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CIENCIAS DE LA TIERRA Y MEDIOAMBIENTALES 1UNIDAD1. CONCEPTO DE MEDIO AMBIENTE. LA TEORA DE SISTEMAS

En la primera conferencia Mundial sobre el Medio Ambiene or!ani"ada por laON#$1%&'( Suecia) se de*ni+ el medio ambiente como el con,uno decomponenes f-sicos( .u-micos( biol+!icos( sociales / culurales capaces de causar

efecos direcos o indirecos en un pla"o coro o lar!o sobre los seres 0i0os / lasaci0 2umanas 3a/ di0ersos ipos de componenes .ue in4u/en sobre ese5

- Fsios! El relie0e( la emperaura / la presencia de a!ua son los principalesfacores f-sicos .ue deerminan las caracer-sicas ambienales- "#mios! La salinidad( el p3 del a!ua( la concenraci+n del o6-!eno / di+6ido decarbono( ec .ue fa0orecen o impiden el desarrollo de deerminados seres 0i0os- Bio$%&ios! Los seres 0i0os esablecen disinos ipos de relaciones enre ellosprincipalmene de ipo alimenario La super0i0encia de una especie depende delos seres 0i0os de los .ue se alimena- Soia$es ' #$t#(a$es!e6clusi0o de la especie 2umana La forma de 0ida de los

seres 2umanos in4u/e sobre odos los seres 0i0os / el medio ambiene

Todos esos facores ineraccionan enres s- de modo .ue unos in4u/en sobreoros 7or eso el medio ambiene debe ser abordado con una 0isi+n inerdisciplinar

). TEORA *ENERAL DE SISTEMASSisema8 con,uno de elemenos .ue se relacionan enre s- para lle0ar a cabo unao 0arias funciones Del sisema nos ineresa el comporamieno !lobal / laspropiedades del con,uno denominadas +(o+iedades eme(&entes

).1. Red#ionismo ' ,o$ismo El an9lisis de un sisema se puede abordar desde

dos posibles enfo.ues5Red#ionista o ana$tio. Obser0ar los componenes indi0 De un siema /esudiarlos por separado

-o$stio o sinttio. Esudia el odo o la !lobalidad / las relaciones enre suspares sin deenerse en los dealles 7one de mani*eso las +(o+iedadeseme(&entes de los sisemas( resulanes del comporamieno !lobal / de lasrelaciones de los componenes E,5 Las pie"as de un relo, por separado no ienen lapropiedad de dar la 2ora: sin embar!o( el relo, monado como un odo( s-

Los sisemas presenan las si!uienes caracer-sicas5

Es9n formados por elemenos

Cada elemeno iene una funci+n espec-fica en el sisema / se relaciona con losdem9s elemenos

- Los elemenos ineraccionan para desempe;ar una o 0arias funciones( .uereciben el nombre de +(o+iedades eme(&entes /sine(&ia0.

- Los sisemas no es9n aislados( 2asa ellos lle!an ener!-a / maeria necesariaspara su funcionamieno Adem9s reciben informaci+n del e6erior del sisema .uedesencadena su aci0idad

- Los sisemas ambi


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constituido por rganos que trabajan de forma conjunta, cada rgano constituyeun subsistema que desempea unas funciones gracias a clulas especializadas.

).). Los $mites de$ sistema #n sisema es una porci+n del espacio / su

conenido Todo sisema se encuenra denro de una super*cie cerrada .ue losepara del reso del #ni0erso La super*cie es el l-mie del sisema / puede serreal( como la membrana de una cpropiosmodelos menales Mode$os 2o(ma$es! est3tios ' din3mios Modelos maem9icos .ue

represenan apro6imaciones de la realidad5

Mode$os est3tios S+lo anali"a la esrucura del sisema( no sucomporamineo$E, una f+rmula en la .ue se e.uiparan la alura / el di9mero deun 9rbol con su 0olumen)Mode$os din3mios Describen el funcionamieno de los componenes delsisema a base de una serie de ecuaciones Son m9s realisas .ue los es9icos

Mode$os din3mios! mode$os de a4a ne&(a ' mode$os de a4a b$anaa0 Mode$o de a4a ne&(a! Se *,a s+lo en las enradas / salidas de ener!-a(maeria( e info en el sisema( no en sus elemenos ni en las ineraccionesesablecidas enre ellosUtilizando la tierra como un sistema de caja negra, podemos considerarla como unsistema en el que la energa que entra es radiacin electromagntica !luz, etc." yla energa que sale es radiacin infrarroja !calor" procedente de la super#cieterrestre. $a materia que entra procedente de un meteorito. %e trata de unsistema abierto que autorregula su temperatura, manteniendo una media de unos&'( ), lo cual permite la e*istencia de agua lquida y por tanto de +ida.

)..1 Ti+os de sistemas de a4a ne&(a- Sistemas abie(tos! Son a.uellos .ue inte(ambian mate(ia ' ene(&a con ele6erior Todos los sisemas biol+!icos son abieros( / deben liberar ener!-a $calor).ue se !enera en los procesos .u-micos como la respiraci+nUna planta es un sistema abierto que toma materia por medio de sus races yenerga lumnica del sol para la fotosntesis.e la planta sale materia en forma degases durante la respiracin y la fotosntesis y energa calor#ca durante larespiracin. Este proceso es posible gracias a las clulasde propiedadesemergentes que constituyen la planta. tros ej un bosque, una pecera, un ro,una ciudad, etc.

- Sistemas e((ados! Son los .ue s%$o inte(ambian ene(&a con el e6erior(no inercambian maeria( sino .ue la reciclan7e,5Un ordenador recibe energa elctrica y emite energa calor#ca y lumnica,

pero la materia que lo compone es constante. El %istema /laneta 0ierra es un


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sistema que recibe continuamente energa procedente del sol, energaelectromagntica !luz, etc." y que emite al espacio energa en forma de calor!energa infrarroja", pero apenas intercambia materia con el e*terior, sidespreciamos la entrada de materiales procedentes de los meteoritos dada su

poca masa relati+a.

- Sistemas ais$ados! Son a.uellos .ue no inte(ambian ni mate(ia5 niene(&a con su enorno En realidad no e6isen ese ipo de sisemas( por anopodemos a*rmar .ue son sisemas e+ricos .ue se uili"an con el *n de simpli*carcuando se esudian sisemas de !randes dimensiones $macrosisemas) como pore,emplo el Sisema Solar

b0 Mode$o de a4a b$ana o t(ans+a(ente! Esudia los elemenos del sisema /sus ineracciones( marcando las 0ariables esricamene necesarias .ue locomponen / uniendolas con 4ec2as .ue las relacionen enres s-%i analizamos la 0ierra como un sistema de caja blanca, al ser un sistema

complejo, cuando se elabora un modelo lo consideramos formado por lainteraccin de 1 subsistemas2tmsfera capa m3s e*terna del planeta en estado gaseoso . 4idrosfera capadiscontinua de agua que en+uel+e la super#cie slida del planeta!agua lquida,continental y oce3nica, y el hielo glacial". 5eosfera de estructura rocosa. Es elsistema terrestre de mayor +olumen,presenta especial inters slo su parte m3se*terna o litosfera. 6iosfera constituido por todos los seres +i+os que habitan la0ierra y que ocupa la parte inferior de la atmsfera, la parte superior de lalitosfera y una parte de la hidrosfera. $a interaccin entre todos estos sistemasterrestres da como resultado la regulacin del clima.

6Lo primero .ue se 2ace es ideni*car las diferenes 0ariables / relacionarlasenre s- mediane 4ec2as formando un dia&(ama a#sa$ Cada 0ariable se puedeconsiderar como un subsisema del inicial / se puede enender como sisema ca,ane!ra

).7. La ene(&a de $os sistemas Cual.uier sisema iene .ue cumplir losprincipios de la ermodin9mica P(ime( +(ini+io! Conse(8ai%n de $a ene(&a5 la ener!-a ni se crea ni sedesru/e( solo se ransforma En cual.uier sisema la ener!-a .ue enra ser9 i!uala la ener!-a almacenada m9s la ener!-a .ue sale

Sendo +(ini+io! La ent(o+a. La '? le/ de la ermodin9mica dice .ue

cual.uier sisema iende espon9neamene a un esado de m96imo desorden Laenrop-a es una medida del desorden de un sisema( es la ma!iud .ue mide laener!-a desapro0ec2ada $en forma de calor) de un sisema En los sisemas0i0os( la biosfera o el sisema Tierra .ue poseen un orden ele0ado la enrop-a esba,a / la ener!-a es9 m9s concenrada 7or el conrario( en sisemasdesordenados la ener!-a es9 mu/ dispersa / la enrop-a es ele0ada

E,5 Los seres 0i0os manienen su or!ani"aci+n / su ele0ada comple,idadde!radando a"=cares en la respiraci+n( con lo .ue e6pulsan al enorno desorden$enrop-a) / calor $ener!-a) Son sisemas abieros .ue reba,an su enrop-a /manienen su or!ani"aci+n / om+$e4idad aumenando la del enorno

).9. Sistemas de a4a b$ana! Re$aiones ent(e $os e$ementos de #nsistema. Los elemenos .ue forman los sisemas es9n relacionados enre s- /funcionan de forma coordinada Los elemenos .ue pueden 0ariar en funci+n deoros se denominan 8a(iab$es Las relaciones enre las 0ariables de un sisema se


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denominan RELACIONES CAUSALES / pueden ser simples o comple,as5

a0 Re$aiones sim+$es! Son a.uellas en .ue una 0ariable2 del sisema( in4u/esobre ora 6( pero no a la in0ersa Las relaciones simples pueden ser5

Rdirecas o posii0as5 #na 0ariacion de2 ,ori!ina una 0ariacion de 6 en el mismo

senido $los dos aumenan o los dos disminu/en) Represenado mediane un $@ )El aumento de materia org3nica en una charca hace que aumente el n7mero demicroorganismos.Rin0ersas5 #na 0ariaci+n de2 ori!ina una 0ariaci+n de 6 en senido apueso$ Aaunmena / B disminu/e o 0ice0ersa) Se represena mediane un $8) sobre la4ec2a .ue los relaciona %i en una charca aumenta el n7mero de microorganismosaerobios que consumen o*geno, disminuye la concentracin de o*geno en lacharca.Rencadenadas5 Se producen enre m9s de dos 0ariables( consideradasindependienes: 2abr9 un resulado !lobal5 si el n=mero de $8) es par( la relaci+n!lobal ser9 direca@( si el n=mero de $8)es impar( el resulado !lobal ser9 in0erso

8 7e,5proceso de Eutro#zacin de agua.

b0 Re$aiones om+$e4as! Con,uno de relaciones encadenadas en c-rculo( .uerecibe el nombre de bucle de reroalimenaci+n( realimenaci+n o feedbac7ueden ser de dos ipos

Reroalimenaci+n posii0a5 Cuando la 0ariaci+n deA en un senido $aumeno o disminuci+n) produceun cambio de ora u oras $B(C) en el mismosenido: /


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El medio ambiene es #n sistema consiuido por un con,uno de facores f-sicos(.u-micos( biol+!icos( sociales / culurales .ue se relacionan enre s-( de modo .ueun cambio en un facor repercue en los oros( por lo ano( los facores .ueiner0ienen en el medio ambiene son las 0ariables de ese sisema La ener!-a delsisema es la del Sol / la maeria es9 conenida en la Tierra

El medio ambiene se di0ide en sisemas menores o subsisemas .ue( a su 0e"(conienen oros sisemas menores5- Sistemas Nat#(a$es! Son los cuaro subsisemas o capas de la Tierra5 !eosfera(2idrosfera( am+sfera / biosfera- Sistemas -#manos! Consiuidos por los seres 2umanos / las relacionessociales .ue se esablecen enre ellos( as- como las aci0idades .ue desarrolla $oselementos de estos sistemas son por ejemplo los lugares de trabajo, los colegios,el transporte, etc.

Enre los sisemas 2umanos / los sisemas naurales se esablecen ineraccionesAs-( al!unas 0eces la aci0idad 2umana repercue de forma ne!ai0a( causando

problemas ambienales como la sobree*plotacin de los recursos, ladeforestacin, contaminacin, etc. como consecuencia del desarrollo de los pa-ses7or ora pare( la naurale"a( puede afecar ne!ai0amene a la especie 2umana(/a .ue los desasres naurales son la causa de enormes p


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EFECTO IN


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K La posici+n del peri2elio $puno de la +rbia m9s cercano al Sol( 0ar-a cada'K a;os) marca la dure"a del clima durane el in0ierno / el 0erano Tambi

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