Presentacion tema 1 CTMA

1. MEDIO AMBIENTE
Y
TEORÍA DE SISTEMAS
TEMA 1

2. DEFINICIÓN: MEDIO
AMBIENTE
Conferencia de UN de Medio Ambiente. Estocolmo 72
Es el conjunto de componentes físicos,
químicos, biológicos y sociales capaces
de causar efectos directos o indirectos en
un plazo corto o largo sobre los seres
vivos y las actividades humanas

3. 1.- EL MEDIO AMBIENTE.
Se trata de muchos componentes ligados de manera que
unos actúan sobre otros es decir interactúan.
Por ello cualquier intervención en el medio natural, produce
repercusiones en cadena: efecto dominó.
Es obvio que el hombre modifica y moldea el medio al
introducir cambios en él. Sin embargo no es el único capaz
de provocar cambios profundos en éste.
El medio ambiente es esencialmente dinámico y cambiante y
sus características van a variar a lo largo del tiempo, y no
sólo por la acción humana, ya que existen procesos de origen
natural que desembocan en bruscas alteraciones del entorno
(glaciaciones, transformación de la atmósfera reductora en
atmósfera oxidante, formación de cordilleras, etc.).
Cualquier estudio medioambiental se hace con enfoque
holístico, definiéndose los medios ambientes como :”sistemas
multidimensionales de interrelaciones complejas en continuo
cambio”.

4. ESTUDIO MEDIO AMBIENTE
ENFOQUE INTERDISCIPILNAR.
Las Ciencias Medioambientales constituyen una
disciplina de síntesis que integra aportaciones de
diferentes disciplinas, entre las que destacan las
Ciencias de la Naturaleza (Biología, Geología;
Física y Química, Ecología ) junto con otras
pertenecientes al campo de las Ciencias Sociales y
las Humanidades como la Geografía, Economía,
Sociología, Derecho o la Historia y otras como
Matemáticas, Ingeniería, Arquitectura, Medicina y
Geografía.

5. Enfoque reduccionista o
mecanicista
Analítico: consiste en dividir o fragmentar
nuestro objeto de estudio en sus
componentes más simples y observarlos por
separado.
Enfoque holístico o sintéticoEnfoque holístico o sintético
Método sintético. Trata de estudiar el todo o la
globalidad y las relaciones entre sus partes sin
detenerse en los detalles.
Se ponen de manifiesto las propiedades
emergentes. El todo es más que la suma de

6. IMPORTANCIA DE LAS CIENCIAS AMBIENTALES
1. Los países desarrollados recelan del desarrollo económico
de los subdesarrollados por la influencia negativa que
podría tener sobre su naturaleza, dada su elevada
población.
2. La naturaleza puede afectar a la especie humana, los
desastres naturales son la causa de enormes pérdidas tanto
económicas como sociales.
3. Existe un auge de las Ciencias ambientales, como base
para resolver los problemas ambientales que nos aquejan.
4. Es necesario conocer el funcionamiento de los diferentes
sistemas del Sistema Tierra y estudiar las relaciones de los
mismos con la especie humana que han de enfocarse en
tres aspectos:
a)Riesgos derivados de su dinámica.
b)Recursos que nos proporcionan.
c)Impactos que reciben por acción antrópica.

7. SISTEMAS y DINÁMICA DE SISTEMAS
Un sistema es un conjunto de partes interrelacionadas.
De esas interrelaciones surgen las propiedades
emergentes.
Se denominan propiedades emergentes a las que surgen del
comportamiento global de todos los componentes de un
sistema y que no están presentes en las partes por separado
(por ejemplo, las piezas del reloj no tienen la propiedad de
determinar la hora, pero sí el reloj montado como un todo; si
consideramos a una célula, serían propiedades emergentes la
nutrición, la relación y la reproducción, las cuales no aparecen
hasta que todos los componentes del sistema no interaccionan
entre sí).
Esta es la base de la Teoría General de Sistemas
desarrollada por Bertalanffy. Según este autor, un sistema es
un conjunto de elementos que interactúan entre sí.

8. Los sistemas siguen las leyes de la termodinámica, que
son las que determinan los intercambios de materia y energía:
+ La primera ley de la termodinámica es la que establece
que la energía ni se crea ni se destruye. Por ello, en cualquier
sistema, la cantidad de energía que entra debe ser igual a la
cantidad de energía que sale más la que quede almacenada
en el interior del sistema.

9. + La segunda ley de la termodinámica es la que establece que todo sistema
tiende siempre a alcanzar un grado de mayor entropía, entendiendo la entropía
como una medida de la incapacidad de realizar un trabajo (desorden).

11. USO DE MODELOS
• Para el estudio de la dinámica de
sistemas se utilizan modelos, es decir:
versiones simplificadas de la realidad
• Se denominan variables a los aspectos
mensurables de esa realidad
• Un modelo no es aplicable fuera del
entorno para el que fue formulado.

13. TIPOS DE MODELOS
A) Modelos mentales:
• Lo que guardamos en nuestra mente no
es la realidad, sino sus modelos mentales.
• No sirven para guiarnos por el mundo y
nuestras acciones responden a nuestros
modelos.
• Individuos distintos tienen modelos
mentales distintos

15. B) MODELOS FORMALES
• Son modelos matemáticos que también
son aproximaciones a la realidad. Utilizan
ecuaciones que asocian las variables.
• Son una herramienta para representar la
realidad de la forma más concreta y
precisa posible.

16. Ejemplo: modelo depredador-presa
2221
2111
****/
***/
NdNNPadtdN
NNPNrdtdN
−=
−=

17. TIPOS DE MODELO DE SISTEMAS.
A. DE CAJA NEGRA. Se representa como si fuera una caja
cerrada, dentro de la cual no queremos mirar y sólo nos
fijamos en sus entradas y salidas de materia, energía o
información, es decir en sus intercambios con el entorno. Lo
primero sería marcar sus fronteras o límites para aislarlo de la
realidad o determinar lo que está dentro o fuera de él., después
hay que señalar las entradas o salidas si es que existen. Hay
varios sistemas de caja negra: abiertos (se producen entradas
y salidas de energía, ej: una ciudad), cerrados (sólo se
intercambia energía, ej: una charca), aislados (No intercambian
ni materia ni energía, ej: el sistema solar).
entradas
salidas
Modelo de sistema de caja negra

19. A
B
C
D
entradas
salida
Modelo de sistema de caja blanca
B. DE CAJA BLANCA. Cuando observamos el interior de un
sistema, estamos haciendo un enfoque de caja blanca. Lo
primero es marcar las variables que lo componen y unirlas por
flechas que se relacionen entre sí y representen las
interacciones. La representación obtenida representa un
diagrama causal. Cada variable se puede considerar como un
subsitema del inicial y se puede rediseñar como sistema de
caja blanca o negra.

20. Un sistema es un conjunto de elementos que interactúan
entre sí según toda una serie de RELACIONES CAUSALES
que pueden ser representados en forma de DIAGRAMAS
CAUSALES.
TIPOS DE RELACIONES CAUSALES
Relaciones simples
Directas: o positivas, si aumenta A causa un aumento de B.
Recíprocamente si disminuye A, disminuye B.

21. • Inversas:Si aumenta A disminuye B o si disminuye
A aumenta B

22. • Encadenadas: cuando hay varias variables
unidas.
Si el número de inversas es impar el resultado global es inverso

23. Veamos los siguientes
ejemplos:
CONSUMODEALIMENTOS PESO
+
+

24. Ejemplo 2
OFERTA DEMANDA+ +

25. Ejemplo 3
PREPARARSEPARAELEXAMENDEDS RESULTADO
+ +
CTM

26. Ejemplo 4
POBLACION RECURSOPERCAPITA
- +

27. Ejemplo 5
NACIMIENTOS POBLACION
MUERTES
+
+
+
-+

28. Relaciones complejas:
Realimentación
Bucles de realimentación positiva: La causa
aumento el efecto y el efecto aumenta la causa.
Se establecen en cadenas cerradas que tienen un
número par de relaciones inversas.

30. Modelo de crecimiento de una población
TNNNN ttt *1 +=+
La población depende de la
población inicial y del número
de nacimientos
Curva exponencial en J
El crecimiento de una población esta regulado por un bucle
de retroalimentación positivo (natalidad) y otro bucle de
retroalimentación negativo (mortalidad)

31. • Bucles de realimentación negativa u
homeostáticos: Al aumentar A aumenta B, pero
el incremento de B hace disminuir a A.
• Tienden a estabilizar los sistemas.
• Se establecen siempre que el número de
relaciones inversas (-) sea impar.

32. La mortalidad regula
el crecimiento de la
población

33. Modelo de crecimiento de una
población normal
• El número de individuos de una población está
regulado por un bucle positivo y uno negativo.
• Potencial biótico r es el resultado de r=TN-TM

34. • El crecimiento anual de la población
se determina por la fórmula:
TMNTNNNN tttt **1 −+=+
)1(1 rNN tt +=+

35. Curva logística o sigmoidea de crecimiento en S

36. PASOS A SEGUIR PARA MODELAR
UN SISTEMA
• Formación de un modelo mental:
Observación, formulación de hipótesis y
elección de variables.
• Diseño de un diagrama causal:
Unimos las variables mediante flechas.
• Elaboración de un modelo formal o
matemático.
• Simulación de diferentes escenarios.

38. EJERCICIO 1

39. Diagrama causal.
EJERCICIO 2
Variables: Lluvia, pastos, contaminación, agua,
vacas y alimentación humana.

40. EJ.3

41. EJ.4

42. • Ej. En el texto aparecen una serie de términos (calentamiento,
sequía, humedales, CO2) que configuran un bucle de
retroalimentación. Dibuja el diagrama y razona si la
retroalimentación es positiva o negativa.
• Con el problema del calentamiento global, los científicos han
dicho que muchas en regiones se van a producir grandes
sequías. Muchos humedales están en peligro por la extracción
de agua para al agricultura y la selvicultura. Si se prolonga
cualquiera de estas situaciones, los humedales se secarían y eso
produciría un gran aumento de CO2 en la atmósfera que
aceleraría el efecto invernadero. Si no protegemos los
humedales y si no ratificamos el protocolo de Kioto para evitar el
aumento de la sequía, podemos tener cambios climáticos mucho
más extremos que lo que hemos conocido hasta ahora,

43. Ej. 6
Crecimiento de población de ratones

44. EJ.7

45. Ej. 8 Curvas de crecimiento

46. 5. LA TIERRA COMO SISTEMA.
La Tierra es un sistema abierto, intercambia materia y energía, además es capaz
de autorregular su temperatura ( 15 º), lo cual permite la existencia de agua líquida
y por ello la vida.
Es un sistema muy complejo y al elaborar un modelo se pueden considerar los
siguientes subsistemas: Atmósfera, hidrosfera, geosfera y biosfera.
<Las interacciones entre los subsistemas da como resultado el clima terrestre, por
ello el Sistema Tierra se puede considerar como un Sistema Climático, sometido a
alteraciones, lentas o rapidas, debidas a los factores climáticos.

47. MODELOS DE REGULACIÓN DEL
CLIMA TERRESTRE
• 1. LA TIERRA COMO SISTEMA DE CAJA
NEGRA. La Tierra sería un sistema cerrado,
intercambia energía pero no materia.
Autorregula su temperatura.

48. 2. LA TIERRA COMO SISTEMA CAJA BLANCA

49. 2. LA TIERRA COMO SISTEMA CAJA BLANCA.
Interactuan los cuatro subsistemas terrestres: geosfera,
hidrosfera, atmosfera y biosfera. Según autores también la
criosfera.
• S(clima) = A U H U B U G U C Equilibrio dinámico

50. Predicciones a corto plazo: Variaciones en la
atmosfera (presión, humedad, temperatura, etc)
Predicciones de 1 a 10 años: Interacciones entre
atmosfera, hidrosfera y geosfera (corrientes
oceánicas, atmosféricas, erupciones).
Predicciones de 10 a 100 años: Interacciones entre
los cinco subsistemas terrestres (corrientes
oceánicas profundas, seres vivos, concentración
gases invernadero, hielo y deshielo).
Predicciones de miles o millones de años:
Variaciones distribución continentes y variaciones
de la órbita terrestre.

51. FACTORES QUE AFECTAN AL
CLIMA
• 1. Efecto invernadero.
• 2. Albedo
• 3. Parámetros orbitales
Excentricidad de la órbita.
Oblicuidad.
Precesión.
• 4. Radiación solar.
• 5. Flujo térmico.
• 6. Distribución de continentes y océanos.
• 7. Seres vivos

52. 1. EL EFECTO INVERNADERO
• Provocado por ciertos gases: vapor de agua, CO2,
CH4, N2O.
Efecto invernadero natural Incremento efecto ionvernadero

53. 2. EL EFECTO ALBEDO
• Porcentaje de la radiación solar reflejada por la
tierra, del total de energía solar que recibe.

54. Las nubes
• Doble acción:
»Aumentan el albedo.
»Incrementan el efecto invernadero.
• Su acción depende de la altura de las nubes.
Si son bajas aumenta el albedo.
Si son altas aumenta el efecto invernadero

55. Modelo funcionamiento del clima con efecto
invernadero, albedo y nubes
Radiación
Dos bucles antagónicos: Equilibrio dinámico

56. Polvo atmosférico
• Provocado por:
- Emisiones volcánicas
- Meteoritos
- Contaminación
atmosférica

57. VOLCANES
• También pueden
provocar un doble
efecto:
Descenso de la Tª:
- A corto plazo, al
inyectar polvo.
Aumento de la Tª:
- A Largo plazo.
por las emisiones
de CO2.

58. 3.VARIACIONES DE LA RADIACIÓN
SOLAR INCIDENTE
-Periódicas. Ciclos astronómicos de Milankovitch
1. Excentricidad de la órbita

59. 2. Inclinación del eje (oblicuidad)

60. 3. Posición en el perihelio (precesión)

61. -Graduales. La radiación solar emitida es cada vez mayor
-4. FLUJO TÉRMICO TERRESTRE
Es cada vez menor
5. DISTRIBUCIÓN CONTINENTES Y
OCÉANOS

62. SERES VIVOS. INFLUENCIA DE LA BIOSFERAINFLUENCIA DE LA BIOSFERA
1. Reducción de los niveles de CO2: transformación en
materia orgánica y almacenaje en combustibles fósiles.
2. Aparición de 02 atmosférico.
3. Formación de la capa de ozono.
4. Aumento del nitrógeno atmosférico

63. EVOLUCIÓN DE LA ATMÓSFERA

64. EFECTO BIOSFERA SOBRE CLIMA TERRESTRE

65. HIPÓTESIS GAIA
• El planeta Tierra y
la vida han
coevolucionado y
se han influido
mutuamente.
• El planeta tiene
capacidad de
control más allá de
los mecanismos
químicos.
• Se comporta como
un ente vivo.

66. • La génesis de GAIA ocurrió cuando se
buscaban indicadores de vida en otros
planetas. El equilibrio químico de la
atmósfera de un planeta debe poseer un
índice muy alto de entropía (desorden). La
existencia de una atmósfera con una
entropía baja, en la que hay demasiado
metano, o demasiado oxígeno, o
cualquier otro ordenamiento químico
anómalo, es un indicador de la presencia
de vida. Porque es la vida la que altera el
equilibrio químico y lo ordena.

67. HIPÓTESIS GAIA: EJEMPLO DE INTERACCIÓN DE SISTEMAS.
LA HIPÓTESIS GAIA. J.E. LOVELOCK 1993 Considera a la Tierra como
un sistema, constituido por numerosos subsistemas relacionados por
interacciones de gran complejidad y con capacidad de autoregularse.
BASES EN QUE SE APOYA LA TEORÍA GAIA
- La biosfera regula la concentración de Oxígeno atmosférico
manteniéndola al 21% que es la idónea para la mayoría de los seres vivos.
- Si estudiamos las concentraciones de Nitrógeno molecular en otros
planetas veremos que en la Tierra es muchísimo mayor, los seres vivos
podrían intervenir en su propio autoabastecimiento de Nitrógeno.
- La temperatura se ha mantenido estable a lo largo de millones de años, a
pesar de las variaciones de radiaciones que hemos ido recibiendo. Es
como si tuviésemos un termostato que regula los cambios.
- Los gases que permiten la vida proceden de los propios seres vivos que
actúan como sensores y reguladores.
Esta teoría podría conducirnos a pensar que hagamos lo que
hagamos la Tierra volverá a regular sus constante y continuará
adelante. Pero como todo sistema cibernético hay unos límites fuera
de los cuales se produce un
desequilibrio del sistema de manera irreversible.

68. Cuando se calienta un material hasta la incandescencia emite una luz cuyo
espectro depende de la configuración atómica del material. Cada grupo de
frecuencias de luz hace aparecer bandas claramente definida en la escala que
son su huella característica (algo así como las huellas digitales en los
humanos). ...
• Los efectos de hasta
las formas de vida más
básicas sobre un
planeta son globales, y
de que las pruebas de
la vida, o firmas
biológicas, de la
atmósfera de un
planeta o de su
superficie serán
reconocibles en el
espectro de la luz del
planeta.

69. • La prueba
espectroscópica
más convincente
de la vida tal y
como la
conocemos es la
detección de
grandes
cantidades de
oxígeno tanto
como de gases
reducidos, tales
como el metano y
el óxido nitroso.

70. El Mundo de margaritas de Lovelock es una planeta hipotético parecido al nuestro, del mismo tamaño y orbitando
alrededor de una estrella similar a nuestro sol. Como nuestro sol, esa estrella ha crecido haciéndose
progresivamente más brillante a lo largo del tiempo, radiando más y más calor. Aunque la temperatura de la
superficie de Daisyworld ha permanecido aproximadamente constante a lo largo de toda su historia.
• Esto ocurre porque la biosfera del planeta, que consiste de
margaritas oscuras, claras y grises ha actuado para moderarla.
Las margaritas influencian la temperatura de la superficie a
través del efecto albedo. Las oscuras absorben la mayor parte
del calor, las claras reflejan la mayor parte del calor al espacio
y las grises absorben tanto como reflejan. Veamos el
procedimiento por el cual las reflectividades de los distintos
tipos de margaritas afectan la temperatura global.
A: cuando el sol era relativamente joven, las margaritas
oscuras eran la especie dominante porque sus agrupamientos
creaban oleadas de calor que favorecían su crecimiento.
Rápidamente el planeta se pobló de margaritas oscuras y su
efecto fue incrementar la temperatura global a un valor vital.
B: cuando las margaritas oscuras habían establecido una
temperatura confortable, margaritas grises y claras
comenzaron a prosperar por las excelentes condiciones. Al
principio, las grises prosperaban mejor que las blancas pues se
agrupaban mejor produciendo temperaturas locales suficientes
como para sobrevivir.
C: Eventualmente, la radiación solar alcanzó un punto en el
cual la temperatura de la superficie no moderada excedió la
temperatura máxima tolerable por las margaritas oscuras.
D: En ese momento, las margaritas claras comenzaron a
convertirse en la especie dominante a causa de oleadas de
fresco que favorecían su propagación. A medida que se
propagaban su efecto colectivo era decrecer la temperatura
global a un punto más arriba del cual no había posibilidad de
vida. . De ésta forma, las margaritas claras, sin tener
conocimiento del planeta como un todo, actuaban como control
del medio

71. ESCALA DE TIEMPO GEOLOGICO

73. 7. CAMBIOS CLIMÁTICOS PASADOS
La temperatura media de la Tierra es actualmente de unos 15ºC y nuestro planeta
se encuentra en equilibrio térmico. El clima del planeta ha conocido variaciones
extremas a lo largo de su historia. Sabemos que han existido períodos mucho más
fríos que el actual, que se conocen con el nombre de glaciaciones y en los que los
continentes han quedado prácticamente cubiertos por enormes masas de hielo. Se
sabe también que dentro de las glaciaciones han existido períodos de máximo frío
(períodos glaciares) y otros donde el clima se hizo un poco más benigno (períodos
interglaciares). Las glaciaciones conocidas son:
+ La primera tuvo lugar durante la era Arcaica (Precámbrico) y abarcó
desde hace unos 2500 m.a. hasta hace unos 2300 m.a.
+ La siguiente, tuvo lugar durante el Proterozoico entre los 900 y los 600
m.a. (Precámbrico) y debió ser la mayor crisis climática de la historia del planeta.
En esta época todas las masas continentales se encontraban juntas y situadas
sobre la región ecuatorial.
+ Las dos siguientes glaciaciones durante el Paleozoico y se produjeron
entre los 470 y 410 m.a. La última sólo afectó a Gondwana, porque Laurasia se
encontraba muy cerca del Ecuador.
+ La glaciación más reciente (hace unos 40 m.a., bien entrado el
Cenozoico) incluye realmente cuatro períodos glaciares (el último afectó al
hombre), algunos autores consideran que esta última glaciación no habría acabado
aún y nos encontraríamos actualmente en un período interglaciar.

76. Del mismo modo que han existido períodos mucho más fríos que el actual, también
conocemos la existencia de períodos extraordinariamente cálidos. De hecho, el más
período más cálido conocido tuvo lugar durante el Mesozoico (desde 200 a 50 m.a.)
y llego a anular prácticamente el gradiente térmico entre el Ecuador y los Polos,
permitiendo la existencia de dinosaurios, cocodrilos y grandes serpientes en las
zonas que actualmente tienen clima polar. Algunos paleoclimatólogos han
comenzado a llamar a estos períodos cálidos extremos períodos de invernadero.
El origen de estas edades de hielo es el gran problema clásico de
la climatología, y uno de los grandes enigmas de la Tierra. Existen gran cantidad de
factores que se han propuesto para intentar explicar la existencia de glaciaciones:
a) Uno de los factores sería la variación en la cantidad de radiación que el Sol
envía a la Tierra a lo largo del tiempo. Algunos geólogos suponen que, del mismo
modo que existen estos períodos en los que el Sol envía más radiación de la normal,
pueden existir otros ciclos más amplios que disminuyan la constante solar y que
provoquen la aparición de períodos glaciares.
b) Otro de los factores podría ser la oscilación del Sol respecto al plano
ecuatorial de nuestra galaxia. En el plano ecuatorial de la galaxia es donde se
concentra la mayor parte de la materia existente en ésta, de forma que cada vez que
el Sol pasase a través de dicho plano, la cantidad de radiación que llegaría a la
Tierra se vería reducida, al “tropezar” con una mayor cantidad de materia cósmica
difusa y reflejarse. Este movimiento periódico dura unos 250 m.a., valor que se
aproxima al intervalo con el que se han producido glaciaciones en los últimos 600
m.a.

77. c) Existen dos factores muy bien contrastados y que explican correctamente la
alternancia en el tiempo de los períodos glaciares e interglaciares. Estos dos
factores entran en conjunción cada 100.000 años aproximadamente y originan lo
que se conoce con el nombre de ciclos astronómicos de Milankovitch.
Los dos factores que se supone deben entrar en conjunción para que se
desencadene una glaciación son: la variación en la excentricidad de la órbita
terrestre y la variación de la inclinación del eje de rotación terrestre.
c.1) Variación en la excentricidad de la órbita terrestre. Como
sabemos, la Tierra gira alrededor del Sol describiendo una órbita elíptica; la forma
de esta órbita experimenta cambios en los que los recorridos pasan de ser elípticos
a ser casi circulares. Este factor influye fuertemente en la cantidad de energía que
recibe la Tierra a lo largo del año: cuanto más circular sea la órbita más constante
será la cantidad total de energía que recibe la Tierra (actualmente la excentricidad
de la órbita terrestre determina que cuando la Tierra circula por el punto de su órbita
más cercano al Sol o perihelio, reciba un 6% más de radiación solar que cuando
pasa por el punto de su órbita más alejados del Sol o afelio).
c.2) Variación en la inclinación del eje de rotación de la Tierra. El eje
de giro de la Tierra se encuentra inclinado respecto a la perpendicular al plano de la
eclíptica, lo que determina la existencia de las estaciones. Esa inclinación varía
entre los 22º y los 24º y, aunque una mayor inclinación no cambiaría la cantidad de
radiación que llega a la superficie terrestre, sí que provocaría importantes cambios
en la cantidad de energía solar que llega a cada latitud durante las distintas
estaciones.

78. Cuando se produce una disminución en la inclinación del eje de rotación terrestre,
disminuye la estacionalidad: las latitudes más altas reciben un poco menos de
radiación solar durante los meses de verano y un poco más de radiación solar
durante los meses de invierno, lo que implica que una gran parte de la nieve de
invierno no puede derretirse durante el verano. La nieve añadida durante el invierno
siguiente se amontona entonces sobre la nieve que se ha conservado el invierno
anterior y se inicia el proceso de formación de hielo glaciar y el avance de éste. Si
aumenta la masa continental afectada por el hielo, también aumentará el albedo,
con lo que se producirá una disminución en la cantidad de radiación absorbida por
la Tierra, y el consiguiente descenso de las temperaturas que desencadenaría la
glaciación.
Además de todos estos factores, la propia ACTIVIDAD GEOLÓGICA DEL
PLANETA puede propiciar cambios climáticos que en muchos casos podrán haber
sido atenuados o amplificados por los anteriores factores:
d) Muchos autores relacionan las glaciaciones con las orogenias (las cuatro últimas
glaciaciones coinciden aproximadamente con las últimas cuatro orogenias) debido a
que, durante los procesos que conducen a la formación de montañas, se conjugan
una serie de factores que podrían explicar el enfriamiento de la atmósfera:
- Las orogenias son períodos de volcanismo intenso, el cual arroja a la atmósfera
una gran cantidad de cenizas y otras pequeñas partículas (especialmente si las
erupciones tienen carácter explosivo, como es el caso de las que acompañan a la
formación de cordilleras) capaces de permanecer durante mucho tiempo en la
troposfera y bloquear una parte importante de la radiación solar, haciendo
descender la temperatura media del planeta.

79. - La formación de montañas provoca una elevación de la altitud media de los
continentes, lo que implica una mayor probabilidad de nevadas y, por tanto, un
aumento del albedo y el consiguiente enfriamiento de la atmósfera.
- La formación de algunas montañas ha provocado la interrupción de
corrientes oceánicas. Por ejemplo, antes de la última orogenia, Centroamérica era
un cinturón de islas que permitían el paso de corrientes cálidas del Pacífico al
Atlántico. La interrupción de estas corrientes contribuyó a la continentalización del
clima Americano y Europeo, con lo que ello implica de inviernos más secos y fríos.
e) También se ha argumentado que los grandes períodos glaciares podrían
desencadenarse a causa del desplazamiento de una gran masa continental a
una zona polar o peripolar. La tendencia natural de las masas continentales a un
mayor enfriamiento (por presentar un mayor albedo) se vería acentuada a medida
que un continente se aproximara a un polo, momento en el que se desencadenaría
la glaciación, que tiende a persistir dado que los campos de hielo tienen un albedo
máximo. Tal sería el caso actual, en el que la Antártida y Groenlandia aparecen
cubiertos por casquetes glaciares que perduran en un estado estacionario pese a
que las condiciones climáticas actuales no son lo bastante frías para que se
formaran.
f) Podríamos añadir un tercer factor derivado de la actividad geológica del planeta:
las dos últimas grandes glaciaciones han coincidido con épocas en las que la
mayoría de los continentes se encontraban agrupados para formar un gran
supercontinente o Pangea. Esto implicaría, un clima mucho más extremado al
quedar la gran masa continental fuera del efecto moderador de los océanos, lo que
nos lleva al factor g.

80. g) Finalmente, un último factor que puede haber desencadenado cambios climáticos
en el pasado y que parece ser que los está provocando en el presente, es la
variación en la composición química de la atmósfera.
Una de las cosas que más llama la atención al observar la distribución de las
glaciaciones en el tiempo es el hecho de que las glaciaciones parecen un fenómeno
“moderno” en la historia del planeta. Si exceptuamos la ocurrida entre los 2500 y los
2300 m.a., todas parecen haber tenido lugar en los últimos 1000 m.a. (ver fig. 12).
Esto parece contradecir fuertemente el modelo que tenemos en la actualidad acerca
de los procesos que ocurren en las estrellas y que parecen apuntar a que éstas son
más frías en sus comienzos que en su madurez (según estas hipótesis, el Sol habría
sido más frío en sus comienzos que en la actualidad). Con una radiación más débil, la
hidrosfera debería haber estado helada hasta hace unos 2000 m.a. ¿por qué no
encontramos entonces indicios de glaciaciones muy antiguas?
Obviamente, es posible (aunque muy poco probable) que no se hayan
encontrado pruebas de anteriores glaciaciones o que las suposiciones acerca del Sol
sean erróneas, pero la idea más aceptada es que la cantidad de CO2 la atmósfera
primitiva (y por lo tanto la temperatura media causada por el efecto invernadero) era
muy superior al actual. Posteriormente, parte del CO2 existente en la primitiva
atmósfera y, por tanto en la hidrosfera en forma de HCO3- , precipitaría en forma de
sedimento calcáreo para formar las actuales calizas y dolomías. La “desaparición” de
ese dióxido de carbono de la atmósfera contribuiría al enfriamiento generalizado del
planeta.

81. CAMBIOS AMBIENTALES A LO LARGO DE
LA HISTORIA DE LA TIERRA
A lo largo de la historia de la Tierra se han producido una serie
de cambios ambientales provocados por una serie de factores
(biológicos, físico-químicos o extraterrestres) que llegaron a
desencadenar importantes variaciones climáticas y biológicas
(extinciones).
CONCEPTO DE EXTINCIÓN
Cuando se habla de extinción de especies, se hace referencia
a la muerte de todos los individuos que componen una
especie, ya sea a nivel local o global.
Cuando hablamos de extinciones en masa hacemos referencia
a que desaparecen, al menos, el 50% de los seres vivos
presentes en el planeta en ese momento.

82. FACTORES DE EXTINCIÓN
Distinguimos tres tipos de factores de extinción
que provocaron cambios ambientales relevantes:
Biológicos, Físico-químicos y Extraterrestres
1. Los factores biológicos son aquellos que
tienes que ver con las relaciones entre especies
animales y vegetales que pueblan el planeta
Tierra. Son: La depredación, las enfermedades
de origen bacteriano o vírico y la competencia.
Pero podemos añadir un cuarto factor biológico
que es el propio tamaño de la población.

83. 2. Los factores físico-químicos son muy variados.
Los componentes físico-químicos del ambiente son:
la radiación, la humedad, la temperatura, las
cantidades disponibles de nutrientes, etc.
Las variaciones que en ellos pueden producirse son
muchas. En primer lugar hay un grupo que llamamos
cambios climáticos: glaciaciones periódicas,
estacionalidad extremada, que afectan
principalmente a las zonas continentales. Para
organismos marinos, variaciones de temperatura,
fluctuaciones de la salinidad o alteraciones en la
circulación de las corrientes.
Muy graves deben ser los aumentos de la
temperatura global, la acción de las oscilaciones del
nivel del mar y el movimiento de las placas
tectónicas.

84. 3. Los factores extraterrestres son responsables de efectos
más globales, fases de extinción masiva que a lo largo de la
historia de la Tierra se han producido.
El argumento más ampliamente difundido y aceptado en la
actualidad para explicar algunas extinciones masivas es el del
impacto de un asteroide sobre la Tierra. El polvo cósmico y las
radiaciones son los menos importantes comparativamente.
En la actualidad se considera que las extinciones en masa han
jugado un papel importante en la historia de la vida.
Esto hace que las extinciones desempeñen una función
importante en la evolución de la vida en la Tierra. Si las especies
no llegaran a extinguirse para dejar su espacio a organismos más
avanzados, la vida en la Tierra no habría progresado hasta lo que
es actualmente.

85. LAS EXTINCIONES DURANTE EL PROTEROZOICO
Durante el Proterozoico se produce un hecho trascendental en la
evolución de la atmósfera y de la vida, como fue la aparición de la
fotosíntesis.
La aparición de la fotosíntesis hizo que pasara de anaerobia a
aerobia, lo que trajo consigo que la vida no fue un episodio
pasajero. Con la fotosíntesis, la atmósfera e hidrosfera se
enriquecieron en oxígeno, apareciendo la vida aeróbica y la capa
de ozono que impediría el paso de los rayos ultravioleta.
Suele pasar desapercibido el que la aparición de los autótrofos,
con la consiguiente oxigenación de la atmósfera, supuso la
primera crisis biótica, ya que las formas primitivas serían
destruidas por dicho oxígeno, y que si a su vez, necesitaban de
los infrarrojos, igualmente serían agredidas por la disminución de
estas radiaciones al aparecer la capa de ozono.

86. La extinción precámbrica
Tuvo lugar hace aproximadamente 600 M. a.
La causa de esta extinción fue la glaciación Eocámbrica, que
comenzó hace cerca de 680 M. a. y terminó hace 570 M. a. El
origen de esta glaciación (la más intensa que ha experimentado la
Tierra durante su historia) puede deberse a la explosión
demográfica del plancton calcáreo, que habría provocado un
efecto “antiinvernadero”.
Esta extinción fue determinante para la diversificación de la fauna
siguiente, que difirió en gran medida de su predecesora. Durante
esta época se desarrollaron organismos de cuerpo blando,
destacando entre ellos los peces gelatinosos y gusanos
segmentados. Esta fauna excepcional posterior a la extinción
precámbrica es conocida como fauna de Ediacara.

87. LAS EXTINCIONES DURANTE EL FANEROZOICO
Las extinciones del Paleozoico
En primer lugar hay que indicar que a principios del
Paleozoico (540 M. a.) se produce la llamada explosión
cámbrica, aparición geológicamente repentina de
organismos macroscópicos multicelulares
La extinción Ordovícico-Silúrico (-435 M.a.)
Duró aproximadamente de un millón de años y causó la
desaparición de alrededor del 50 % de las especies. Casi
acaba con la vida marina; algunos peces sobreviven y los
invertebrados pagan un duro tributo. Sus causas fueron:
1) Cambios en el nivel del mar.
2) Cambios climáticos.
3) Distribución continental. Durante el Ordovícico superior
hubo una inusual rapidez de movimientos tectónicos que
dieron lugar a cambios climáticos igualmente rápidos. 5.1.2.

88. La extinción del Devónico
Tuvo lugar hace aproximadamente 360 M. a. y fue
particularmente severa para los organismos marinos
bentónicos que vivían en aguas tropicales someras.
El depósito marino de cantidades masivas de carbón orgánico
y carbonatos inorgánicos contribuyó al enfriamiento global.
5.1.3. La Extinción Permotriásica (Catástrofe P/T o the
Great Dying)
En el límite entre los sistemas Pérmico y Triásico (250 M. a.),
perecieron el 90 % de todas las especies marinas y
terrestres, entre ellos el 98 % de los crinoideos, el 78 % de
los braquiópodos, el 76 % de los briozoos, el 71 % de
cefalópodos, 21 familias de reptiles y 6 de anfibios, además
de un gran número de insectos. Los conocidos trilobites
desparecieron para siempre con esta extinción en masa.
Las causas de la extinción Permotriásica parecen estar
vinculadas con erupciones volcánicas.

89. Las extinciones del Mesozoico
La extinción del Triásico Superior (205 M.a.)
El límite Triásico-Jurásico marca un vuelco en el número de
especies en el registro fósil. Este evento afectó tanto a la vida
terrestre como a la acuática. El motivo de la extinción sigue
siendo incierto (erupciones volcánicas o impactos de meteoritos).
5.2.2. La extinción del límite K-T (65 M. a.)
En el límite entre las eras Secundaria y Terciaria se produjo una
importante extinción causada, probablemente, por el impacto de
un meteorito en el golfo de Méjico. Los impactos meteóricos dejan
en los niveles estratigráficos importantes concentraciones de
iridio. En Caravaca tenemos pruebas de su evidencia (ver Capa
Negra).
Aunque desaparecieron muchos animales (dinosaurios,
ammonites…) y plantas, gracias a la desaparición de los
dinosaurios pudieron desarrollarse con mayor celeridad los
mamíferos.

90. Las extinciones del Cenozoico
Durante la era Cenozoica (correspondiente a los últimos 65 M.
a.) se han vivido también varios fenómenos extintivos, aunque
no tan relevantes como los anteriores.
La primera de ellas tuvo lugar en el Eoceno superior (33 M.
a.). Se supone que esta extinción se debió a un fenómeno de
enfriamiento global, pero las causas de éste aún están
indeterminadas.
La segunda se produjo en el Oligoceno inferior (hace unos
28 M. a.) y fue desencadenada por severos cambios climáticos
y vegetacionales. Los principales afectados fueron los
mamíferos terrestres.
La tercera se produjo durante el Mioceno superior (hace
unos 9 M. a.) cuando una ola de frío antártico se extendió por
el planeta. Los mamíferos fueron los principalmente afectados.
Ya en el Cuaternario se produjeron variaciones climáticas que
dieron lugar a varias glaciaciones que afectaron igualmente a
los mamíferos.

91. Ej. 10

92. Ej. 12

93. Ej. 14

94. EJERCICIO
Elabora un diagrama causal o de flujo con
cuatro elementos (agua, vegetación, dióxido de
carbono, temperatura atmosférica ) en
regiones áridas y razone si se trata de un
sistema con retroalimentación positiva o
negativa. Usa esta conclusión para decidir si
se trata de un sistema estable o inestable.

96. 1. Los modelos A y B representan dos posibles consecuencias de
un aumento de las precipitaciones en una cuenca hidrográfica.
• a) Decide,
razonadamente, si A y
B representan
retroalimentación
positiva o negativa.
• b) Cita al menos dos
factores que
determinen el
desarrollo de un
modelo u otro. ¿Cómo
actúan esos factores?
• c) Propón dos
acciones o medidas
que favorezcan el
modelo A. Explica
cómo actuarían estas
acciones.

97. • A) Los dos modelos presentan retroalimentación positiva.
En ambos, una perturbación produce cambios que
amplían progresivamente los efectos de la perturbación.
• b) Factores a tener en cuenta para el desarrollo de un
modelo u otro: la cubierta vegetal previa al cambio en la
precipitación, el tipo de suelos o la pendiente. Modo de
actuación; por ejemplo: una escasa vegetación previa
provocará un aumento de erosión antes de que pueda
desarrollarse la vegetación.
• c) Dos medidas que favorecen al modelo A: reforestación,
las prácticas agrícolas que favorezcan la infiltración y
entorpezcan la erosión, o la adecuación del uso a cultivos
que no dejen el suelo desnudo en época de lluvia.

98. • Ej. PAU 2006 : En el texto aparecen una serie de
términos (calentamiento, sequía, humedales, CO2) que
configuran un bucle de retroalimentación. Dibuja el
diagrama y razona si la retroalimentación es positiva o
negativa.
• Con el problema del calentamiento global, los científicos
han dicho que muchas en regiones se van a producir
grandes sequías. Muchos humedales están en peligro por
la extracción de agua para al agricultura y la selvicultura.
Si se prolonga cualquiera de estas situaciones, los
humedales se secarían y eso produciría un gran aumento
de CO2 en la atmósfera que aceleraría el efecto
invernadero. Si no protegemos los humedales y si no
ratificamos el protocolo de Kioto para evitar el aumento de
la sequía, podemos tener cambios climáticos mucho más
extremos que lo que hemos conocido hasta ahora,

100. Proceso de eutrofización

101. ¿cuántos subsistemas puedes identificar en el
siguiente diagrama?

102. Además de los sistemas descritos, algunos autores hablan de sistemas cibernéticos
para designar a aquellos sistemas que utilizan alguna clase de mecanismo de
retroalimentación para su regulación. En la naturaleza son muy frecuentes los
sistemas cibernéticos: la cantidad de azúcar que circula por la sangre se mantiene
constante gracias a un sistema cibernético regulado por dos hormonas, la insulina y
el glucagón.
También los organismos homeotermos mantenemos la temperatura constante
mediante un sistema cibernético, y, del mismo modo, las poblaciones de
depredadores y presas de un ecosistema se regulan entre sí gracias a los bucles de
realimentación negativa típicos de los sistemas cibernéticos.

103. MODELO 2.
INCLUYE LA
VARIABLE
BIOSFERA
MODELO 1. ENGLOBA
LAS CINCO ARIABLES

104. MODELO 3.
AÑADE LA
ACTUACIÓN
HUMANA

105. 1.- Completa el siguiente cuadro con las relaciones
correspondientes y con el signo adecuado para el
bucle correspondiente:
Como ves, de la interacción entre
el sistema atmosférico y la
hidrosfera se deducen
mecanismos que pueden regular la
temperatura del planeta. Veamos
ahora que ocurre si introducimos
otras características de la
atmósfera como la concentración
de gases invernadero. Completa
de nuevo el esquema:

106. Compliquemos un poco más el análisis. Completa el nuevo esquema al que hemos
añadido nuevos efectos provocados por la geosfera:

107. La biosfera también ayuda a la regulación del clima del planeta, veámoslo:

108. Y para terminar, intenta analizar este último esquema poniendo el signo
adecuado en todos los bucles que aparecen:

109. SOLUCIONES:
SOLUCIONES: