El Antropoceno: La geología de la humanidad.
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El Antropoceno: La geología de la humanidad. Viola Bruschi Departamento de Ciencia e Ingeniería del Terreno y de los Materiales (CITyM) ETS de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos UNIVERSIDAD DE CANTABRIA Santander Los resultados que aquí se presentan se deben al trabajo de científicos de las siguientes instituciones: National University of La Plata, Argentina National University of Mar del Plata, Argentina Navy Hydrographic Service, Argentina National University of Jujuy, Argentina University of São Paulo (São Carlos), Brazil Federal University of Santa Catarina, Brazil EAFIT University, Medellín, Colombia University of Modena and Reggio Emilia, Italy University of Vigo, Spain University of Cantabria, Spain Departamento de Ciencia e Ingeniería del Terreno y de los Materiales (CITyM) ETS de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos UNIVERSIDAD DE CANTABRIA Santander Introducción • Crutzen y Stoermer (2000), Crutzen (2002), Steffen et al. (2011), etc. han puesto de manifiesto que estamos inmersos en una nueva época de la historia de la Tierra, caracterizada por una decisiva influencia de los seres humanos en el funcionamiento del planeta. • Normalmente, la definición de las divisiones de los tiempos geológicos se ha establecido a partir de la identificación de cambios significativos en el registro geológico, tales como: – la fauna y flora del registro fósil, inversiones paleomagnéticas, cambios litológicos debidos a cambios climáticos y/o variaciones en el funcionamiento de los procesos geodinámicos internos y externos deducibles a partir del registro estratigráfico, etc. • Resulta de interés analizar algunas evidencias que indiquen si las condiciones geológicas actuales son significativamente diferentes a las anteriores, de manera que se justifique la existencia de una nueva época, el Antropoceno. Análisis de algunas evidencias geológicas de la literatura que pueden ser indicativas para justificar una nueva época geológica, el Antropoceno. Hace 10 años aproximadamente, se observó en el valle del Deva, un significativo incremento en la frecuencia de los deslizamientos y en la tasa de erosión a lo largo de los 40-50 años. Nº events Mobilisation rate (mm/a-1) Year Remondo et al., 2005. Geomorphology, 66: 69-84. Datos a otras escalas mostraban la misma tendencia Deslizamientos Deva, España Italia Inundaciones y deslizamientos Sequía Tormentas Mundo, desastres naturales Cendrero et al., 2006. Geogr. Fis. e Geodin. Quat. 29 (2): 125-137. With data from Remondo, 2001; Guzzetti & Tonelli, 2004; EM-DAT, 2005 Desastres geológicos (terremotos, tsunamis y erupciones volcánicas) Huella geomorfológica se define como un área caracterizada por una nueva forma y un volumen de material geológico movilizado por acción humana. a) m2 persona-1 año-1 Urbano (95-00) Minero (70/80-00) Infraestructura (95-00) total (Madrid; 80-99) b) m3 persona-1 año-1 urbano minero infraestructura total (Madrid) 35 10 30 8 25 6 20 15 4 10 2 5 0 0 Besaya La Plata Mar del Plata Rio Cuarto Áreas de estudio Madrid Besaya La Plata Mar del Plata Rio Cuarto Áreas de estudio Tasas en las áreas de estudio en Argentina y España. Rivas et al. 2006. Geomorphology, 73 (3-4): 185-206 Madrid Tasas de procesos naturales y inducidos por el hombre Valores aproximados Tasas de erosión - Acción humana: - Proceso natural: 1 mm a-1 0.1 - 0.01 mm a-1 Transporte de sedimento - Acción humana: - Proceso natural: 1017 t a-1 1015 – 1016 t a-1 Si esto es correcto, estos valores representan el mayor cambio cualitativo y cuantitativo en los procesos geomorfológicos. Rivas et al. 2006. Geomorphology, 73 (3-4): 185-206 HIPÓTESIS: Existe un Cambio Geomorfológico Global, que supone una aceleración de los procesos geomorfológicos, de acuerdo con el siguiente modelo. FUERZA MOTRIZ Habitantes + Tecnología + Economía PRESIÓN Creciente modificación de la superficie ESTADO Cambios en la susceptibilidad de los procesos y de la superficie RESPUESTA Incremento de la Frecuencia/Intensidad de los procesos/desastres (Cendrero et al., 2006. Geogr. Fis. e Geodin. Quat., 29-2:125-137) ↑ Población+ ↑ Riqueza+ ↑ tecnología ↑ Intervención humana Cambios en los funcionamientos de los procesos y en la sensibilidad de las formaciones superficiales > Intensidad de los procesos > Producción de sedimentos > Tasas de sedimentación (Cendrero et al., 2006) HIPÓTESIS: Existe un Cambio Geomorfológico Global, que supone una aceleración de los procesos geomorfológicos, de acuerdo con el siguiente modelo. Si este es cierto CORRELACIÓN ENTRE: Indicadores de FUERZA MOTRIZ: PIB, consumo energético Indicadores de PRESIÓN: número de viviendas, infraestructuras construidas, volumen de materiales geológicos extraídos Indicadores de IMPACTO: geoformas antrópicas generadas, superficie afectada por cambios de uso Indicadores de RESPUESTA: tasas de deslizamiento, tasa de erosión, tasa de sedimentación Comprobando la hipótesis. Análisis de la respuesta geomorfológica. Norte de España Santander Suances Santoña La Rabia Muskiz Santander Precipitaciones Muskiz Caudales Santoña Tasas de sedimentación La Rabia PIB, provincias del norte PIB Nacional Consumo cemento Pontevedra Bruschi et al., 2013. Geomorphology, 196: 67–279 50000000 45000000 Habitantes (x 1.6) A 40000000 35000000 30000000 25000000 20000000 15000000 10000000 2010 2000 1990 1970 1960 1950 1940 1930 1920 1910 1900 0 1980 1900-2001: x 2,3 5000000 100.000.000 B 90.000.000 PIB (x 9) PIB 80.000.000 70.000.000 60.000.000 50.000.000 40.000.000 30.000.000 20.000.000 1900-2000: x 19,3 10.000.000 2010 2000 1990 1980 1970 1960 1950 1940 1930 1920 1910 1900 0 Consumo de energía (x 11) 140.000 C 120.000 Consumo bruto energía (tep) 100.000 80.000 60.000 40.000 1900-2001: x 39,2 20.000 2010 2000 1990 1980 1970 1960 1950 1940 1930 1920 1910 1900 0 45000 Consumo cemento (x 14) D 40000 35000 30000 25000 20000 15000 10000 5000 1900-2001: x 143,9 2010 2000 1990 1980 1970 1960 1950 1940 1930 1920 1910 1900 0 NIVEL NACIONAL Comprobando la hipótesis. Análisis de la respuesta geomorfológica. Cuenca del Rio de la Plata (Brasil-Argentina) Pantanal Barra Bonita Estuario del Rio de la Plata (Bonachea et al., 2010, Science of the Total Environment, 408:2674-2695) Comprobando la hipótesis. Análisis de la respuesta geomorfológica. Cuenca del Rio de la Plata (Brasil-Argentina) Pantanal (Brasil) Lluvias Sedimentation rate (cm/year) 0,80 0,70 Castelo Lake 0,60 Negra Lake 0,50 Jacadigo Lake 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 Year 0,35 TA S A SD ES E D IM E N TA C IO N 0,30 Barra Bonita (Brasil) 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 AÑOS Estuario Rio de la Plata 800 Rainfall (mm) 700 600 500 400 LAS LOMITAS FORMOSA POSADAS CERES PASO DE LOS LIBRES GUALEGUAYCHU BUENOS AIRES ROSARIO MONTE CASEROS 300 200 1900 1910 1920 1930 1940 1950 Year Tasas de sedimentación Bonachea et al. (2010) Sci Total Env, 408: 2674-95 1960 1970 1980 1990 2000 PIB 1960-2000, x 8 Habitantes 1960-2000, x 5.1 Ganadería 1970-2000, x 5 Pantanal PIB 1960-2000, x 5.7 Habitantes 1960-2000, x 3.9 Barra Bonita Estuario Rio de la Plata 250000000 Population: 1960-2006 x 2.5, 1970-2006 x 1.9; GDP: 1960-2006 x 5.3, 1970-2006 x 3.2; 200000000 150000000 GDP 100000000 Inhabitants 50000000 0 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 Year Habitantes 1960-2006, x 2.5 - 1970-2006, x 1.9 PIB 1960-2006, x 5.3 - 1970-2006, x 3.2 70000000 60000000 Cultivos 1961-2006, x 2.2 - 1970-2006, x 1.6 Ganadería 1961-2006, x 1.6 - 1970-2006, x 1.4 cement consumption 1960-2006 x 7, 1970-2006 x 3.5; energy consumption 1970-2006 x 3.7 50000000 40000000 30000000 20000000 Cement Consumption Energy Consumption 10000000 0 1900 1910 1920 1930 1940 1950 Year 1960 1970 1980 1990 2000 Consumo energía 1970-2006, x 3.7 Consumo cemento 1960-2006, x 7.1 - 1970-2006, x 3.5 ¿Tendencias propias de las zonas estudiadas o generales? Syvitski & Kettner (2011): el impacto humano en el transporte de sedimentos empezó hace 3000 años, se aceleró en los últimos 100 años. Revisión de 77 trabajos (3 Aus; 5 SA; 13 Afr; 15 NA; 19 Asia; 22 Eu) sobre tasas de erosión/sedimentación (siglo XX). - Prácticamente todos indican que los impulsores humanos eran el factor más significativo. -13 trabajos encuentran reducción de tasas de sedimentación atribuibles a embalses. - El resto muestran aumentos. Factores de aumento: Australia-NZ 2-2.5 Sudamérica 2-12 Africa 2-11 Norteamérica Asia Europa 1.5-20 2-15 2-20 Análisis en tres zonas en el municipio de Deva, en el Norte de España. Frecuencia de deslizamientos. Remondo et al., 2005. El agente principal y causante de los deslizamientos es la lluvia intensa. La tendencia general de las precipitaciones no explica el proceso. 60 Precipitación (mm/año) 1 80 0 1 60 0 50 1 40 0 40 1 20 0 30 1 00 0 20 800 10 No existe una clara relación entre la frecuencia de deslizamientos y los cambios en las precipitaciones. P re c ip ita c ió n (m m /a ñ o ) N º T o rm e n ta s (> 5 0 m m ) N º T o rm e n ta s (> 2 0 m m ) N º D e s liz a m ie n to s 600 1 99 0 0 1992 1 994 1996 1 99 8 Año 2000 7% de los deslizamientos son causados por la actividad humana. 40% de los deslizamientos tienen alguna influencia directa o indirecta. La intervención humana sobre el territorio ejerce un papel “indirecto, difuso, preparatorio”, facilitando e incrementando los efectos de las precipitaciones. Landslide frequency with respect to distance to road axis for the periods pre-1991 and 1991-2001. 1: pre – 1991 frequency. 2: 1991 – 2001 frequency. 3: interpolated linear trends. 4: moving average (20 m) pre – 1991. 5: moving average (20 m) 1991 – 2001 (Bruschi et al., 2013). ¿Y que ocurre con otras manifestaciones de los procesos geológicos superficiales? Claro incremento de los desastres geomorfológicos. Deslizamientos Deva, España Italia Procesos superficiales Inundaciones y deslizamientos Sequía Tormentas Mundo, desastres naturales Cendrero et al., 2006. Geogr. Fis. e Geodin. Quat. 29 (2): 125-137. With data from Remondo, 2001; Guzzetti & Tonelli, 2004; EM-DAT, 2005 Procesos geológicos internos (terremotos, erupciones volcánicas) En ninguna región se observa un incremento de las precipitaciones >10% entre 1950 y 2000. Sin embargo, para el mismo período, la frecuencia de desastres naturales producidos por procesos superficiales se ha multiplicado desde 3 hasta 40 veces. (IPCC, 2007) 450 No. publications 350 300 No. publications 30 No. landslide events Exponencial landslide events) Exponential fit(No. of landslide events 25 250 20 200 15 150 10 No. landslide events 400 35 100 5 50 0 1945 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 0 Year Inundaciones (EM-DAT) Deslizamientos, Mundo (Gutiérrez et al., 2011. Geomorphology, 124 (3-4) USA EUROPE A SIA A USTRA LIA A FRICA 1900 1905 1910 1915 1920 1925 1930 1935 1940 1945 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 PIB mundial La grande aceleración “The Great Acceleration” (Steffen et al., 2011) Indicadores antrópicos de presión Indicadores de impacto antrópico 7,3 x 1026 E. Kolbert National Geographic marzo 2011 Aprox. x 27 Aprox. x 13 Aprox. x 3,8 5,1 x 1023 El crecimiento del PIB muestra una cierta correlación con la frecuencia de los desastres naturales. Un mayor PIB, implica una mayor exposición, así como una mejor recopilación de los datos. Debería afectar a todos los procesos. El crecimiento del PIB también desencadena el calentamiento global y el cambio climático. Esto implica una alta frecuencia de eventos climáticos extremos, influenciando desastres tanto climáticos como hidrogeomorfológicos. Por otro lado, un mayor crecimiento del PIB está relacionado con una mayor modificación de la superficie por acción humana. Esto afecta a los desastres hidrogeomorfológicos. Por lo tanto: Si es correcto, los desastres producidos por procesos geomorfológicos superficiales deberían aumentar más, y los debidos a los procesos internos deberían aumentar menos. Las correlaciones entre el PIB y la frecuencia de los desastres debería ser mejor en el caso de los primeros y peor en el caso de los segundos. AFRICA 70 60 60 50 50 40 2 3 0 Forte, 2011; Bruschi et al, 2012 2010 2005 2000 1995 1990 1985 1980 1975 1970 1965 1960 ASIA 1955 1950 1945 0 1940 20 1935 40 1930 3 1925 60 1920 1 1915 100 1910 80 1905 1900 1903 1906 1909 1912 1915 1918 1921 1924 1927 1930 1933 1936 1939 1942 1945 1948 1951 1954 1957 1960 1963 1966 1969 1972 1975 1978 1981 1984 1987 1990 1993 1996 1999 2002 2005 2008 120 1900 1903 1906 1909 1912 1915 1918 1921 1924 1927 1930 1933 1936 1939 1942 1945 1948 1951 1954 1957 1960 1963 1966 1969 1972 1975 1978 1981 1984 1987 1990 1993 1996 1999 2002 2005 2008 1900 1903 1906 1909 1912 1915 1918 1921 1924 1927 1930 1933 1936 1939 1942 1945 1948 1951 1954 1957 1960 1963 1966 1969 1972 1975 1978 1981 1984 1987 1990 1993 1996 1999 2002 2005 2008 FRECUENCIA DE LOS DESASTRES NATURALES A ESCALA CONTINENTAL Geológicos, Hidrogeomorfológicos EUROPA 80 70 60 2 50 40 1 2 30 3 20 10 0 AMERICA 1 40 30 1 30 2 20 3 20 10 10 0 1500000 1000000 0 25000000 20000000 5000000 0 1900 1903 1906 1909 1912 1915 1918 1921 1924 1927 1930 1933 1936 1939 1942 1945 1948 1951 1954 1957 1960 1963 1966 1969 1972 1975 1978 1981 1984 1987 1990 1993 1996 1999 2002 2005 2008 1900 1903 1906 1909 1912 1915 1918 1921 1924 1927 1930 1933 1936 1939 1942 1945 1948 1951 1954 1957 1960 1963 1966 1969 1972 1975 1978 1981 1984 1987 1990 1993 1996 1999 2002 2005 2008 2500000 70 2000000 60 50 40 30 15000000 80 60 0 1 2 20 10 0 40 120 12000000 100 10000000 1 2 10 40 4000000 20 2000000 1905 1908 1911 1914 1917 1920 1923 1926 1929 1932 1935 1938 1941 1944 1947 1950 1953 1956 1959 1962 1965 1968 1971 1974 1977 1980 1983 1986 1989 1992 1995 1998 2001 2004 2007 2010 1900 1903 1906 1909 1912 1915 1918 1921 1924 1927 1930 1933 1936 1939 1942 1945 1948 1951 1954 1957 1960 1963 1966 1969 1972 1975 1978 1981 1984 1987 1990 1993 1996 1999 2002 2005 2008 CORRELACIÓN: DESASTRES HIDROGEOMORFOLÓGICOS y PIB AFRICA AMERICA 16000000 60 14000000 12000000 50 10000000 40 8000000 30 6000000 500000 2000000 0 ASIA 8000000 30 25 6000000 10000000 20 15 5 0 0 Forte, 2011; Bruschi et al, 2012 1 2 4000000 20 10 0 EUROPA 45 35 1 2 Algunas observaciones Las tasas de sedimentación y de deslizamientos/inundaciones se han multiplicado aproximadamente por diez en medio siglo. El PIB mundial (total, no “per cápita”) ha aumentado de manera similar, y presumiblemente también las presiones humanas sobre los sistemas naturales. Los indicadores de respuestas, especialmente los relacionados con las desastres naturales muestran tendencias similares. ¿Existe una relación entre el incremento de las modificaciones de la superficie de la Tierra, por acción humana, y la ocurrencia de desastres causados por procesos geomorfológicos? Las tendencias que hemos observado deben ser tenidas en cuenta cuando se evalúan las peligrosidades y los riesgos. Los modelos para la predicción de peligrosidades y riesgos se deben basar necesariamente sobre datos de frecuencias en el pasado. Se este tendencia, hacia un aumento de la frecuencia, no se incluye en modelos, la evaluación de peligros y riesgos naturales se verá infravalorada. Si la hipótesis y modelo presentados se confirman, las estrategias para la mitigación de riesgos como de inundación y de deslizamientos, deberían centrarse en el cambio geomorfológico, en lugar del cambio climático. Si se quiere mitigar los desastres naturales producidos por procesos geológicos superficiales, probablemente se debería mirar más al suelo, que a las nubes. Algo sobre el que pensar….. Desde mediado del siglo XX, se observa un acusado aumento de actividades antrópicas e de sus efectos sobre el sistema natural y los procesos naturales. Los procesos y riesgos han aumentado de un orden de magnitud en medio siglo o algo menos. Desde ese momento, parece que el planeta funciona algo diferente que en tiempos anteriores. ¿Podría considerarse ese momento el inicio del Antropoceno? El inicio de la Revolución Industrial representa el momento en el cual, la humanidad adquiere la capacidad de modificar profundamente la Naturaleza. El final de la II Guerra Mundial representa el momento después del cual se observan claramente cambios en los sistemas naturales y en los procesos (Steffen et al., 2011, “La Gran Aceleración). El fin de la II Guerra Mundial, no representa solo una importante fecha de la Historia del Hombre, si no también de la Historia de la Tierra, marcando claramente el inicio del Antropoceno (caracterizado, entre otras cosas, por el Cambio Geomorfológico Global)? Conclusiones • Los datos presentados dejan pocas dudas sobre la elevada y creciente influencia del ser humano sobre la superficie terrestre y sobre los procesos superficiales: – en el registro estratigráfico (en la naturaleza de los sedimentos, en la composición química y en las tasas de sedimentación) – y en la geomorfología (directamente por erosión-excavación y construcción de nuevas formas y depósitos e, indirectamente, por alteración en la frecuencia y/o intensidad de los procesos). • El aumento en el tiempo de la intensidad de los procesos superficiales y de las tasas de sedimentación, parecen ser consecuencia de la modificación de la superficie terrestre por el ser humano. El establecimiento de una nueva época geológica y cuándo ésta se inicia es más incierto. • “…la definición de una nueva época, como el Antropoceno, debe ser analizada con mucha precaución, debido a que no se basa en registros estratigráficos, si no en directas observaciones de los impactos antrópicos sobre la Tierra” (Finney and Edwards, 2016). “La formalización o no del Antropoceno es una cuestión que se decidirá conforme a presupuestos geológicos…..el término tiene una resonancia que va más allá de la clasificación geológica……la fuerza real del concepto esta en como puede influenciar la opinión pública, ser un apoyo a los crecientes esfuerzos conservacionistas y de conciencia global”. (Cearreta, 2016). Muchas gracias por vuestra atención Los resultados que aquí se presentan se deben al trabajo de científicos de las siguientes instituciones: National University of La Plata, Argentina National University of Mar del Plata, Argentina Navy Hydrographic Service, Argentina National University of Jujuy, Argentina University of São Paulo (São Carlos), Brazil Federal University of Santa Catarina, Brazil EAFIT University, Medellín, Colombia University of Modena and Reggio Emilia, Italy University of Vigo, Spain University of Cantabria, Spain Departamento de Ciencia e Ingeniería del Terreno y de los Materiales (CITyM) ETS de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos UNIVERSIDAD DE CANTABRIA Santander
