima y meteoros principales (precipitaciones, temperaturas, vientos y días de sol).
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FLUJOS DE MATERIA Y ENERGÍA
Es lo más complicado. Hay que acudir a publicaciones locales o regionales, a estudios de otras ciudades y realizar extrapolaciones, de
funcionarios, etc. Se tratará de conseguir el máximo de información para ello se pedirá ayuda al profesor.
• Energía y materia endosomática (utilizada por los seres vivos para mantenerse vivos: fotosíntesis, nutrición, respiración, consumo…):
– El gasto en alimentos per cápita suele ser similar en diferentes ciudades españolas, ya que las necesidades calóricas para diferentes seres humanos son muy similares.
– Gastos de alimentos para animales dependientes del hombre: animales domesticados y mascotas.
– Gastos de mantenimiento de la vegetación no natural: abonos, pesticidas…
– Agua potable: su calidad y consumo. Agua utilizada en el mantenimiento de jardines, parques y agricultura periférica.
– Gastos de oxígeno para respiración humana, y otros seres vivos (buscar gastos en bibliografía). Producción de oxígeno por parte
de los espacios verdes que han quedado y los artificiales creados por el hombre. Producción de dióxido de carbono por los seres
vivos en la respiración y retirada del mismo por las plantas.
• Energía y materia extrasomatica:
Energía extrasomática:
– Consumo de electricidad en: iluminación pública, hogares, industrial, etc.
– Combustibles fósiles: carbón, gas,
gasoil, etc.
– Leñas y biomasa procedente de residuos (briquetas, pellets, etc.)
– Energía radiante del Sol.
– Salida de energía: calentamiento de
la zona urbana respecto al entorno
natural, pérdidas de radiaciones.
Materia extrasomática:
– Materiales que ingresan en la ciudad: automóviles, máquinas, materiales informáticos, ropas y calzados, electrodomésticos, materiales
de construcción, muebles y maderas, papel y libros, envases, productos manufacturados de otro tipo...
– Agua para esparcimiento, industrias, doméstico no bebible.
– Salida de residuos sólidos, líquidos y
gaseosos: papeles, vidrios, plásticos,
metales, sustancias orgánicas, otros
residuos, aguas residuales, gases .
Agua potable
Productos
manufacturados
Energía
Habitantes
del medio
rural
Alimentos
Residuos
urbanos
Industrias
contaminantes
Aguas residuales
a
Gases
contaminantes
Ocupación
de la periferia
Figura 1.47. Entradas y salidas más relevantes en el estudio ecológico de una ciudad.
ASPECTOS SOCIOECONÓMICOS
Se trata de averiguar cuál es la producción de una ciudad en términos económicos, científicos, culturales, sociales, etc.; así como la estructura
social de la metrópoli. Para obtener este tipo de información hay que acudir a instituciones administrativas, educativas, económicas, etc.
• Estructura social de la población: profesiones, edades, estudiantes, migración, nacimientos, fallecimientos, etc.
• Presupuesto municipal, aportes económicos de otras instituciones, ahorro de la población, producto interior bruto de la ciudad, etc.
• Producción cultural e intelectual: publicaciones realizadas (diarios, revistas, artículos científicos, etc.), actos culturales, etc.
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ACTIVIDADES FINALES
1. Contesta las siguientes cuestiones:
a) ¿Cuál es la definición de medio ambiente que promueve la UNESCO?
b) ¿Qué diferencia básica existe entre las relaciones causales simples y las complejas?
c) ¿Qué características definen a un sistema abierto según la teoría general de sistemas?
d) ¿Cómo se podría enunciar la hipótesis Gaia? ¿En qué hechos se apoya?
e) ¿Cuál es la diferencia entre sistema, ecosistema y biosfera?
f) ¿Los ecosistemas son sistemas abiertos o cerrados? Razona la respuesta.
g) Define los siguientes conceptos: recurso natural, reserva, impacto ambiental y riesgo natural.
2. Elabora un cuadro en el que recojas los hechos más importantes que han ocurrido, en el pasado, de tipo geológico, climático y biológico. Para ayudarte tienes el siguiente cuadro vacío para que lo rellenes.
Criptozoico
Fanerozoico
(Paleozoico)
Fanerozoico
(Mesozoico+Cenozoico)
Cambios
geológicos
Cambios
climáticos
Cambios
biológicos
3. Debate las siguientes propuestas de actuación:
a) ¿Estarías de acuerdo con un aumento drástico de los impuestos locales o estatales si tuvieras la seguridad de que el
dinero recaudado sería utilizado para ayudar a mejorar la calidad ambiental?
b) ¿Apoyarías la creación de un parque nacional para proteger un área silvestre si esas tierras contuvieran minerales valiosos o petróleo?
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4. Interpreta las gráficas de las actividades que se muestran a continuación:
Número de especies de plancton
a) Interpreta la siguiente gráfica en la que se representan los cambios en el número de especies del plancton en los últimos 1.500 millones de años (Ma).
c) Sitúa sobre la flecha del tiempo que se ofrece en la
figura adjunta los principales acontecimientos geológicos, climáticos y biológicos que han ocurrido en el
planeta Tierra. Para ello, ten en cuenta la información que se suministra en el apartado 2.
40
245 Ma
0 Ma
570 Ma
245 Ma
4.600 Ma
570 Ma
30
20
10
Glaciación
Eocámbrica
1.400
1.200
1.000
800
600
Tiempo (Ma)
Fauna de Ediácara
b) ¿Cuál es el futuro de los bosques tropicales? Para
contestar a esta cuestión, interpreta la siguiente
gráfica en la que se muestran tres escenarios posibles.
Área forestal remanente (millones de hectáreas)
800
d) Interpreta la siguiente gráfica teniendo en cuenta
que en el eje de ordenadas se representa el número
de familias de animales marinos a través del Fanerozoico según el registro fósil. En el eje de abscisas se
representa el tiempo geológico; las letras son las iniciales de los periodos de las tres eras del Fanerozoico.
Tasa de crecimiento exponencial
Tasa lineal
Tasa de declinación exponencial
Número de familias
600
900
400
200
600
300
600
600
1990
2010
2030
2050
2070
2090
C
O
S D
400
C
P TB J
200
K
T
0
Edad geológica (Ma)
5. ¿Cuál crees, de los cuatro modelos presentados, que se acerca más a lo que sucederá en el futuro en las relaciones
población-recursos?
Estable
Inestable
Capacidad
de sustentación
Población
y economía física
Crecimiento
continuo
tiempo
Aproximación sigmoidea Sobrepasamiento
y oscilación
al equilibrio
tiempo
tiempo
Sobrepasamiento
y colapso
tiempo
Z

unidad de ejemplo

Transcripción

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