1. Educación

Desarrollo sustentable
Unidad 2 Escenario Natural
Competencia específica a desarrollar
Conoce y utiliza los conceptos y el lenguaje adecuadamente sobre los elementos que integran el
escenario natural.
Introducción
El propósito de esta unidad es proporcionar una introducción a los principales componentes del
medio natural y explicar cómo éstos se relacionan con el desarrollo sustentable.
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 formada 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. La biosfera, es 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.
Actualmente estamos en un punto donde nuestras acciones sobre el medio ambiente están
teniendo consecuencias en cada uno de los reinos.
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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 tenemos una tendencia a vernos a nosotros mismos como separados del
medio ambiente, el medio ambiente es un sistema externo del que podemos extraer recursos para
nuestro beneficio.
Sin embargo, el logro de la sustentabilidad 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.
1. 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.
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 sobre los componentes vivos y no vivos
de un área en particular.
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Por ejemplo, si tuviéramos que analizar una sección de la selva amazónica, veríamos que toda la
vida requiere de un suelo para funcionar.
La tierra necesita los nutrientes adecuados con el fin de cultivar árboles y plantas para el consumo
de 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 requiere de
forma regular de los nutrientes adecuados.
Estos nutrientes en el suelo se proveen 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 afectan 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.
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 que 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.
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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, las perturbaciones inducidas humanas en los ecosistemas pueden 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 volverá 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.
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2. Flujo De Energía
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.
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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, por ejemplo un imán mueve un objeto de metal
que este cerca de él.
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 sea 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 y
organismos están relacionados con una fuente de energía inicial.
Para explicar mejor este concepto, echemos un vistazo a la cadena alimentaria.
Si pudiéramos 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 trabajar) 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.
Sin embargo; la energía que obtenemos de los alimentos en un entorno natural, provienen de una
fuente inicial de energía: la energía solar. La energía solar es el calor y la energía de la luz irradiada
por el sol.
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
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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 que pasó de un organismo a otro es tan 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.
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3. Ciclos Biogeoquímicos
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 de un
elemento químico o molécula moverse a través de la biosfera de nuestro planeta o el ecosistema.
Tipos de Ciclos Biogeoquímicos
1.- Sedimentarios: los nutrientes circulan principalmente en la corteza terrestre (suelo, rocas,
sedimentos, etc.) la hidrosfera y los organismos vivos. Los elementos en estos ciclos son
generalmente reciclados mucho más lentamente que en el ciclo gaseoso, además el elemento se
transforma de modo químico y con aportación biológica en un mismo lugar geográfico. Los
elementos son retenidos en las rocas sedimentarias durante largo periodo de tiempo con
frecuencias de miles a millones de años. Ejemplos de este tipo de ciclos son el FÓSFORO y el
AZUFRE.
2.- Gaseoso: los nutrientes circulan principalmente entre la atmósfera y los organismos vivos. En la
mayoría de estos ciclos los elementos son reciclados rápidamente, con frecuencia de horas o días.
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Este tipo de ciclo se refiere a que la transformación de la sustancia involucrada cambia de
ubicación geográfica y que se fija a partir de una materia prima gaseosa. Ejemplos de ciclos
gaseosos son el CARBONO, el NITRÓGENO y OXÍGENO.
3.- El Ciclo HIDROLÓGICO: el agua circula entre el océano, la atmósfera, la tierra y los organismos
vivos, este ciclo además distribuye el calor solar sobre la superficie del planeta
Relación de las industrias del proceso y el medio:
Una industria y su medio están involucrados en un sistema, ambos subsistema interrelacionan
para formar un único sistema. En esta relación se establece un contacto íntimo que tiene tanto
entradas como salidas en ambos subsistemas.
La industria del proceso se abastecerá pues del medio así como el medio recibirá las salidas de la
industria, tanto productos, como desechos.
Pero la industria como acto humano, produce desechos que alteran el medio que le rodea
(emisión de SO2, SO3, NO2, NO, CO, CO2, etc.). Si bien se consideran desechos, la naturaleza tiene
la capacidad de eliminarlos en concentraciones razonables, pero cuando se afecta el equilibrio
ecológico drásticamente el desecho pasa a ser contaminante. Otras veces el proceso es a la
inversa, podemos llegar a agotar o desvirtuar los nutrientes que permiten y mantienen las cadenas
tróficas y la vida. Se puede entonces acabar con el flujo correcto de biomasa, y eliminar seres
vivos.
Ciclo de carbono
El ciclo del carbono son las transformaciones químicas de compuestos que contienen carbono en
los intercambios entre biosfera, atmósfera, hidrosfera y litosfera. Es un ciclo de gran importancia
para la supervivencia de los seres vivos en nuestro planeta, debido a que de él depende la
producción de materia orgánica que es el alimento básico y fundamental de todo ser vivo.
El carbono es un componente esencial para los vegetales y animales. Interviene en la fotosíntesis
bajo la forma de CO2 (dióxido de carbono) o de H2CO3 (ácido carbónico), tal como se encuentran
en la atmósfera. Forma parte de compuestos como: la glucosa, carbohidrato fundamental para la
realización de procesos como la respiración y la alimentación de los seres vivos, y del cual se
derivan sucesivamente la mayoría de los demás alimentos.
La reserva fundamental de carbono, en moléculas de CO2 que los seres vivos puedan asimilar, es
la atmósfera y la hidrosfera. Este gas está en la atmósfera en una concentración de más del 0,03%
y cada año aproximadamente un 5% de estas reservas de CO2 se consumen en los procesos de
fotosíntesis, es decir que todo el anhídrido carbónico se renueva en la atmósfera cada 21 años.
La vuelta de CO2 a la atmósfera se hace cuando en la respiración, los seres vivos oxidan los
alimentos produciendo CO2. En el conjunto de la biosfera la mayor parte de la respiración la hacen
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las raíces de las plantas y los organismos del suelo y no, como podría parecer, los animales más
visibles.
Los productos finales de la combustión son CO2 y vapor de agua. El equilibrio en la producción y
consumo de cada uno de ellos por medio de la fotosíntesis hace posible la vida.
Los vegetales verdes que contienen clorofila toman el CO2 del aire y durante la fotosíntesis liberan
oxígeno, además producen el material nutritivo indispensable para los seres vivos. Como todas las
plantas verdes de la tierra ejecutan ese mismo proceso diariamente, no es posible siquiera
imaginar la cantidad de CO2 empleada en la fotosíntesis.
En la medida de que el CO2 es consumido por las plantas, también es remplazado por medio de la
respiración de los seres vivos, por la descomposición de la materia orgánica y como producto final
de combustión del petróleo, hulla, gasolina, etc.
En el ciclo del carbono participan los seres vivos y muchos fenómenos naturales como los
incendios.
Los seres vivos acuáticos toman el CO2 del agua. La solubilidad de este gas en el agua es muy
superior a la que tiene en el aire
4. Biodiversidad Desde Genes Hasta 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.
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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 ya que
ninguno de la población tendrá defensa contra ese cambio.
Por ejemplo, la creciente prevalencia de los monocultivos (cultivos con maquillaje genético casi
idéntico) en los cultivos genéticamente modificados ha llevado a los cultivos a ser 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 podría haber algunas plantas con resistencia a la cepa
particular de bacterias, lo que garantizaría la supervivencia de los cultivos, y la posterior sanción
por este código genético para los futuros cultivos.
Además de la diversidad genética, es importante contar con la diversidad entre todos los
diferentes organismos de una zona determinada, así 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, 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.
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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, lo que condujo a la
extinción de doce especies de aves nativas.
La 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 sean 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.
5. Recursos Naturales
Los seres humanos han sido capaces de lograr altos niveles de desarrollo haciendo uso de los
recursos en el medio natural.
Un recurso es cualquier cosa que ocurra en el medio natural que los seres humanos utilizan tanto
por necesidad o deseo.
Ejemplos de recursos naturales, los bosques, depósitos de agua dulce, peces, y el carbón.
Los recursos naturales se pueden desglosar en dos categorías generales: bióticos y abióticos.
Recursos bióticos incluyen todos los recursos adquiridos de la biosfera, tales como árboles,
animales, peces y otros organismos.
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Los recursos de carbón y el petróleo son también parte de esta categoría, ya que aparecieron a
partir de organismos que vivieron con anterioridad.
Los recursos abióticos consisten en todas las cosas no vivientes tales como agua, minerales, aire,
oro, plata, etc.
Los recursos naturales pueden ser subdivididos en otras dos categorías: renovables y no
renovables.
Los recursos renovables son los recursos que se puede reponer fácilmente después de un período
relativamente breve de tiempo.
Los recursos renovables tales como la luz del sol y el viento están siempre disponibles y por lo
tanto no son afectados por el consumo humano.
Otros, como los cultivos agrícolas, los árboles, y el agua se pueden agotar durante un tiempo, a
pesar de que es posible que se repongan por sí solos.
Por ejemplo, un cultivo como la papa puede ser agotado cuando se cosecha, pero volverá a crecer
el año siguiente.
Un bosque, sin embargo, tomará mucho más tiempo en volver a crecer, a veces tomando mucho
tiempo antes de que pueda ser utilizado de nuevo.
La distinción entre renovables y no renovables es importante, porque si un recurso no renovable
se agota, entonces ya no estará disponible para el consumo humano.
Aunque el uso de recursos es el motor del desarrollo económico, también pueden contribuir a
niveles más altos de contaminación y degradación del medio ambiente.
Por ejemplo, la combustión de petróleo en los automóviles emite CO₂ en la atmósfera,
contribuyendo así al efecto invernadero.
A pesar de que un auto no puede emitir CO₂ suficiente para afectar negativamente a la atmósfera,
el efecto acumulativo de millones de autos que emiten CO₂ tiene un fuerte efecto adverso y
contaminante.
Esta es una de las realidades del desarrollo humano actual que se produce en una escala tan
grande que puede tener consecuencias negativas para el buen funcionamiento 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.
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Dado que el desarrollo ocurre en una escala mundial de gran tamaño, las consecuencias para el
medio ambiente natural puede ser de gran envergadura e irreversibles.
5.1 Hidrosfera
La hidrosfera es la capa de la Tierra, que incluye toda el agua. Se trata 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.



Cerca de 97,2% del agua en la hidrosfera se encuentra en los océanos - este es la mayor
reserva de agua.
El depósito 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.
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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, es necesaria añadir a las moléculas de agua la
energía térmica.
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 condensan 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, veríamos 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.
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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.
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
5.2 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 kilómetros de profundidad
en la tierra, y consiste en una capa suave, plástica de roca.
La litosfera contiene varias láminas grandes llamadas placas litosféricas que son capaces de
moverse sobre la capa suave de la astenosfera.
Estas placas pueden ser tan grandes 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 hoy en día perforan 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.
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De las dos técnicas diferentes, la minería de superficie es la más común, un 85% de los minerales
en los Estados Unidos se extraen de esta manera.
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.
La minería de subsuelo consiste en la perforación en la tierra para llegar a los depósitos de
mineral.
Sin embargo, las actividades mineras pueden tener graves impactos sobre el medio ambiente si no
se toman medidas apropiadas.
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, 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 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).
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.
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5.3 Atmósfera
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.
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
kilómetros de la Tierra.
La composición química del aire dentro de 80
kilómetros 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. Fueron comúnmente encontrados en refrigeradores,
disolventes, propelentes, aunque se han ido eliminando gradualmente desde el Protocolo de
Montreal en 1989.
Otra función importante de la atmósfera es la regulación de temperaturas de la superficie a través
del efecto invernadero.
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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 en la superficie.
De la radiación que alcanza la superficie, alguna es absorbida por la tierra, mientras que otra se
refleja en la atmósfera.
Sin embargo, la presencia de gases de efecto invernadero como el dióxido de carbono y de
metano atrapa 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.
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.
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6. Servicios Ambientales
A pesar de todos los logros alcanzados en el desarrollo humano en los últimos dos siglos, todavía
dependemos de que el medio ambiente 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 que los diversos servicios ambientales han sido objeto de debate durante las últimas
décadas, las definiciones formales de estos servicios fueron popularizados por las Naciones Unidas
en el Millennium Ecosystem Assessment (MA) de 2004.
El MA propone a los servicios ambientales agrupados en cuatro categorías principales: (1)
aprovisionamiento, (2) de regulación, (3) apoyo y cultural (4).
Aunque cada categoría se puede estudiar de forma independiente, es importante tener en cuenta
también cómo cada categoría está interrelacionada.
Aprovisionamiento 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, minerales, energía
(por ejemplo, la energía hidroeléctrica o geotérmica).
La regulación, se refiere a los procesos naturales que regulan beneficiosamente la biosfera y
garantizan el equilibrio en los ecosistemas.
Esto incluiría la regulación del clima, como la filtración natural del agua, y el control de las
enfermedades.
El apoyo se refiere a la prestación de servicios que hacen a todos los otros servicios ambientales
posibles.
Esto incluye la formación del suelo, ciclos de nutrientes y la polinización de los cultivos.
Finalmente cultural se refiere a los beneficios que ofrece el medio natural para el desarrollo
humano cognitivo y espiritual. Es quizás menos tangible que los otros tres servicios, pero también
incluye actividades recreativas (como el montañismo, kayak, etc.) y las conexiones espirituales.
A pesar de los avances logrados en el desarrollo humano, debemos reconocer las limitaciones en
el entorno natural, y darnos cuenta de que si se desarrolla fuera de la capacidad de carga de la
tierra, estamos poniendo en mucha tensión a los servicios ambientales cruciales.
Un ejemplo de esto es el resultado de las inundaciones del Huracán Katrina o las intensas olas de
calor y tormentas en este de USA en el 2012.
Los diques que se construyeron en el río Mississippi se han diseñado para evitar las inundaciones
que se produzcan a lo largo del río.
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Desarrollo sustentable
Sin embargo, algunas inundaciones del río eran necesarias para garantizar que la vegetación de los
humedales continúe creciendo y proliferando en la zona.
Pero desde que los diques han impedido que las inundaciones se produzcan, la vegetación de los
humedales fue desapareciendo, y cuando azoto el huracán Katrina, el agua fluyó por completo a
través de los diques construidos por humanos e inundo a la ciudad, donde causó una enorme
devastación y la pérdida de vidas.
Si la vegetación de los humedales hubiera permaneciera en la zona se habría reducido
significativamente el flujo de agua a la ciudad que absorbió gran parte de ella y que es uno de los
servicios ambientales que presta históricamente.
En este caso, los servicios ambientales que se habían degradado hasta el punto de que cuando un
desastre natural ocurrió, el entorno natural no pudo mitigar el daño y la destrucción en la ciudad
era sin duda mucho más alta dando este 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
también se les conoce como el capital natural.
El capital, como sabemos, 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 su justo valor
los procesos naturales.
Muchos dirán que esto nos motiva a proteger más el medio ambiente y podría dar lugar a
prácticas empresariales 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.
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 impredecible.
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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 km/h, 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 caiga rápidamente, impulsando al alza más aire caliente.
Este ciclo continúa hasta que se forma 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 tan destructivo que resulta en enormes pérdidas de vidas, a
menudo nos referimos a estos acontecimientos como “desastres naturales”.
Los seres humanos están comenzando a darse cuenta de que hay medidas que pueden tomar para
reducir el daño causado por un desastre natural.
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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
diseñadas 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.
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