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MEDIO AMBIENTE
Y
TEORÍA DE SISTEMAS
TEMA 1
IES Licenciado Francisco Cascales (Murcia)
Departamento de Ciencias Naturales
Francisco Javier Zamora García
1. CONCEPTO DE MEDIO AMBIENTE
Conferencia de UN de Medio Ambiente. Estocolmo 72
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
La definición más aceptada de medio ambiente
es :
2. ENFOQUE INTERDISCIPLINAR.
Las Ciencias Medioambientales constituyen una disciplina de síntesis que integra aportaciones de diferentes disciplinas, entre las que destacan las Ciencias de la Naturaleza (Biología, Geología; Física y Química, Ecología ) junto con otras pertenecientes al campo de las Ciencias Sociales y las Humanidades como la Geografía, Economía, Sociología, Derecho o la Historia y otras como Matemáticas, Ingeniería, Arquitectura, Medicina y Geografía.
1. Rellena la tabla con ejemplos:
Componen.
físicos
Componen.
químicos
Componen.
biológicos
Compon.
sociales
Afecta de
forma
directa
Afecta de
forma
indirecta
Afecta a
corto plazo
Afecta a
largo plazo
Agua Salinidad del
suelo o agua
Vegetales Dinero El exceso de
lluvia provoca
inundaciones
Tras las
inundacione
s suelen
aparecer
enfermeda-
des
La contami-
nación irrita
vías
respiratoria
s
La lluvia
ácida
destruye
lentamente
bosques,
lagos,
monu-
mentos…
Aire
Suelo
Muchos componentes (químicos, biológicos y sociales)
ligados que actúan sobre otros es decir interactúan.
Cualquier intervención en el medio natural, produce
repercusiones en cadena: efecto dominó.
El medio ambiente es esencialmente dinámico y
cambiante y sus características van a variar a lo largo del
tiempo, y no sólo por la acción humana, ya que existen
procesos de origen natural que desembocan en bruscas
alteraciones del entorno (glaciaciones, transformación de la
atmósfera reductora en atmósfera oxidante, formación de
cordilleras, etc.).
Cualquier estudio medioambiental se hace con enfoque
holístico, definiéndose los medios ambientes como
:”sistemas multidimensionales de interrelaciones complejas
en continuo cambio”.
IMPORTANCIA DE LAS CIENCIAS AMBIENTALES 1. Los países desarrollados recelan del desarrollo económico
de los subdesarrollados por la influencia negativa que
podría tener sobre su naturaleza, dada su elevada
población.
2. La naturaleza puede afectar a la especie humana, los
desastres naturales son la causa de enormes pérdidas tanto
económicas como sociales.
3. Existe un auge de las Ciencias ambientales, como base
para resolver los problemas ambientales que nos aquejan.
4. Es necesario conocer el funcionamiento de los diferentes
sistemas del Sistema Tierra y estudiar las relaciones de los
mismos con la especie humana que han de enfocarse en
tres aspectos:
a)Riesgos derivados de su dinámica.
b)Recursos que nos proporcionan.
c)Impactos que reciben por acción antrópica.
3. Aproximación a la teoría
de sistemas
3.1. Concepto de sistema.
Enfoque reduccionista y
holístico
Enfoque reduccionista, mecanicista o analítico
Consiste en dividir o fragmentar nuestro objeto de
estudio en sus componentes más simples y
observarlos por separado.
Enfoque holístico o sintético
Trata de estudiar el todo o la globalidad y las
relaciones entre sus partes sin detenerse en los
detalles. Se ponen de manifiesto las propiedades
emergentes.
«El todo es más que la suma de las partes»
El reduccionismo y el holismo:formas de estudiar los sistemas
REDUCCIONISMO:
• Analiza el objeto en
sus partes más
simples y las
observa por separado
• Es la base del
método científico
• En sistemas
complejos que
funcionan como un
todo no es suficiente
HOLISMO
• Analiza globalmente
el sistema: un todo
que resalta las
propiedades
emergentes
• Utiliza modelos
• Su enfoque es
multidisciplinar e
integrador
• Forrester lo diseñó
AMBOS ENFOQUES SON COMPLEMENTARIOS
CONCEPTO DE SISTEMA Y DINÁMICA DE
SISTEMAS
Un sistema es un conjunto de partes interrelacionadas.
De esas interrelaciones surgen las propiedades
emergentes, que son aquellas que surgen del
comportamiento global de todos los componentes de un
sistema y que no están presentes en las partes por separado
(por ejemplo, las piezas del reloj no tienen la propiedad de
determinar la hora, pero sí el reloj montado como un todo; si
consideramos a una célula, serían propiedades emergentes la
nutrición, la relación y la reproducción, las cuales no aparecen
hasta que todos los componentes del sistema no interaccionan
entre sí).
Esta es la base de la Teoría General de Sistemas
desarrollada por Bertalanffy. Según este autor, un sistema es
un conjunto de elementos que interactúan entre sí.
3.2 Tipos de sistemas: abiertos,
cerrados y aislados. Los sistemas suelen intercambiar materia, energía e
información con el entorno. Teniendo en cuenta los
intercambios con el entorno del sistema que estudiamos,
distinguimos tres tipos de sistemas:
- 1. Sistema Aislado: no entra ni sale materia ni energía, no
existe en la realidad, sólo en el laboratorio.
- 2. Sistema Cerrado: hay entrada y salida de energía pero
no de materia. Podríamos considerar el planeta como un
sistema cerrado, ya que prácticamente no entra materia (se
escapan algunos gases al espacio y del espacio entra polvo-
partículas-meteoritos, pero la materia que entra y sale es
despreciable a efectos globales, por lo que se puede
considerar un sistema cerrado para que su estudio sea más
sencillo).
3.2 Tipos de sistemas: abiertos, cerrados
y aislados.
Los sistemas suelen intercambiar materia, energía e
información con el entorno. Teniendo en cuenta los
intercambios con el entorno del sistema que estudiamos,
distinguimos tres tipos de sistemas:
- 3. Sistemas Abiertos: son sistemas con intercambio de
materia y energía. A estos corresponden los sistemas
naturales como charcas, lagos, bosques, etc.
3.3 Dinámica de sistemas
Para estudiar los sistemas se utiliza el enfoque
holístico, mediante una metodología conocida
como dinámica de sistemas que se basa en
observar y analizar las relaciones e interacciones
existentes entre las partes del objeto de nuestro
estudio, recurriendo al uso de modelos.
Las principales relaciones entre los elementos del
sistema son los intercambios de materia, de energía
e información.
4. Realización de modelos
sencillos de la estructura de un
sistema ambiental natural • Para el estudio de la dinámica de
sistemas se utilizan modelos, es decir: versiones simplificadas de la realidad
• Se denominan variables a los aspectos mensurables de esa realidad
• Un modelo no es aplicable fuera del entorno para el que fue formulado.
TIPOS DE MODELOS
A) Modelos mentales.
B) Modelo formal o matemático.
C) Modelo informal.
TIPOS DE MODELOS
A) Modelos mentales:
• Lo que guardamos en nuestra mente no
es la realidad, sino sus modelos mentales.
• No sirven para guiarnos por el mundo y
nuestras acciones responden a nuestros
modelos.
• Individuos distintos tienen modelos
mentales distintos
B) MODELOS FORMALES • Son modelos matemáticos que también
son aproximaciones a la realidad. Utilizan
ecuaciones que asocian las variables.
• Son una herramienta para representar la
realidad de la forma más concreta y
precisa posible.
Ejemplo: modelo depredador-presa
2221
2111
****/
***/
NdNNPadtdN
NNPNrdtdN
C) MODELOS INFORMALES • Modelo que utiliza un lenguaje simbólico,
no formal.
• El más importante de los informales es el
modelo de relaciones causales, éste
utiliza las variables y las relaciona
mediante flechas.
4.1. MODELO DE SISTEMAS DE CAJA
NEGRA Se representa como si fuera una caja cerrada, dentro
de la cual no queremos mirar y sólo nos fijamos en
sus entradas y salidas de materia, energía o
información, es decir en sus intercambios con el
entorno. Lo primero sería marcar sus fronteras o
límites para aislarlo de la realidad o determinar lo que
está dentro o fuera de él., después hay que señalar
las entradas o salidas si es que existen.
Hay varios sistemas de caja negra: abiertos (se
producen entradas y salidas de energía, ej: una
ciudad), cerrados (sólo se intercambia energía, ej:
una charca), aislados (No intercambian ni materia ni
energía, ej: el sistema solar).
4.1. MODELO DE SISTEMAS DE CAJA
NEGRA
entradas
salidas
Modelos de sistema de caja negra
¡¡¡Los ecosistemas son
sistemas abiertos!!! En ellos continuamente entran y salen
cosas, aunque la apariencia general y las
funciones básicas permanecen constantes
durante largos períodos.
Ecosistema:
un lago
ENTRADAS:
Luz solar,
materia y
organismos
SALIDAS:
Calor, energía,
materia
procesada,
organismos
La mayoría de los sistemas son abiertos aunque a veces se toman como cerrados o
aislados para facilitar su estudio. Falso:ecosistemas cerrados materia y abiertos energía
4.2. MODELO DE SISTEMAS DE CAJA
BLANCA
Cuando observamos el interior de un sistema,
estamos haciendo un enfoque de caja blanca. Lo
primero es marcar las variables que lo componen y
unirlas por flechas que se relacionen entre sí y
representen las interacciones. La representación
obtenida representa un diagrama causal.
Cada variable se puede considerar como un
subsitema del inicial y se puede rediseñar como
sistema de caja blanca o negra.
A
B
C
D
entradas
salida
Modelo de sistema de caja blanca
4.2. MODELO DE SISTEMAS DE CAJA
BLANCA
• Un sistema es algo COMPLEJO, mucho más
que la suma de sus partes, ya que de las
interacciones entre esas partes y del
comportamiento global, aparecen propiedades
nuevas llamadas: propiedades emergentes,
ausentes en el estudio aislado de las partes
4.2. RELACIONES CAUSALES.
CONCEPTO
Un sistema es un conjunto de elementos que
interactúan entre sí según toda una serie de
RELACIONES CAUSALES que pueden ser
representados en forma de DIAGRAMAS
CAUSALES.
4.2. RELACIONES CAUSALES.
TIPOS
Relaciones simples
Directas: o positivas, si aumenta A causa un
aumento de B. Recíprocamente si disminuye A,
disminuye B. Se representan con (+)
• Inversas:Si aumenta A disminuye B o si disminuye
A aumenta B. Se indican con un signo (--)
• Encadenadas: cuando hay varias variables
unidas.
Si el número de inversas es impar el resultado global es inverso
Veamos los siguientes
ejemplos:
CONSUMO DE ALIMENTOS PESO+
+
Ejemplo 2
OFERTA DEMANDA
+ +
Ejemplo 3
PREPARARSE PARA EL EXAMEN DE DS RESULTADO
+ + CTM
Ejemplo 4
POBLACION RECURSO PER CAPITA
- +
Relaciones complejas: Retroalimentación
o Realimentación
Bucles de realimentación positiva: La causa
aumenta el efecto y el efecto aumenta la causa.
Se establecen en cadenas cerradas que tienen
un número par de relaciones inversas.
Modelo de crecimiento de una población
TNNNN ttt *1
La población depende de la
población inicial y del número
de nacimientos
Curva exponencial en J
El crecimiento de una población esta regulado por un
bucle de retroalimentación positivo (natalidad) y otro
bucle de retroalimentación negativo (mortalidad)
• Bucles de realimentación negativa u
homeostáticos: Al aumentar A aumenta B, pero
el incremento de B hace disminuir a A.
• Tienden a estabilizar los sistemas.
• Se establecen siempre que el número de
relaciones inversas (-) sea impar.
La mortalidad
regula el
crecimiento de la
población mediante
un bucle de
retroalimentación
negativo.
Modelo de crecimiento de una
población normal • El número de individuos de una población está
regulado por un bucle positivo y uno negativo.
• Potencial biótico r es el resultado de r=TN-TM
NACIMIENTOS POBLACION
MUERTES
+ +
+
- +
• El crecimiento anual de la población
se determina por la fórmula:
TMNTNNNN tttt **1
)1(1 rNN tt
• El resultado de las dos juntas mantiene
estable el sistema (población en
equilibrio) gracias a la realimentación
negativa.
• Los sistemas que se equilibran mediante
uno o más bucles de realimentación
negativa se llaman sistemas
homeostáticos, por ejemplo, los sistemas
del cuerpo humano que mantienen las
concentraciones adecuadas en el cuerpo
de glucosa, hormonas, sales minerales,
cantidad de agua…
Curva logística o sigmoidea de crecimiento en S
Retroalimentación
POSITIVA
• El efecto final del bucle
es + (sumas – pares)
• Se representa dentro
del ciclo por
• Se llaman bucles de
refuerzo (explosivos)
• Se produce alejamiento
situación inicial y
desestabilización
sistema
NEGATIVA
• El efecto final del
bucle es – (suma –
impar)
• Se representa dentro
del ciclo por
• Estabiliza el sistema
contrarrestando la
tendencia del sistema a
alejarse del estado
óptimo
+
-
EJERCICIO 1
Diagrama causal.
EJERCICIO 2
Variables: Lluvia, pastos, contaminación, agua,
vacas y alimentación humana.
EJ.3
EJ.4
• Ej. En el texto aparecen una serie de términos (calentamiento, sequía, humedales, CO2) que configuran un bucle de retroalimentación. Dibuja el diagrama y razona si la retroalimentación es positiva o negativa.
• Con el problema del calentamiento global, los científicos han
dicho que muchas en regiones se van a producir grandes
sequías. Muchos humedales están en peligro por la extracción
de agua para al agricultura y la selvicultura. Si se prolonga
cualquiera de estas situaciones, los humedales se secarían y eso
produciría un gran aumento de CO2 en la atmósfera que
aceleraría el efecto invernadero. Si no protegemos los
humedales y si no ratificamos el protocolo de Kioto para evitar el
aumento de la sequía, podemos tener cambios climáticos mucho
más extremos que lo que hemos conocido hasta ahora,
Ej. 6
Crecimiento de población de ratones
EJ.7
Ej. 8 Curvas de crecimiento
5. Complejidad y entropía
5.1. La energía en los
sistemas.
Los sistemas siguen las leyes de la termodinámica,
que son las que determinan los intercambios de
materia y energía:
La primera ley de la termodinámica es la que
establece que la energía ni se crea ni se destruye.
Por ello, en cualquier sistema, la cantidad de energía
que entra debe ser igual a la cantidad de energía que
sale más la que quede almacenada en el interior del
sistema.
La segunda ley de la termodinámica es la que
establece que todo sistema tiende siempre a
alcanzar un grado de mayor entropía, entendiendo la
entropía como una medida de la incapacidad de
realizar un trabajo (desorden).
6. EL MEDIO AMBIENTE COMO SISTEMA.
La Tierra es un sistema abierto, intercambia materia
y energía, además es capaz de autorregular su
temperatura ( 15 º), lo cual permite la existencia de
agua líquida y por ello la vida.
Es un sistema muy
complejo y al elaborar un
modelo se pueden
considerar los siguientes
subsistemas: Atmósfera,
hidrosfera, geosfera y
biosfera.
6. EL MEDIO AMBIENTE COMO SISTEMA.
Las interacciones entre los subsistemas da como
resultado el clima terrestre, por ello el Sistema
Tierra se puede considerar como un Sistema
Climático, sometido a alteraciones, lentas o
rapidas, debidas a los factores climáticos.
MODELOS DE REGULACIÓN DEL
CLIMA TERRESTRE • 1. LA TIERRA COMO SISTEMA DE CAJA
NEGRA. La Tierra sería un sistema cerrado,
intercambia energía pero no materia.
Autorregula su temperatura.
LA TIERRA COMO SISTEMA CAJA BLANCA
LA TIERRA COMO SISTEMA CAJA BLANCA.
Interactuan los cuatro subsistemas terrestres: geosfera,
hidrosfera, atmosfera y biosfera. Según autores también la
criosfera.
• S(clima) = A U H U B U G U C Equilibrio dinámico
FACTORES QUE AFECTAN AL
CLIMA
• 1. Efecto invernadero.
• 2. Albedo
• 3. Parámetros orbitales
Excentricidad de la órbita.
Oblicuidad.
Precesión.
• 4. Radiación solar.
• 5. Flujo térmico.
• 6. Distribución de continentes y océanos.
• 7. Seres vivos
EL EFECTO INVERNADERO
• Provocado por ciertos gases: vapor de agua, CO2, CH4, N2O.
Efecto invernadero natural Incremento efecto ionvernadero
EL EFECTO ALBEDO
• Porcentaje de la radiación solar reflejada por la
tierra, del total de energía solar que recibe.
Las nubes • Doble acción:
»Aumentan el albedo.
»Incrementan el efecto invernadero.
• Su acción depende de la altura de las nubes.
Si son bajas aumenta el albedo.
Si son altas aumenta el efecto invernadero
Modelo funcionamiento del clima con efecto
invernadero, albedo y nubes
Radiación
Dos bucles antagónicos: Equilibrio dinámico
Polvo atmosférico
• Provocado por:
- Emisiones
volcánicas
- Meteoritos
- Contaminación
atmosférica
VOLCANES
• También pueden
provocar un
doble efecto:
Descenso de la Tª:
- A corto plazo, al
inyectar polvo.
Aumento de la Tª:
- A Largo plazo.
por las
emisiones de
CO2.
VARIACIONES DE LA RADIACIÓN SOLAR
INCIDENTE
-Periódicas. Ciclos astronómicos de Milankovitch
1. Excentricidad de la órbita
2. Inclinación del eje (oblicuidad)
3. Posición en el perihelio (precesión)
-Graduales. La radiación solar emitida es cada vez mayor
-4. FLUJO TÉRMICO TERRESTRE
Es cada vez menor
5. DISTRIBUCIÓN CONTINENTES Y
OCÉANOS
SERES VIVOS. INFLUENCIA DE LA BIOSFERA 1. Reducción de los niveles de CO2: transformación en
materia orgánica y almacenaje en combustibles fósiles.
2. Aparición de 02 atmosférico.
3. Formación de la capa de ozono.
4. Aumento del nitrógeno atmosférico
EVOLUCIÓN DE LA ATMÓSFERA
EFECTO BIOSFERA SOBRE CLIMA TERRESTRE
HIPÓTESIS GAIA • El planeta Tierra y
la vida han coevolucionado y se han influido mutuamente.
• El planeta tiene capacidad de control más allá de los mecanismos químicos.
• Se comporta como un ente vivo.
• La génesis de GAIA ocurrió cuando se buscaban indicadores de vida en otros planetas. El equilibrio químico de la atmósfera de un planeta debe poseer un índice muy alto de entropía (desorden). La existencia de una atmósfera con una entropía baja, en la que hay demasiado metano, o demasiado oxígeno, o cualquier otro ordenamiento químico anómalo, es un indicador de la presencia de vida. Porque es la vida la que altera el equilibrio químico y lo ordena.
HIPÓTESIS GAIA: EJEMPLO DE INTERACCIÓN DE SISTEMAS.
LA HIPÓTESIS GAIA. J.E. LOVELOCK 1993 Considera a la Tierra como
un sistema, constituido por numerosos subsistemas relacionados por
interacciones de gran complejidad y con capacidad de autoregularse.
BASES EN QUE SE APOYA LA TEORÍA GAIA
- La biosfera regula la concentración de Oxígeno atmosférico
manteniéndola al 21% que es la idónea para la mayoría de los seres vivos.
- Si estudiamos las concentraciones de Nitrógeno molecular en otros
planetas veremos que en la Tierra es muchísimo mayor, los seres vivos
podrían intervenir en su propio autoabastecimiento de Nitrógeno.
- La temperatura se ha mantenido estable a lo largo de millones de años, a
pesar de las variaciones de radiaciones que hemos ido recibiendo. Es
como si tuviésemos un termostato que regula los cambios.
- Los gases que permiten la vida proceden de los propios seres vivos que
actúan como sensores y reguladores.
Esta teoría podría conducirnos a pensar que hagamos lo que
hagamos la Tierra volverá a regular sus constante y continuará
adelante. Pero como todo sistema cibernético hay unos límites fuera
de los cuales se produce un desequilibrio del sistema de manera
irreversible.
¿Qué dice la hipótesis Gaia?
• La atmósfera y la parte superficial del planeta Tierra se comportan como un todo coherente
• Siendo los seres vivos (la biosfera) los que autorregular las condiciones esenciales: temperatura, composición
química, salinidad de los océanos, …...
Un conjunto de modelos científicos de la biosfera en el cual se postula que la vida fomenta y mantiene unas condiciones adecuadas para sí misma, modificando el entorno.
¿Qué es la hipótesis Gaia?
Según GAIA la capacidad de mantener constante el medio
ambiente viene de la biosfera, ya que los seres vivos
controlan el medio ambiente global para cubrir sus
necesidades (capacidad homeostática)
7. CAMBIOS AMBIENTALES A LO
LARGO DE LA HISTORIA DE LA
TIERRA A lo largo de la historia de la Tierra se han
producido una serie de cambios ambientales
provocados por una serie de factores
(biológicos, físico-químicos o extraterrestres)
que llegaron a desencadenar importantes
variaciones climáticas y biológicas
(extinciones).
7. CAMBIOS AMBIENTALES A LO
LARGO DE LA HISTORIA DE LA
TIERRA
CONCEPTO DE EXTINCIÓN
Cuando se habla de extinción de especies, se hace
referencia a la muerte de todos los individuos que
componen una especie, ya sea a nivel local o global.
Cuando hablamos de extinciones en masa hacemos
referencia a que desaparecen, al menos, el 50% de
los seres vivos presentes en el planeta en ese
momento.
FACTORES DE EXTINCIÓN
Distinguimos tres tipos de factores de extinción
que provocaron cambios ambientales relevantes:
Biológicos, Físico-químicos y Extraterrestres
1. Los factores biológicos son aquellos que
tienes que ver con las relaciones entre especies
animales y vegetales que pueblan el planeta
Tierra. Son: La depredación, las enfermedades
de origen bacteriano o vírico y la competencia.
Pero podemos añadir un cuarto factor biológico
que es el propio tamaño de la población.
2. Los factores físico-químicos son muy variados.
Los componentes físico-químicos del ambiente son:
la radiación, la humedad, la temperatura, las
cantidades disponibles de nutrientes, etc.
Las variaciones que en ellos pueden producirse son
muchas. En primer lugar hay un grupo que llamamos
cambios climáticos: glaciaciones periódicas,
estacionalidad extremada, que afectan
principalmente a las zonas continentales. Para
organismos marinos, variaciones de temperatura,
fluctuaciones de la salinidad o alteraciones en la
circulación de las corrientes.
Muy graves deben ser los aumentos de la
temperatura global, la acción de las oscilaciones del
nivel del mar y el movimiento de las placas
tectónicas.
3. Los factores extraterrestres son responsables de
efectos más globales, fases de extinción masiva que a
lo largo de la historia de la Tierra se han producido.
El argumento más ampliamente difundido y aceptado en
la actualidad para explicar algunas extinciones masivas
es el del impacto de un asteroide sobre la Tierra. El
polvo cósmico y las radiaciones son los menos
importantes comparativamente.
En la actualidad se considera que las extinciones en
masa han jugado un papel importante en la historia de
la vida.
Esto hace que las extinciones desempeñen una función
importante en la evolución de la vida en la Tierra. Si las
especies no llegaran a extinguirse para dejar su espacio
a organismos más avanzados, la vida en la Tierra no
habría progresado hasta lo que es actualmente.
LAS EXTINCIONES DURANTE EL PROTEROZOICO
Durante el Proterozoico se produce un hecho trascendental en la
evolución de la atmósfera y de la vida, como fue la aparición de la
fotosíntesis.
La aparición de la fotosíntesis hizo que la base de la vida
pasara de anaerobia a aerobia. Con la fotosíntesis, la atmósfera e
hidrosfera se enriquecieron en oxígeno, apareciendo la vida
aeróbica y la capa de ozono que impediría el paso de los rayos
ultravioleta.
Suele pasar desapercibido el que la aparición de los autótrofos,
con la consiguiente oxigenación de la atmósfera, supuso la
primera crisis biótica, ya que las formas primitivas serían
destruidas por dicho oxígeno, y que si a su vez, necesitaban de
los infrarrojos, igualmente serían agredidas por la disminución de
estas radiaciones al aparecer la capa de ozono.
La extinción precámbrica
Tuvo lugar hace aproximadamente 600 M. a.
La causa de esta extinción fue la glaciación Eocámbrica, que
comenzó hace cerca de 680 M. a. y terminó hace 570 M. a. El
origen de esta glaciación (la más intensa que ha experimentado
la Tierra durante su historia) puede deberse a la explosión
demográfica del plancton calcáreo, que habría provocado un
efecto “antiinvernadero”.
Esta extinción fue determinante para la diversificación de la fauna
siguiente, que difirió en gran medida de su predecesora. Durante
esta época se desarrollaron organismos de cuerpo blando,
destacando entre ellos los peces gelatinosos y gusanos
segmentados. Esta fauna excepcional posterior a la extinción
precámbrica es conocida como fauna de Ediacara.
LAS EXTINCIONES DURANTE EL FANEROZOICO
Las extinciones del Paleozoico
En primer lugar hay que indicar que a principios del
Paleozoico (540 M. a.) se produce la llamada explosión
cámbrica, aparición geológicamente repentina de
organismos macroscópicos multicelulares
La extinción Ordovícico-Silúrico (-435 M.a.)
Duró aproximadamente de un millón de años y causó la
desaparición de alrededor del 50 % de las especies. Casi
acaba con la vida marina; algunos peces sobreviven y los
invertebrados pagan un duro tributo. Sus causas fueron:
1) Cambios en el nivel del mar.
2) Cambios climáticos.
3) Distribución continental. Durante el Ordovícico superior
hubo una inusual rapidez de movimientos tectónicos que
dieron lugar a cambios climáticos igualmente rápidos.
La extinción del Devónico
Tuvo lugar hace aproximadamente 360 M. a. y fue
particularmente severa para los organismos marinos
bentónicos que vivían en aguas tropicales someras.
El depósito marino de cantidades masivas de carbón orgánico
y carbonatos inorgánicos contribuyó al enfriamiento global.
La Extinción Permotriásica (Catástrofe P/T o the Great
Dying)
En el límite entre los sistemas Pérmico y Triásico (250 M. a.),
perecieron el 90 % de todas las especies marinas y
terrestres, entre ellos el 98 % de los crinoideos, el 78 % de
los braquiópodos, el 76 % de los briozoos, el 71 % de
cefalópodos, 21 familias de reptiles y 6 de anfibios, además
de un gran número de insectos. Los conocidos trilobites
desparecieron para siempre con esta extinción en masa.
Las causas de la extinción Permotriásica parecen estar
vinculadas con erupciones volcánicas.
Las extinciones del Mesozoico
La extinción del Triásico Superior (205 M.a.)
El límite Triásico-Jurásico marca un vuelco en el número de
especies en el registro fósil. Este evento afectó tanto a la vida
terrestre como a la acuática. El motivo de la extinción sigue
siendo incierto (erupciones volcánicas o impactos de meteoritos).
La extinción del límite K-T (65 M. a.)
En el límite entre las eras Secundaria y Terciaria se produjo una
importante extinción causada, probablemente, por el impacto de
un meteorito en el golfo de Méjico. Los impactos meteóricos dejan
en los niveles estratigráficos importantes concentraciones de
iridio. En Caravaca tenemos pruebas de su evidencia (ver Capa
Negra).
Aunque desaparecieron muchos animales (dinosaurios,
ammonites…) y plantas, gracias a la desaparición de los
dinosaurios pudieron desarrollarse con mayor celeridad los
mamíferos.
Las extinciones del Cenozoico
Durante la era Cenozoica (correspondiente a los últimos 65 M.
a.) se han vivido también varios fenómenos extintivos, aunque
no tan relevantes como los anteriores.
La primera de ellas tuvo lugar en el Eoceno superior (33 M.
a.). Se supone que esta extinción se debió a un fenómeno de
enfriamiento global, pero las causas de éste aún están
indeterminadas.
La segunda se produjo en el Oligoceno inferior (hace unos
28 M. a.) y fue desencadenada por severos cambios climáticos
y vegetacionales. Los principales afectados fueron los
mamíferos terrestres.
La tercera se produjo durante el Mioceno superior (hace
unos 9 M. a.) cuando una ola de frío antártico se extendió por
el planeta. Los mamíferos fueron los principalmente afectados.
Ya en el Cuaternario se produjeron variaciones climáticas que
dieron lugar a varias glaciaciones que afectaron igualmente a
los mamíferos.
EJERCICIO PAU Junio 2006
• En el sencillo modelo de funcionamiento del
clima terrestre que se acompaña, comente las
relaciones causales (directas, inversa,
encadenadas) entre cada uno de los
componentes, insertando los signos (+) o (–)
donde corresponda. Suponga un flujo de
radiación solar constante.
EJERCICIO
Ej. 10
Ej. 14
EJERCICIO
Elabora un diagrama causal o de flujo con
cuatro elementos (agua, vegetación, dióxido de
carbono, temperatura atmosférica ) en
regiones áridas y razone si se trata de un
sistema con retroalimentación positiva o
negativa. Usa esta conclusión para decidir si
se trata de un sistema estable o inestable.
• Ej. PAU 2006 : En el texto aparecen una serie de términos (calentamiento, sequía, humedales, CO2) que configuran un bucle de retroalimentación. Dibuja el diagrama y razona si la retroalimentación es positiva o negativa.
• Con el problema del calentamiento global, los científicos
han dicho que muchas en regiones se van a producir
grandes sequías. Muchos humedales están en peligro por
la extracción de agua para al agricultura y la selvicultura.
Si se prolonga cualquiera de estas situaciones, los
humedales se secarían y eso produciría un gran aumento
de CO2 en la atmósfera que aceleraría el efecto
invernadero. Si no protegemos los humedales y si no
ratificamos el protocolo de Kioto para evitar el aumento de
la sequía, podemos tener cambios climáticos mucho más
extremos que lo que hemos conocido hasta ahora,
Proceso de eutrofización
¿cuántos subsistemas puedes identificar en el
siguiente diagrama?
Además de los sistemas descritos, algunos autores hablan de sistemas cibernéticos
para designar a aquellos sistemas que utilizan alguna clase de mecanismo de
retroalimentación para su regulación. En la naturaleza son muy frecuentes los
sistemas cibernéticos: la cantidad de azúcar que circula por la sangre se mantiene
constante gracias a un sistema cibernético regulado por dos hormonas, la insulina y
el glucagón.
También los organismos homeotermos mantenemos la temperatura constante
mediante un sistema cibernético, y, del mismo modo, las poblaciones de
depredadores y presas de un ecosistema se regulan entre sí gracias a los bucles
de realimentación negativa típicos de los sistemas cibernéticos.
MODELO 2.
INCLUYE LA
VARIABLE
BIOSFERA
MODELO 1. ENGLOBA
LAS CINCO ARIABLES
MODELO 3.
AÑADE LA
ACTUACIÓN
HUMANA
1.- Completa el siguiente cuadro con las relaciones
correspondientes y con el signo adecuado para el
bucle correspondiente:
Como ves, de la interacción entre
el sistema atmosférico y la
hidrosfera se deducen
mecanismos que pueden regular la
temperatura del planeta. Veamos
ahora que ocurre si introducimos
otras características de la
atmósfera como la concentración
de gases invernadero. Completa
de nuevo el esquema:
Compliquemos un poco más el análisis. Completa el nuevo esquema al que hemos
añadido nuevos efectos provocados por la geosfera:
La biosfera también ayuda a la regulación del clima del planeta, veámoslo:
Y para terminar, intenta analizar este último esquema poniendo el signo
adecuado en todos los bucles que aparecen:
SOLUCIONES:
SOLUCIONES:
