Diapositiva 1

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• TEMA 1. INTRODUCCIÓN A LAS CIENCIAS AMBIENTALES
• CONCEPTO DE MEDIO AMBIENTE ?
• 2. LOS MÉTODOS DE ESTUDIO EN LAS CIENCIAS
  AMBIENTALES?
• REDUCCIONISMO y HOLISMO ?
• EL USO DE MODELOS ?
• 3. SISTEMAS ?
• SISTEMAS y TERMODINÁMICA ?
• TIPOS DE SISTEMAS ?
• MODELADO DE SISTEMAS ABIERTOS ?
• RELACIONES CAUSALES ?
• 4. EL SISTEMA PLANETA TIERRA ?
• LOS SUBSISTEMAS TERRESTRES ?
• LAS RELACIONES ENTRE LOS SUBSISTEMAS TERRESTRES ?

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MEDIO AMBIENTE, UN CONCEPTO CONTROVERTIDO

• MEDIO es la materia que envuelve a los seres
  vivos soportando y condicionando los fenómenos
  naturales que ocurren en su seno.
• AMBIENTE es el conjunto de elementos
  físico-químicos y biológicos del medio y de las
  relaciones que se establecen entre ellos.
• ENFOQUES DE MEDIO AMBIENTE
• Tradicional Espacio sobre el que se desarrolla
  nuestra existencia, pero del que no formamos
  parte
• Económico Una fuente de recursos naturales, un
  soporte para actividades productivas y un
  receptor de desechos y residuos
• Administrativo-legislativo Es el sistema
  constituido por el ser humano, la fauna y la
  flora el suelo, el aire, el clima y el paisaje
  las interacciones entre los factores citados, los
  bienes materiales y el patrimonio cultura
  Directriz 85/337 de la UE

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• DEFINICION DE MEDIO AMBIENTE
• Conjunto de elementos físicos, químicos,
  biológicos y de factores sociales capaces de
  causar efectos directos o indirectos, a corto o
  largo plazo, sobre los seres vivientes y las
  actividades humanas.
• Conferencia de Estocolmo, 1.972
• Aspectos importantes de la definición
• El medio ambiente incluye elementos naturales,
  sociales y culturales
• El medio ambiente cambia continuamente
• Por causas naturales
• Por causas antrópicas

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Medio natural y medio natural domesticado
Medio natural domesticado o antropizado aquel
que ha sido alterado por el hombre para adaptarlo
a sus necesidades.
Medio natural aquel que no ha sido alterado por
el hombre, cambia por causas naturales.
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LA COMPRENSIÓN DEL MEDIO AMBIENTE 1.
Identificación del medio ambiente como conjunto
de interacciones complejas 2. Conjunto de los
sistemas ambientales características, estructura
y funcionamiento 3. Identificación de las
principales interacciones entre los sistemas
ambientales, especialmente los que afectan a la
humanidad (obtención de recursos, procesos de
transformación, relaciones económicas y consumo,
generación de residuos y contaminación,
etc.). 4. Propuestas y medias a tomar desde el
ser humano ante la crisis ambiental (medidas
técnicas, económicas, políticas, sociales, etc.).
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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MÉTODOS DE ESTUDIO DE LAS CIENCIAS
MEDIOAMBIENTALES

• MÉTODO CIENTÍFICO COMO PROCEDIMIENTO DE ESTUDIO
• OBSERVACIÓN ? HIPÓTESIS ? COMPROBACIÓN
  EXPERIMENTAL
• 
  ?
• 
  TEORÍA ? LEY NATURAL
• METODOLOGÍAS ÚTILES PARA EL ESTUDIO DE FENÓMENOS
• COMPLEJOS
• USO DE MODELOS
• TEORÍA GENERAL DE SISTEMAS

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• REDUCCIONISMO y HOLISMO
• REDUCCIONISMO
• Divide el objeto de estudio en sus componentes
  mas simples y analiza cada uno de ellos.
• Lo complejo se comprende estudiando los
  elementos más simples que lo componen
• HOLISMO
• Estudia las relaciones que existen entre los
  componentes del objeto de estudio.
• Solo podemos comprender lo complejo si se
  considera globalmente
• - El todo es mayor que la suma de las partes
• - Los árboles no dejan ver el bosque

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LOS SISTEMAS COMPLEJOS

• Las RELACIONES entre sus componentes son muchas y
  
• variadas
• Del COMPORTAMIENTO GLOBAL del sistema surgen
  nuevas
• propiedades que no tienen los componentes por
  separado
• ?
• PROPIEDADES EMERGENTES
• Solamente con un enfoque HOLISTA podemos conocer
• las PROPIEDADES EMERGENTES DEL SISTEMA
• Ej. Sistema Tierra, Ser vivo

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• MODELOS
• Son representaciones simplificadas de la
  realidad, que se elaboran para facilitar su
  comprensión y estudio y realizar predicciones
• Características de los modelos
• Deben ser sencillos y manejables
• Deben representar fielmente la realidad
• Criterios en la elaboración de modelos
• Para qué se va a utilizar?
• Qué variables o aspectos de la realidad se van
  a estudiar?
• ?
• ESTABLECER LAS RELACIONES ENTRE LAS VARIABLES

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MODELOS GRÁFICOS
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Modelos gráficos del ciclo del agua
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MODELOS DE ODUM
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MODELOS FORMALES O NUMÉRICOS
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MODELOS DE SIMULACIÓN POR ORDENADOR
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MODELOS METEOROLÓGICOS MODELOS PREDICTIVOS
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• SISTEMAS
• Un SISTEMA es un conjunto de partes o elementos
  relacionados por leyes naturales que
  interaccionan para formar un todo.
• Cada parte o elemento del sistema lo denominamos
  SUBSISTEMA.
• Un sistema es mayor que la suma de sus partes o
  subsistemas, que se combinan para formar un todo
  funcional en el que surgen nuevas propiedades
  denominadas PROPIEDADES EMERGENTES.
• Para comprender el funcionamiento de un sistema
  nos fijamos en las relaciones que existen entre
  sus componentes
• ?
• TEORÍA GENERAL DE SISTEMAS
• UTILIZA EL ENFOQUE HOLÍSTICO

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• SISTEMAS Y TERMODINÁMICA
• TODO SISTEMA SE RIGE POR LAS LEYES DE LA
  TERMODINÁMICA
• PRIMERA LEY (PRINCIPIO DE LA CONSERVACIÓN DE LA
  ENERGÍA) La energía ni se crea ni se destruye,
  sólo se transforma.
• Energía entrante Energía almacenada Energía
  saliente
• SEGUNDA LEY (LEY DE LA ENTROPÍA) aunque la
  energía ni se crea ni se destruye, durante su
  transformación una parte de la energía se degrada
  a una forma de energía más dispersa y menos
  asequible, por lo que disminuye su calidad. La
  ENTROPÍA es una medida del desorden en términos
  de energía inasequible (energía incapaz de
  realizar un trabajo).
• Según la segunda ley
• Todo proceso espontáneo, sin aporte de energía,
  tiende a aumentar la entropía.
• Solamente la entrada continua de energía puede
  mantener algo ordenado.

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• TIPOS DE SISTEMAS SEGÚN LA TERMODINÁMICA
• SISTEMAS ABIERTOS intercambian materia y
  energía con el entorno. Ej. Los ecosistemas.
• SISTEMAS CERRADOS intercambian energía con el
  entorno, pero no materia. Ej. La Tierra.
• SISTEMAS AISLADOS o ADIABÁTICOS no intercambian
  materia y energía con el entorno. No existe
  ningún modelo real, aunque algunos sistemas se
  pueden modelar así (Ej. Sistema Solar).

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• COMPORTAMIENTO DE LOS SISTEMAS ABIERTOS
• Se mantienen ordenados debido al aporte continuo
  de energía, por lo que aumentan la entropía del
  entorno.
• Estas sometidos a perturbaciones externas e
  internas que alteran su equilibrio inicial el
  sistema tiende a alcanzar una nueva situación de
  equilibrio.
• Para comprender su comportamiento hay que
  conocer los valores de materia, energía o
  información que
• gt entran en el sistema (inputs)
• gt salen del sistema (outputs)
• gt permanecen dentro del sistema

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MODELADO DE LOS SISTEMAS ABIERTOS MODELO DE CAJA
NEGRA el sistema se representa como una CAJA
dentro de la cual NO miramos y SOLO nos fijamos
en las ENTRADAS y SALIDAS.

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MODELO DE CAJA BLANCA el sistema se representa
como una caja dentro de la cual observamos su
INTERIOR. Se representan - Componentes o
subsistemas (variables) - Relaciones entre las
variables con flechas ? DIAGRAMAS CAUSALES
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• RELACIONES CAUSALES
• Diagramas que representan mediante flechas las
  CONEXIONES CAUSA-EFECTO entre las variables de un
  sistema.
• Indican cómo influyen unas variables sobre otras
• Permiten conocer el COMPORTAMIENTO de un sistema
  dinámico, es decir, como evoluciona frente a las
  perturbaciones.
• CONCEPTOS CLAVE
• - Una VARIABLE es un elemento del sistema que
  cambia de comportamiento frente a circunstancias
  concretas.
• - Las relaciones se representan mediante FLECHAS
• - El TIPO DE RELACIÓN se indica mediante un signo
  encima de la flecha, e indica el efecto que tiene
  la variación de un elementos sobre el otro
  componente que se relaciona. Pueden ser
• gt para el aumento
• gt - para la disminución

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• TIPOS DE RELACIONES CAUSALES
• SIMPLES influencia directa de una variable
  sobre otra.
• A B
• - Directas o positivas
• - Inversas o negativas
• - Encadenadas
• COMPLEJAS una variable influye sobre otra y
  esta sobre la primera. Forman conjuntos de
  relaciones encadenadas en círculo cerrado, que
  reciben el nombre de BUCLES DE RETROALIMENTACIÓN
  o FEEDBACK.
• A B
• - Retroalimentación positiva
• - Retroalimentación negativa

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• RELACIONES SIMPES
• DIRECTAS o POSITIVAS ? A ? ? B ó ? A ? ? B
• ()
  ()
• A B Lluvia
  Caudal ríos
• INVERSAS o NEGATIVAS ? A ? ? B ó ? A ? ? B
• (-)
  (-)
• A B Tabaco
  Salud
• ENCADENADAS A ? B ? C .
• () (-)
  () (-)
• A B C Tala
  Erosión Suelo
• (-) (-)
  (-)
  (-)
• A B C Caza
  Biodiversidad Plaga
• masiva

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• RELACIONES COMPLEJAS
• RETROALIMENTACIÓN POSITIVA acelera un sistema o
  proceso
• () ó (-)
  ()
• A B NATALIDAD
  POBLACIÓN
• () ó (-)
  ()
• RETROALIMENTACIÓN NEGATIVA mantiene en
  equilibrio un sistema o proceso.
• Sistemas estables mediante bucles de
  retroalimentación negativa se denominan SISTEMAS
  HOMEOSTÁTICOS o CIBERNÉTICOS
• () ó (-)
  ()
• A B DEPREDADOR
  PRESA
• (-) ó ()
  (-)

-
-
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RETROALIMENTACIÓN POSITIVA DEL CRECIMIENTO
EXPONENCIAL DE UNA POBLACIÓN SIN LIMITACIONES EN
LA REPRODUCCIÓN
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RETROALIMENTACIÓN NEGATIVA DE UN SISTEMA
TERMOSTATO- CALENTADOR
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EL CLIMA mediante RELACIONES CAUSALES COMPLEJAS
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DIAGRAMA CAUSAL APLICADO A LAS VARIABLES QUE
INTERVIENEN EN LA CANTIDAD DE AGUA DISPONIBLE
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EL SISTEMA TIERRA La Tierra es un SISTEMA
ABIERTO respecto al intercambio de energía -
Recibe un flujo continuo de energía solar en
forma de radiación electromagnética - Emite calor
al espacio (en forma de radiación infrarroja) La
Tierra es un SISTEMA que se AUTORREGULA la
temperatura media terrestre se ha mantenido
constante durante millones de años, en torno a
los 15 º C. La Tierra está formada por
diferentes SUBSISTEMAS (atmósfera, hidrosfera,
geosfera y biosfera) que no funcionan de forma
aislada, sino que interaccionan para formar un
todo conjunto.
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SUBSISTEMAS TERRESTRES
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SUBSISTEMAS NATURALES 1. ABIÓTICOS FLUIDOS -
ATMÓSFERA formado por la capa gaseosa que
envuelve a la Tierra. - HIDROSFERA capa
discontinua de agua que envuelve la superficie
sólida del planeta. Formada por los océanos,
aguas continentales y el hielo glaciar. El agua
en estado sólido constituye el subsistema
CRIOSFERA. SÓLIDO - GEOSFERA parte sólida de la
Tierra, formada por los materiales terrestres
sólidos tales como suelos, sedimentos y rocas de
la litosfera y las capas internas (manto y
núcleo). 2. BIÓTICO - BIOSFERA formada por
todos los seres vivos del planeta, que forman una
compleja trama de relaciones entre sí y con el
resto de subsistemas. Los seres vivos se han
adaptado a lo largo de la evolución a las
condiciones ambientales, pero en algunos casos
también las han cambiado.
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• SUBSISTEMAS ANTRÓPICOS o CULTURALES
• SOCIOSFERA sistema formado por la HUMANIDAD y
  las INSTITUCIONES SOCIALES de autorregulación
  (políticas, económicas y culturales).
• TECNOSFERA sistema artificial formado por el
  medio construido y los bienes, instrumentos y
  productos fabricados por los seres humanos para
  facilitar su desarrollo.
• NOOSFERA designa al conjunto de ideas y
  conocimientos de la humanidad que gobiernan las
  relaciones del hombre y el medio y las relaciones
  humanas entre sí.
• La NOOSFERA ES LA DOMINACIÓN DE LA TIERRA POR LA
  MENTE HUMANA, una envoltura gobernada por la
  inteligencia humana.
• Vernadsky (1.945)

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LAS INTERACCIONES ENTRE LOS SUBSISTEMAS
NATURALES TERRESTRES
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• JAMES LOVELOCK (1916)
• Químico británico especializado en ciencias de la
  atmósfera.
• Inventor del detector de captura de electrones,
  capaz de captar cantidades extremadamente
  pequeñas de materia en gases y que fue usado para
  estudiar los efectos del CFC en la formación del
  agujero de la Antártida.
• Trabajó para la NASA en su proyecto de
  investigación de señales de vida en Marte, y
  predijo la ausencia de vida basándose en la
  composición atmosférica.
• Padre de la Hipótesis Gaia, expone sus ideas en
  el libro Una nueva visión sobre la vida en la
  Tierra (1979), enfrentándose a la comunidad
  científica.

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• LYNN MARGULIS (1938)
• Bióloga estadounidense, licenciada por la
  Universidad de Chicago.
• Destaca por su Teoría Endosimbiótica, según la
  cual las células eucariotas aparecieron por la
  incorporación endosimbiótica de diversas células
  procariotas.
• Ha apoyado la Teoría de Gaia, aportando su visión
  según la cual las bacterias son las principales
  responsables de las trasformaciones químicas de
  la biosfera.
• Opuesta a las teorías neodarwinistas, considera
  que el origen de las especies no está en las
  mutaciones genéticas, sino en la simbiogénesis,
  de forma que la adquisición de caracteres de
  seres vivos pluricelulares son producto de la
  incorporación simbiótica de bacterias de vida
  libre.

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• EL PAPEL DE LA BIOSFERA EN LA TIERRA
• LA TEORÍA GAIA. Lovelock y Margulis
• La TIERRA como ser vivo, se comporta
  SUPERECOSISTEMA que se autorregula.
• Los SERES VIVOS (BIOSFERA) interaccionan con los
  sistemas abióticos (atmósfera, hidrosfera y
  geosfera) y mediante mecanismos de
  RETROALIMENTACIÓN mantienen constantes la
  temperatura y la composición química de la
  atmósfera y los océanos.
• GAIA engloba la BIOSFERA, ATMÓSFERA, OCÉANOS y
  SUELOS, y todo el conjunto es un sistema
  cibernético que busca un óptimo ambiente para su
  propia vida.
• Los SERES VIVOS no solo se adaptarían a las
  condiciones ambientales, sino que las modifican
  para permitir su supervivencia.

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• ARGUMENTOS A FAVOR
• La biosfera regula la concentración de oxígeno
  mediante la RESPIRACIÓN y la FOTOSÍNTESIS.
• La composición química de la atmósfera (79 de
  nitrógeno) es anómala respecto a otros planetas
  cercanos, como Marte y Venus, y solo es
  explicable por la presencia de vida.
• La composición química de la atmósfera actual
  tiene un origen principalmente biótico.
• La temperatura media terrestre se ha mantenido
  constante a lo largo del tiempo, a pesar de haber
  aumentado la luminosidad solar, lo que se explica
  por el papel termorregulador de los seres vivos.

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COMPOSICION DE LA ATMÓSFERA
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