Unidad_2 - Desarrollo sustentable
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1 Unidad 2: Sustentabilidad en el Medio Natural A fin de entender cómo conseguir la sostenibilidad en el medio físico, uno debe primero entender los procesos que conforman el entorno natural. El propósito de esta unidad es proporcionar una introducción a los principales componentes del medio físico y explicar cómo éstos se relacionan con el desarrollo sostenible. Pero antes de seguir adelante, es importante entender algunos conceptos clave sobre la Tierra. Todos los procesos físicos que ocurren en la Tierra puede dividirse en cuatro capas: la atmósfera, la litosfera, la hidrosfera y la biosfera. Aunque se puede estudiar por separado cada ámbito, es importante entender que los cuatro están relacionados entre sí y los procesos que ocurren en un ámbito puede tener una influencia en los procesos que ocurren en otro. La atmósfera es una capa gaseosa que rodea el planeta. Sus principales funciones son regular la temperatura de la tierra mediante la absorción de la radiación solar del sol y el suministro de los elementos cruciales - carbono, oxígeno, hidrógeno y nitrógeno - para sostener la vida. La litosfera está formado por la capa sólida de la Tierra en la que la mayoría de las formas de vida se encuentran. Montañas, colinas, y los desiertos son todos componentes de la litosfera. La superficie de la litosfera contiene nutrientes de soporte de suelo para su uso por los organismos de la Tierra. La hidrosfera es capa de la tierra que contiene agua. Esto incluye el agua líquida en los lagos, océanos y ríos, agua en estado sólido en glaciares y casquetes de hielo y agua en estado gaseoso en la atmósfera. La biosfera se compone de todos los organismos vivos en el planeta. Dado que estos organismos se basan en los recursos de la hidrosfera, la atmósfera, la litosfera y la biosfera depende de los otros tres reinos. En los siguientes capítulos se verá cada ámbito en detalle, comenzando con la biosfera. Figura 2.1 proporciona una ilustración gráfica de cómo es cada capa, pero como aún está conectado con todos los otros campos. En el mismo centro esta la biosfera, el ámbito en el que los seres humanos se encuentran, lo cual nos da una idea de cómo la humanidad depende de cada uno de las otras capas para sobrevivir. Ahora estamos en un punto donde nuestras acciones sobre el medio ambiente están teniendo consecuencias en cada uno de los reinos. Por ejemplo, nuestras emisiones de CO2 alteran la forma en como la atmósfera absorbe la radiación solar, y que está causando el calentamiento del planeta debido a la mayor cantidad de carbono en la atmósfera. Los seres humanos tienen una tendencia a ver a sí mismos como separados del medio ambiente, el medio ambiente es un sistema externo del que podemos extraer recursos para nuestro beneficio. 2 Sin embargo, el logro de la sostenibilidad significa darse cuenta de que estamos interconectados y dependientes de los cuatro reinos de la Tierra. Si causar daños irreversibles a un reino, puede poner en peligro la supervivencia de nuestra especie. El ecosistema Un ecosistema está formado por un grupo de organismos y el ambiente físico con el que interactúan. Aunque esta definición puede parecer simple, los ecosistemas son en realidad muy complejos, con numerosas interacciones en pequeña y gran escala que se dan entre las diferentes plantas y animales. Y tomar las cosas un paso más allá, estos organismos requieren de insumos de materia (suelo) y energía (luz solar) tanto para crecer y reproducirse. Para visualizar esta complejidad, puede ayudar a pensar de todos los componentes vivos y no vivos de un área en particular. Por ejemplo, si tuviéramos que analizar una sección de la selva amazónica, veríamos que toda la vida que se requiere un suelo para funcionar. La tierra necesita los nutrientes adecuados con el fin de cultivar árboles y plantas para el consumo por los animales. Sin embargo, con el fin de que las plantas crezcan, necesitan la luz del sol, el agua y CO2. Por lo tanto, es necesario que haya una fuente accesible de agua para las plantas, ya sea por la precipitación (lluvia) o de un arroyo, lago o aguas subterráneas. Pero el sistema también debe sostenerse a sí mismo de alguna manera. Si el suelo es uno de los bloques de construcción inicial de un ecosistema, entonces se requiere una información regular de los nutrientes adecuados. Estos nutrientes en el suelo se alimentan a través de la descomposición de la materia vegetal y animal, o a través de los residuos generados por los animales después de consumir alimentos. El ciclo es capaz de repetirse y continuar el apoyo a la vida en los próximos años. Por lo tanto, puede pensar de cada especie en un área como parte de una red más grande, cada uno con un papel importante que desempeñar en el buen funcionamiento del ecosistema. Debido a la naturaleza interrelacionada de todos los componentes de un ecosistema, los cambios en una parte del ecosistema afecta a los cambios en otro. Aunque los seres humanos suelen ser los mayores contribuyentes a grandes cambios en los ecosistemas, estos cambios también se producen de forma natural. Por ejemplo, los incendios forestales son un evento común en los bosques de crecimiento maduro o viejo. 3 Cuando se producen, los incendios que se extienden por grandes áreas geográficas, matan a los árboles y las plantas y otra vegetación. Esto tiene el efecto inmediato de la destrucción de la zona habitable para la vida animal, que se ven obligados a trasladarse a otro lugar. Sin embargo, los incendios forestales son también una oportunidad para la renovación de un ecosistema, como los restos del árbol sirven como nutrientes para las plantas nuevas y ayuda eficaz para crecer. Estas plantas pequeñas se convierten en arbustos, que ofrecen algunos espacios nuevos para la vida animal más pequeños. Con el tiempo el bosque llega de nuevo en la madurez, y puede continuar a florecer de nuevo. Los incendios son por lo tanto, los eventos naturales que alteran la cantidad de animales y plantas que interactúan en un ecosistema cuando se producen. Sin embargo, perturbaciones inducidas humanas en los ecosistemas puede tener consecuencias perjudiciales e irreversibles. Un ejemplo famoso de esto es el derrame de petróleo del Exxon Valdez que ocurrió en el estrecho Howe. El derrame ocurrió el 24 de marzo de 1989, cuando el petrolero Exxon Valdez golpeó la roca, arrojando 260 mil - 750 mil barriles de petróleo crudo en el ecosistema. Consecuencias inmediatas fueron la muerte a gran escala de millones de aves, peces y otras especies marinas y la vida terrestre. Sin embargo, el derrame de petróleo tuvo consecuencias a largo plazo para la salud del ecosistema. Con la muerte acumulada de millones de salmones, la población de ballena asesina también se redujo drásticamente, algunas poblaciones de ballenas asesinas se espera que mueran pronto. Mayores tasas de mortalidad se observaron también en las nutrias y los patos que ingieren presas contaminadas. Ahora, más de 20 años después, los efectos de Exxon Valdez sigue apareciendo, el ecosistema probablemente nunca volvera a la forma en que una vez fue. Los ecosistemas son sistemas naturales por lo tanto, complejos, con numerosos componentes interrelacionados. Toda la vida en un ecosistema tiene un valor y contribuye de alguna manera a otra vida. Sin embargo, los ecosistemas son sensibles a las perturbaciones introducidas por los seres humanos y la naturaleza. En algunos casos estas alteraciones pueden tener consecuencias irreversibles para la longevidad de los ecosistemas. Flujo de energía 4 El flujo de la energía es importante para entender cómo los elementos del entorno natural interactúan unos con otros. La energía puede ser definida como la capacidad de trabajo o llevar a cabo cambios en el movimiento o estado de la materia. Hay muchos tipos diferentes de energía: la energía solar, la energía magnética, la energía del sonido, la energía elástica, etc Cuando usted está pensando en cada tipo de energía, trate de visualizar cómo el movimiento se crea por esta forma de energía. Por ejemplo, en el caso de la energía magnética, cuenta cómo un imán se mueve un objeto de metal en las cercanías. La comprensión de la energía le ayudará a entender cómo los distintos procesos se llevan a cabo en el entorno natural. Básicamente, cualquier trabajo que se realiza en el medio natural (cualquier movimiento de la materia) está vinculada a la energía. Ya se trate de las fuerzas de la energía del viento que susurran de las hojas de un árbol o el consumo de la energía solar por las plantas, la energía está presente en todas partes. Una forma útil de ver la energía en el ambiente natural es mirar en términos de flujos de energía. Podemos ver cómo fluye la energía entre objetos diferentes, y cómo diferentes objetos / organismos están relacionados con una fuente de energía inicial. Para explicar mejor este concepto, echemos un vistazo a la cadena alimentaria. Si pudieramos ver como los organismos en un ecosistema son capaces de llevar a cabo su trabajo, veríamos que la comida sirve como una fuente importante de energía. Sin comida, un organismo en el medio natural no sería capaz de funcionar. Por ejemplo, si usted piensa en sí mismo, no puede funcionar correctamente (o trabajo) sin una alimentación adecuada. La comida sirve como una fuente de energía que el cuerpo usa para alimentar sus músculos. Sin la fuente regular de energía de los alimentos que en su cuerpo se descomponen será cada vez más difícil completar las tareas diarias. Pero si fuéramos a ver cómo la energía se distribuyen los alimentos en el entorno natural, que lo enlace a una fuente inicial de energía: la energía solar. La energía solar es el calor y la energía de la luz irradiada por el sol. 5 A través de la fotosíntesis, las plantas y los árboles son capaces de utilizar la energía solar y CO2 para llevar a cabo sus actividades y crecer. Con una entrada constante de energía solar, son capaces de crecer o aumentar la biomasa, que se convierte en una fuente de energía para los herbívoros. Los herbívoros son animales que consumen plantas de energía para llevar a cabo sus actividades y aumentar la masa. Eventualmente, los herbívoros se conviertan en una fuente de energía para los carnívoros (animales que se alimentan de otros animales) que se convierten en una fuente de energía para otros carnívoros o humanos. Esta relación entre las plantas y otras especies de un ecosistema se llama la cadena alimentaria. Como puede ver, la cadena alimentaria se compone de los flujos de energía, a partir de la entrada de la energía solar y terminando con la creación de los alimentos. Sin embargo, el total de energía pasó de un organismo a otro es sólo el 10% del organismo anterior. Por lo tanto, a medida que avanza en la cadena alimentaria, hay una menor oferta de energía disponible. En consecuencia, los animales hacia la parte superior de la cadena alimentaria requieren una mayor cantidad de alimentos para satisfacer sus necesidades energéticas. Aunque existen numerosos ejemplos de flujo de energía en el medio natural, en la cadena alimentaria es particularmente instructivo, ya que revela cómo la energía solar es la base de toda la vida en un ecosistema, ya que las transferencias de un organismo a otro a través del proceso de los consumos de alimentos. A ver si usted puede determinar el flujo de energía y como funciona en los siguientes capítulos asi como se ven en otros procesos naturales. Ciclos biogeoquímicos El tema anterior se centró en el flujo de energía en el medio natural. En este tema se analizará el flujo de materia en el entorno natural, también llamados ciclos biogeoquímicos. Cuando nos fijamos en los ciclos, estamos mirando a los sistemas autónomos de la materia o flujo de energía. La palabra biogeoquímicos se refiere a la vida (bio), la Tierra (GEO), y las sustancias o moléculas (química). Por lo tanto, cuando nos referimos a los ciclos biogeoquímicos, estamos observando el flujo o las vías de un elemento químico o molécula moverse a través de la biosfera de nuestro planeta o el ecosistema. Hay dos tipos de ciclos biogeoquímicos: sedimentarias y gaseosos. Ciclos sedimentarios se refieren a los ciclos donde se desató el elemento o compuesto de la roca por la erosión (erosión), y sigue el camino del agua que corre hacia el mar. 6 Al final del ciclo, estos materiales se depositan de nuevo degradados en el suelo por precipitación. Un ciclo de gas se refiere al flujo de un elemento o compuesto en la forma de un gas. El gas se difunde dentro de la atmósfera, lo que presenta a sí mismo sobre la tierra y el mar, y lo que le permite ser utilizado por la biosfera. Los elementos principales de toda la vida en la biosfera - carbono, hidrógeno, nitrógeno y oxígeno - se mueven a través de ciclos de gas. Los ciclos biogeoquímicos se pueden dividir en varios aspectos importantes. Una piscina es cualquier lugar o área donde se concentra un material. Las piscinas se puede dividir en dos tipos: las piscinas de almacenamiento y grupos activos. Existen agrupaciones de almacenamiento donde los materiales son prácticamente inaccesibles para la vida activa y tambien existen otros grupos o lugares donde los materiales son accesibles a la vida. Si tuviéramos que mirar a los flujos de materia entre estos grupos o lugares y los procesos de la vida, se veria un sistema de vías que guian a estos flujos. Los caminos entre las agrupaciones de almacenamiento suelen estar reguladas por los procesos físicos, mientras que los caminos entre los grupos activos están regulados por los procesos de la vida. Para explicar los conceptos anteriores, echemos un vistazo a el más importantes de todos los ciclos geoquímicos - el ciclo del carbono. El carbono está presente en todas las formas de vida en la biosfera. Sin embargo, de todo el carbono presente en la tierra, sólo dos décimas de un 1% está disponible para los organismos en ltodos los medios de almacenamieto activos, tales como el CO2 en la atmósfera o de la biomasa en descomposición en la tierra. El resto se encuentra por debajo de la superficie del planeta en lmedios de almacenamiento que consisten de sedimentos de carbonato. Este carbón es generalmente liberdo a la atmósfera y la hidrosfera mediante procesos físicos, tales como erupciones volcánicas o los sistemas geotérmicos (por ejemplo, un géiser). Si fuéramos a examinar algunas de las vías de carbono que tiene entre cada una de los medios de almacenamiento, veríamos que la parte gaseosa del ciclo del carbono generalmente se mueve en forma de CO2. La presencia de carbono como gas en la atmósfera y en agua dulce y salada. Los humanos y los animales emiten carbono a la atmósfera en forma de CO2 cuando respiran (respiración de el oxígeno y exhalan CO2). Por otro lado, las plantas absorben las emisiones de CO2 durante la fotosíntesis para ganar masa, también las reservas de carbono en ambos períodos breves y prolongados de tiempo - dependiendo del tipo de instalación 7 Algunos árboles pueden almacenar carbono durante más de 80 años) durante períodos que van de tiempo (miles de años), material de plantas tanto en tierra como en los océanos que mueren pueden ser cubiertos por elas rocas y enterrados bajo la corteza de la Tierra - este material vegetal eventualmente se convierten en combustibles fósiles como el carbón, el petróleo, o la turba. Aprender acerca de los ciclos biogeoquímicos como el ciclo del carbono puede ayudarnos a entender cómo temas ambientales como el cambio climático surgen. Al quemar combustibles fósiles como el carbón o el petróleo, estamos liberando carbono previamente almacenado en la atmósfera, aumentando así el efecto invernadero. Esto pone de relieve las implicaciones del desarrollo humano en los procesos naturales de la tierra y la necesidad de un desarrollo ambientalmente sostenible. Biodiversidad de genes a los ecosistemas La biodiversidad se refiere al grado de variación de los organismos vivos en un ecosistema o del planeta. Un ecosistema de gran biodiversidad es saludable porque tiene una amplia gama de variación en los tipos de organismos que viven allí. Procesos que reducen la biodiversidad de un área en particular son la extinción de especies y el cambio ambiental, dando como resultado la pérdida de la vida en un área en particular. La biodiversidad es un campo muy importante de estudio debido a las implicaciones del desarrollo humano en la diversidad de especies de la Tierra. La biodiversidad se inicia con la medida de la variabilidad genética en una población dada. Un gen es una unidad de la herencia de un organismo, o la información necesaria para un organismo para construir y mantener sus células y sus rasgos de exhibición. Por ejemplo, si una persona va a tener los ojos azules esto es determinado por el material genético de su ADN. Es importante para una especie particular el tener una considerable diversidad genética dentro de su población para que pueda adaptarse al entorno. Si los miembros de una población en particular son muy similares, estos pueden ser eliminados por un cambio en el medio ambiente que ninguno de la población tendra una contra defensa. Por ejemplo, la creciente prevalencia de los monocultivos (cultivos con maquillaje genético casi idéntico) en los cultivos genéticamente modificados ha llevado a los cultivos que son susceptibles a la enfermedad. La introducción de una enfermedad en particular a una población susceptible de cultivos podría acabar con toda la cosecha. Sin embargo, en cultivos más diversos podrían haber algunas plantas con resistencia a la cepa particular de bacterias, lo que garantizaría la supervivencia que los cultivos, y la posterior sanción por este código genético para los futuros cultivos. 8 Además de la diversidad genética, es importante contar con la diversidad entre todos los diferentes organismos de una zona determinada, así e esto garantizaría que el ecosistema en su conjunto sería capaz de sostener cualquier cambio repentino en el ambiente. Sin embargo, los seres humanos pueden introducir organismos en un ecosistema determinado que elimina un cierto segmento de la población del ecosistema. Por lo tanto, alteraciones provocadas por humanos a los ecosistemas puede tener consecuencias perjudiciales e irreversibles. Un buen ejemplo de esto es cuando los seres humanos introducen especies invasoras en áreas particulares. Una especie invasora puede ser definida como cualquier planta no nativas o un animal que afecta negativamente el hábitat en donde se introducen. Cuando una planta no nativa o animal se introduce en un área, que a menudo no tiene depredadores naturales para mantener su población bajo control. Como resultado, a menudo se multiplican y crecen, tomando el relevo de la zona y matan o impiden el crecimiento de las especies nativas. Un ejemplo particularmente famoso de la devastación que las especies invasoras pueden causar es la introducción accidental de la serpiente marrón de árbol de la isla de Guam. La serpiente marrón de árbol es una serpiente autóctona de Australia, Nueva Zelanda y Papua Nueva Guinea, que fue llevado probablemente a Guam a través de buques de carga después de la Segunda Guerra Mundial. En pocos años empezó a devastar las poblaciones de aves nativas de Guam, que conduce a la extinción de doce especies de aves nativas. Conservación de la biodiversidad es un proceso complejo que incluye la promoción de la variabilidad genética y los ecosistemas. Las formas actuales de desarrollo humano son negligentes de la necesidad de preservar la diversidad en el medio ambiente que hace que los ecosistemas seab menos hábiles en su trato con las perturbaciones ambientales. A fin de alcanzar un futuro más sostenible, el desarrollo humano debe ser más consciente de la biodiversidad y buscar activamente promover la diversidad de especies de la Tierra. Recursos Naturales Los seres humanos han sido capaces de lograr altos niveles de desarrollo aprovechando los recursos en el medio natural. Un recurso es cualquier cosa que ocurre en el entorno natural que los seres humanos y que utilizan tanto por necesidad o deseo. Ejemplos de los recursos naturales incluyen bosques, depósitos de agua dulce, peces, y el carbón. 9 Los recursos naturales pueden dividirse en dos categorías generales: bióticos y abióticos. Los recursos bióticos incluyen todos los recursos adquiridos de la biosfera, tales como árboles, animales, peces y otros organismos. Recursos de carbón y petróleo son también parte de esta categoría, ya que son de organismos que antes vivían. Los recursos abióticos consisten en todas las cosas no vivientes tales como agua, minerales, el aire, el oro, plata, etc Los recursos naturales pueden subdividirse en otras dos categorías: renovables y no renovables. Los recursos renovables son los recursos que pueden ser reemplazados fácilmente después de un período relativamente breve de tiempo. Recursos renovables como el sol y el viento están siempre disponibles y no se ven afectados por el consumo humano. Otros, como los agrícolas, los árboles y el agua se puede agotar durante un tiempo, a pesar de que eventualmente pueden reponerse por sí solos. Por ejemplo, un cultivo como la papa puede ser reducido cuando se cosecha, pero volverá a crecer el año siguiente. Algo así como un bosque, sin embargo, esto llevará mucho más tiempo en volver a crecer, a veces tomando hasta 30 o mas anios antes de que pueda ser utilizado de nuevo. La distinción entre recursos renovables y no renovables, es importante, porque si demasiado de un recurso no renovable se agota, entonces ya no estára disponible para el consumo humano. Por lo tanto, el uso de los recursos naturales deben ser conscientes de las cantidades de un recurso en particular en el medio natural. Aunque el uso de recursos es el motor del desarrollo económico, también pueden contribuir a mayores niveles de contaminación y degradación ambiental. Por ejemplo, la combustión de derivados del petróleo en los automóviles emite CO2 en la atmósfera, contribuyendo así al efecto invernadero. A pesar de un auto no puede emitir CO2 suficiente para afectar negativamente a la atmósfera, el efecto acumulativo de millones de autos que emiten CO3 tiene un efecto adverso. Esta es una de las realidades actuales del desarrollo humano, se produce a una escala tan grande que puede tener consecuencias negativas para el funcionamiento adecuado del medio ambiente. Por lo tanto, el consumo sostenible de los recursos debe tener en cuenta el panorama más amplio del desarrollo humano. Y como hemos aprendido acerca de los ecosistemas, la destrucción de uno de los aspectos del medio ambiente a menudo puede afectar otras partes del medio ambiente. 10 Por ejemplo, la extracción y el refinamiento de las arenas bituminosas en Alberta, Canadá, desde hace tiempo tiene graves consecuencias para el medio ambiente local. Debido a que el aceite (o alquitrán) se mezcla con arena y otras rocas, que deben ser extraídos o hacer que el flujo en los pozos de bombeo de vapor de agua en el suelo (también conocida como la técnica in situ). La técnica in situ requiere más agua y energía que los métodos de extracción tradicional, mientras que minería a cielo abierto ha llevado a la destrucción de grandes extensiones de bosque. Además, el aceite que se ha filtrado en los ríos y las aguas subterráneas en la región, lo que aumenta los niveles de toxicidad en peces y vida animal. En este caso, la extracción de arenas bituminosas en Alberta ha llevado a la degradación ambiental en el entorno local. Lograr la sostenibilidad en el consumo de recursos naturales requiere de la comprensión de las implicaciones del desarrollo humano sobre el medio ambiente. En particular, el desarrollo debe ser consciente de las consecuencias de la extracción de recursos naturales en los servicios de ecosistemas vitales. Dado que el desarrollo ocurre en una escala mundial de gran tamaño, las consecuencias para el medio ambiente natural puede ser de gran alcance e irreversible. Hidrosfera La hidrosfera es la capa de la Tierra, que incluye toda el agua. Se trataría del agua en los océanos, los ríos, o en forma de agua subterránea, y en la atmósfera. Desempeña un papel crucial para determinar el clima de nuestro planeta. El movimiento del agua entre los diversos lugares y ámbitos de la tierra se conoce como el ciclo hidrológico. Acerca de 97,2% del agua en la hidrosfera se encuentra en los océanos - este es la mayor reserva de agua. El depósito tambien es en forma de agua dulce almacenada en glaciares y capas de hielo es el 2.5% del agua mundial total. El resto del agua está presente en las aguas subterráneas (0,63%) y en los ríos, lagos y arroyos (0,02%). Visualizar el agua de esta manera pone de manifiesto la escasez de agua utilizable por los seres humanos. Antes de ahondar en los detalles del ciclo hidrológico, es importante entender las propiedades básicas de agua. El agua puede estar presente en tres estados: líquido, sólido o gas. Con el fin de cambiar el estado de sólido a líquido, sólido a gas o líquido a gas, la energía térmica es necesaria añadir a las moléculas de agua. 11 Este calor se denomina calor latente, ya que se adquiere de los alrededores y se almacena dentro de las moléculas de agua. Cuando el calor latente se libera de las moléculas de agua, el agua puede cambiar en la dirección opuesta, de un gas a líquido, líquido a sólido o gas a sólido. Estos cambios de estado son importantes, porque revelan cómo las moléculas de agua navegan por el ciclo hidrológico. El ciclo hidrológico se inicia con la energía térmica del sol haciendo que el agua en la superficie se evapore este es el cambio en el estado de líquido a gas. A medida que el agua se evapora, sube y forma nubes. Pero ya que la atmósfera se enfría, las moléculas de agua con el tiempo se condensa cuando la temperatura es lo suficientemente fría y caen en forma de precipitación. La ubicación también juega un papel importante en el ciclo hidrológico global. Grandes cantidades de agua se evaporan cerca del ecuador, porque es ahí donde es más cálido. Debido a los principios de la circulación atmosférica, el agua se mueve hacia el norte a las regiones más frías, que es donde tiende a caer en forma de precipitación. La humedad es una medida de la cantidad de vapor de agua presente en el aire. Esta cantidad puede variar enormemente de un lugar a otro. Esto se debe a la cantidad de vapor de agua que una determinada parcela de aire puede retener y depende de la temperatura del aire. El aire caliente puede contener más vapor de agua que el aire frío. Como resultado, las ubicaciones más cercanas al ecuador son más húmedas que las que están más lejos del ecuador. Cabe señalar que hay una cantidad fija de agua presente en el planeta, el agua no se puede ni añadir ni quitar de la tierra. Como resultado de ello, veriamos que el ciclo hidrológico global es un sistema cerrado. El agua se desplaza en el planeta como un sistema de flujos, ya que se evapora cerca del ecuador y se precipita en el Norte. Esta precipitación es importante, ya que repone los suministros de agua dulce de río y lagos. Los seres humanos se basan en el ciclo hidrológico de las fuentes de agua dulce. Sin embargo, el comportamiento humano también puede tener un enorme impacto en el agua disponible. 12 Por ejemplo, muchos asentamientos humanos (incluso ciudades) dependen del agua subterránea o acuíferos como fuente para el riego o potable. Un acuífero es una fuente subterránea de agua que puede ser extraído por excavación de un pozo. Sin embargo, el agua subterránea a menudo lleva miles de años para acumularse y cuando se agotan o se contaminan, ya no puede proveer de agua dulce. Esto puede ser particularmente desastroso en una región que no tiene formas alternativas de fácil acceso de agua. Por ejemplo, el acuífero de Ogallala en los EE.UU. se ha reducido hasta tal punto, que muchos expertos predicen que se agotarán dentro de 25 años. 2 Litosfera La litosfera es la parte más externa de la superficie de la Tierra o la corteza. Es la zona externa de la Tierra, que consiste en material de roca rígida. Se encuentra en la parte superior de la astenosfera, que es de 60 - 150 kilometros de profundidad en la tierra, y consiste en una capa suave, plastica de roca. La litosfera contiene varias laminas grandes llamadas placas litosféricas que son capaces de moverse sobre la capa suave de la astenosfera. Estas placas pueden ser tan grande como los continentes, y son capaces de moverse de forma independiente de las otras placas. Es el movimiento de estas placas, que causa los terremotos. La litosfera es de gran importancia para el funcionamiento de los ecosistemas. Proporciona una base sobre la cual el suelo, las plantas y los animales viven, y contiene muchos minerales y elementos que son importantes para el desarrollo humano. Los seres humanos han utilizado elementos de la litosfera (tales como oro, aluminio y granito) para producir bienes. Sin embargo, la escala en que los seres humanos de perforación en la litosfera es mucho mayor de lo que ha sido históricamente, y esta actividad está comenzando a tener impacto en el funcionamiento de los ecosistemas. El propósito de muchas minas es perforar en la litosfera con el fin de aprovechar los yacimientos minerales y de extracción de recursos. Hay dos técnicas de excavación principales: minería a cielo abierto y minería de subsuelo. De las dos técnicas diferentes, la minería de superficie es la más común, con un 85% de los minerales en los Estados Unidos se extraen de esta manera. 13 La minería de superficie se lleva a cabo mediante la eliminación de la superficie de toda la vegetación, la suciedad y rocas que están cubriendo los depósitos de mineral a extraer. Debajo de la superficie consiste en la minería de túneles de perforación en la tierra para llegar a los depósitos de mineral, y se pueden clasificar en distintos tipos en función de los ejes que se utilizan. Sin embargo, las actividades mineras pueden tener graves impactos sobre el medio ambiente si medidas apropiadas no se toman. En particular, la minería de superficie puede resultar en la pérdida de hábitat para muchos animales y plantas y reducir la biodiversidad. Las actividades mineras también contribuyen a la deforestación mundial, que como hemos comentado, contribuye al cambio climático. Además, las actividades mineras a menudo dejan residuos (por lo general en forma de bolsas de residuos), que básicamente contiene todo el material de los residuos no utilizados de la mina. Estos a menudo pueden ser altamente tóxicos y perjudiciales para la fauna local. Aunque se intenta evitar la contaminación cruzada de las bolsas de residuos en los ecosistemas naturales, las fallas ocurren, y a veces material tóxico se abre paso en los ríos y lagos, y en los cuerpos de los animales (incluso seres humanos). En el pasado, las medidas ambientales a menudo son olvidadas en el sector minero. Sin embargo, con la creciente preocupación por la degradación ambiental y la pérdida de biodiversidad, muchas organizaciones han tratado de mantener a los países y las empresas mineras responsables de sus acciones. Por ejemplo, el Consejo Internacional de Minería y Metales que se inició después de la Cumbre de Río en 1992 con el objetivo de avanzar en cuestiones ambientales y sociales relacionados con la industria minera. Aunque este es un paso en la dirección correcta, la minería sigue siendo una amenaza para los ecosistemas, y aún se puede hacer mucho para promover una mayor sostenibilidad en el sector minero. Aunque la relación de los seres humanos a la litosfera no es una amenaza a la propia litosfera, muchos de los subproductos de la extracción de minerales en la litosfera son problemáticos para otros aspectos del medio ambiente. Esto pone de relieve la interrelación existente entre el medio ambiente, y cómo las acciones de una parte del ecosistema a menudo tienen implicaciones para otras partes. Atmosfera La atmósfera es la capa más externa de la Tierra y está compuesta por diferentes gases que se extienden a varios kilómetros de distancia de la litosfera. La fuerza gravitacional de la tierra asegura de que la atmósfera se mantiene en su lugar. 14 Alrededor del 97% de la atmósfera está ubicado a 30 km de la superficie del planeta, mientras que el límite superior de la atmósfera se extiende a 10,000 kilometros de la Tierra. La composición química del aire dentro de 80 kilometros de la superficie está compuesta principalmente por nitrógeno (78%), oxígeno (21%) y otros gases (1%). Además de estos principales gases, la atmósfera contiene vapor de agua. El ambiente desempeña muchas funciones que son críticas para la supervivencia de la vida en la tierra. La atmósfera superior contiene la capa de ozono, que es una fina capa de oxígeno situado a unos 14 a 50 km sobre la superficie. Realiza el papel crucial de la absorción del 97–99% de la radiación ultravioleta del sol, protegiendo así a la biosfera de sus efectos nocivos. Sin la capa de ozono, los organismos de la superficie de la Tierra sería destruida por la exposición directa a la radiación ultravioleta intensa, y los tejidos sin protección animal serian dañados. Sin embargo, el ozono puede ser reducido a través de la liberación de clorofluorocarbonos, que fue un gran problema en todo el siglo 20. Los clorofluorocarbonos son compuestos altamente estables que pueden sobrevivir a la subida de la capa de ozono y a las moléculas de ozono. Ellos fueron los más comúnmente encontrados en refrigeradores, disolventes, propelentes y, aunque se han ido eliminando gradualmente desde que el Protocolo de Montreal en 1989. El Protocolo de Montreal es uno de los pocos éxitos de la comunidad internacional respecto de las normas sobre protección del medio ambiente. Otra función importante de la atmósfera es la regulación de temperaturas de la superficie a través del efecto invernadero. Cuando la radiación solar (en forma de luz y calor) entra en la atmósfera, algunas de ellas se reflejan hacia el espacio debido a la capa de ozono, mientras que otras continúan a la superficie. De la radiación que alcanza la superficie, alguna es absorbida por la tierra, mientras que otra se reflejan en la atmósfera. Sin embargo, la presencia de gases de efecto invernadero como el dióxido de carbono y de metano atrapan parte de esta radiación de la Tierra, y absorben o reflejan de nuevo hacia la superficie. Esto crea un efecto invernadero, ya que atrapa la radiación cerca de la superficie y provoca el calentamiento del planeta que es importante para la función de la vida. Sin embargo, la reciente preocupación sobre el efecto invernadero o el cambio climático han surgido debido a la creciente concentración de gases de efecto invernadero en la atmósfera como resultado de la actividad humana. 15 Antes de la Revolución Industrial, las concentraciones de dióxido de carbono en la atmósfera eran 278 ppm (partes por millón). Debido a la industrialización y mayores niveles de desarrollo, desde entonces, las concentraciones de dióxido de carbono en la atmósfera han aumentado casi un 40%, y se sitúan en 392 ppm, que es 42 ppm más alto que el nivel de seguridad identificado a 350 ppm. Sin lugar a dudas, el dióxido de carbono ha aumentado en la atmósfera debido a actividades humanas. La única manera de frenar el cambio climático y reducir las concentraciones de dióxido de carbono a un nivel seguro en la atmósfera es la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero causadas por la actividad humana. Servicios Ambientales A pesar de todos los logros alcanzados en el desarrollo humano en los últimos dos siglos, todavía se depende del medio ambiente que nos proporcione los servicios necesarios. Estos servicios necesarios se conocen como servicios ambientales o servicios de los ecosistemas, ya que son procesos que ocurren en la naturaleza y que los seres humanos se benefician de ellos. A pesar de los diversos servicios ambientales que se han debatido en las últimas décadas, las definiciones formales de estos servicios fueron popularizados por las Naciones Unidas para los Ecosistemas del Milenio (EEM) de 2004. El MA servicios ambientales agrupados en cuatro categorías principales: (1) suministro, (2) regulacion, (3) soporte y (4) cultural. Aunque cada categoría pueden ser estudiados de forma independiente, es importante tener en cuenta también cómo cada categoría está interrelacionada. Aprovisionamiento o suministro se refiere a la oferta de recursos para el consumo humano o su utilización. Esto incluye el suministro de recursos de agua dulce, las reservas de alimentos, los minerales, la energía (por ejemplo, la energía hidroeléctrica o geotérmica), etc tambien se refiere a la regulación de los procesos naturales que regulan el beneficiario efectivo de la biosfera y garantizar el equilibrio en los ecosistemas. Esto incluye la regulación del clima (como se explica en el capítulo 2.5.3), la filtración natural del agua, y controlar las enfermedades. Justificación o soporte se refiere a la prestación de servicios que hacen todos los otros servicios ambientales posibles. Esto incluye la formación de suelos, ciclos de nutrientes y la polinización de los cultivos. Finalmente lo cultural se refiere a los beneficios que ofrece el entorno natural para el desarrollo cognitivo humano y espiritual. Es quizás menos tangibles que los otros tres servicios, tambie incluye actividades recreativas (como el montañismo, kayak, etc) y conexiones espirituales. 16 Sin embargo, el desarrollo humano durante los últimos 200 años ha asumido con frecuencia que los servicios ambientales son algo supuesto, y como resultado, algunos de los servicios ambientales no son tan efectivos como lo fueron en algunos lugares. A pesar de los avances logrados en el desarrollo humano, debemos reconocer las limitaciones en el entorno natural, y darse cuenta de que si se desarrollan fuera de la capacidad de carga de la tierra, estamos poniendo a prueba fundamental los servicios ambientales. Un ejemplo de esto es el resultado de las inundaciones que el Huracán Katrina. Los diques que se construyeron en el río Mississippi se han diseñado para evitar las inundaciones que se producen a lo largo del río. Sin embargo, algunas inundaciones del río son necesarias para garantizar que la vegetación de los humedales continue creciendo y proliferando en la zona. Pero desde que los diques han impedido que todas las inundaciones se produzcan, la vegetación de los humedales fue desapareciendo, y cuando el huracán Katrina, el agua fluyó por completo sobre los diques construido por humanos y corrió a la ciudad, donde causó una enorme devastación y pérdida de la vida. Si la vegetación de los humedales se hubiera mantenida en la zona se habría reducido significativamente el flujo de agua a la ciudad y absorberia gran parte de ella - esto es uno de los servicios ambientales que proporciona la historia. En este caso, los servicios ambientales que se degradan hasta el punto de que cuando un desastre natural se produjo, el medio ambiente natural fue incapaz de mitigar el daño y la destrucción de la ciudad fue sin duda mucho más alta como resultado. Por lo tanto, los seres humanos debe ser consciente de cómo su desarrollo afecta al buen funcionamiento de los servicios ambientales, y tratar de integrar los servicios ambientales naturales tanto como sea posible cuando se lucha contra las restricciones impuestas por el medio ambiente. Muchos economistas han sugerido que los servicios ambientales son tan cruciales para la vida que deben ser referidos como capital natural. De capital, como se sabe, por lo general se refiere al valor de un bien particular en el sistema capitalista (el capital financiero, por ejemplo). Sin embargo, tal como entendemos ahora, el medio ambiente administra los servicios que proporcionan un valor fundamental para el buen funcionamiento del desarrollo humano. Al referirse a los servicios ambientales como “capital natural” estamos poniendo en valor en los procesos naturales. Muchos dirán que esto nos anima a proteger el medio ambiente más y podría conducir a prácticas de negocios más sostenibles en el futuro. Al final, los seres humanos dependen del medio ambiente para el desarrollo, si descuidamos la protección de servicios ambientales en nuestros modelos económicos, estamos allanando el camino para una mayor degradación del medio ambiente y el posible colapso de la civilización. 17 2.7 Fenómenos Naturales Aunque la mayoría de los procesos naturales de la Tierra siguen patrones predecibles y rutinarios, hay ocasiones en que algo va a ocurrir en el ambiente que sea raro o impredecibles. Nos referimos a estos acontecimientos como fenómenos naturales, porque se originan en el entorno natural. Podemos dividir los fenómenos naturales en tres categorías diferentes:. Geológicos (por ejemplo, erupciones volcánicas, terremotos), oceanografía (por ejemplo, tsunamis), o meteorológicos (por ejemplo, huracanes, tsunamis) Muchas veces estos eventos serán de una gran magnitud que provocan la destrucción de asentamientos humanos y la pérdida de la vida. Nos referimos a estos como desastres naturales, aunque el término “desastre natural” es discutible, como veremos más adelante en el tema. Como ejemplo, echemos un vistazo a los fenómenos naturales de un tornado. Un tornado es una columna relativamente pequeña pero violenta de aire que gira y que está en contacto con la tierra y de una nube. Las velocidades del viento en un tornado son generalmente 177 kmh, y miden 80m de ancho. Aunque los tornados son relativamente pequeños y sólo duran un promedio de 8 a 10 minutos, son muy intensos, y puede destruir fácilmente casas u otras estructuras. Los tornados comienzan cuando el aire frío y seco se encuentra con aire caliente y húmedo. Trampas de aire frío sobre el aire caliente impiden su ascenso. Ahora atrapado el aire caliente empieza a girar horizontalmente antes de que sea lo suficientemente fuerte como para penetrar en el techo de aire fresco. Esto hace que el aire frío cae rápidamente, impulsando al alza más aire caliente. Este ciclo continúa hasta que se fortma un vórtice girando, hasta el momento en que el vórtice toque tierra, causando la devastación a su paso. Como puede ver, los tornados son de origen natural, eventos que se pueden explicar en términos científicos. Sin embargo, el hecho de que están fuera de la norma de comportamiento de clima típico los etiqueta como un fenómeno natural. Cuando un evento se convierte en ta destructivo que resulta en enormes pérdidas de vidas, a menudo nos referimos a estos acontecimientos como “desastres naturales”. 18 Sin embargo, en realidad, son sólo los eventos naturales que se pueden explicar científicamente (como los tornados). El hecho de que son los desastres destaca el factor humano y revela que son los desastres sólo por la actividad humana. Sin embargo, los seres humanos están comenzando a darse cuenta de que hay medidas que pueden tomar para reducir el daño causado por un desastre natural. Por ejemplo, muchos departamentos de planificación de la ciudad han implementado leyes para prevenir el desarrollo urbano que se produzcan en las áreas que son propensas a las inundaciones - después de todo, la mejor manera de evitar un desastre natural es la de evitar que se acumule en un lugar que es vulnerable a los desastres naturales. Además, la aplicación de la última tecnología puede ayudar a reducir el daño cuando se golpeó. Por ejemplo, algunas torres residenciales y de oficinas en Vancouver, Columbia Británica han sido diseñados para influir en la fuerza de un terremoto en lugar de combatirla, lo que reduce la probabilidad de que el edificio se caerá debido a la tensión. Aunque la mayoría de los fenómenos naturales son inofensivos, hay algunos que han causado enormes daños a los asentamientos humanos. En lugar de luchar contra las fuerzas de la naturaleza, los seres humanos deben tratar de trabajar con la naturaleza y desarrollar de una manera que no aumente la vulnerabilidad humana a los desastres naturales.
