2.2: Sistema de Vida y Clima de la Tierra

Objetivos de aprendizaje

• Comprender los conceptos básicos de la historia y ecología de la Tierra.
• Identificar recursos naturales clave.
• Comprender la interacción entre los servicios ecosistémicos y el bienestar humano.

Breve historia

La tierra ha sostenido una amplia y abundante variedad de vida durante millones y millones de años, con el origen de la vida en la Tierra que se estima que comenzó hace 3.5 mil millones de años. Los humanos sólo llegaron en los últimos 500 mil años, o 0.01 por ciento de la historia total de vida en el planeta. Las formas de vida y el clima han cambiado continuamente y a veces drásticamente a lo largo de ese tiempo. La historia de la tierra se divide en tres épocas geológicas, pero la más reciente y en la que vivimos actualmente es la Cenozoica, que comenzó hace 65.5 millones de años. Las características más significativas de la era cenozoica son el enfriamiento a largo plazo de la tierra, el ascenso y diversificación de los mamíferos y la evolución de los humanos. Eras anteriores presentaban un planeta mucho más cálido, un sistema atmosférico diferente y una amplia variedad de vida.

Figura\(\PageIndex{1}\): Fuente: Wikimedia, Commons.wikimedia.org/wiki/Archivo:Geologic_Time_scale.gif.

Una característica significativa del clima en los últimos 2.6 millones de años ha sido las “edades de hielo”, que son una fluctuación continua entre períodos relativamente fríos (glaciares) y cálidos (interglaciales). Las glaciaciones son periodos de clima extremadamente frío donde una mayor porción de la tierra está cubierta de hielo y nieve. Los interglaciares son períodos de calentamiento intermitente entre glaciaciones, que presentan un derretimiento y retroceso del hielo de grandes porciones de la Tierra. En los últimos 800 mil años se han visto ocho ciclos glaciales, uno ocurriendo aproximadamente cada 100 mil años, y la última glaciación terminó hace unos 12.500 años. Actualmente estamos en un periodo de tiempo interglacial. Este último período interglacial es conocido como el Holoceno y presenta el surgimiento de la civilización humana moderna y el actual sistema climático y terrestre.

Los ciclos glaciares son el resultado de una compleja interacción de factores, incluyendo la composición atmosférica (como la concentración de dióxido de carbono y metano), variaciones en la órbita terrestre, movimiento de placas tectónicas y cambios en la producción solar. De los diferentes factores, se cree que los cambios periódicos en la órbita terrestre, la inclinación y la precesión (bamboleo alrededor de su eje) son un motor importante para las edades de hielo cuando ocurren en una combinación específica que reduce la cantidad de luz solar que llega a la tierra. Estos cambios también se conocen como ciclos Milankovitch, que llevan el nombre del matemático serbio que teorizó que estos cambios orbitales eran la causa de las edades de hielo. Es importante entender el cambio climático pasado natural en el contexto del impacto del hombre en el cambio climático global, que se discutirá más adelante en este capítulo.

Ecología

La ecología es el estudio de las formas de vida y su interacción y su relación con el medio ambiente con un enfoque en cómo los sistemas biológicos siguen siendo diversos, saludables y productivos. Los ecosistemas son las “redes” o patrones complejos de interacciones entre una red de vida en un lugar específico de la Tierra. Humedales, bosques, pastizales, arrecifes de coral y estuarios costeros son ejemplos de ecosistemas. Son una interacción de elementos vivos (bióticos) y no vivos (abióticos) en un área geográfica específica.

Los ecosistemas saludables son importantes para la sociedad humana, ya que proporcionan bienes y servicios que sustentan la vida, incluyendo aire limpio para respirar, agua potable para beber, plantas y animales como fuentes de alimento, y materias primas para ropa y refugio. Los bienes y servicios producidos por los sistemas naturales que benefician a los humanos se denominan servicios ecosistémicos. Estos bienes y servicios carecen de un mercado formal y no están incluidos en medidas económicas tradicionales como el PIB. A menudo son vistos como “bienes públicos” o beneficios sociales.

Los cambios ambientales pueden impactar la vida que un ecosistema puede sostener. Los cambios severos o rápidos pueden reducir la capacidad de carga de un ecosistema y provocar la pérdida de organismos vivos. La pérdida severa y permanente de especies animales se llama extinción. En la historia de la Tierra se han producido cinco grandes eventos de extinción masiva, lo que significa que gran número de especies han muerto dramáticamente: Ordovícico (hace 450 millones de años), Devónico (hace 375 millones de años), Pérmico (hace 251 millones de años), Triásico (hace 205 millones de años) y Cretácico (hace 66 millones de años). Se cree que la peor extinción masiva es la extinción del Triásico cuando más del 90 por ciento de las especies en la Tierra murieron. La evidencia sugiere que las nuevas especies pueden tardar millones de años en recuperarse después de un evento de extinción masiva.

Además de estos períodos de extinción masiva más bien definidos, hay muchos otros eventos de extinción que han ocurrido a lo largo de la historia de la Tierra. Las causas de la extinción masiva del pasado han incluido cambios dramáticos en el clima (calentamiento o enfriamiento), cambios atmosféricos, cambios dramáticos en el nivel del mar, cambios en los niveles de oxígeno en el mar y cambios en la estructura de la tierra.

Actualmente se está produciendo la extinción del Holoceno. Se trata de una extinción generalizada que ha estado en curso desde hace aproximadamente los últimos diez mil años. Se estima que actualmente se pierden hasta 140 mil especies cada año. La extinción del Holoceno se caracteriza por actividades impulsadas por el ser humano, incluyendo la pérdida de hábitat, la sobredepredación y, más recientemente, el cambio climático inducido por el ser humano. Durante el último siglo la tasa de disminución de la biodiversidad ha ido en aumento. “Aceleración de la pérdida de biodiversidad, se perderá la meta de la ONU”, Servicio de Noticias Ambientales, 13 de octubre de 2009, http://www.ens-newswire.com/ens/oct2009/2009-10-13-01.html.

Ross MacPhee y Clare Flemming, del departamento de mamología del Museo Americano de Historia Natural, investigaron extinciones de mamíferos desde el año 1500 d.C. Identificaron noventa especies de mamíferos que se han extinguido durante la era moderna de expansión europea. Esto es 2 por ciento de todas las especies de mamíferos en la Tierra. Se estima que la tasa natural de extinción de especies de mamíferos es de una especie de mamífero cada 400 años, la pérdida de 90 especies en 500 años es un incremento de 7,100 por ciento con respecto a la tasa natural.Ross D. E. Macphee y Clare Flemming, “Marrón-Eyed, Milk-Giving... and Extinct: Losing Mamíferos Desde 1500 d.C.” Natural Historia, abril de 1997. Ejemplo de especies animales que se han extinguido debido a la actividad humana incluyen el ave dodo, el lobo de las Islas Malvinas, el oso Atlas, el puma oriental, la paloma pasajera y el rinoceronte negro occidental.

Video 1

(Este enlace está roto, consultar más tarde)

El rinoceronte negro occidental conducido a la extinción

(haga clic para ver el video)

Figura\(\PageIndex{2}\): Pájaro Dodo
Fuente: Wikimedia, Bit.ly/Kkw7ee.

Recursos de la Tierra

Una comprensión básica de los recursos clave que sustentan la tierra es esencial para las empresas que se preocupan por la sustentabilidad. Estos recursos apoyan un planeta sano con una rica y diversa vida vegetal y animal. Las empresas sustentables consideran los impactos de sus acciones en estos recursos clave.

Energía

El sistema terrestre tiene tres fuentes primarias que afectan el flujo de energía en la Tierra. Son solares, geotérmicas y mareales. El sol (solar) es una poderosa fuente de energía en la Tierra y la vida en la Tierra no podría existir sin ella. La geotérmica es la energía del interior de la tierra e incluye volcanes y terremotos. El movimiento de las mareas de los océanos es causado por la órbita de la luna alrededor de la tierra.

La energía se define como la capacidad de hacer trabajo. El trabajo se define como la aplicación de una fuerza sobre una distancia. La energía se puede dividir en dos amplias categorías: potencial y cinética. La energía potencial es la energía almacenada que tiene el potencial de hacer el trabajo, como la energía almacenada en una batería o combustible, mientras que la energía cinética es energía en movimiento, como las olas que chocan contra una playa. La energía se puede transferir de una forma a otra. Dentro de las amplias categorías de energía potencial y cinética, la energía puede venir en muchas formas diferentes, incluyendo química, nuclear, mecánica, térmica, eléctrica, solar y otras.

Los recursos de la tierra, que el hombre utiliza para alimentar a la sociedad moderna, se clasifican como renovables o no renovables. La energía renovable se refiere a la energía, incluida la electricidad, generada a partir de fuentes que no se agotarán si se utilizan de manera sustentable. Aunque las tecnologías específicas que se consideran renovables varían, generalmente se considera que incluyen solar, eólica, geotérmica, biomasa e hidroeléctrica.

Tabla 2.2.1 Tipos de Energía Renovable

Tecnología	Imagen	Descripción
Solar	es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Giant_Fotovoltaic_Array.jpg	Electricidad o energía térmica generada a partir de la energía del sol.
Viento	es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Greenmountainwindfarm_Fluvanna_2004.jpg	Energía generada por el viento girando las palas de una turbina eólica.
Geotérmica	es.wikipedia.org/wiki/Archivo:NesjavellirPowerplant_Edit2.jpg	Energía generada a partir de la energía térmica almacenada dentro de la tierra.
Biomasa	Commons.wikimedia.org/wiki/Archivo:Biomass-Fired_Power_Plant_ (Guarda_Veneta) .jpg	Energía generada a partir de la combustión de fuentes biológicas, como la madera, el gas de relleno sanitario o los combustibles de biomasa (por ejemplo, etanol).
Hidroeléctrica	es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Threegorgesdam-China2009.jpg	Energía generada a partir de la fuerza gravitacional del agua que fluye. Esta es la forma de energía renovable más prevalente en el mundo.

Los recursos de energía renovable proporcionan una alternativa a los medios más prevalentes de generación de energía eléctrica, incluyendo carbón, nuclear, gas natural y petróleo. Estas fuentes de energía no son renovables y se agotarán en algún momento en el futuro.

Promesa y problemas de energía nuclear

Figura\(\PageIndex{3}\): Fuente: Wikimedia, Commons.wikimedia.org/wiki/Fi... t.dukovany.jpg.

La energía nuclear es una fuente de energía que tiene un tremendo potencial para aumentar la generación global de energía ya que su fuente de combustible no está basada en combustibles fósiles y no implica combustión. Esto sirve para proporcionar una cobertura contra los precios volátiles de los combustibles fósiles y tiene el beneficio de que no haya emisiones de contaminación del aire por generación de energía (incluidas las emisiones de gases de efecto invernadero). También es una tecnología que es capaz de generar grandes cantidades de energía. Esto ha llevado a algunos a afirmar que la energía nuclear es una tecnología viable de energía limpia para el futuro. Sin embargo, esta fuente de alimentación no está exenta de problemas.

La energía nuclear involucra materiales peligrosos y radiactivos que pueden causar cáncer y la muerte con la exposición. Una historia de accidentes infrecuentes, pero dañinos, en centrales eléctricas ha obstaculizado históricamente la inversión en esta tecnología en Estados Unidos. Una fusión nuclear ocurrió en 1979 en la central eléctrica de Three Mile Island en Pensilvania, que resultó en la liberación de gases radiactivos. En 1986, una explosión en la Central Nuclear de Chernobyl en Ucrania liberó grandes cantidades de contaminación nuclear a la atmósfera. Y más recientemente, en 2011, un maremoto dañó la Central Nuclear de Fukushima I, lo que resultó en la fusión total de tres reactores nucleares. Todos estos accidentes han venido con altos costos económicos por los daños y posterior remediación ambiental.

Un ejemplo de cómo la energía se transforma de una forma a otra se puede ver en la operación de un automóvil. Se necesita trabajo para mover un automóvil por una carretera. La energía potencial química almacenada en la gasolina se transfiere a energía térmica cuando la gasolina se quema en el motor del automóvil. La energía térmica liberada en el motor mueve los pistones en el motor transformando la energía térmica en energía mecánica. A través de engranajes y otras partes mecánicas en los automóviles, la energía mecánica en el motor se transfiere a través del automóvil dando como resultado la rotación de las llantas, que mueven el automóvil. La energía potencial almacenada en el combustible se transforma en energía cinética del automóvil en movimiento.

Una unidad de medida común de energía es la unidad térmica británica (BTU). Un BTU es la cantidad de energía térmica requerida para aumentar la temperatura de una libra de agua en un grado Fahrenheit. Un BTU es aproximadamente igual a la cantidad de calor desprendido al quemar un fósforo de cocina. Como una BTU es una unidad relativamente pequeña, las BTU a menudo se establecen en unidades más grandes, termas o MMBTU. Las termas o unidades térmicas son iguales a cien mil BTU. MMBTU equivale a un millón de BTU. Para ayudar a proporcionar algo de contexto, un calentador de agua residencial típico tiene una clasificación de producción de calor de aproximadamente cuarenta mil BTU por hora. La caldera comercial promedio en Estados Unidos tiene una capacidad de salida de 9.6 MMBTU por hora. “Caracterización de la población de calderas comerciales industriales de Estados Unidos”, Laboratorio Nacional Oak Ridge, www.cibo.org/pubs/industrialboilerpopulationanalysis.pdf.

En cuanto a la electricidad, la unidad común de energía es el kilovatio-hora o kWh. Sin embargo, como el kilovatio-hora es una unidad de energía, el uso de electricidad también se puede expresar en términos de BTU, con 1 kWh igual a 3412 BTU. Las unidades de energía utilizadas varían según el país. Por ejemplo, en Estados Unidos, la potencia del motor está relacionada en términos de caballos de fuerza (HP) mientras que en otros países está clasificada en términos de kilovatios (kW). El motor del Honda Civic 2012 se anuncia como 140 HP en Estados Unidos y 103 kW en países europeos. Ambas medidas indican la misma cantidad de potencia.

Biodiversidad

La biodiversidad es el resultado de 3.5 mil millones de años de evolución. La biodiversidad es un indicador de la salud de un ecosistema. Los mayores grados de biodiversidad implican una mayor salud de los ecosistemas. La biodiversidad no solo fortalece la salud general del planeta sino que también brinda beneficios vitales a los humanos. La biodiversidad es importante en la agricultura ya que proporciona diferentes variedades de plantas y animales para el consumo humano. La biodiversidad ayuda a proteger otros recursos naturales, incluyendo el agua y el suelo. Una porción significativa de la medicina se deriva directa o indirectamente de fuentes orgánicas. La industria depende de insumos biológicos, como madera, papel y fibra. La biodiversidad también aporta valor lúdico, cultural y estético.

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¿Por qué es importante la biodiversidad?

“Al menos el 40 por ciento de la economía mundial y el 80 por ciento de las necesidades de los pobres se derivan de recursos biológicos. Además, cuanto más rica sea la diversidad de la vida, mayor será la oportunidad de descubrimientos médicos, desarrollo económico y respuestas adaptativas a desafíos tan nuevos como el cambio climático”. “Los Lineamientos del CAD: Integración de las Convenciones de Río en la Cooperación al Desarrollo”, OCDE, Anexo 2, 2002.

Fuente: Convenio sobre la Diversidad Biológica.

Bienes y Servicios Prestados por Ecosistemas con Alta Biodiversidad

• Alimentos, combustible y fibra
• Refugio y materiales de construcción
• Purificación de aire y agua
• Desintoxicación y descomposición de desechos
• Estabilización y moderación del clima terrestre
• Moderación de inundaciones, sequías, temperaturas extremas y las fuerzas del viento
• Generación y renovación de la fertilidad del suelo, incluido el ciclo de nutrientes
• Polinización de plantas, incluyendo muchos cultivos
• Control de plagas y enfermedades
• Mantenimiento de los recursos genéticos como insumos clave para las variedades de cultivos y razas ganaderas, medicamentos y otros productos
• Beneficios culturales y estéticos

Las especies vegetales y animales han ido desapareciendo a una tasa al menos cincuenta veces mayor que la tasa natural, y se prevé que esta tasa aumente a medida que las actividades humanas continúen exigiendo a los ecosistemas. Con base en las tendencias actuales, se estima que 34,000 especies vegetales y 5,200 animales se enfrentan a la extinción. La biodiversidad agrícola está bajo una presión extrema debido a la agricultura comercial moderna, que se ha centrado en algunas especies específicas de plantas y muchas razas de animales de granja están en riesgo de extinción. “Sosteniendo la vida en la Tierra”, Convenio sobre la Diversidad Biológica, http://www.cbd.int/convention/guide/?id=changing.

Si bien la pérdida de especies individuales es motivo de gran preocupación, aún más preocupante es la continua degradación y pérdida de algunos de los ecosistemas más ricos del mundo, incluidos los bosques, humedales y arrecifes de coral. Estos ecosistemas albergan algunas de las mayores biodiversidad de la Tierra y la pérdida de estos ecosistemas es la mayor amenaza para la biodiversidad.

La pérdida de biodiversidad reduce la productividad de los ecosistemas. Debilita los ecosistemas y reduce su capacidad de ser resilientes a eventos naturales extremos, como inundaciones, sequías y tensiones de actividad humana. Si bien la pérdida de especies siempre ha ocurrido como un fenómeno natural, el ritmo de extinción se ha acelerado dramáticamente como consecuencia de la actividad humana. Esta pérdida de vidas no solo reduce los bienes y servicios de los ecosistemas disponibles para la generación actual de humanos sino que también perjudica a las generaciones futuras.

Agua

El agua cubre más del 70 por ciento de la superficie terrestre y es vital para todas las formas de vida. Los océanos albergan el 97 por ciento de las aguas superficiales, los glaciares y los casquetes de hielo mantienen 2.4 por ciento, con lagos, ríos y otras aguas superficiales terrestres que constituyen el 0.6 por ciento restante. El agua es un recurso vital para los seres humanos ya que se requiere como agua potable; es un insumo esencial para la agricultura; y proporciona saneamiento, transporte, generación de energía, procesamiento de alimentos y generación de energía (a través de centrales hidroeléctricas o presas). Se espera que los aumentos en la población y las prácticas actuales de uso del agua aumenten el consumo de agua en la producción de alimentos hasta en 90 por ciento “La agricultura en una encrucijada: evaluación internacional de la ciencia y la tecnología agrícolas para el desarrollo Informe mundial”, PNUMA, http://www.agassessment.org/reports/IAASTD/EN/Agriculture%20at%20a%20Crossroads_Global%20Report%20(English).pdf.

Figura\(\PageIndex{4}\): Mapa de Escasez de Agua
Fuente: “Áreas de Escasez Física y Económica de Agua”, PNUMA, www.grida.no/ graphicslib/deta... -scarcity_1570.

Actualmente, una de cada seis personas en el mundo carece de agua potable, y las enfermedades relacionadas con el agua son la principal causa de enfermedad y muerte humanas. En 1989, había 9,000 metros cúbicos de agua dulce per cápita disponibles para uso humano. Para el año 2000, esto había bajado a 7.800 metros cúbicos, y se espera que continúe disminuyendo a medida que aumente la población humana.Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura (UNESCO), “Los ingredientes de una crisis del agua: ¿Puede la oferta mantenerse al día con la demanda?” Fuentes UNESCO, núm. 84 (1996): 12—13. Las cifras globales per cápita sobre la disponibilidad de agua son algo engañosas, ya que el suministro de agua dulce disponible en el mundo no se distribuye uniformemente geográficamente, estacionalmente o anualmente. La distribución del agua depende del ciclo hidrológico de la Tierra. El movimiento del agua es parte de un ciclo natural de evaporación a la atmósfera, precipitación y luego escorrentía a través de la tierra y hacia arroyos, ríos y lagos. Este ciclo es alimentado por el sol, que sirve para mover el agua potable por el planeta.

Figura\(\PageIndex{5}\): El Ciclo del Agua
Fuente: El Ciclo del Agua, Servicio Geológico de Estados Unidos. ga.water.usgs.gov/ edu /watercycle.html.

Suelo

El suelo consiste en capas de minerales que varían en características a través de diferentes regiones geográficas y ecosistemas. El suelo consta de componentes tanto orgánicos como inorgánicos. El suelo es una base nutritiva primaria para las plantas y por lo tanto es importante para los humanos para la agricultura. Sin suelo, la tierra no soportaría una rica base de vida vegetal y animal, y es un recurso esencial a considerar en las interacciones humanas con el medio ambiente.

CLAVE PARA TOMAR

• Los negocios sustentables deben tener una comprensión básica de los recursos clave en la Tierra y el impacto que sus actividades comerciales tienen en estos recursos.
• En el sistema terrestre, hay muchos recursos críticos a considerar, entre ellos la energía, la biodiversidad, el agua y el suelo.

Ejercicio\(\PageIndex{1}\)

Encuentre un artículo de una publicación comercial o sitio web que hable sobre cómo una empresa consideró su impacto en un recurso natural e incluyó su impacto en ese recurso así como la rentabilidad en la acción que realizó en una operación comercial específica. Describir la operación, el recurso involucrado y el resultado ambiental y económico de la transacción. Si usted fuera director general de esa compañía, ¿habría tomado la misma decisión?

Ejercicio\(\PageIndex{2}\)

Vaya a la página web del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente y lea el informe “21 números para el siglo XXI”. El informe está disponible en www.unep.org/publications/ ebooks/foreresightreport /Portals/24175/ pdfs /Foresight_report-21_issues_for_the_ 21st _Century.pdf. Identificar un tema destacado en el informe y discutir una posible idea de negocio que pueda abordar ese tema. Discutir cómo la empresa podría generar ganancias y al mismo tiempo abordar un tema contemporáneo de sustentabilidad.