Significado de ecosistema
El clima de la Tierra ha cambiado a lo largo de la historia. Sólo en los últimos 800.000 años, ha habido ocho ciclos de edades de hielo y periodos más cálidos, y el final de la última edad de hielo, hace unos 11.700 años, marcó el inicio de la era climática moderna, y de la civilización humana. La mayoría de estos cambios climáticos se atribuyen a variaciones muy pequeñas en la órbita de la Tierra que modifican la cantidad de energía solar que recibe nuestro planeta.
Este gráfico, basado en la comparación de muestras atmosféricas contenidas en núcleos de hielo y en mediciones directas más recientes, aporta pruebas de que el CO2 atmosférico ha aumentado desde la Revolución Industrial. (Crédito: Luthi, D., et al.. 2008; Etheridge, D.M., et al. 2010; datos del núcleo de hielo de Vostok/J.R. Petit et al.; registro de CO2 de la NOAA en Mauna Loa). Más información sobre los núcleos de hielo (sitio externo).
La tendencia actual al calentamiento es diferente porque es claramente el resultado de las actividades humanas desde mediados del siglo XIX, y se está produciendo a un ritmo que no se ha visto en muchos milenios recientes.1 Es innegable que las actividades humanas han producido los gases atmosféricos que han atrapado más energía del Sol en el sistema terrestre. Esta energía adicional ha calentado la atmósfera, el océano y la tierra, y se han producido cambios rápidos y generalizados en la atmósfera, el océano, la criosfera y la biosfera.
Litosfera
La vida es una parte integral del sistema terrestre. Los seres vivos influyen en la composición de la atmósfera “inhalando” y “exhalando” dióxido de carbono y oxígeno. Participan en el ciclo del agua extrayendo agua del suelo y del aire, y ayudan a devolverla exhalando vapor de agua y aireando el suelo para que la lluvia pueda penetrar en la tierra. Regulan la química de los océanos sacando el carbono de la atmósfera. La Tierra no sería el planeta que es sin su biosfera, la suma de su vida.
Pero la vida no es algo constante, como se ilustra en esta serie de imágenes. Las imágenes muestran la distribución de la clorofila en la superficie de los océanos de la Tierra en promedio durante un año. En la tierra, las imágenes representan la densidad del crecimiento de las plantas. Las zonas de color verde más oscuro, donde el crecimiento de las plantas es mayor, tienden a concentrarse en las regiones tropicales alrededor del ecuador, donde la lluvia y la luz solar son abundantes. Como las imágenes son una media anual, se han borrado los patrones estacionales. La intensa temporada de crecimiento del verano en las latitudes más altas se mezcla con la temporada de invierno, en la que apenas crece, lo que da como resultado un valor medio del índice de vegetación.
Biosfera 2
RQ (cociente respiratorio) = CO2/O2-cuando se queman hidratos de carbono: 1; cuando se queman lípidos: 0,7; cuando se queman proteínas: 0,8 – 0,9 y en caso de dieta mixta: c., 0,83. La utilización de 1 litro de oxígeno en el organismo da lugar a 4,5 – 5 kcal de energía según la composición de la dieta.
Como se describió en nuestros artículos anteriores la Tierra vive su propia vida en el Universo y un componente de ella es la Biosfera, que es el terreno para la vida biológica y que es un “sistema cerrado” para esa vida. Para caracterizar la Tierra y juzgar su estado, es necesario repetir algunos de sus datos característicos: Superficie: 5,101 × 108 km2 o 5,101 × 1010 ha; a partir de esto: Continentes: 29,2% = 1,48949 × 1010 ha. El 59,4% = 0,884 × 1010 ha de los continentes están en el hemisferio norte (2,55 × 1010 ha), el 40,6% = 0,605 × 1010 ha de los continentes están en el hemisferio sur (2,55 × 1010 ha). Bosques: en 1882 5.500 millones de ha, en 2005 4.000 millones de ha. Asentamientos: territorio de las ciudades alrededor del 2% de los continentes. Se desconoce el territorio de los lugares más pequeños. Aguas: 70,8% = 3,611 × 1010 ha. De ellas: mar 97% – 98%, agua dulce 2% – 3%, de las cuales: 10% de aguas superficiales, 70% de nieve y hielo y 20% de aguas subterráneas.
La biosfera mundial
El cambio ambiental se produce como resultado de procesos tanto naturales como humanos. Los sistemas ambientales y las actividades humanas contribuyen a los cambios ambientales mediante la transformación y el transporte de grandes cantidades de energía y materiales. Los sistemas naturales transforman la energía del sol en materia viva y provocan cambios al ciclar los materiales a través de procesos geológicos, biológicos, oceánicos y atmosféricos (los ciclos biogeoquímicos que se describen a continuación). Las actividades humanas, por su parte, transforman los materiales y la energía en productos y servicios para satisfacer las necesidades y aspiraciones humanas.
En comparación con los procesos naturales, la transformación humana de materiales y energía ha sido relativamente pequeña durante la mayor parte de la historia de la humanidad. Hoy en día, las actividades humanas están alterando estos flujos a escalas sin precedentes; se calcula que el consumo y la transformación de la productividad primaria neta inducidos por el ser humano suponen alrededor del 40% de los realizados por los ecosistemas terrestres de la Tierra (Vitousek et al, 1986). Los seres humanos fijan en el medio ambiente casi tanto nitrógeno y azufre como la naturaleza (Graedel y Crutzen, 1989). También estamos alterando el ciclo del carbono al liberar grandes cantidades a la atmósfera por la quema de combustibles fósiles. Las emisiones humanas de metales traza, como el plomo, superan los flujos naturales en un factor de 17. La contribución humana de otros metales como el cadmio, el zinc, el mercurio, el níquel, el arsénico y el vanadio es dos veces o más que la de las fuentes naturales (Nriagu y Pacyna, 1988).