Ciencia del Sistema de la Tierra
En la frase “Ciencia del sistema de la Tierra,” conocida como (ESS) por sus siglas en inglés, el término clave es “sistema”. Un sistema es una colección de partes interdependientes dentro de un área o límite definido. Dentro del límite de la Tierra hay una colección de cuatro partes interdependientes llamadas “esferas”. Las “esferas” de la Tierra incluyen:
La litosfera, la cual contiene todas las rocas frías, duras, sólidas de la corteza (superficie) del planeta, la roca semi-sólida debajo de la corteza, la roca caliente y líquida cerca del centro del planeta y el núcleo sólido de hierro en el centro del planeta.
La hidrosfera, la cual contiene todo el agua sólida, líquida y gaseosa del planeta.
La biosfera, la cual contiene todos los organismos vivos del planeta.
La atmósfera, la cual contiene todo el aire del planeta.
Estas esferas están conectadas entre sí. Por ejemplo los pájaros (biosfera) vuelan por el aire (atmósfera), mientras el agua (hidrosfera) fluye por la tierra (litosfera). De hecho, las esferas están conectadas tan cercanamente entre sí que un cambio en una esfera resulta en cambios en una o más de las otras esferas. A dichos cambios que toman lugar dentro de un ecosistema se le conoce como un evento.
Los eventos pueden ocurrir naturalmente, como los terremotos, o un huracán, otros pueden ser causados por los humanos, como derrames de petróleo o la contaminación del aire. Un evento puede causar cambios en una o más de las esferas y un evento puede ser el efecto de cambios en una o más de las cuatro esferas de la Tierra. Esta relación de causa y efecto en ambas direcciones entre el evento y la esfera es llamada interacción. Las interacciones también ocurren entre las esferas; por ejemplo, un cambio en la atmósfera puede causar un cambio en la hidrosfera y viceversa.
Las interacciones que ocurren como resultado de eventos como inundaciones o fuegos forestales impactan sólo una región local, lo que significa que las aguas de una inundación sólo pueden viajar una distancia limitada de su río original y un fuego forestal sólo quema la vegetación de esa área. Por otro lado, los efectos de eventos como “El Niño” o la reducción de ozono pueden causar interacciones que se pueden observar alrededor del mundo. Por ejemplo, el evento de “El Niño”—un cambio en las corrientes marítimas en las costas de Perú—puede causar cambios en los patrones climatológicos a través de toda América del Norte, mientras la reducción de la capa de ozono sobre la Antártica puede resultar en un aumento en los niveles de radiación B de rayos ultravioleta alrededor del mundo.
Entender estas interacciones entre las esferas de la Tierra y los eventos que ocurren dentro los ecosistemas les permiten a las personas predecir los resultados de los eventos. El poder predecir estos resultados es útil, por ejemplo, los desarrolladores desean saber los efectos ambientales de un proyecto como construir un aeropuerto antes de comenzar el mismo.
El entendimiento de las interacciones que ocurren en el sistema de la Tierra también ayuda a las personas a prepararse para los efectos de desastres naturales como erupciones volcánicas. Este entendimiento les permite a las personas predecir aspectos como cuan lejos y en qué dirección fluirá la lava. Este campo de estudio relativamente nuevo de las interacciones entre eventos y las esferas de la tierra es conocido como La ciencia del sistema de la Tierra o ESS por sus siglas en inglés. Hay diez posibles tipos de interacciones que pueden ocurrir dentro del sistema de la tierra. Cuatro de estas interacciones son entre el evento y cada una de las esferas:
evento <--> litosfera
evento <--> hidrosfera
evento <--> biosfera
evento <--> atmósfera
Las flechas con dos cabezas (<-->) indican que la causa y efecto de estas interacciones fluyen en ambas direcciones; por ejemplo, “evento <-->hidrosfera" se refiere a los efectos del evento en la hidrosfera, así como los efectos de la hidrosfera en el evento. Estos cuatro tipos de interacciones pueden ser ilustradas en el Diagrama del Sistema de la Tierra a continuación:
Además de las interacciones de los cuatro eventos <--> esfera arriba mencionados, hay seis interacciones que ocurren entre las esferas de la Tierra:
litosfera <--> hidrosfera
litosfera <--> biosfera
litosfera <--> atmósfera
hidrosfera <--> biosfera
hidrosfera <--> atmósfera
biosfera <--> atmósfera
Nuevamente, las flechas de dos cabezas (<-->) indican que las relaciones entre causa y efecto de las interacciones fluyen en ambas direcciones; por ejemplo, “litosfera hidrosfera” se refiere a los efectos de la litosfera en la hidrosfera, así como los efectos de la hidrosfera en la litosfera.
Estos seis tipos de interacciones pueden ser ilustrados en gris en el Diagrama del Sistema de la Tierra a continuación (por favor nota que las cuatro interacciones de los eventos <--> esfera están también incluidas en este diagrama, y se representan en color oro):
Los diez tipos de interacciones que pueden ocurrir dentro del “sistema de la Tierra”, a menudo ocurren como una reacción en cadena. Esto significa que una interacción nos lleva a otra interacción, la cual lleva a otra interacción—es un efecto en cadena a través de las esferas de la Tierra. Por ejemplo, un fuego forestal puede destruir todas las plantas en el (evento <--> biosfera). La ausencia de las plantas puede llevar a un aumento en erosión—desgaste—de los terrenos (biosfera <--> litosfera). Cantidades mayores de terreno entrando a las corrientes de agua pueden aumentar la turbidez y aumentar el fango en el agua (litosfera <--> hidrosfera). El aumento en la turbidez del agua puede tener un impacto negativo en las plantas y animales que viven en ella (hidrosfera <--> biosfera).
¿Cómo se lleva a cabo la ciencia del sistema de la Tierra?
La ciencia del sistema de la tierra se lleva a cabo examinando cada interacción evento <--> esfera y esfera <--> esfera. A este enfoque se le refiere como el análisis de la ciencia del sistema de la Tierra o el análisis ESS, por sus siglas en inglés. El estudio de las interacciones se lleva a cabo con la formulación de las siguientes preguntas:
1. ¿Cómo cada una de la esferas de la tierra (hidrosfera, atmósfera, litosfera y biosfera) han causado que ocurra el evento? (la contestación a estas pregunta son los impactos esfera <--> evento.)
2. ¿Cuáles son los efectos del evento en cada una de las esferas de la Tierra (hidrosfera, atmósfera, litosfera y biosfera)? Las contestaciones a esta pregunta son los impactos evento <--> esfera).
Nota: Cuando haces un análisis “ESS”, pondrás en una lista las contestaciones de las preguntas 1 y 2 juntas bajo las interacciones evento <--> esfera.
3. ¿Cuáles son los efectos de los cambios de una de las cuatro esferas de la Tierra (hidrosfera, atmósfera, litosfera, y biosfera) en cada una de las otras esferas (hidrosfera, atmósfera, litosfera, y biosfera)? (Las contestaciones a esta pregunta son las interacciones esfera <--> esfera).
Este enfoque o sistema de contestar las preguntas arriba mencionadas se lleva a cabo durante cada análisis “ESS”. Simplemente reemplaza el término “evento” con el evento que deseas investigar.
Un
ejemplo de un Análisis “ESS”.
Un análisis ESS fue llevado a cabo con el evento de fuegos forestales
que ocurrió en Yellowstone National Park, Wyoming. Este evento de
fuegos forestales ocurrió en el 1988 y destruyó áreas grandes del
parque.
A continuación hay algunas interacciones de evento <--> esfera descubiertas durante un análisis ESS del evento de fuegos forestales en Yellowstone:
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Evento <--> Hidrosfera La falta de humedad en el terreno y en la vegetación pudo haber provisto un ambiente seco en el cual los fuegos, una vez ardiendo, continuaban ardiendo. El calor del fuego puede haber removido aún más la humedad del aire, del terreno y de la vegetación a través del proceso de evaporación. Evento <--> Atmósfera Un relámpago pudo haber empezado los fuegos encendiendo la vegetación seca. Contaminantes gaseosos como el bióxido de carbono (CO2) se pueden haber producido mientras se quemaba la vegetación y llevados al aire por el viento. Evento <-->Litosfera El intenso calor de los fuegos pudo haber causado que algunas de las rocas se rompieran. Evento <-->Biosfera Las ramas muertas y los conos de pino en el piso pueden haber provisto combustible para los fuegos. Las semillas de algunas plantas pueden haber requerido que sus caparazones exteriores fueran quemados antes de que éstos germinaran; por lo tanto éstos se beneficiaron de los fuegos forestales. |
A continuación verás algunas interacciones de esfera <--> esfera descubiertas durante un análisis ESS del evento de fuegos forestales de Yellowstone:
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Litosfera <--> Hidrosfera Aumento en la erosión del terreno suelto (ver “Litosfera <--> Biosfera”, a continuación) pudo haber resultado en un incremento en sedimentos (por ejemplo: partículas de tierra) en las corrientes de agua, haciendo el agua más enfangada.
Litosfera <--> Biosfera Una disminución en vegetación pudo haber resultado en un aumento en la erosión de los terrenos debido a que había menos raíces para aguantar los terrenos en su lugar. Litosfera <--> Atmósfera Las partículas de ceniza a lo mejor fueron llevadas por el viento y cayeron al suelo a millas de los fuegos forestales. Las partículas de ceniza – las cuales tienen un pH alto--pueden haber cambiado el pH de los terrenos. Hidrosfera <--> Biosfera Las partículas de ceniza en el agua pueden haber tapado las agallas de los peces y de otros organismos acuáticos asfixiándolos. Hidrosfera <--> Atmósfera Puede que hubiese más precipitación en las áreas cercanas porque las partículas de cenizas en el aire pudieron haberse convertido en centros de condensación en el cual se forman gotas de lluvia. El aire muy seco y ventoso pudo haber extraído humedad de los pastos y árboles vivos mediante el proceso de evaporación. Biosfera <--> Atmósfera El humo en el aire pudo haber cubierto los pulmones de los animales—incluyendo personas—afectando su habilidad para respirar. |
Recuerda que éstas NO son todas las posibles interacciones evento <--> esfera y esfera <--> esfera que pueden haber ocurrido como resultado de los fuegos forestales de Yellowstone. Éstos son meramente algunos ejemplos de algunas causas y efectos razonables. Puede haber muchas otras posibilidades.
También recuerda que mientras preparas una lista interacciones evento <--> esfera y esfera <--> esfera, es importante que puedas explicar por qué y cómo estas interacciones ocurren. Por ejemplo, la interacción litosfera <--> biosfera arriba indicada no solamente presenta que “una disminución en vegetación puede haber sido resultado de un aumento en la erosión de los terrenos”. Nos lleva a razonar “porque hubo menos raíces para aguantar los terrenos en su lugar”. Dichas explicaciones demuestran tu entendimiento de la ciencia detrás de las interacciones. Estas explicaciones son valiosas para ti y para otros porque hacen evidente tu pensamiento del “por qué” o “cómo” de lo que estudias y a menudo te llevan al descubrimiento de interacciones “ESS” adicionales.
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