Tema 1

MEDIO AMBIENTE Y TEORÍA DE SISTEMAS

1.- Concepto de medio ambiente

Conferencia Naciones Unidas (Estocolmo, 1972)

físicosConjunto de componentes químicos

BiológicosSociales

Que afectan de manera directa o indirecta,

Antes o después, a la actividad de los seres vivos y humana EJEMPLIFICAR

2.- Enfoque interdisciplinar

Ciencias ambientales integra aportaciones de

-Ciencias naturales (Bª, Gª, Fª, Qª)-Matemáticas

-Ciencias sociales (Economía, derecho, ingeniería...)

Ej. una plataforma petrolífera (escapes, emisiones de GEI del combustible

obtenido, agotamiento de combustibles fósiles -aumento de precio-, ...)

3.- Teoría de sistemasSISTEMA: conjunto de elementos y las interrelaciones entre ellos

El todo es más que la suma de las partes. Aparecen nuevas propiedades (propiedades emergentes)

Enfoque reduccionista: se estudian las partes por separado (estudiar el lince)

Enfoque holístico: se estudian los elementos y las relaciones entre ellos (estudiar el lince junto con sus presas -conejos-, su medio físico fragmentado, las carreteras... No basta con que haya muchos linces, tb tiene que tener alimento y áreas donde campar

3.- Teoría de sistemas

3.- Teoría de sistemasEl tamaño del sistema lo elige el observador/investigador (un bosque o un árbol del bosque) en función de lo que vaya a estudiar

3.- Teoría de sistemasTipos:Aislado: sin intercambio de materia ni energía (no existe -solo en laboratorio)

Cerrado: intercambia energía pero no materia (el planeta tierra en su conjunto; un acuario que se autoabastezca)

Abierto: intercambia materia y energía. Son los sistemas naturales (un bosque, un mar...)

3.- Teoría de sistemas

Dinámica de sistemasMetodología basada en analizar las relaciones entre todas las partes del objeto de nuestro estudio usando modelos (simplificación de la realidad)

4.- Modelos de sistemas materialesModelo: simplificación de la realidad para estudiarlaTipos:-Mentales: desarrollados en nuestro cerebro-formales: explica mediante fórmulas matemáticas-informales: utiliza lenguaje simbólico (diagramas). Relaciones causales: relaciona las variables mediante flechas ( Tª deshielo)

4.- Modelos de sistemas materiales

Caja negra: se estudia la relación con el exterior, no se estudia lo que sucede en el interior

Materia/energía Materia/energía

4.- Modelos de sistemas materiales

Caja blanca: se estudia tanto relación del sistema con el exterior como lo que ocurre internamente

Luz solar calordescomponedores

Herbívoros

productores

carnívoros

4.1.- Tipos de relaciones causalesDirectas o positivas: 2 variables que varían de la misma manera (o las dos crecen o las dos disminuyenInversas o negativas: 2 variables que varían de manera opuesta (cuando una crece la otra disminuye y viceversa)Encadenadas (mas de dos variables):

Positivas: si todas las variables son positivas o hay número par de signos negativos

Negativas: si hay un número impar de signo negativos.

4.1.- Tipos de relaciones causales

Complejas (retroalimentación): tienen consecuencias en el origen. Positivas o negativas dependiendo de si la última variable influye en el mismo sentido que la primera o en distinto sentido.

Positivas=bucles de refuerzo (un signo + en un círculo)Negativas (un signo – en un círculo

4.1.- Tipos de relaciones causales

Retroalimentación negativa

4.1.- Tipos de relaciones causales

Retroalimentación negativa

4.1.- Tipos de relaciones causales

Retroalimentación positiva

http://www.slideshare.net/pacozamora1/tema-1-medio-ambiente-y-teoria-de-sistemas-26388987

http://es.slideshare.net/mobile/Bioestelles/presentacin-tema-1-8837445

5.- Complejidad y entropíaEl principal intercambio en los Sistemas es la energía. Las leyes que la rigen son las leyes de la termodinámica

1ª ley. La energía ni se crea no se destruye, solo se transforma (la que entra debe ser igual a la que sale más las transformaciones)

5.- Complejidad y entropía

2ª ley termodinámica. La entropía del sistema tiene a aumentar. Entropía ≈ desordenEntropía: energía no utilizada para realizar trabajo (generalmente = calor)

Los sistemas tienden a aumentar la entropía (a mayor entropía menor complejidad)

5.- Complejidad y entropía

Ácido oleicoMuy complejoPoca entropía

AguaPoco compleja (muy sencilla)Mayor entropía

El universo tiende a menor entropía (mayor desorden), los seres vivos tienden al orden (excepción de 2ª ley)

6.- Hipotésis GAIA

La Tierra es un ente que tiene capacidad de autorregularse mediante interacción de sus elementos (atmósfera, hidrosfera, geosfera, biosfera)

“Los lechos marinos reciben desde hace eones una constante lluvia de estas estructuras, casi tan bellas en la muerte como en la vida, lluvia que ha producido grandes sedimentos de caliza y de silicatos (de las diatómeas). Este diluvio de organismos muertos no es tanto cortejo fúnebre cuanto cinta transportadora construida por Gaia para trasladar substancias de la zona de producción, situada en niveles superficiales, a las áreas de almacenamiento, emplazadas bajo los mares y los continentes. Parte de la materia orgánica blanda desciende hasta el fondo con los esqueletos inorgánicos, convirtiéndose eventualmente en combustibles fósiles enterrados, minerales sulfurosos e incluso azufre libre. El proceso tiene la ventaja de contar con sistemas de control flexibles basados en la capacidad de respuesta de los organismos vivos a la modificación de su entorno y en su facultad de restaurar (o de adaptarse) las condiciones favorables para su supervivencia.”

6.- Hipotésis GAIA

6.- Hipotésis GAIALa biosfera es quien autorregula las condiciones del planeta

Nivela niveles de CO2 para mantener

temperatura

Nuestra atmósfera tiene mucho más N2

que otros planetas, solo explicable por los organismos vivos

Han mantenido niveles de CO2 y O

2

excepto por actividad humana

7.- Cambios ambientales Hª TierraExtinción: muerte de todos los individuos de una especie

Ocurre cuando no se puede hacer frente a las variaciones ambientales (EVOLUCIÓN: adaptación al medio)

Extinción en masa: desaparecen al menos el 50% de los seres vivos del planeta

7.- Cambios ambientales Hª TierraFactores de extinciónBiológicos. Relacionados con las relaciones entre especies: depredación, enfermedades, competencia, disminución tamaño población.

7.- Cambios ambientales Hª TierraFactores de extinciónFísico-químicos. Pueden provocar cambios ambientales.Radiación, humedad, Tª, cantidades disponibles de nutrientesEj. Cambios climáticos: glaciaciones / elevaciones de temperatura. En océanos: cambios de Tª, salinidad...

7.- Cambios ambientales Hª TierraFactores de extinciónExtraterrestres. De efectos más globales, son de mayor importancia para explicar las extinciones masiva.

Impactos de asteroides + importantes

Radiaciones y polvo cósmico – importan.

7.- Cambios ambientales Hª TierraEÓN ERA PERIODO ÉPOCA

fanerozoico cenozoico cuaternario holoceno (11.000 a hoy)

pleistoceno (1,8 ma – 11.000 años)

terciario neogeno plioceno (5-1,8ma)

mioceno (23-5ma)

paleogeno oligoceno (38-23ma)

eoceno (54-38ma)

paleoceno (65-54ma)

7.- Cambios ambientales Hª TierraEón Era Periodo

fanerozoico mesozoico cretácico 146-65ma)

jurásico (208-146ma)

triásico (245-208ma)

paleozoico pérmico (286-245ma)

carbonífero (360-286ma)

devónico (410-360ma)

silurico (440-410ma)

ordovícico (505-440ma)

cambrico (544-505ma)

precámbrico proterozoico (2.500-544)

Arcaico (3.800-2.500ma)

Hádico (4.500-3.800ma)

7.- Cambios ambientales Hª Tierraextinción precámbrica 600ma glaciaciónextinciones fanerozoicas– paleozoicas• ordovícico-silúrico 435ma glaciación por tectónica

geográfica• devónico 360ma glaciación por depósitos de carbón• permotriásica P/T 250ma 90% especies erupciones

volcánicas– mesozoicas• triásico 205ma causa incierta volcanes/meteoritos• cretácico, límite K-T (cretácico en alemán/terciario) 65ma

meteorito golfo México (dinosaurios, ammonites)– cenozoicas• eoceno 33ma enfriamiento• oligoceno 28ma clima y vegetación• mioceno 9ma ola de frío antártico• cuaternario varias glaciaciones

RESUMENRESUMEN

7.- Cambios ambientales Hª Tierraextinción precámbrica600ma Glaciación + intensa de la historia (680-570ma) debida a explosión demográfica plancton calcáreo EFECTO ANTIINVERNADERO.

Originó fauna “Ediacara” peces gelatinosos y gusanos segmentados

7.- Cambios ambientales Hª Tierraextinciones fanerozoicasfanero = visible; zoo = animal(se ven fósiles)–paleozoico (animales antiguos)–mesozoico (animales intermedios)–cenozoico (animales actuales)

7.- Cambios ambientales Hª Tierraextinciones paleozoicasexplosión cámbrica: surgen animales multicelularesextinción ordovícico-silúrico (435ma)– cambios en nivel del mar (nivel mar descendió

70m) por congelación de Gondwana– cambios climáticos: tras regresión,

descongelación (transgresión)– en ordovícico muchos movimientos tectónicos– en esta glaciación más CO2 que ahora por

tanto factores geográficos

7.- Cambios ambientales Hª Tierraextinciones paleozoicasextinción devónico 360 maglaciación por depósitos marinos de carbón orgánico y carbonatos inogánicos (como fragmento de Gaia) ya que redujeron niveles de CO2 atmosférico.

muy dura para organismos bentónicos (animales del fondo)

7.- Cambios ambientales Hª Tierraextinciones paleozoicasextinción permotriásica (catástrofe P/T o the great dying)

entre pérmico (paleozoico) y triásico (mesozoico) 250ma

la mayor extinción 90% de especies

Causa: erupciones volcánicas cubrieron 337.00km2 (superficie como casi la mitad de europa)

cantidades masivas CO2 y SO2 bloquearon luz solar: enfriamiento y lluvia ácida. Posterior calentamiento (CO2) descongelación permafrost siberiano añadió CH4 (efecto invernadero)

7.- Cambios ambientales Hª Tierraextinciones mesozoicas

extinción del triásico superior (205ma)

en el límite triásico-jurásico, afecta vida terrestre y acuática.causa incierta (meteoritos; volcanes)

originó auge de grandes dinosaurios pues colonizaron muchos nichos libres tras esta extinción

7.- Cambios ambientales Hª Tierraextinciones mesozoicas

extinción del límite K-T (65ma) (K=kreide=cretácico en alemán; T=terciario)

entre eras secundarias (mesozoico) y terciaria (principio del cenozoico), impacto meteorito golfo México (registros estratigráfico de iridio -capa negra en Caravaca de la Cruz-).

desaparecieron muchos animales (dinosaurios, ammonites) y plantas; sobrevivieron insectos, mamíferos, pájaros, angiospermas, peces, corales.

7.- Cambios ambientales Hª Tierraextinciones cenozoicas (últimos 65ma)

extinción del eoceno (33ma): enfriamiento de causa desconocida

extinción del oligoceno (28ma): por causas climáticas y de vegetación. Muy afectados los mamíferos terrestres.

extinción del mioceno (9ma): ola de frío antártico se extiende por planeta. Afectados mamíferos terrestres

En el cuaternario glaciaciones que afectan a mamíferos