Ciencias de la tierra y medioambientales. Pedro Pablo Moreno

Transcripción

1 Ciencias de la tierra y medioambientales Pedro Pablo Moreno

2 TEMA 1 Medio Ambiente y Teoría de Sistemas

3 Medio Ambiente en la Conferencia de Naciones Unidas de Estocolmo (1972) se definió como el conjunto de componentes físicos, químicos, biológicos y sociales capaces de causar efectos directos o indirectos sobre los seres vivos y las actividades humanas

4 Medio Ambiente en la Conferencia de Naciones Unidas de Estocolmo (1972) se definió como el conjunto de componentes físicos, químicos, biológicos y sociales capaces de causar efectos directos o indirectos sobre los seres vivos y las actividades humanas Marco que rodea a un organismo (natural; humano)

5 Cómo estudiamos el medio ambiente? Lo separamos en sus partes para analizarlas (REDUCCIONISMO)

6 Cómo estudiamos el medio ambiente? Lo separamos en sus partes para analizarlas (REDUCCIONISMO) Lo hacemos desde un punto de vista más global (HOLISMO) y de modo interdisciplinar.

7 TEORÍA GENERAL DE SISTEMAS L. von Bertalanffy

8 TEORÍA GENERAL DE SISTEMAS L. von Bertalanffy UN SISTEMA ES UN CONJUNTO DE PARTES QUE INTERACCIONAN ENTRE ELLAS

9 TEORÍA GENERAL DE SISTEMAS L. von Bertalanffy UN SISTEMA ES UN CONJUNTO DE PARTES QUE INTERACCIONAN ENTRE ELLAS Su estado se puede definir a partir de ecuaciones diferenciales, en las que la situación de un componente es función de las de todos los demás.. Ej. las moléculas en un tubo de ensayo; los jugadores en un partido; un ecosistema; estrellas de una galaxia,...

10 Tipos de Sistemas Aislados: no intercambian materia ni energía con el entorno Cerrados: intercambian energía, pero no materia con el entorno. Abiertos: intercambian tanto materia como energía con su entorno.

11 Tipos de Sistemas Aislados: no intercambian materia ni energía con el entorno Cerrados: intercambian energía, pero no materia con el entorno. Abiertos: intercambian tanto materia como energía con su entorno.

12 Modelos Versiones simplificadas de la realidad que ayudan a su estudio.

13 Modelos Versiones simplificadas de la realidad que ayudan a su estudio.

14 Modelos Versiones simplificadas de la realidad que ayudan a su estudio.

15 Tipos de modelos Modelos de sistemas de caja negra: se establecen cuando del sistema sólo nos interesan las entradas y salidas. Por supuesto, el sistema deberá cumplir las leyes de la termodinámica. (La clasificación de sistemas en abiertos, cerrados y aislados se corresponde con este tipo de modelos). Modelos de sistemas de caja blanca: ahora nos interesan las interacciones entre sus partes. A la hora de modelizar en este caso tendremos que analizar las variables del sistema (partes) y establecer las relaciones que existan (diagrama causal), o al menos las que en un momento dado nos interese estudiar para no complicar demasiado el modelo. Llamaremos relaciones causales a las interacciones causaefecto, que pueden ser simples o complejas.

16 Modelos de caja negra

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18 Modelos de caja blanca

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20 Relaciones simples Directas: si al incremento de valor de un elemento le corresponde automáticamente un incremento de valor del otro y viceversa. Inversas: un incremento en una variable deriva en el decrecimiento de la otra. Encadenadas: en ellas son más de dos los elementos relacionados y es conveniente para simplificar su lectura, analizar independientemente la relación entre cada par de elementos. Si al hacerlo de este modo el número de relaciones inversas es par, la resultante será una relación directa; si es impar, la resultante será una relación inversa.

21 + Reforestación protección del suelo _ Protección del suelo erosión _ Reforestación erosión

22 Actividades: Veamos algunos ejemplos de relaciones simples que debes denotar: Qué relación existe entre los incendios de este verano y la fotosíntesis en los bosques?. Y entre la fotosíntesis y el almacenamiento de CO2 en la biomasa? Y entre éste y el efecto invernadero? y qué relación existe entre el efecto invernadero y la temperatura de la atmósfera?. Ahora vamos a encadenar todas esas relaciones y ver como es la relación global entre los incendios y la temperatura atmosférica:

23 Actividades:

24 Relaciones complejas: retroalimentación. la influencia de un elemento del sistema sobre otro implica que este último ejerza, a su vez, una influencia sobre el primero.

25 Bucles de retroalimentación positiva: provocan un crecimiento descontrolado e inestabilizan los sistemas. Bucles de retroalimentación negativa: son bucles estabilizadores y mantienen los sistemas bajo control. Ejemplo:

26 Bucles de retroalimentación positiva: provocan un crecimiento descontrolado e inestabilizan los sistemas. Bucles de retroalimentación negativa: son bucles estabilizadores y mantienen los sistemas bajo control. Ejemplo:

27 Actividades:

28 HIPÓTESIS GAIA (J. Lovelock) Por qué la atmósfera terrestre es tan diferente de las de Marte y Venus? Marte Venus Tierra (sin vida) Tierra (con vida) CO2 95% 98% 98% 3% O2 13% %

29 HIPÓTESIS GAIA (J. Lovelock) Hipótesis: nuestro planeta funciona como un sistema autorregulado mediante la interacción de otros subsistemas: biosfera, atmósfera, hidrosfera y geosfera.

30 HIPÓTESIS GAIA (J. Lovelock) Hipótesis: nuestro planeta funciona como un sistema autorregulado mediante la interacción de otros subsistemas: biosfera, atmósfera, hidrosfera y geosfera.

31 HIPÓTESIS GAIA (J. Lovelock) Pruebas: La temperatura global de la superficie de la Tierra ha permanecido constante, a pesar del incremento en la energía proporcionada por el Sol. La composición atmosférica permanece constante, aunque debería ser inestable, y muy alejada de los equilibrios termodinámicos teóricos como en otros planetas. La salinidad del océano permanece constante a pesar del continuo aporte desde los continentes.

32 CAMBIOS AMBIENTALES Extinciones de especies: mueren todos los individuos de la misma (a escala local o planetaria). Extinciones en masa: desaparecen al menos el 50% de las especies del planeta.

33 CAMBIOS AMBIENTALES Extinciones de especies: mueren todos los individuos de la misma (a escala local o planetaria). Extinciones en masa: desaparecen al menos el 50% de las especies del planeta. Factores de extinción:

34 CAMBIOS AMBIENTALES Extinciones de especies: mueren todos los individuos de la misma (a escala local o planetaria). Extinciones en masa: desaparecen al menos el 50% de las especies del planeta. Factores de extinción: BIOLÓGICOS: epidemias, depredación, etc.

35 CAMBIOS AMBIENTALES Extinciones de especies: mueren todos los individuos de la misma (a escala local o planetaria). Extinciones en masa: desaparecen al menos el 50% de las especies del planeta. BIOLÓGICOS: epidemias, depredación, etc. Factores de extinción: FÍSICO-QUÍMICOS: glaciaciones, pangeas, oscilaciones mar, etc.

36 CAMBIOS AMBIENTALES Extinciones de especies: mueren todos los individuos de la misma (a escala local o planetaria). Extinciones en masa: desaparecen al menos el 50% de las especies del planeta. BIOLÓGICOS: epidemias, depredación, etc. Factores de extinción: FÍSICO-QUÍMICOS: glaciaciones, pangeas, oscilaciones mar, etc. EXTRATERRESTRES: meteoritos, cambios constante solar, etc.

37 LAS GRANDES EXTINCIONES!

38 EXTINCIONES PROTEROZOICAS LA REVOLUCIÓN DEL O2: desaparición de todos los organismos anaerobios hace 3000 m.a. al descubrirse la fotosíntesis.

39 EXTINCIONES PROTEROZOICAS LA REVOLUCIÓN DEL O2: desaparición de todos los organismos anaerobios hace 3000 m.a. al descubrirse la fotosíntesis. LA EXTINCIÓN PRECÁMBRICA: hace 600 m.a., causada por una glaciación a consecuencia del efecto anti-invernadero del masivo crecimiento del plancton calcáreo.

40 EXTINCIONES PROTEROZOICAS LA REVOLUCIÓN DEL O2: desaparición de todos los organismos anaerobios hace 3000 m.a. al descubrirse la fotosíntesis. LA EXTINCIÓN PRECÁMBRICA: hace 600 m.a., causada por una glaciación a consecuencia del efecto anti-invernadero del masivo crecimiento del plancton calcáreo.

41 EXTINCIONES FANEROZOICAS ORDOVÍCICO-SILÚRICO (-435 m. a.): causó la desaparición de alrededor del 50 % de las especies. Causas:

42 EXTINCIONES FANEROZOICAS ORDOVÍCICO-SILÚRICO (-435 m. a.): causó la desaparición de alrededor del 50 % de las especies. Causas: Cambios en el nivel del mar: (-70 m). Cambios climáticos: tras la regresión los casquetes glaciares de Gondwana se descongelan, provocando una transgresión (el mar invade las costas). Distribución continental. Rápidos movimientos tectónicos dieron lugar a cambios climáticos igualmente rápidos. El hemisferio norte estaba cubierto casi en su totalidad por un vasto océano; en el ecuador se localizaban pequeños continentes y océanos aislados; y en el hemisferio sur se extendía una gran masa continental.

43 EXTINCIONES FANEROZOICAS DEVÓNICO (-360 m. a.): enfriamiento global provocado por el depósito masivo de carbón orgánico y carbonatos inorgánicos que redujeron drásticamente os niveles de CO2 atmosférico.

44 EXTINCIONES FANEROZOICAS DEVÓNICO (-360 m. a.): enfriamiento global provocado por el depósito masivo de carbón orgánico y carbonatos inorgánicos que redujeron drásticamente os niveles de CO2 atmosférico.

45 EXTINCIONES FANEROZOICAS PERMO-TRIÁSICA (-250 m. a.): desaparecen casi el 90% de las especies del planeta. Causas:

46 EXTINCIONES FANEROZOICAS PERMO-TRIÁSICA (-250 m. a.): desaparecen casi el 90% de las especies del planeta. Causas: erupciones volcánicas: Siberian traps= extrusiones basálticas superiores a 1.3 km 3 /año, que cubrieron km 2. Se estima un volumen de lava solidificada de entre 1.6 y 2.5 millones de km 3. cantidades masivas de CO2, SO2 y aerosoles: enfriamiento global inicial. SO2: lluvia ácida (extinciones terrestres aunque lava los aerosoles). CO2 permanecería: calentamiento global. Se descongela el permafrost en Siberia y añade metano a la atmósfera, reforzando el efecto invernadero.

47 EXTINCIONES FANEROZOICAS LÍMITE K-T (-65 m. a.): desaparecen los dinosaurios y otras muchas especies menos famosas. Causas:

48 EXTINCIONES FANEROZOICAS LÍMITE K-T (-65 m. a.): desaparecen los dinosaurios y otras muchas especies menos famosas. Causas: Impacto de un meteorito en el golfo de Méjico. enfriamiento global inicial por partículas en la atmósfera. no fotosíntesis: desaparición vegetales e impacto en las cadenas tróficas.

49 EXTINCIONES FANEROZOICAS LÍMITE K-T (-65 m. a.): desaparecen los dinosaurios y otras muchas especies menos famosas. Causas: Impacto de un meteorito en el golfo de Méjico. enfriamiento global inicial por partículas en la atmósfera. no fotosíntesis: desaparición vegetales e impacto en las cadenas tróficas.

50 EXTINCIONES FANEROZOICAS LÍMITE K-T (-65 m. a.): desaparecen los dinosaurios y otras muchas especies menos famosas. Causas: Impacto de un meteorito en el golfo de Méjico. enfriamiento global inicial por partículas en la atmósfera. no fotosíntesis: desaparición vegetales e impacto en las cadenas tróficas.

51 EXTINCIONES FANEROZOICAS EOCENO SUPERIOR (-33 M. a.): supuesto enfriamiento global (causas aún indeterminadas). OLIGOCENO INFERIOR (-28 M. a.): severos cambios climáticos y de la vegetación. Principales afectados los mamíferos terrestres. MIOCENO SUPERIOR (-9 M. a.): ola de frío antártico, los mamíferos fueron los principales afectados. CUATERNARIO (últimos 2 M. a.): glaciaciones que afectaron a los mamíferos (mamut, oso cavernas, dientes sable, rinoceronte lanudo, megaceros, etc.)

52 EXTINCIONES FANEROZOICAS EOCENO SUPERIOR (-33 M. a.): supuesto enfriamiento global (causas aún indeterminadas). OLIGOCENO INFERIOR (-28 M. a.): severos cambios climáticos y de la vegetación. Principales afectados los mamíferos terrestres. MIOCENO SUPERIOR (-9 M. a.): ola de frío antártico, los mamíferos fueron los principales afectados. CUATERNARIO (últimos 2 M. a.): glaciaciones que afectaron a los mamíferos (mamut, oso cavernas, dientes sable, rinoceronte lanudo, megaceros, etc.)

53 EXTINCIONES FANEROZOICAS EOCENO SUPERIOR (-33 M. a.): supuesto enfriamiento global (causas aún indeterminadas). OLIGOCENO INFERIOR (-28 M. a.): severos cambios climáticos y de la vegetación. Principales afectados los mamíferos terrestres. MIOCENO SUPERIOR (-9 M. a.): ola de frío antártico, los mamíferos fueron los principales afectados. CUATERNARIO (últimos 2 M. a.): glaciaciones que afectaron a los mamíferos (mamut, oso cavernas, dientes sable, rinoceronte lanudo, megaceros, etc.)

54 EXTINCIONES FANEROZOICAS EOCENO SUPERIOR (-33 M. a.): supuesto enfriamiento global (causas aún indeterminadas). OLIGOCENO INFERIOR (-28 M. a.): severos cambios climáticos y de la vegetación. Principales afectados los mamíferos terrestres. MIOCENO SUPERIOR (-9 M. a.): ola de frío antártico, los mamíferos fueron los principales afectados. CUATERNARIO (últimos 2 M. a.): glaciaciones que afectaron a los mamíferos (mamut, oso cavernas, dientes sable, rinoceronte lanudo, megaceros, etc.)

55 RESUMEN EXTINCIONES

56 Relaciones humanidad-medio ambiente ETAPA ORGANIZACIÓN SOCIAL HÁBITAT IMPACTO SOBRE EL PAISAJE Recolección Pequeñas tribus nómadas Muy rudimentario Prácticamente nulo Caza y Pesca Tribus nómadas con reagrupamientos temporales Campamentos rudimentarios Casi nulo Ganadería tradicional Tribus y sociedades, nómadas o sedentarias. Tiendas, chozas o casas. Desbroce. Pastos, caminos, pueblos, ciudades-mercado. Agricultura tradicional Grupos aldeanos, etnias jerarquizadas, sociedades sedentarias. Casas de madera, adobe o piedra. Roturación, campos, pastos, caminos, pueblos. Agricultura y ganadería modernas. Industrias. Sociedades más concentradas. Especialización del trabajo. Como antes, pero además con materiales sintéticos. Muy activo, además aparece la contaminación industrial Postindustrial Hiperconcentración. Ampliamente industrializado. Predominio de la urbanización. Retorno al baldío en ciertas áreas.

57 Modelos de desarrollo

58 Modelos de desarrollo Desarrollismo Conservacionismo Desarrollo sostenible

59 Modelos de desarrollo Desarrollismo Conservacionismo Desarrollo sostenible

60 Principios sostenibilidad Principio de vaciado sostenible Principio de la emisión sostenible Principio de selección sostenible de tecnologías Principio de irreversibilidad cero Principio de desarrollo equitativo Principio de recolección sostenible

61 Actividades: A qué modelo de desarrollo corresponden cada una de las actuaciones siguientes? El acuífero de una determinada zona se recarga todos los años de forma natural con 7 metros cúbicos de agua. Para incrementar la producción de los campos de cultivo de los alrededores y poder regar los campos de golf recién creados, se decide abrir un pozo para riego del que se van a detraer 10 metros cúbicos anuales, lo que producirá unos beneficios de varios millones de pesetas todos los años. El litoral mediterráneo vive principalmente del turismo, por lo que incrementar el ritmo de construcción significa mayores beneficios. Así pues, deberían urbanizarse todas las áreas del litoral que todavía restan. En un Parque Natural determinado se prohíben todas las actividades tradicionales, con lo que los ganaderos y agricultores de los alrededores no pueden llevar a su ganado ni trabajar las tierras. A cambio protegemos algunas especies en peligro de extinción. Una concesión maderera permite explotar un bosque sin ningún tipo de restricción. Eso proporciona al pueblo unos beneficios de cien millones de pesetas en tres años. En un caladero de pesca el fletán comienza a escasear. Se decide una moratoria de seis meses y una cuota de pesca menor durante los próximos cinco años para todas las flotas del caladero. Todas las actuaciones anteriores plantean problemas de uno u otro tipo a la sostenibilidad. Analízalos y trata de proponer alternativas dentro del modelo de desarrollo sostenible.

62 TEMA 2 Fuentes de información ambiental

63 Nuevas tecnologías GPS (Global Positioning System) Teledetección (satélites, fotografía aérea, etc.) Radiometría SIG (Sistemas de información Geográfica)

64 Nuevas tecnologías GPS (Global Positioning System) Teledetección (satélites, fotografía aérea, etc.) Radiometría SIG (Sistemas de información Geográfica)

65 G.P.S. (Global Positioning System) sistema global de navegación por satélite (GNSS) que permite determinar en todo el mundo la posición de un objeto, una persona, un vehículo o una nave, con una precisión hasta de centímetros

66 G.P.S. (Global Positioning System) sistema global de navegación por satélite (GNSS) que permite determinar en todo el mundo la posición de un objeto, una persona, un vehículo o una nave, con una precisión hasta de centímetros funciona mediante una red de 27 satélites (24 operativos y 3 de respaldo) en órbita sobre el globo, a km, con trayectorias sincronizadas para cubrir toda la superficie de la Tierra. Para determinar la posición el receptor localiza como mínimo tres satélites de la red, de los que recibe señales indicando la posición y el reloj de cada uno de ellos. Por "triangulación calcula la posición en que éste se encuentra

67 G.P.S.!

68 Teledetección la teledetección supone la adquisición de información a distancia, sin contacto directo con el objeto estudiado. integra numerosas tecnologías utilizadas para la observación, el análisis y la interpretación de fenómenos terrestres y planetarios. Sus principales fuentes de información son las medidas y las imágenes obtenidas con la ayuda de plataformas aéreas y espaciales. fotografía aérea. fotografía satélite. digital: color natural o digitalizado (RGB)

69 Teledetección la teledetección supone la adquisición de información a distancia, sin contacto directo con el objeto estudiado. integra numerosas tecnologías utilizadas para la observación, el análisis y la interpretación de fenómenos terrestres y planetarios. Sus principales fuentes de información son las medidas y las imágenes obtenidas con la ayuda de plataformas aéreas y espaciales. fotografía aérea. fotografía satélite. digital: color natural o digitalizado (RGB)

70 Teledetección!

71 S.I.G. (Sistemas de Información Geográfica) sistemas basados en programas de ordenador que recogen la información de todos los datos que facilitan los sensores de una determinada área geográfica. Suelen estar basados en sistemas de teledetección y pueden integrar la información por capas y ofrecerla bien en formato digital, bien en forma de imágenes o mapas.

72 usos S.I.G.: Inventario de recursos naturales: tipos, cantidad, distribución, evolución temporal, etc. Estudios de impacto ambiental. Cartografía de riesgos naturales, que permita su correcta predicción (si es posible) o su prevención. Gestión de los espacios naturales, facilitando la toma de decisiones sobre áreas concretas a la vista de su valor o utilidad. Estudio de ecosistemas.

73 Radiometría Se ocupa del estudio de la medida de la Radiación electromagnética. Su campo abarca todas las longitudes de onda del espectro electromagnético (frecuencias entre y Hz o longitudes de onda de entre 0,01 y 1000 micras, al contrario que la fotometría que solo se ocupa de la parte visible del espectro)

74 Radiometría Se ocupa del estudio de la medida de la Radiación electromagnética. Su campo abarca todas las longitudes de onda del espectro electromagnético (frecuencias entre y Hz o longitudes de onda de entre 0,01 y 1000 micras, al contrario que la fotometría que solo se ocupa de la parte visible del espectro)

75 Radiometría Se ocupa del estudio de la medida de la Radiación electromagnética. Su campo abarca todas las longitudes de onda del espectro electromagnético (frecuencias entre y Hz o longitudes de onda de entre 0,01 y 1000 micras, al contrario que la fotometría que solo se ocupa de la parte visible del espectro)

76 Modelos de Simulación programas informáticos enormemente complejos que nos permiten simular el funcionamiento de un sistema concreto para analizar su comportamiento sus tendencias generales, para facilitar la predicción de pautas y la toma de medidas de gestión.

77 Modelos de Simulación programas informáticos enormemente complejos que nos permiten simular el funcionamiento de un sistema concreto para analizar su comportamiento sus tendencias generales, para facilitar la predicción de pautas y la toma de medidas de gestión. modelos de simulación del clima que permiten la predicción meteorológica; los modelos de dinámica oceánica; o modelos del funcionamiento global del planeta como el World-2 y su sucesor el World-3.

78 Modelos de Simulación programas informáticos enormemente complejos que nos permiten simular el funcionamiento de un sistema concreto para analizar su comportamiento sus tendencias generales, para facilitar la predicción de pautas y la toma de medidas de gestión. modelos de simulación del clima que permiten la predicción meteorológica; los modelos de dinámica oceánica; o modelos del funcionamiento global del planeta como el World-2 y su sucesor el World-3. Daisy world