Medio ambiente y teoría de sistemas

Concepto de medio ambiente: conjunto de componentes físicos, químicos, biológicos y sociales, capaces de causar efectos directos o indirectos, en un plazo de tiempo corto o largo, sobre los seres vivos y las actividades humanas.

Interacciones: recursos, impactos, riesgos (naturales y antropogénicos).

Ciencias ambientales: utilizan conocimientos de ciencias reduccionistas

Enfoque sistémico (propiedades emergentes)

Teoría de sistemas.

Método de trabajo interdisciplinar

Sistemas:

Parte del Universo que separamos del resto para estudiarla.

Tipos: abierto y cerrado.

Límite físico e interfase.

Sistema Tierra: abierto

Medio ambiente humano: medio natural + medio humano

Medio natural: conjunto de subsistemas terrestres

Teoría de sistemas

1- Modelos analógicos: es una representación del sistema (túnel de viento, maquetas, diagramas de Forrester)

2- Modelos numéricos o digitales: ecuaciones matemáticas que representan la relación entre variables (previsión de riesgos, ordenación del territorio, alerta temprana por predicción, diseño de estructuras).

Variables independiente ( X: tiempo, profundidad, etc) y dependiente (Y)

Flujo (procesos, dependen del tiempo), de nivel (cantidades)

Diagramas de Forrester (diagramas de relaciones causales causa/efecto):

Relaciones directas e inversas entre variables.

Cadenas de relaciones causales.

Bucles de realimentación (positiva y negativa)

Características de los sistema biológicos: abiertos y complejos

1.Son sistemas complejos adaptativos (mantienen su funcionamiento estabilizado------ homeostático).

2.Entropía: desorden, parte de la energía que no es capaz de producir trabajo.

3.Información: hereditaria, aprendida, interacciones entre individuos.

4.Complejidad: cantidad de información que acumula.

5.Presentan propiedades emergentes: incremento de complejidad (sucesión ecológica); estabilidad, inercia u homeostasis; criticalidad.

Cambios en el medio ambiente a lo largo de la historia de la Tierra

Tierra prebiótica

4500 m.a. Formación de la Tierra por acreción de cuerpos rocosos

Formación de la Luna por impacto con un planeta que formó un anillo de rocas y polvo

4400 m.a. Formación de una corteza sólida

Aparición del campo magnético, que impidió los efectos destructivos del viento solar

Formación de la atmósfera (óxidos de azufre, CO2, H2O), y la hidrosfera

4200 m.a. Se originó la corteza continental y los continentes graníticos, al acumularse cuarzo por convección

4000 m.a. Disminución del bombardeo de meteoritos, intenso efecto invernadero

3800 m.a. Origen de la vida en surtidores hidrotermales submarinos

Tierra biótica

Modificaciones químicas debido a la actividad de bacterias quimiosintéticas (oxidación de compuestos reducidos)

3500-3000 m.a. Bacterias fotosintéticas: consumo de CO2 y precipitación de CaCO3 (calizas)

2500 m.a. Aporte de oxígeno a los océanos por la actividad de bacterias fotosintéticas, precipitación del hierro debido a su oxidación y color azul de los océanos

2200 m.a. Atmósfera oxidante y disminución de la cantidad de CO2

Reducción del efecto invernadero y primera glaciación

1000 m.a. Primeros animales pluricelulares

700 m.a. Glaciación de gran intensidad, congelando toda la superficie terrestre

560 m.a. Intensa actividad volcánica con emisión de CO2, final de la glaciación y explosión Cámbrica

450 m.a. Nueva glaciación del Ordovícico

420 m.a. Colonización del planeta por plantas terrestres y formación del suelo. Aparición de animales terrestres

350 m.a. Carbonífero, gran proliferación de vegetales terrestres (depósitos de carbón) e incremento del O2 en la atmósfera

245 m.a. Extinción en masa por desertización global. Efecto invernadero “ asesino” por aumento de la actividad volcánica

210 m.a. Óptimo climático del Mesozoico, clima cálido y húmedo. Formación de los futuros depósitos de petróleo, y expansión de reptiles y aves

500000 años. El ser humano domina el fuego y comienza a influir sobre el medio ambiente. Cambio ambiental antropogénico.

Información ambiental

Medio ambiente: medio natural (subsistemas terrestres con los que interactuamos: atmósfera, hidrosfera, geosfera, biosfera) + medio social.

Concepto.

Cualquier dato relacionado con alguna característica del sistema Tierra y que tiene alguna relevancia para intereses humanos.

Fuentes:

Estaciones fijas de medida.

Instrumentos de medida móviles

Instrumentos a bordo de satélites

Tratamiento:

Procesamiento.

Interpretación.

Almacenamiento en superordenadores.

Utilización.

Tipos:

1. Sistemas de información geográfica (SIG): bases de datos cartográficas.

Mapas con capas superpuestas.

Permiten observar tendencias, patrones e interferencias.

Las principales cuestiones que puede resolver un Sistema de Información Geográfica, ordenadas de menor a mayor complejidad, son:

1. Localización: preguntar por las características de un lugar concreto.

2. Condición: el cumplimiento o no de unas condiciones impuestas al sistema.

3. Tendencia: comparación entre situaciones temporales o espaciales distintas de alguna característica.

4. Rutas: cálculo de rutas óptimas entre dos o más puntos.

5. Pautas: detección de pautas espaciales.

6. Modelos: generación de modelos a partir de fenómenos o actuaciones simuladas.

Ejemplo: Google Earth.

2. Sistemas de posicionamiento por satélite. Ejemplo: GPS, Galileo

3. Telemetría: medida de una magnitud física de un objeto, sin tener contacto con él. Ejem: radar, sonar, radiolocalizador.

4. Teledetección: cualquier técnica que toma datos de la Tierra a distancia (satélites artificiales, aviones).

5. Imágenes de satélite.

6. Satélites meteorológicos. Ejem. Meteosat.

7. Programas informáticos de simulación medio ambiental.

8. Fotografía aérea.