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La humanidad y el medio ambiente Aplicación y síntesis Enumera las aportaciones que las diferentes disciplinas científicas pueden hacer al estudio de las ciencias de la Tierra y del medio ambiente. Son numerosas las disciplinas científicas y no científicas que contribuyen al cuerpo de conocimientos de las Ciencias de la Tierra. Como representativas, hemos escogido las siguientes: Biología. Estudia los diferentes seres vivos, su clasificación, fisiología y comportamiento. Geología. Estudia el planeta Tierra, sus componentes y los distintos subsistemas que lo constituyen. Ecología. Estudia las relaciones entre los seres vivos y entre estos y el medio en el que se encuentran. Estadística. Evalúa matemáticamente los resultados que se obtienen, a fin de realizar una interpretación y predicciones de comportamiento. Salud ambiental. Estudia, desde una óptica química, física y médica, las condiciones ambientales y su repercusión sobre los seres vivos, en especial en los humanos. En buena medida, está relacionada con disciplinas químicas, físicas y biológicas. Física. En particular la meteorología o física de la atmósfera, que permite estudiar el clima y sus parámetros. Teoría de sistemas. La aplicación de sus principios y métodos es la clave del estudio de la Tierra como sistema. Antropología. Estudia las relaciones humanas en los diferentes modelos de sociedades y a través de la historia. Es fundamental para comprender la evolución de las relaciones entre la humanidad y el medio ambiente. Infórmate sobre el campo de estudio de la geología y la fisiología. ¿Por qué crees que J. Lovelock, autor de la teoría de Gaia, se autodenomina geofisiólogo? La geología (de geos: «tierra») estudia el planeta Tierra, su composición, estructura y los subsistemas que lo integran, así como su localización en el espacio y su evolución a lo largo de la historia. La fisiología estudia el funcionamiento de los seres vivos, las interrelaciones entre los distintos órganos y sistemas del cuerpo, las respuestas orgánicas y las posibles patologías. Lovelock, creador de la teoría de Gaia, considera la Tierra como un organismo vivo, portador además del sistema vida y, por tanto, susceptible de ser estudiado como lo haría la fisiología. De ahí el uso del término geofisiología, analogía para referirse al estudio del funcionamiento del planeta Tierra, de sus respuestas cambiantes, de sus reacciones evolutivas ante las modificaciones que va sufriendo en el tiempo y en el espacio. ¿Dónde radica la diferencia entre materia viva e inerte, si no existen elementos químicos exclusivos en la composición química de ninguna de ellas? La materia viva y la materia inerte, pese a algunas diferencias en la selección de elementos que las forman (los seres vivos, en
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concreto, presentan el carbono como elemento mayoritario) están constituidas por los mismos componentes. Las diferencias se encuentran en la organización, en la aparición de unas propiedades nuevas (emergentes), aún desconocidas para la Ciencia, que confieren a la materia viva una enorme complejidad, capacidad de autoorganización, y algo en realidad definitorio de la vida: una entropía negativa. Comenta la siguiente frase: «Nos ordenamos a costa de desordenar el medio ambiente». Los seres vivos se autoconstruyen consumiendo de manera permanente energía del exterior que invierten en mantener su complejidad. Si la entropía de los seres vivos disminuye, aumenta la entropía del entorno. ¿Por qué se dice que las propiedades emergentes son imprevisibles? Pon un ejemplo aclaratorio. Las propiedades emergentes son las que aparecen cuando el sistema «puede hacer» más cosas que la suma de las capacidades de sus partes. Estas nuevas propiedades que surgen al actuar de manera sinérgica solo pueden conocerse cuando se presentan, pues siempre resultan inesperadas si el comportamiento del sistema no se conoce de antemano. Un ejemplo cercano a la realidad es el abordaje, por separado, de un problema por parte de cada uno de los integrantes de la clase, y la resolución del mismo de manera conjunta, cooperando en grupo. En el ámbito científico, puede que el mejor ejemplo de propiedad emergente sea la vida: se trata de algo nuevo, inesperado, y mucho más que la suma de todas las partes moleculares, e incluso orgánicas, que forman una célula. ¿Qué es la homeostasis? Pon un ejemplo de sistema homeostático y dibuja un diagrama de flujo del mismo, indicando qué tipo de bucle de retroalimentación presenta. La homeostasis es el mantenimiento de las condiciones de equilibrio en un sistema. Se trata de una estabilidad permanente, basada en los mecanismos de autorregulación del propio sistema. Los bucles de retroalimentación negativa (retroinhibición o feed-back) son la clave de la regulación de los sistemas homeostáticos. Desde el punto de vista fisiológico, la mayor parte de los mecanismos de los seres vivos son homeostáticos. Por ejemplo, la regulación de los niveles de glucosa en sangre. Después de las comidas, cuando se produce un aumento en la concentración de glucosa en sangre, se dispara la síntesis y secreción de insulina, una hormona que induce la captación de glucosa por las células y, por tanto, rebaja los niveles de la misma en el torrente circulatorio. glucosa
insulina
El funcionamiento de un sistema da lugar a determinados efectos. ¿Es correcto aplicar el término intencionalidad a un sistema?
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La finalidad es un término netamente humano. En la naturaleza, o, si se prefiere, en el universo, la teleología, es decir, la búsqueda deliberada de unos efectos orientados, no existe. Por tanto, no es correcto aplicarlo a teoría de sistemas. Lo que sí suele suceder es que a ciertas causas siguen ciertos efectos, pero, en cualquier caso, determinados por las leyes básicas de la termodinámica, exista o no predecibilidad en los resultados. Busca efectos indicadores del cambio climático en tu entorno más cercano (inicio de la floración, llegada y partida de las aves migradoras, etcétera). RESPUESTA LIBRE. El objetivo de esta actividad es que el alumnado realice un trabajo de investigación, siguiendo las pautas del método científico, sobre los posibles efectos del cambio climático en su entorno. Sugerimos que se centren en los aspectos fenológicos: floración, llegada y partida de aves migratorias, insectos, huevos en los nidos, etc., así como en los meteorológicos. Es conveniente que luego redacten un artículo científico y, si es posible, que lo presenten a sus compañeros en forma de panel, o incluso de forma oral, para establecer un debate en clase. ¿Qué es el albedo? Relaciona el albedo con el efecto invernadero, y ambos con el clima terrestre. El albedo es la cantidad de luz solar reflejada por una superficie del planeta. Por ejemplo, es muy elevada en la nieve o en un desierto, y muy baja en una superficie boscosa. Si tenemos en cuenta la presencia de la capa de gases con efecto invernadero, aquellas zonas de mayor albedo contribuirán, de forma considerable, a un aumento de la temperatura de la atmósfera y, por tanto, a un calentamiento global del planeta. De ahí la importancia de mantener en la Tierra extensas superficies arboladas.
Desde los presupuestos de la teoría de sistemas, explica las características climáticas de Venus, Marte y la Tierra, considerando las diferentes atmósferas y teniendo en cuenta el albedo, el efecto invernadero y la presencia de seres fotosintetizadores. Si, en un futuro lejano, la humanidad tuviera que colonizar Marte, ¿qué sugerencia podrías hacer? Las atmósferas de Venus, la Tierra y Marte son completamente distintas, al igual que las temperaturas medias de cada uno de ellos. La enorme cantidad de nubes de ácido sulfúrico y la elevada proporción de CO2 en Venus provocan un tremendo efecto invernadero, prácticamente ausente en Marte, dadas las características de su atmósfera (donde aparece un elevado albedo debido a su reflectante superficie desértica de óxidos de hierro). Por último, las peculiaridades de la atmósfera terrestre y, de un modo muy especial, la presencia de alrededor de un 21 % de oxígeno producido por acción de los seres fotosintetizadores (artífices de la especial composición de la atmósfera terrestre), así como su menor albedo y la existencia de un moderado efecto invernadero (por la presencia de vapor de agua y de CO2 ), han mantenido la temperatura media del planeta en unos rangos óptimos para el establecimiento y la continuidad de la vida. Si se mantiene la emisión antrópica de gases con efecto invernadero, este aumentará de forma drástica, se producirá una elevación de la temperatura y las consecuencias serán inevitables en todos los subsistemas, incluida la biosfera. La colonización de Marte requeriría la modificación de su atmósfera, aumentando la proporción de oxígeno (por ejemplo, mediante la introducción de fotosintetizadores) y elevando los niveles de gases con efecto invernadero.
Explica qué se quiere decir con la frase «la atmósfera actual es un invento de nuestra biosfera». La actividad respiratoria de los seres vivos y la fotosintética de algunos de ellos modificaron la composición de la atmósfera primitiva hasta convertirla en la actual.
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Utilizando diagramas de flujo, establece relaciones entre: a) Calor y evaporación. b) Deforestación y pérdida de suelo. a)
calor
evaporación
b)
deforestación
pérdida de suelo
La ecosfera es una cáscara esférica imaginaria que rodea una estrella, y en cuyo interior existen temperaturas tales como para permitir el nacimiento y la evolución de la vida. La extensión de la ecosfera en nuestro sistema solar abarca aproximadamente desde el nivel de la órbita de Venus hasta una distancia del Sol que está a medio camino entre las órbitas de la Tierra y de Marte. Esto quiere decir que, a excepción de la Tierra y Venus, ningún otro planeta de nuestro sistema recibe la dosis de calor solar compatible con la vida. Admitiendo que la mayor parte de las estrellas que vemos brillar en el cielo estén acompañadas de un cortejo de planetas, las dimensiones de la ecosfera de cada estrella varían en función de su luminosidad. Si un sol es muy luminoso, la ecosfera será muy grande; si pertenece a una clase espectral intermedia (como nuestro Sol), tendrá una ecosfera de dimensiones medias, y si tiene una baja luminosidad, la ecosfera será pequeña. a) ¿A qué distancia de una estrella poco luminosa tendrá que situarse un planeta para que pueda albergar vida semejante a la que conocemos? b) Cuando un planeta se encuentra demasiado cerca de una estrella, tiende a la rotación sincrónica y ofrece siempre la misma cara hacia su «sol». ¿Qué implicaciones tiene este hecho sobre el planeta? ¿Y a la hora de buscar sistemas estelares con planetas «habitables»? a) Si una estrella es muy poco luminosa, la ecosfera será muy pequeña, y un planeta que albergue vida semejante a la de la Tierra tendrá que estar mucho más cerca de la estrella. Por asimilarlo con las condiciones del Sistema Solar, debería encontrarse en la situación de Venus. b) Cuando la rotación de un planeta es sincrónica, y siempre da la misma cara hacia la estrella, la diferencia de temperaturas entre la cara iluminada y la no iluminada es enorme (Mercurio, por ejemplo, presenta más de 600 °C de diferencia entre una cara y otra). En este tipo de planetas la vida resulta muy improbable, casi imposible en la cara iluminada de forma permanente. Por ello, no son buenos candidatos en la búsqueda de planetas habitables.
Ilustra con ejemplos la relación existente entre los diferentes subsistemas terrestres: geosfera, atmósfera, hidrosfera y biosfera. Probablemente, el mejor ejemplo de interrelación entre los subsistemas terrestres geosfera, atmósfera, hidrosfera y biosfera se encuentre en la regulación de la cantidad de CO2. La geosfera emite este gas en algunas erupciones volcánicas, y es un magnífico sumidero del mismo en la formación de rocas carbonatadas. La atmósfera, principal depósito de la forma gaseosa, es la estación de tránsito y de intercambio hacia otros subsistemas. La hidrosfera resulta también un extraordinario almacén de CO2, ya que este reacciona con el H2O y forma ácido carbónico soluble, que luego puede pasar a rocas carbonatadas o bien a los caparazones de muchos seres vivos en forma de carbonato cálcico. Por último, la biosfera puede funcionar como un termostato regulador basado en la cantidad de CO2 y en el aumento de temperatura. Las plantas crecen más cuando
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el clima es más cálido (es decir, cuando el efecto invernadero es mayor debido a una elevación de los niveles de CO2), y entonces fijan de manera fotosintética más CO2 desde la atmósfera.
PAU Hace unos 10 000 años, coincidiendo con el final de la última glaciación, se produjo la denominada revolución agrícola. ¿Qué repercusiones tuvo este hecho para el medio ambiente? La aparición de la agricultura y de los primeros asentamientos estables de seres humanos generó crecientes modificaciones del medio ambiente. Comenzaron las deforestaciones mediante talas e incendios provocados y la expansión de tierras cultivables. Además, se produjo la modificación de cursos fluviales y la explotación de acuíferos. Por otra parte, la biosfera también resultó muy afectada, debido a la selección de especies y, necesariamente, a una inicial (aunque entonces mínima) pérdida de biodiversidad.
Enuncia con tus propias palabras la hipótesis de Gaia. ¿En qué argumentos se basa? La hipótesis de Gaia, enunciada por James Lovelock y apoyada, entre otros investigadores, por Lynn Margulis, considera al planeta Tierra (Gaia, la diosa Gea de los griegos) un superorganismo gigantesco, coherente y autorregulado. Los cambios que se van produciendo en la misma a lo largo de su historia geológica estarían provocados por la reacción de este «todo viviente» frente a las acciones realizadas. Después de la aparición de la vida en el planeta, esta, en palabras de Lovelock «tomó el timón de la Tierra». Así, por ejemplo, el autor plantea la regulación de la temperatura del planeta y su relación con los niveles de CO2 y con la vegetación, o la aparición de una atmósfera oxidante a causa de la proliferación de los primeros fotosintetizadores.
PAU Responde a las siguientes cuestiones: a) ¿Qué son los recursos naturales renovables y no renovables? b) ¿Cuáles son los principales factores que limitan la producción agrícola? c) ¿Qué medidas habría que adoptar para proteger la productividad pesquera en los mares? a) Los recursos son el conjunto de elementos disponibles para satisfacer una necesidad física, fisiológica, socioeconómica, cultural, etc. o desarrollar un proyecto. Por definición, han de ser accesibles. Los recursos naturales son el capital de la Tierra, y nos proporcionan alimentos, energía y materias primas. Los recursos pueden tener un origen biológico, geológico, energético, o incluso, cultural, como puede ser el caso del paisaje. Las reservas se corresponden con la cantidad total de un determinado recurso. En términos efectivos, el concepto de reserva implica posibilidad de aprovechamiento y rentabilidad económica en su explotación. En multitud de ocasiones, la reserva puede corresponderse con un ínfimo porcentaje de un recurso. Por otro lado, resulta esencial señalar que la consideración de un recurso es un aspecto cambiante, determinado tanto por cuestiones socioculturales como por los avances tecnológicos o las tendencias económicas. Según su posibilidad de regeneración, los recursos se clasifican en: Renovables. Se generan en ciclos relativamente rápidos, dependientes en último término de la energía solar, y pueden regenerarse tras ser utilizados. Siempre que no se supere el límite de regeneración, en teoría, resultan inagotables. Los recursos biológicos, el aire, el agua o la energía solar se encuadran en este grupo de recursos.
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No renovables. Se producen en ciclos muy lentos para la escala temporal de la vida humana, y no pueden regenerarse. Resultan limitados y su desaparición es irreversible. Los recursos geológicos y minerales, el suelo o los combustibles fósiles son recursos no renovables. b) En la actualidad, la producción agrícola se encuentra limitada sobre todo por las necesidades de tierra cultivable. Prácticamente todas las zonas cultivables del planeta están explotadas en la actualidad. Para poner en funcionamiento nuevas áreas hace falta un casi imposible aporte de agua, que además comienza a ser un recurso escaso en las zonas cultivadas. Otra de las grandes limitaciones radica en la productividad de las cosechas, lo que hace necesaria la investigación y la búsqueda de variedades más resistentes a plagas, o con mayor rendimiento. c) Las principales medidas habrán de ser legales: poner restricciones a la pesca de determinadas especies que están siendo esquilmadas, utilizar redes reglamentarias, respetar la estacionalidad de caladeros y los períodos de reproducción, no capturar alevines, etc. De manera paralela, las medidas educativas y sociales han de erigirse en el marco de sostenimiento y el cambio de mentalidad preciso para que arraigue una nueva estrategia de consumo. Asimismo, resulta fundamental favorecer la investigación en acuicultura, y promover el consumo de especies cultivadas y de nuevas especies apenas consumidas en la actualidad.
PAU Lee el siguiente texto y responde a las cuestiones: Buena parte de los recursos de los bosques de Costa Rica fueron talados para desarrollar una ganadería extensiva destinada a la exportación de carne, que propició un rápido crecimiento económico, en una zona donde la desertización era impensable. Posteriormente, muchas de las zonas de tierras de pastoreo se erosionaron y fueron abandonadas. En las empinadas laderas de las colinas, durante la época de lluvias fuertes, se registraban movimientos de tierras que destruían pueblos y carreteras. La capa superficial de las tierras erosionadas llenó las reservas de agua detrás de las represas hidroeléctricas o se precipitó al océano, donde enterró y mató los arrecifes de coral y la población de peces. La Tierra conservará las cicatrices de la corta era de producción intensiva de carne costarricense durante mucho tiempo; algunas áreas se vieron afectadas por los primeros síntomas de desertificación. D. MEADOWS Más allá de los límites del crecimiento El País/Aguilar
a) Define los términos subrayados. b) ¿Qué recursos aparecen citados? c) ¿Qué recursos decayeron como consecuencia de la sobreexplotación de uno de ellos? d) ¿Crees que es sostenible ecológica y económicamente hablando la sobreexplotación de los recursos? Razona tus respuestas. a) Recurso: conjunto de elementos disponibles para satisfacer una necesidad física, fisiológica, socioeconómica, cultural, etc., o desarrollar un proyecto. Desertización: proceso natural de pérdida de suelos y de vegetación, asociado a un cambio en las condiciones climáticas, pero siempre de manera natural. Cuando las causas son antrópicas, se utiliza el término desertificación. b) Los recursos citados en el texto son los bosques, los pastos, los suelos, el agua, la pesca y la ganadería. c) Los bosques, los pastos, los suelos, el agua y la pesca se vieron afectados de forma negativa por la irresponsable promoción de los recursos ganaderos.
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d) Sobreexplotar un recurso no está en ningún caso justificado ni resulta sostenible desde el punto de vista ecológico. Cuando la ecología se supedita a la economía, la segunda acaba por fracasar, al derrumbarse los condicionantes de la primera. La situación descrita en el texto es un magnífico y dramático ejemplo de crecimiento ilimitado frente a las tesis del desarrollo sostenible.
PAU La siguiente tabla recoge el contingente de población en distintos momentos de la historia reciente de la humanidad, mientras que la figura muestra la expansión de la agricultura en el Viejo Mundo. Año
expansión de los bosques, en el Neolítico se esbozó una nueva situación en la relación de la humanidad con el medio ambiente: el inicio de la agricultura y de la cría de animales en cautividad, probablemente en Mesopotamia, exportada más tarde desde allí hasta el continente europeo. b) Con el comienzo de la agricultura y su expansión, se puso en marcha un estilo de vida que perduró hasta la Revolución industrial. Por primera vez, las poblaciones humanas disponían de alimento en abundancia. El resultado fue inmediato e irreversible: el número de individuos, que no llegaba a superar los 5 millones en todo el planeta, se multiplicó por treinta.
Población (millones de habitantes)
25000 a. C.
3
10000 a. C.
4
5000 a. C.
90
1
200
1650
500
1800
1 000
1930
2 000
1999
4 500
2001
6 500
2004
6 600
Los seres humanos domesticaron la naturaleza, la humanizaron, y esto modificó por completo sus hábitos, la relación entre ellos y con el medio ambiente. Primero cultivaron las plantas, y más tarde domesticaron los animales. Al cabo de algún tiempo debieron de seleccionar las variedades de mayor interés y rendimiento. El trigo, la cebada, el arroz y el maíz se encuentran entre las primeras plantas cultivadas por la humanidad. A partir del Neolítico, las necesidades humanas se diversifican: aunque hay suficientes alimentos, se necesita cada vez más agua, pastos para el ganado, suelo cultivable y energía. Comienza la alteración ambiental en forma de deforestación, roturación excesiva de los suelos y sobreexplotación del terreno. Probablemente, la falta de arbolado y la incapacidad de retención de agua en los suelos, cada vez más degradados, dio lugar a un clima más seco. La energía endógena, apenas reforzada por el fuego, se desborda en busca de fuentes exógenas (aquellas ajenas a la luz solar y no renovables). Las crecientes necesidades en minerales y metales conducen a una minería que altera la superficie del planeta. La clara manifestación de un inicio de impacto ambiental antropogénico se produce con la Revolución industrial, a mediados del siglo XVIII. c) La Revolución industrial (según los datos de la tabla, alrededor del 1800) impone el nacimiento de un nuevo estilo de vida basado en el uso de combustibles fósiles y en la supremacía de las leyes económicas sobre las ecológicas. La deforestación y la desertización se convirtieron en rasgos característicos del planeta. La imprescindible agua potable comenzó a resultar un bien escaso, cada vez más contaminado. Las guerras con armamento cada vez más destructor proliferaron, y aún hoy día amenazan con una devastación total del planeta y de la humanidad; la contaminación de la atmósfera ha conducido a una elevación sin precedentes de la concentración de CO2, junto a nuevos compuestos químicos de difícil degradación, entre ellos los agentes que dañan la capa de ozono, etc. La acumulación de desechos, muchos no biodegradables, ha superado la capacidad de reciclado de los microorganismos, y los ciclos biogeoquímicos de la materia resultan dañados, cortocircuitados o con derivaciones desconocidas e imprevisibles.
a) Localiza el inicio de la agricultura y su extensión a otras áreas del mundo. b) ¿Se puede relacionar el nacimiento de la agricultura con el inicio del impacto ambiental antropogénico? ¿En qué momento lo situarías? c) ¿Con qué otros impactos ambientales de naturaleza global relacionas la Revolución industrial? ¿En qué momento la situarías? d) Comenta el papel actual que crees que desempeña hoy el ser humano en el devenir del planeta Tierra. a) Según se representa en el mapa, la agricultura apareció en Oriente Medio, probablemente en la zona de Mesopotamia, antes del 5000 a. C. (tal vez alrededor del 10000 a. C.). Desde allí se expandió hasta otras zonas del mundo: norte y este de África (5000 a. C.), Europa Central (4700 a. C.) y del Norte (3500 a. C.), península ibérica (3450 a. C.), India (3400 a. C.), Oceanía (2200-2100 a. C.), este asiático (1400 a. C.) y Japón (1200 a. C.).
d) El panorama se perfila desolador, y el futuro incierto. Sin embargo, no debemos cerrar la puerta a la esperanza. Un nuevo estilo de vida, el denominado desarrollo sostenible, puede ser la tercera revolución, después de la agraria y de la industrial. En la ciencia, en el uso de la razón, en la búsqueda de nuevas fuentes energéticas renovables, puede estar la solución.
Por tanto, hace unos 10 000 años, cuando finalizó la última glaciación y el clima más cálido y húmedo favorecía la
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No obstante, la tarea y el cambio de mentalidad conciernen a toda la sociedad humana. Si no queremos legar a las generaciones futuras únicamente desolación, todos debemos implicarnos en la reversión de la situación actual.
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PAU Lee con atención el siguiente texto aparecido en el diario El País. Cada ciudadano genera una media de un kilo de basura al día. La suma de estos desperdicios cotidianos supone la nada despreciable cifra de diez millones de toneladas de residuos sólidos cada año; es decir, un grave riesgo para la salud y el medio ambiente y un enorme derroche. En el conjunto del Estado, solo el 70 % de las basuras recibe tratamiento, y este no siempre es el adecuado. Por ejemplo, una incineración poco afortunada puede contaminar la capa más baja de la atmósfera; las cenizas de la incineración pueden llegar a ser tan tóxicas que se convierten en un veneno más. Sin embargo, la basura, convenientemente tratada, produce energía y materias primas. El mercado de la basura sobrepasará, solo en la Unión Europea, unos 170 millones de dólares (unos 96 millones de euros) en el año 2000, unos ingresos cuatro veces superiores a los obtenidos hoy. La solución al problema de los residuos sólidos urbanos pasa inevitablemente por el reciclaje, con la recuperación de envases usados como primer objetivo. Un claro ejemplo del enloquecido proceso consumista actual lo constituyen las latas de aluminio. Esta chatarra supone aproximadamente el 3 % del volumen de los basureros de los países desarrollados. No es ni reutilizable ni reciclable, y resulta poco biodegradable; además, el envase suele superar en valor al contenido. Las latas de bebida cuestan casi un 30 % más que el mismo producto envasado en vidrio, y por si esto fuera poco, se convierten inevitablemente en basura. Más de 4 000 millones de pesetas son tirados de esta forma, año tras año, en nuestros vertederos. Los cartones de bebidas, los tetrabriks, acaban de situarse en el otro lado de la balanza gracias a un nuevo proceso de delaminación que permite separar las fibras de aluminio y de polietileno utilizadas para evitar el paso del oxígeno y luz. Gracias a este plan de reciclaje, se van a poder fabricar diversos tipos de papel obtenidos a partir de teóricas basuras. ¿Pueden considerarse los basureros un recurso? Razona la respuesta. Ya que los residuos sólidos se producen de manera continua y pueden reciclarse (o reutilizarse), quizás lleguen a ser considerados recursos (renovables, dada su permanente generación), pues, si nos ajustamos a la definición de recursos, se trata de elementos que el ser humano encuentra en el medio y puede aprovechar para satisfacción de sus necesidades. La clave está en el desarrollo de tecnologías capaces de realizar, de manera eficiente, el reciclado de los mismos. Comenta esta frase: «También en los riesgos hay racismo y pobreza». El término riesgo se refiere a elementos probabilísticos. Es un factor de contingencia, de posibilidad de daño de cualquier tipo, incrementado por múltiples causas, entre ellas las económicas y las socioculturales. De tal manera, aunque el riesgo inicial pueda ser el mismo, los efectos negativos causados se ven aumentados en las zonas donde la sobreexplotación, la pobreza, la incultura o la falta de higiene son mayores. Y eso sucede en las áreas más pobres y superpobladas del planeta, que no coinciden precisamente con las zonas habitadas por la población blanca más enriquecida, sino por etnias indígenas. Comenta las siguientes citas: a) «Deberíamos tomar de la Tierra solo aquello que necesitamos básica y absolutamente: las cosas sin las cuales no podríamos sobrevivir.» (Satish KUMAR) b) «Necesitamos a la naturaleza más de lo que la naturaleza nos necesita a nosotros.» (Sadruddin AGA KHAN) a) La frase de Satish Kumar lleva hasta el extremo la filosofía del conservacionismo a ultranza. Ponerla en práctica es imposible, ya que muchos de los logros educativos y sanitarios
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alcanzados por la humanidad se perderían para retornar al utópico estado del «buen salvaje», que tampoco es el ideal. La clave está en saber utilizar los recursos de manera sostenible, sin agotarlos, pero sin disminuir el bienestar, es más, extendiéndolos a todos los seres humanos que en la actualidad viven en condiciones precarias. b) La frase de Sadruddin Aga Khan acierta de pleno en una apreciación realizada con anterioridad por varios investigadores, entre ellos Lynn Margulis: nosotros somos sin duda prescindibles en el planeta, y después de nuestra etapa de esquilmación desaprensiva de recursos naturales, la vida seguirá adelante sin nosotros, lo mismo que existía antes de que los primeros homínidos aparecieran sobre la Tierra. Hasta que no seamos conscientes de esta idea la posibilidad de convivir en paz con el planeta y de avanzar de manera sostenible y armónica no tendrá visos de realidad. Se necesita un cambio de mentalidad y de actitud, desde lo personal hasta lo económico y social. ¿Qué peligros encierra una filosofía radicalmente antropocéntrica, es decir, basada en una visión del mundo centrada tan solo en el ser humano? La aplicación de una filosofía antropocéntrica en exclusiva excluye, de manera radical, al ser humano del medio ambiente. Y, contemplados de forma aislada, sin imbricación con el entorno natural, sin el aprecio, la consideración y el respeto que merecen el planeta y el resto de los seres vivos, los humanos pasamos a ser meros derrochadores consumistas de los recursos naturales. En esa espiral de supuesto beneficio, la humanidad se verá arrastrada a su propia extinción. El mundo no gira en torno al ser humano: no somos más que un eslabón más en el armónico sistema Tierra, y nuestras relaciones con los otros subsistemas han de estar determinadas, en principio, por las leyes que rigen los sistemas naturales, y no los sistemas económicos. Además, y aunque no lo parezca, somos el único subsistema con capacidad de razonamiento y de voluntad, y con la tremenda y maravillosa posibilidad de alterar conscientemente el futuro. Señala dos diferencias entre las fotografías aéreas convencionales y las imágenes de satélite. Las fotografías aéreas convencionales se realizan desde aviones a baja altura, su soporte es una emulsión fotográfica y se presentan en papel. El uso de un par consecutivo permite la visión estereoscópica. Las imágenes de satélite se toman desde satélites a gran altura (al menos a 400 km), con sensores multifrecuencia, y las imágenes, que corresponden a una forma de captura indirecta, se almacenan como matrices numéricas, donde cada elemento de imagen (píxel) tiene un valor proporcional a la reflectancia y/o emitancia de los objetos o cubiertas del área que cubre. Se sirven en soporte digital, que permite un posterior tratamiento más o menos complejo. Explica qué es un SIG y qué utilidad tiene en el estudio del medio ambiente. Un SIG (Sistema de Información Geográfica) es un sistema informático que permite el análisis, la gestión y la representación de datos espaciales. Entre sus utilidades medioambientales, hay que destacar el análisis de usos del suelo, el estudio de los recursos naturales, la evaluación de la contaminación, la investigación de impactos ambientales, la localización y predicción de riesgos y el estudio y conservación del paisaje. Enumera los principales satélites que sirven imágenes comerciales susceptibles de tener una buena utilización medioambiental e indica sus características más sobresalientes y de las imágenes que ofrecen.
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Landsat 5
1984
185 km
30 m
16 días
Un agricultor y ganadero solicita a una empresa que le haga un recubrimiento fotográfico de su finca. Se trata de una propiedad de 850 ha que dispone de un olivar, un viñedo y una zona de monte adehesado, en la que pasta ganado vacuno y porcino. Un arroyo estacional de cierta importancia y una carretera local atraviesan estos terrenos.
Landsat 7
1999
185 km
15 m
16 días
Enumera los posibles usos de las fotografías encargadas.
Noaa 10/14
1986/1995
2 800 km
1 100 m
6 horas
Spot 4
1998
60 km
10 m
26 días
Calcular el número y densidad de cepas.
Spot 5
2002
117 km
10 m
26 días
Calcular el número y densidad de olivos.
PRINCIPALES SATÉLITES CON APLICACIONES MEDIOAMBIENTALES Serie
País
Landsat
EE UU
NOAA
EE UU
SPOT
Satélites Año de operativos lanzamiento
Amplitud Máxima Frecuencia de la resolución de revisita escena
Francia
Las fotografías podrían tener, entre otros usos, los siguientes: Medir distintas superficies.
IRS
India
IRS-P6
2003
148 km
5m
24 días
Conocer la distribución del encinar.
Ikonos
Japón
Ikonos
1999
12 km
1m
3 días
Valorar la incidencia de la seca de la encina.
Quickbird
2001
16,5 km
0,6 m
1 a 4 días
Calcular las distancias para presupuestos de cercado, u otros usos.
Quickbird EE UU ERS
Europa Ers 2
1995
100 km
25 m
4 a 35 días
Marcar con precisión la extensión del matorral.
Envisat
Europa Envisat
2002
1 250 km
30 m
3 a 35 días
Diseñar el uso cinegético de la finca.
Supón que solo pudiéramos acceder a imágenes de los satélites Landsat 5 e Ikonos; indica un posible estudio medioambiental en el que resultara ventajoso el uso de imágenes del primero, y otro en el que fueran más útiles las enviadas por el segundo. Razona tu respuesta. Para estudiar la evolución de una gran masa forestal a lo largo de los últimos 20 años se deben utilizar las imágenes del Landsat 5. Se trata de un satélite que se encuentra operativo desde 1984, con una gran amplitud de escena (185 km), su frecuencia de revisita (16 días) es más que suficiente y la resolución que permite (30 m) se revela muy adecuada para el estudio de las masas forestales. Para seguir la evolución del deshielo primaveral y el riesgo de aludes sobre una población situada en la ladera de una montaña, sería conveniente utilizar las imágenes del Ikonos, ya que proporciona imágenes cada 3 días, con tal resolución (1m) que permite tener perfectamente definidas las pequeñas edificaciones y las vías de comunicación. Su amplitud de escena (12 km) puede ser más que suficiente.
Marcar los puntos más idóneos para la distribución de comederos. Valorar los lugares más interesantes a fin de ubicar abrevaderos para el ganado. Establecer puntos de embarque y manejo del ganado. Fijar un lugar apropiado para construir un pequeño azud en el arroyo. Establecer una red para llevar riego por goteo al olivar o al viñedo. Establecer nuevos accesos a la finca para grandes camiones. Buscar los puntos más adecuados para solicitar pasos en la carretera que permitan una buena conexión de ambos lados de la finca. Y otras muchas derivadas de las anteriores, como solicitar subvenciones y ayudas, cambiar de uso, o vender o dividir la propia finca.
Evaluación PAU Explica por qué las ciencias medioambientales tienen carácter interdisciplinal. El carácter interdisciplinar es una de las características definitorias de las ciencias de la Tierra. Esto quiere decir que en el desarrollo de este cuerpo de conocimientos participan numerosas disciplinas (científicas y no científicas): la biología, la geología, la ecología, la estadística, la salud ambiental, la química, la física, las matemáticas, la teoría de sistemas, la meteorología, la oceanografía, la medicina, la antropología, la ciencias políticas, la sociología, la psicología, la economía, la geografía, la ordenación del territorio y la filosofía, entre otras. PAU Enuncia con tus propias palabras la hipótesis Gaia. ¿En qué argumentos se basa? Haz una crítica personal de esta hipótesis. La hipótesis Gaia concibe el planeta Tierra como una especie de «superorganismo» en el que la materia viva, mediante procesos fisicoquímicos, interactúa con el fin de mantener unas condiciones que permitan su subsistencia. En definitiva, según esta idea, la biosfera se encarga de generar,
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mantener y regular sus propias condiciones medioambientales. Así pues, la vida, lejos de estar influenciada por el entorno, es la que influye en el mundo inorgánico, de modo que entre lo biológico y lo inerte se establece una coevolución. La hipótesis inicial, formulada por James Lovelock, afirmaba la existencia de un sistema de control global de la temperatura, la composición atmosférica y la salinidad oceánica. Por tanto, sus argumentos se basan en la constatación de la constancia de la temperatura global de la superficie de la Tierra, de la composición atmosférica y de la salinidad del océano. Explica el enunciado básico del principio de incertidumbre: «Cualquier técnica de observación modifica el sistema en estudio». El principio de incertidumbre expresa que no es posible obtener un conocimiento total de todos los parámetros de un sistema, ya que cualquier técnica de observación que empleemos para su estudio modifica el sistema, es decir, genera perturbaciones que producen siempre resultados y, más tarde, conclusiones imprecisas.
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Define y pon ejemplos de sistemas abiertos, cerrados, aislados, homogéneos y heterogéneos. En termodinámica, un sistema es una porción del espacio y su contenido. El sistema se denomina cerrado cuando solo se pueden realizar transferencias de energía (una bombilla, un frigorífico, un acuario cerrado y con automantenimiento de oxígeno y nutrientes por la población vegetal, etc.), y abierto cuando puede intercambiar materia y energía (un ser vivo, un centro hospitalario, una charca, etcétera). Los sistemas se consideran aislados cuando no presentan flujos de intercambio con el exterior. Entonces sus límites son impermeables. Cualquier sistema considerado de manera conjunta con su entorno constituye un sistema aislado (el universo completo, el sistema solar, etc.). Los sistemas también pueden clasificarse en homogéneos, cuando presentan las mismas propiedades en cualquier punto (un cristal de sílice, una disolución de cloruro sódico, etc.) y heterogéneos, formados por diferentes fases, o subsistemas homogéneos (los seres vivos, un lago, etcétera). ¿Qué son las propiedades emergentes? Pon un ejemplo. El resultado de un sistema en funcionamiento puede ser superior a la suma aritmética de sus partes. Un organismo es algo más que un corazón, unos pulmones, unos intestinos y un cerebro juntos. Algo nuevo se genera cuando las partes de un sistema funcionan de manera acorde, cuando las conexiones y los flujos de materia, información y energía cooperan en un esfuerzo común. Estas ganancias del sistema en relación con las partes aisladas se denominan propiedades emergentes, y en cierto modo son imprevisibles. El mejor ejemplo de emergencia lo representa la compleja mezcla química que se estructuró en el océano primitivo y que conformaría la propiedad más sorprendente: la vida. ¿Crees que podemos conocer qué es y cómo funciona una célula estudiando los orgánulos que la constituyen? ¿Por qué? El funcionamiento global de una célula es mucho más que el funcionamiento de cada uno de sus orgánulos o que la expresión de cada uno de sus genes. Se trata, en realidad, de complejas redes de interacción de materia, información y energía que apenas empezamos a intuir en la actualidad. Pretender explicar una célula desglosándola en sus partes es caer en un reduccionismo un tanto inútil. Sin embargo, para avanzar en la integración holística del sistema celular hay que conocer de forma detallada desde las moléculas hasta los orgánulos. Como en todos los casos, ambas perspectivas han de estar armonizadas. Ninguna de ellas, por separado, resulta suficiente para explicar la realidad. ¿Qué significa que un sistema se encuentra en equilibrio dinámico? Cuando un sistema es abierto se encuentra en continuo intercambio de materia, energía e información: los flujos de entrada y salida son permanentes y conducen a una situación de equilibrio basado en el dinamismo. PAU ¿Por qué es importante estudiar el medio ambiente teniendo en cuenta la teoría de sistemas? La mejor comprensión de la estructura y funcionamiento del medio ambiente, como sistema que es, así como su aprovechamiento y conservación, requiere su estudio desde la teoría de sistemas. PAU Diferencia entre reduccionismo y holismo. En el estudio del sistema Tierra, ¿tienen sentido estas perspectivas exclusivamente por separado?
todo, buscando lo más y más pequeño. La visión holística pretende estudiar cómo funciona la totalidad de un sistema, partir de la globalidad e integrar de forma simultánea un gran número de variables. El sistema Tierra-Biosfera resulta muy complejo, y, por tanto, la visión holística es el método de estudio más adecuado. No obstante, es fundamental destacar que, en la actualidad, ambos enfoques son complementarios y deben apoyarse mutuamente para obtener la imagen más ajustada a la realidad.
¿Qué es un modelo? Propón algún ejemplo. Un modelo es una representación simplificada de la realidad que pretende hacerla más accesible al estudio. Los modelos deben ser sencillos, pero han de mantenerse lo más fieles posible a la realidad. En buena medida se trata de simular la situación real, controlar las variables, mantener algunas constantes y cambiar otras, observar y cuantificar los efectos causados, etcétera. Ejemplos de modelos son las aplicaciones informáticas World-2 y World-3 de Forrester y su aplicación en las predicciones de la Tierra como sistema climático, o las simulaciones cibernéticas de vida. Más sencillos se revelan, por ejemplo, los modelos miniaturizados de estratos para estudiar las deformaciones de los mismos o la resistencia de materiales terrestres, de gran utilidad en predicción de riesgos geológicos.
Pon ejemplos de relaciones simples y complejas, tanto positivas como negativas y encadenadas. Relaciones simples positivas: calor sequía Relaciones simples negativas: incendios forestales vegetación Relaciones encadenadas positivas: hierba conejos zorros Relaciones encadenadas negativas: cazadores zorros conejos Relaciones complejas positivas: población humana cultivos Relaciones complejas negativas: recursos naturales población humana
¿Qué es un sistema metaestable? Menciona algún ejemplo. Se dice que un sistema es metaestable cuando parece estable, pero su estabilidad solo se mantiene mediante el consumo o la conservación de la energía. La composición de la atmósfera terrestre es un claro ejemplo de metaestabilidad: si la vida tal y como la conocemos actualmente desapareciera, el oxígeno también se esfumaría con bastante rapidez. Por ello, el estudio de la composición de la atmósfera de otros planetas representa un método muy adecuado para buscar signos de vida en ellos.
Elabora un diagrama de flujo con las siguientes variables: agua, vegetación, CO2, temperatura atmosférica. agua
vegetación
El enfoque reduccionista se basa en desarrollar la investigación mediante la descomposición y el análisis de las partes de un
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El uso de combustibles fósiles ha conducido a una elevación del nivel de CO2 en la atmósfera y con ello, se ha reducido la «salida» de rayos infrarrojos desde el planeta al espacio. El resultado ha sido una elevación de la temperatura media del sistema Tierra. a) Representa estos procesos en un esquema. b) ¿En qué tipo de relaciones podemos encuadrarlos? a)
uso de combustibles fósiles
La elevación de los niveles de dióxido de carbono, con un incremento en el efecto invernadero y la consiguiente elevación de la temperatura media. Las alteraciones climáticas comienzan ya a ser evidentes: sequía, pérdida de estacionalidad, inundaciones, huracanes, pérdida de hielos en los polos, subida del nivel del agua de los océanos y alteraciones en la biosfera son algunos efectos. La alteración de la capa de ozono, unida a la mayor incidencia de radiaciones ionizantes, mutágenicas para los seres vivos, que llegan a la superficie de la tierra. Aunque desconocemos los ciclos a largo plazo de esta capa de la atmósfera, no cabe duda de que el uso de CFC y otros gases ha incrementado el tamaño del agujero que la capa de ozono presenta sobre la Antártida.
CO2 absorción de rayos infrarrojos temperatura media del planeta b) Se trata de relaciones encadenadas positivas.
Teniendo en cuenta lo comentado en la pregunta anterior: a) ¿Qué previsión puedes hacer sobre el mantenimiento de los hielos en la Antártida? b) ¿Y acerca del nivel de las aguas de los océanos?
La lluvia ácida, causada por las emisiones de gases contaminantes industriales, procedentes de compuestos azufrados y nitrogenados. Producidos en las zonas de alta industrialización, son transportados por la circulación atmosférica junto al vapor de agua, el cual acidifican de un modo extraordinario para descargarlo en forma de lluvia corrosiva en lugares alejados (por desgracia, en la mayoría de los casos, en países apenas desarrollados y en zonas de gran valor ecológico).
c) Representa y clasifica la relación que existe entre estos fenómenos y el empleo de combustibles fósiles.
¿Por qué se relaciona la posible presencia de vida en otros planetas con las características de su atmósfera?
a) Cuando se eleva la temperatura, es probable que se produzca un incremento en la fusión de los hielos de la Antártida.
La atmósfera es uno de los subsistemas de un planeta más sensibles a los cambios y a los impactos. Si tomamos como modelo la atmósfera terrestre y su modificación por los seres fotosintéticos (al generar oxígeno como desecho), una estrategia de búsqueda de vida en otros planetas es el análisis espectrométrico de sus atmósferas en busca de anomalías inesperadas. Quizás algunas de ellas puedan estar causadas por la acción «contaminante» de algún tipo de vida. Hace poco, la presencia de metano en algunas zonas de Marte se ha relacionado con la probable presencia de ciertas bacterias metanogénicas capaces de producirlo, aunque podría tener un origen volcánico.
b) Como consecuencia de la fusión de los hielos, tendrá lugar una elevación del nivel de las aguas de los océanos. c)
uso de combustibles fósiles fusión de los hielos polares elevación del nivel de las aguas
¿Por qué decimos que la atmósfera terrestre ha sido siempre secundaria? La Tierra perdió la atmósfera apenas se formó. De alguna manera tuvo que fabricarla y ligarla a ella mediante la fuerza gravitatoria. Por ello, decimos que es una atmósfera secundaria, procedente de los gases generados a partir de las rocas en estado de fusión y del vulcanismo.
Los hematites son minerales de óxido de hierro, y su época de formación se asocia de manera directa con el aumento de la cantidad de O2 en el sistema Tierra. ¿Por qué crees que se describe a estos minerales como atmósfera fosilizada? El registro fósil de la atmósfera son las rocas, en las que podemos encontrar las evidencias del oxígeno. Desde hace unos 2 500 m. a., el oxígeno libre en la atmósfera origina hematites, la forma más oxidada del hierro, presente en las areniscas rojas.
Teniendo en cuenta los presupuestos de la teoría de sistemas, organiza en un esquema las relaciones que se dan entre disminución de arbolado y erosión. deforestación
erosión
suelo
Comenta algunos de los recientes cambios sucedidos en la atmósfera como consecuencia de las actividades humanas. La acción antrópica ha provocado en tiempos muy recientes profundos cambios en la atmósfera terrestre causantes de graves
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alteraciones en el subsistema y en el sistema Tierra. Entre esos grandes impactos globales merecen destacarse:
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Teniendo en cuenta las interacciones de la hidrosfera con la geosfera, emite una hipótesis para explicar el sabor salado del agua del mar y de algunos lagos. ¿Por qué no es salada el agua de los ríos? Presumiblemente, en las primeras etapas de formación de la hidrosfera, el agua de los mares, a elevada temperatura, no era salada. Más tarde se produjo una progresiva disolución de sales a partir de los materiales de la corteza, y estos se depositaron y acumularon en las cuencas marinas, mientras que el vapor de agua, obviamente sin sales, se evaporaba y volvía a caer sobre la tierra en forma de lluvia. Esta agua de escorrentía dio lugar a los primeros ríos, que continuaron aportando sales de arrastre y disolución a las cuencas oceánicas. El motivo de la ausencia de sales en los ríos se debe, precisamente, a este dinamismo de sus aguas y a la falta de acumulación. Se denomina criosfera la parte del planeta Tierra cubierta de hielo permanente. ¿Cuáles son sus relaciones con los subsistemas atmósfera e hidrosfera? La relación de la criosfera con los subsistemas atmósfera e hidrosfera viene determinada por el ciclo del agua. El agua sólida en forma de hielo acumulada en los casquetes polares y glaciares puede permanecer en dicho estado incluso durante millones de años, pero en algún momento se encontró en estado de vapor en la atmósfera y se precipitó en forma de nieve. Con el tiempo, pasará al estado líquido, debido a la fusión de los hielos, y aparecerá de forma transitoria en la hidrosfera más convencional: mares, ríos o aguas subterráneas.
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En el esquema de cambios en la geosfera se mencionan las regresiones o disminuciones del nivel de los mares. Las transgresiones son el fenómeno contrario. ¿Qué procesos globales consideras que pueden conducir a regresiones y a transgresiones? Las regresiones, o disminución del nivel de los mares, se pueden producir en épocas de elevación del terreno, asociadas, por ejemplo, al movimiento de placas corticales. Las transgresiones, es decir, las subidas del nivel de las aguas, pueden relacionarse con movimientos corticales o –como parece que sucederá de manera inevitable– con una elevación global de las temperaturas, que implicará, en principio y como ya está sucediendo, una fusión de los hielos presentes en los casquetes polares. Consulta en la unidad el esquema que refleja los cambios que han ido sucediendo en la geosfera (véase la página 8 de este solucionario). a) ¿Cuándo comenzó la dinámica de la corteza tal y como la conocemos en la actualidad? b) ¿Cuál es la densidad media de la Tierra? c) ¿Y de la corteza? d) ¿Explican estos datos la presencia de hierro en el núcleo? a) La dinámica cortical de la tectónica de placas comenzó a funcionar de manera semejante a la que en la actualidad conocemos a partir de los 2 000 millones de años. b) La densidad media de la Tierra es de aproximadamente 5,5 g/cm3. c) La densidad de la corteza terrestre está en torno a 3 g/cm3. d) El hecho de que la densidad media de la Tierra sea mayor que la densidad de la corteza lleva a pensar que en el interior del planeta existen materiales densos. Teniendo en cuenta la composición química de la Tierra, lo más probable es que en el núcleo haya notables cantidades de hierro. Desarrolla la teoría endosimbióntica. La teoría endosimbióntica, propuesta sobre todo por Lynn Margulis, sugiere (aporta suficientes pruebas demostrativas) que los orgánulos de una célula eucariota (las mitocondrias, los cloroplastos y, probablemente, el núcleo) han tenido su origen en la entrada de bacterias especializadas en respiración (gammaproteobacterias como precursoras de la mitocondria,) o fotosíntesis (cianobacterias como precursoras del cloroplasto). Así pues, se cree que se produjo una simbiosis entre la célula hospedadora y las endosimbiontes, y que ambas resultaron beneficiadas. En el caso del núcleo, la situación es algo más difícil de explicar, aunque podría tratarse de la asociación de una arqueobacteria con una eubacteria. Algunos investigadores, entre ellos Lovelock, consideran la masa vegetal de la Tierra un termostato vivo, basándose en el consumo de CO2. ¿Por qué? Las plantas son los principales consumidores de CO2 atmosférico. Por otra parte, las condiciones climáticas cálidas y húmedas favorecen su expansión. De esta forma, cuando hay mucho CO2, la temperatura del planeta se eleva (por el efecto invernadero), pero de manera concomitante se produce una proliferación de plantas, con el consiguiente consumo de CO2 y una disminución de sus niveles, y, de nuevo, un descenso de las temperaturas. Así, el ciclo de cambios térmicos y alteraciones en los niveles de CO2 se repetirá, quedando «monitorizado» por el termostato vivo de la cubierta forestal del planeta. ¿Cómo era la organización social humana en las sociedades cazador-recolectora? Muy probablemente, y como puede observarse aún en la actualidad en tribus que viven en estado casi primitivo, la organización social era mínima, reducida a pequeños clanes (entre
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10 y 20 personas) organizados en torno a la caza (hombres) y la recolección (mujeres). La existencia de jefes de clanes resulta obvia, pero en ningún caso debieron de existir sacerdotes, repartidores ni pequeños estados. Se trataba de una economía de subsistencia perentoria y consumo inmediato en la que no debía de haber almacenes ni encargados de distribución que llegaran a alcanzar altas cotas de poder. Se ha afirmado que el hombre cazador fue un depredador inteligente. ¿Por qué? ¿Crees que puede afirmarse lo mismo de los humanos actuales? A pesar de ciertas evidencias que indican, por ejemplo, la desaparición del mamut lanudo como consecuencia de la caza o la alteración de especies en zonas de asentamientos humanos primitivos, en un principio, la actividad depredadora del ser humano debió de estar asociada a las estrictas necesidades de satisfacción del hambre, y nunca de esquilmación de un territorio; entre otros motivos porque eso implicaría el abandono del clan y la migración hacia otros lugares. Por otra parte, la caza debió de dirigirse hacia los individuos más débiles de las manadas, como sucede también en la actividad de los carnívoros. Es decir, los primeros cazadores hubieron de ser muy selectivos, profundos conocedores de la fauna de su entorno y parte integrante del medio natural. Sin embargo, los humanos actuales hemos roto de manera definitiva estos principios de caza sostenible, y son muy numerosos los desgraciados ejemplos de extinciones causadas por la desorbitada actividad cinegética: la paloma migradora, el dodo, el bucardo de los Pirineos, etcétera. Diferencia entre sedentarismo y nomadismo. ¿Por qué la agricultura dispara el crecimiento demográfico humano? El nomadismo se basa en la actividad cinegética y recolectora. La cantidad de alimentos resulta obviamente limitada, y siempre implica el desplazamiento del grupo humano en busca de nuevos territorios donde existan recursos. Resulta lógico, por tanto, que las poblaciones nómadas nunca puedan mostrar una elevada tasa de crecimiento. Sin embargo, la ganadería y la agricultura dieron soporte al sedentarismo, al establecimiento de poblados, al creciente exceso en la producción de alimentos y a la posibilidad de acumularlos en despensas. Cuando hay recursos de sobra, la tasa de natalidad de las poblaciones puede dispararse. Por ello, la implantación de la agricultura (la denominada Revolución verde) llevó aparejado de inmediato el primer incremento demográfico notable de las poblaciones humanas. Durante el Paleolítico, el ser humano aprendió a dominar el fuego. Razona en qué términos resultó este hecho beneficioso, y en qué otros, nocivo para la relación que mantenía y mantiene con la naturaleza. La «domesticación» del fuego puede considerarse el gran avance del género homo. Poseer el fuego y dominarlo derivó en una nueva forma de consumir alimentos, al acceso a muchos de ellos que en estado crudo eran tóxicos, a la expansión de las actividades hacia la noche, a la defensa frente a las fieras, al uso de cavernas, a la cohesión de los grupos y clanes, e incluso, muy probablemente, generase el ambiente adecuado para las primeras manifestaciones artísticas y religiosas. Sin embargo, no todo fue positivo en la dominación del fuego. Aparte de su utilización como elemento de poder y arma de guerra, se empleó, casi desde el comienzo, en la práctica de incendios controlados con el fin de acorralar o conducir animales que iban a ser cazados, o para desbrozar terrenos y bosques que serían dedicados a la agricultura. Es decir, el fuego provocó las primeras deforestaciones masivas; una práctica que aún puede observarse en algunos pueblos primitivos de la cuenca amazónica.
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¿Por qué fue tan importante para el «progreso» de la humanidad la máquina de vapor? La invención de la máquina de vapor por Thomas Newcomen en 1712, perfeccionada por James Watt en 1769, abrió un insospechado horizonte de progreso basado en exclusiva en las ventajas económicas de la producción y en el abaratamiento de la mano de obra. Sin embargo, la situación no tardo mucho tiempo en empezar a descontrolarse. Las necesidades energéticas exógenas han provocado, sin duda, la huella humana de los tres últimos siglos. El crecimiento en la productividad, unido a la reducción de la mano de obra, condujo de manera inmediata a un incremento en el consumo de carbón vegetal y mineral, y más tarde a la búsqueda y empleo sin reservas de nuevas fuentes de energía: el petróleo. Precisamente el uso de estos combustibles fósiles y las nocivas características de los contaminantes generados es una de las claves de la crisis en las relaciones con el medio ambiente que aqueja al mundo del siglo XXI. Y es que, por primera vez desde su origen, la humanidad superaba la capacidad de regeneración energética del sistema Tierra, basada en última instancia en el Sol: petróleo, carbón y gas natural se agotan, y lo hacen a una velocidad superior a la de su síntesis. ¿Qué factores consideras que han favorecido la explosión demográfica de la población humana a partir del siglo XVIII? Los principales factores favorecedores del crecimiento exponencial de la población humana pueden relacionarse con la mayor disponibilidad de alimentos, con la mejora de las condiciones sanitarias (aumenta la esperanza de vida y el número de nacimientos viables y de personas que llegan a la edad reproductora) y con la mayor extensión de terrenos que se han transformado en habitables. En consonancia con el desorbitado crecimiento económico de las sociedades humanas de una pequeña región del planeta, la población inicia un despegue sin precedentes: en 2 000 años ha alcanzado los 6 000 millones de habitantes. Si el tiempo de duplicación se mantiene, las previsiones auguran para el año 2050 entre 8 000 millones (si el crecimiento tiende a desacelerarse) y 10 000 millones de personas. El sistema Tierra tiene un límite. Con tales cifras y la alteración medioambiental que conllevan, la capacidad de carga del planeta tocará su límite. PAU ¿Qué es la capacidad de carga de un sistema? ¿En qué aspectos está superando la humanidad la capacidad de carga del sistema Tierra? La capacidad de carga de un sistema, en este caso la Tierra, es el límite máximo que presenta para satisfacer las necesidades del mismo, por ejemplo, la población humana. Establece la relación entre los requerimientos y la capacidad del sistema para soportar la producción de dichas necesidades. A principios de la década de 1970, un grupo de educadores, economistas e industriales (el Club de Roma) financió un complejo estudio en el que se predecían distintos modelos evolutivos para la sociedad humana en relación con la naturaleza. Los límites del crecimiento fue el título del informe publicado, donde se contemplaba un plazo de unos 100 años para alcanzar la capacidad de carga de la Tierra y el colapso completo del sistema actual. La solución propuesta fue el denominado «crecimiento cero»: la congelación del crecimiento poblacional e industrial y el reparto de la riqueza ya obtenida. Algunos de los aspectos en los que la humanidad está superando la capacidad de carga del sistema Tierra son, por ejemplo, la generación de residuos o la deforestación. En principio, el sistema Tierra debería ser capaz de asimilar los residuos generados por las actividades humanas derivadas de los propios elementos naturales; sin embargo, la superación de la capacidad de carga conlleva la acumulación de los mismos, acrecentada por
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el hecho de que muchos de los residuos generados a fecha de hoy por la humanidad no son biodegradables, o tienen una vida media demasiado larga. La estimación debe tener en cuenta también la vegetación necesaria para absorber la cantidad de CO2 emitida por el uso de combustibles fósiles. Razona las posibles causas de la extinción de especies que se está produciendo actualmente. Todos los estudios apuntan a que una nueva gran extinción se encuentra en marcha, en esta ocasión motivada por la actividad humana. Los monocultivos extensivos, el uso indiscriminado de fertilizantes, herbicidas y plaguicidas, la selección o creación de nuevas especies de interés económico, la contaminación y la reducción de las masas forestales, así como la erosión y la destrucción irreversible de los suelos, entre otros factores, han conducido a la pérdida de millones de especies, muchas sin haber tenido siquiera la posibilidad de ser descubiertas. Con estas pérdidas irreversibles desaparecen recursos, medicamentos y riqueza genética. Indica los inconvenientes de las siguientes fuentes de energía: combustibles fósiles, energía de fisión nuclear y centrales hidroeléctricas. Combustibles fósiles. Se trata de recursos muy limitados, con una elevada tasa de contaminación ambiental por gases de efecto invernadero. Energía de fisión nuclear. Generan residuos de alta peligrosidad para la biosfera y presentan una vida media muy larga. Las centrales nucleares suponen un riesgo de accidentes con dramáticas consecuencias. Centrales hidroeléctricas. Producen impactos sobre el paisaje y sobre la flora, la fauna y los asentamientos humanos. ¿Por qué los sistemas económicos deben supeditarse a los sistemas ecológicos? ¿Qué sucede en el caso contrario? La base de cualquier sistema económico debe residir en el suministro sostenible de recursos, sin llegar en ningún caso al agotamiento de los mismos, pues si esto sucede se sobrepasa la capacidad de carga y el sistema se colapsa. En los sistemas naturales o ecológicos, las propias leyes de la termodinámica y de la biosfera conducen a la sostenibilidad, pero cuando comienzan a aplicarse leyes económicas que no tienen en cuenta los principios básicos del ecosistema, se produce de forma irremisible la destrucción del mismo, y más tarde el fracaso económico. PAU Define los conceptos de emisión, vertido, residuo y riesgo. Relacionándolos, pon un ejemplo de riesgos motivados por la acción humana. Los residuos son el material o la energía que quedan inservibles después de haber realizado una operación. Los residuos propiamente dichos son sólidos. Cuando se trata de gases, hablamos de emisiones. Si son líquidos, se trata de vertidos. El término riesgo hace referencia a elementos probabilísticos. Es un factor de contingencia, de posibilidad de daño. La valoración del riesgo debe extenderse a cualquier subsistema terrestre, pero obviamente resultan de especial interés los que de modo directo afectan al ser humano. La utilización de los recursos naturales con producción de residuos como consecuencia del desarrollo industrial y de los nuevos modos de vida, genera riesgos, es decir, incrementa la posibilidad de que se produzcan daños, catástrofes o desastres. En muchas ocasiones, dichas actividades precipitan los acontecimientos naturales. Uno de los ejemplos más recientes a este respecto lo encontramos en los vertidos tóxicos que llegaron al Parque Nacional de Doñana a partir de la rotura del dique de contención en Aznalcóllar. La enorme cantidad de residuos líquidos ha causado un daño casi irreparable en la flora y la fauna de la zona, que tardará mucho tiempo en recuperarse.
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Propón acciones en la vida cotidiana que contribuyan al desarrollo sostenible. Existen numerosas acciones cotidianas que generan un cambio de mentalidad y que contribuyen a la implantación del desarrollo sostenible. A continuación reseñamos algunas de las múltiples propuestas que podemos llevar a cabo en la vida cotidiana y que acaban teniendo una repercusión a escala global (piensa globalmente, planifica regionalmente, actúa localmente). En nuestra actuación sensata, racional y generosa se encuentra la clave: Ducharse en lugar de bañarse.
¿Qué distingue a los satélites heliosíncronos de los geoestacionarios? ¿De qué tipo son los satélites Landsat, Ikonos y QuickBird? Los satélites heliosíncronos sobrevuelan la Tierra al ritmo del Sol, de forma que toman la imagen de un lugar siempre a la misma hora, vuelan regularmente bajos y obtienen imágenes muy detalladas, pero con campos reducidos. Captan imágenes de casi toda la Tierra, aunque para ello invierten varios días. Los satélites geostacionarios se sitúan siempre sobre un punto o zona de la Tierra, proporcionan imágenes de ese lugar a breves intervalos, se hallan a mayor altura y, aunque tienen poca resolución, ofrecen un campo de imagen muy amplio. Los satélites Landsat, Ikonos y QuickBird son heliosíncronos.
Reducir el consumo de papel. Desconectar los aparatos eléctricos que no se estén utilizando. Reciclar, reducir el volumen de residuos y reutilizar. Separar los residuos en diferentes contenedores. Comprar productos que cumplan las normas medioambientales y que no hayan sido fabricados por empresas denunciadas por la explotación de sus trabajadores. ¿Qué diferencia existe entre reutilizar y reciclar? Reutilizar consiste en volver a usar el mismo producto siempre que sea posible hasta que resulte inútil para la función a la que está destinado; reciclar consiste en aplicar una serie de técnicas con el fin de regenerar el mismo producto a partir de los materiales desechados. Comenta la frase «los recursos renovables son inagotables» Esta frase es una afirmación falaz: los recursos renovables tienen una determinada tasa de renovación en la naturaleza. Si superamos esa tasa, se producirá, de manera inevitable, su agotamiento. PAU ¿Qué se entiende por impacto ambiental?
Explica el fundamento de los sistemas GPS y Galileo. ¿Cuáles son las diferencias más destacadas entre estos dos sistemas? La base de estos sistemas radica en un conjunto de satélites provistos de relojes atómicos muy precisos, que proporcionan una referencia de tiempo que permite a un receptor terrestre (pequeño aparato que se suele conocer como GPS) fijar su posición exacta tras contactar, al menos, con tres de ellos. El sistema GPS lo puso en marcha hace más de 40 años Estados Unidos, y cuenta con 24 satélites situados a 20 000 km de altura. El sistema Galileo es un proyecto europeo que no estará operativo hasta 2008 y constará de 30 satélites, 27 operativos y tres de reserva, repartidos en tres planos orbitales a 23 600 km de altura. El diseño de las órbitas permitirá una excelente cobertura hasta latitudes cercanas a los polos. El sistema GPS viene marcado desde su inicio por su uso militar y, aunque hoy día tiene un destacado uso civil, puede introducir errores aleatorios de hasta 30 m. El sistema Galileo nace con vocación de uso básicamente civil, y su posible error será inferior a 4 m. El sistema GPS se está utilizando para el estudio de la población del oso pardo en la cordillera Cantábrica. ¿Para qué y cómo crees que se emplea?
Podríamos definir impacto ambiental como la acción ejercida por las actividades humanas sobre el medio natural. Aunque en teoría puede y debe corresponderse también con efectos positivos, la concepción más extendida y preocupante se centra en sus repercusiones negativas, tanto directas, (por ejemplo, la deforestación), como indirectas (la degradación posterior de un suelo).
El conocimiento de los movimientos que efectúa el oso pardo en la cordillera Cantábrica resulta esencial para conocer los hábitos de la especie y favorecer la recuperación de sus poblaciones. Para utilizarlo, se debe utilizar un transmisor colocado sobre el oso que emitirá unas ondas que, vía satélite y tras ser procesadas, indicarán la posición sobre el mapa del oso en todo momento.
¿Crees que los intereses de la humanidad y la conservación del medio ambiente han sido tradicionalmente contrarios? Argumenta tu respuesta.
Como sabes, los satélites Landsat 5 y Landsat 7 utilizan siete bandas en multiespectral; sin embargo, el satélite Ikonos solo utiliza cuatro. ¿Cuáles son?
Los intereses de la humanidad y la conservación del medio ambiente no siempre han estado enfrentados. Comienzan a estarlo en el momento en que los criterios económicos tratan de primar sobre los ecológicos, cuando el interés productivo supera la capacidad de carga de los sistemas naturales. Entonces, como sucede en la actualidad, la conservación del medio ambiente se opone de manera radical a la emisión de gases de efecto invernadero, a la deforestación, a la esquilmación pesquera, etc., aspectos claves en el mantenimiento de la productividad exacerbada que caracteriza el sistema de desarrollo incontrolado. ¿Qué significan las siglas ESA, GPS, SIG, REM y SPOT? ESA: Agencia espacial europea.
Azul, verde, rojo e infrarrojo cercano. PAU ¿Qué ventajas tiene la teledetección con respecto a otros métodos de captación de la realidad? Las principales ventajas de la teledetección se centran en el uso del espectro visible y de la radiación infrarroja. La adecuada combinación de diferentes longitudes de onda a través de un conveniente tratamiento informático puede proporcionar información sobre múltiples aspectos que quedarían ocultos con otros métodos de captación de la realidad. PAU ¿Qué tipos de radiaciones electromagnéticas se emplean en la teledetección? ¿Qué clase de imágenes permite obtener esta técnica? Los sensores de los satélites toman imágenes simultáneas en diversas longitudes de onda, frecuentemente en siete canales:
GPS: Sistema de posicionamiento global. SIG: Sistemas de información geográfica.
1. 0,45 m – 0,52 m
azul
REM: Registro de modelos ecológicos.
2. 0,52 m – 0,60 m
verde
SPOT: Satélites para la observación de la Tierra.
3. 0,63 m – 0,69 m
rojo
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4. 0,76 m – 0,90 m
IRP (infrarrojo próximo)
5. 1,55 m – 1,75 m
IRM (infrarrojo medio)
6. 10,40 m – 12,50 m IRT (infrarrojo térmico) 7. 2,08 m – 2,35 m
IRM (infrarrojo medio)
Estas diferentes imágenes pueden combinarse para formar una imagen única, en color verdadero o en diversas formas de falso color. ¿Qué se entiende en teledetección por firma espectral? Cada objeto o tipo de cubierta emite en unas longitudes de onda o sector del espectro electromagnético, según su naturaleza y las radiaciones que recibe. Esto se conoce como firma espectral, porque es característico de cada objeto o cubierta y lo diferencia de los demás. ¿Qué aplicaciones tienen los sistemas de información geográfica? Los sistemas de información geográfica tienen numerosas aplicaciones relacionadas con el conocimiento geográfico, movimientos de población, usos del suelo, valoración de terrenos, diseño de infraestructuras, recursos naturales, contaminación, impacto ambiental, riesgos, paisaje, etcétera. ¿Cuál es la principal finalidad del programa GLOBE? El programa GLOBE tiene una finalidad eminentemente educativa y de formación medioambiental de los jóvenes de todo el mundo mediante la toma y el intercambio de datos relacionados con la naturaleza y el medio ambiente. Explica por qué vemos en relieve un par estereoscópico al observarlo con un estereoscopio. Un par estereoscópico se compone de dos fotografías sucesivas tomadas verticalmente desde un avión que comparten dos tercios del fotograma, idénticos en apariencia, pero tomados con ángulos ligeramente distintos. El estereoscopio nos permite sumar estas dos imágenes, una vista con cada ojo, como si fuera la misma observada con ambos ojos. Así, la visión del terreno que aparece en las dos fotografías del par se muestra en tres dimensiones, lo que permite apreciar con claridad las variaciones del relieve. Interpreta la siguiente imagen multiespectral en falso color (bandas 4, 3 y 2) del volcán Miyake-jima (Japón), que fue tomada por el satélite QuickBird el 14 de marzo de 2002.
La imagen muestra un cono volcánico en actividad, pues se observa la emisión de gases a partir del cráter situado en el centro. El falso color permite distinguir cómo el recubrimiento arbóreo constituye una orla en torno al volcán que llega hasta el mar. No obstante, esta orla se ve interrumpida por lo que parecen ser coladas recientes, sobre todo en la zona que coincide con la dirección de las emisiones gaseosas que se observan en la imagen. A un lado del bosque, situado entre las dos grandes coladas, se aprecia un embalse con agua dulce. En las zonas más próximas a la costa se distinguen vías de comunicación y territorios poblados, e incluso se puede señalar la ubicación de un aeropuerto. En la línea de costa se observan algunos puertos, lagunas costeras y pequeñas playas. Indica alguna razón por la que las imágenes de satélite se analizan frecuentemente con falso color. El falso color delimita con nitidez las áreas forestales, aspecto de gran interés en los estudios geográficos y medioambientales. Asimismo, permite diferenciar con claridad otros aspectos relacionados con la vegetación, como especies arbóreas y de matorral, herbáceas (agostadas o no), cultivos de secano o regadío, orlas de vegetación hidrófila, etc. También pueden identificarse con detalle las masas de agua. La órbita que sigue el satélite Ikonos está a 681 km de altura; la del satélite Quickbird, a 450 km ¿Por qué crees que cada vez se ponen en órbita satélites heliosíncronos que sobrevuelan la Tierra a menor altura? La reducción de altura a la hora de situar los satélites heliosíncronos permite aumentar su resolución y apreciar mejor los detalles. Ello en detrimento de la amplitud de la escena, que, por lo general, se reduce. Indica cuatro características que deberían reunir los modelos de simulación medioambiental. Los modelos de simulación medioambiental deberían aunar las siguientes características: Sencillez. Deben hacer asequible la complejidad de la propia realidad. Precisión. Han de presentar la realidad con la mayor fiabilidad posible. Capacidad de pronóstico. Tienen que permitir predicciones al variar diferentes condiciones y circunstancias. Que sean generalizables. Deben poder utilizarse para sistemas parecidos o comparables. ¿Por qué se han criticado los modelos de simulación medioambiental World, como el World-2, presentado en 1970 al Club de Roma? Los modelos de simulación medioambiental World se han criticado sobre todo porque simplifican mucho la realidad y su enfoque se ajusta en especial a los intereses y al punto de vista de los países más desarrollados. Cita programas telemáticos de cooperación internacional que se encuadren dentro del amplio programa CORINE. El programa CORINE incluye, entre otros, los programas CorineLand cover, Corine-Aire, Corine-Suelo, Corine-Biotopos, CorineErosión costera. Los dos primeros son los más conocidos en España.
QuickBird©DigitalGlobe, 2002. Distribuida por cortesía de Eurimage.
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