Unidad de muestra Generación B Biología y Geología 4 ESO Andalucía para centros bilingües

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Biología y Geología

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ANDALUCÍA

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Biología y Geología Juan Eduardo Panadero Cuartero M.ª del Rosario Fuente Flórez

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ESTRUCTURA DEL LIBRO LA UNIDAD PRESENTACIÓN Mapa mental Es una herramienta de aprendizaje que potencia las inteligencias múltiples y estimula la creatividad para representar ideas interconectadas mediante el pensamiento visual, facilitando la memorización de la información.

El mapa mental muestra una visión panorámica de los contenidos de la unidad que, más tarde, se van a desarrollar. Se trata de un resumen de las ideas básicas de la unidad, dispuestas de forma jerárquica, que irradian desde el centro y se expanden desde los conocimientos más generales hasta los más específicos.

Realidad aumentada Es una tecnología que combina, en un mismo instante de tiempo, información real y digital.

Descárgate la aplicación (Google Play o Apple Store) en tu móvil o tableta. Iníciala y clica sobre los iconos de los mapas mentales que inician cada unidad. Se abrirán modelos en 3D que ampliarán el contenido impreso del mapa mental con contenido virtual, creándose una nueva realidad mixta, enriquecida de forma interactiva que refuerza la atención, incrementa la motivación y el interés por el aprendizaje de los contenidos que muestra el mapa mental y facilita la memorización.

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DESARROLLO DE LOS CONTENIDOS Rutinas de competencias Secuencia de actividades y procedimientos que complementan a los contenidos y trabajan competencias. Se repiten en todas las unidades.

Controla tu salud: competencias Sociales y cívicas.

Experimenta y enfoque científico: competencias en Ciencia y Tecnología, Iniciativa emprendedora y Aprender a aprender.

Interpreta…: competencias en Ciencia y Tecnología, Aprender a aprender y Digital.

Un poco de matemáticas: competencias Matemáticas y Digital.

Un paseo por la historia: competencias Sociales y cívicas, con énfasis en la igualdad de género y la no discriminación entre hombres y mujeres de ciencia.

Desarrolla el espíritu crítico: competencias Sociales y cívicas, Lingüística e Iniciativa emprendedora.

Reflexiona: competencias en Ciencia y Tecnología, Iniciativa emprendedora, Digital, Lingüística y Aprender a aprender. ¿Sabías que…?: competencias en Conciencia y expresión cultural y Aprender a aprender.

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ESTRUCTURA DEL LIBRO Practica Dos páginas de actividades finales, graduadas en 3 niveles de dificultad: Ponte a prueba: para identificar semejanzas y diferencias y relacionar conceptos.

Observa y describe: para reconocer, relacionar y describir elementos de imágenes y esquemas.

Aplica tus conocimientos: para estimular el análisis crítico y facilitar que los conocimientos adquiridos se puedan aplicar en contextos diferentes.

CIERRE

¡Inténtalo!

Conjunto de actividades sencillas que permiten verificar de forma autónoma y entretenida los conocimientos adquiridos.

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LAS SECCIONES TRIMESTRALES EXPERIENCIAS DE LABORATORIO Son un conjunto de experimentos sencillos, orientados a fomentar el conocimiento y la utilización de los materiales del laboratorio de Biología y Geología y la aplicación de los procedimientos característicos del método científico: observar, emitir hipótesis, medir, diseñar experimentos, obtener conclusiones, etc.

Fomentan el trabajo colaborativo y, junto con el proyecto de investigación de la unidad El método científico y las actividades ‘Experimenta’, contribuyen al enfoque STEM en educación.

PRACTICA PISA

Para trabajar la metodología de la prueba PISA en Competencia científica. ❙S e parte de una situación contextualizada mediante textos continuos, discontinuos o mixtos. ❙S e proponen actividades con 6 niveles de dificultad y en 3 formatos: respuesta cerrada, respuesta abierta breve y respuesta abierta amplia.

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ESTRUCTURA DEL LIBRO PRACTICA CON TEXTOS Para practicar la prueba Pisa en Comprensión lectora. ❙S e muestran varios textos relacionados con los contenidos trabajados. ❙P ara cada texto se proponen actividades de comprensión lectora y de expresión oral y escrita. ❙S e finaliza con actividades para interpretar y comparar textos.

PRACTICA CON TIC Para ejercitar la prueba PISA en Resolución de problemas. ❙S e parte de una situación problemática y contextualizada que hay que resolver. ❙S e resumen los contenidos estudiados y relacionados con la situación. ❙S e propone un esquema guiado para resolver la situación. ❙S e comunica la resolución de la situación de forma escrita y oral.

PRACTICA AULA COLABORATIVA Para realizar trabajos grupales de forma colaborativa. ❙S e propone un trabajo para realizar en grupo de forma colaborativa. ❙ Se guía el proceso. ❙S e presenta el trabajo físicamente o mediante una herramienta informática.

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6 Evolución: historia de la vida

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1. Evolución: cambio y supervivencia .................................................................................................................................................... 142 2. Teorías evolucionistas .................................................................................................................................................................................. 143 3. Cómo actúa la selección natural ......................................................................................................................................................... 147 4. La aparición de nuevas especies ......................................................................................................................................................... 149 5. Pruebas y argumentos de la evolución ........................................................................................................................................... 150 6. La historia de la vida en la Tierra ........................................................................................................................................................ 154 7. El resultado de la evolución: biodiversidad .................................................................................................................................. 161 8. La evolución de los primates .................................................................................................................................................................. 162

EXPERIENCIAS DE LABORATORIO ....................................................................................................................................................... 169 PRACTICA ................................................................................................................................................................................................................................. 170

7 La dinámica de los ecosistemas

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8 La actividad humana y el medioambiente

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1. El ecosistema ..................................................................................................................................................................................................... 178 2. Influencia de los factores abióticos ................................................................................................................................................... 180 3. Influencia de los factores bióticos ...................................................................................................................................................... 182 4. Relaciones tróficas en los ecosistemas ........................................................................................................................................... 184 5. Ciclos biogeoquímicos ................................................................................................................................................................................. 189 6. Autorregulación del ecosistema ........................................................................................................................................................... 192 7. Adaptaciones al medioambiente .......................................................................................................................................................... 194

1. Recursos y desarrollo sostenible .......................................................................................................................................................... 200 2. Contaminación e impacto ambiental ................................................................................................................................................ 203 3. Los grandes problemas ambientales ................................................................................................................................................. 204 4. Gestión de recursos hídricos en Andalucía ................................................................................................................................... 206 5. Los residuos y su gestión .......................................................................................................................................................................... 210 6. Pérdida de la biodiversidad ...................................................................................................................................................................... 211 7. Energías renovables o alternativas ..................................................................................................................................................... 214 8. La protección del medioambiente ....................................................................................................................................................... 215

9 Proyecto de investigación: genes ligados en Drosophila 219 1. El método científico experimental ....................................................................................................................................................... 220 2. Proyecto de investigación ......................................................................................................................................................................... 222

EXPERIENCIAS DE LABORATORIO ....................................................................................................................................................... 241 PRACTICA ................................................................................................................................................................................................................................. 242

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La actividad humana y el medioambiente

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2 ❙❙Recursos agrícolas. Han sustentado históricamente la economía regional. Cuenta con grandes extensiones dedicadas a olivares (produce cerca del 70% del aceite de oliva español), sobre todo en Jaén y Córdoba. En las vegas, como la del Guadalquivir, se cultivan principalmente cereales, especialmente el trigo y el arroz; y otros, como el girasol y el algodón, ciertas leguminosas, hortalizas, frutas, y forraje para la ganadería.

El olivar. Cultivo representativo de la arboricultura andaluza, se ha situado preferentemente en suelos antes ocupados por el bosque mediterráneo de encinas.

2

1

Esturión (1) y caviar (2). El esturión (Acipenser naccarii) ya no se encuentra en estado salvaje, pero se cría en piscifactorías como la de Riofrío (Granada), por su apreciada carne y sus huevas, a partir de las cuales se produce el caviar.

Además de los cultivos de regadío tradicionales (caña de azúcar, arroz, algodón, remolacha, tabaco y maíz), se ha desarrollado una importante agricultura en invernaderos, especialmente en Almería y Huelva, muy rentable y competitiva, dotada de sistemas de riego informatizados, que produce una gran variedad de hortalizas y frutas, como la fresa. En Málaga y Granada destacan los cultivos subtropicales de aguacate, chirimoya, kiwi, papaya y guayaba. Son también de importancia las plantaciones de cítricos (naranjos, limoneros...), almendros, moreras (para la producción de seda), higueras, cerezos, nogales, etc.

Los viñedos se concentran, principalmente, en cuatro zonas: Jerez y Sanlúcar de Barrameda; Montilla-Moriles; Málaga y Condado de Huelva, que producen vinos de gran calidad. Los viñedos del valle del Andarax (Almería) y la Axarquía (Málaga) proporcionan, además de vino, uva de mesa y pasas. ❙❙Recursos forestales. Cerca del 50 % de la superficie de Andalucía se considera forestal, que proporciona madera de especies de desarrollo lento, como los bosques de encinas, robles y alcornoque de las dehesas; y otras de crecimiento rápido, como los pinos y los eucaliptos. Aunque la principal producción forestal se debe a los aprovechamientos no maderables, como la caza, los frutos silvestres, el corcho, la leña, la pesca fluvial, los hongos, las plantas aromáticas y medicinales y otros recursos etnobotánicos. ❙❙Recursos ganaderos. La ganadería extensiva se ha visto relegada a las zonas de montaña, en las dehesas, donde se suceden los aprovechamientos agrícolas, forestales y ganaderos, y se cría el ganado porcino de raza ibérica, del que se obtienen derivados (jamones y embutidos) de gran calidad y valor económico. El ganado ovino se concentra principalmente en Los Pedroches (Córdoba), la Sierra Norte (Sevilla) y El Andévalo (Huelva). La cabaña de ganado caprino es la mayor de España, agrupada en Andalucía oriental. En el ganado vacuno destaca el ganado bravo, destinados a la lidia, que se cría en las dehesas de Cádiz y las marismas del Guadalquivir. El ganado equino, además de criarse para obtener alimento y como animal de carga, se destina a la monta y la exhibición. La avicultura ha experimentado una gran expansión. ❙❙Recursos pesqueros. Las actividades pesqueras tienen una larga tradición en el litoral mediterráneo, en las que predominan las modalidades artesanales; mientras que en el golfo de Cádiz convive una flota artesanal, que faena en aguas del litoral, junto con una flota de altura que faena en aguas de países africanos. Las principales especies capturadas son, merluza, gamba, langostino, cigala, sepia, calamar, boquerón, rape, gallo, bacaladilla, sardina, caballa, jurel, salmonete, lenguado, atún rojo y pez espada. También se ha desarrollado la acuicultura, tanto en las piscifactorías de agua dulce (trucha y esturión), como en el litoral marino (mejillón, almeja, ostión, langostino, lubina, dorada, lenguado, anguila y engorde del atún rojo).

Minas de Riotinto. El desarrollo incontrolado ha provocado el agotamiento de los recursos.

3 Describe algunos recursos naturales de Andalucía y su gestión sostenible.

❙❙Recursos minerales y rocosos. Los minerales se extraen principalmente de los sulfuros polimetálicos de la franja pirítica (Tharsis, Sotiel, Ríotinto y Aznalcóllar), de los que se obtienen cobre, oro, plata, azufre, hierro, plomo y cinc. También se extraen otros minerales, como hierro (Alquife), fluorita (Cerro Muriano), barita (Villaviciosa de Córdoba), celestina (Granada), sepiolita (Lebrija), estroncio (Escúzar), plomo (Linares-La Carolina, ya en decadencia) y yeso (Sorbas y Tabernas). Entre las rocas, destaca el mármol (Macael). Existen sondeos de hidrocarburos en los fondos marinos del Golfo de Cádiz (donde también se encuentran yacimientos polimetálicos de gran valor económico) y de gas natural en el valle del Guadalquivir.

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Contaminación e impacto ambiental Existe una gran cantidad de sustancias tóxicas y venenosas que circulan por los distintos niveles de los ecosistemas de la Tierra. Muchas de ellas se encuentran de forma natural, ya que no han sido introducidas por el ser humano; por ejemplo, parte de la materia orgánica en descomposición que se encuentra en el agua de los ríos que atraviesan los bosques.

Se denomina contaminante a cualquier sustancia que, al ser añadida al aire, al agua, al suelo o a los alimentos amenace la salud, la supervivencia o las actividades de los humanos o de otros seres vivos y provoque el fenómeno de la contaminación.

La mayoría de los contaminantes son productos o residuos sólidos, líquidos o gaseosos, que se generan al extraer o utilizar un recurso. También constituyen una forma de contaminación las emisiones de energía no deseadas como el ruido o la radiación nuclear.

En la naturaleza existen diferentes mecanismos para la eliminación de contaminantes.

Así, en el agua de un río se diluyen las sustancias tóxicas con cierta facilidad y algunos microorganismos descomponen la materia orgánica. Este es un sistema natural de autodepuración del agua. En otros casos se recurre a la biorremediación, que consiste en la utilización de determinados microorganismos y plantas para la eliminación de contaminantes como el plomo, el cinc y otros metales pesados.

Sin embargo, las distintas actividades humanas emiten grandes cantidades de contaminantes al medio cuya eliminación de los ecosistemas es difícil. Muchos de estos contaminantes, de efectos nocivos para los seres vivos, una vez en el suelo y en las plantas entran en las cadenas alimentarias hasta alcanzar concentraciones muy superiores a las del medio, en los diferentes niveles tróficos.

1 La contaminación de la atmósfera

CONTROLA TU SALUD El ruido El ruido puede causar efectos perjudiciales para la salud como la aceleración del ritmo cardiaco, problemas de insomnio y estrés. En la escala de ruido en decibelios (dB), por encima de 65 dB podemos hablar de contaminación acústica.

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Despegue de un avión

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Música rock

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Reproductor MP4 80 70 60

Oficina

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Tráfico intenso Conversación normal

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Biblioteca

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■ Busca información y describe las principales causas del ruido en los hogares y en las ciudades.

Los contaminantes del aire, bien sean naturales o procedentes de la actividad humana, pueden ser biológicos (polen, virus, esporas de bacterias, hongos y protozoos, etc.), físicos (formas de energía, como la temperatura, las radiaciones nucleares o el ruido) y químicos, que pueden ser primarios o secundarios: ❙❙Los contaminantes primarios son sustancias químicas emitidas directamente a la atmósfera, como las partículas de polvo, los compuestos de azufre (SO2, SO3 y H2S), los óxidos de nitrógeno (NO, NO2 y NO3), los óxidos de carbono (CO y CO2), los metales pesados (plomo, cadmio, mercurio), y los clorofluorocarbonados o CFC. ❙❙Los contaminantes secundarios se originan a partir de los primarios mediante reacciones químicas que tienen lugar en la atmósfera. Son característicos el ácido sulfúrico (H2SO4), el ácido nítrico (HNO3), el ozono troposférico y los nitratos de peroxiacilo (PAN).

España es uno de los países más ruidosos del mundo.

El esmog es una especie de niebla contaminante de las zonas urbanas que puede ser de dos tipos: esmog ácido, que presenta un alto contenido en partículas en suspensión (hollín) y óxidos de azufre y de carbono emitidos, en gran medida, por las calefacciones, industrias y centrales térmicas que queman carbón, y provoca alteraciones respiratorias que agravan los procesos asmáticos; y el esmog fotoquímico, que es una nube de sustancias oxidantes, como ozono (O3), PAN y aldehídos, formados a partir de las reacciones de otros compuestos, como el oxígeno, los óxidos de nitrógeno y los vapores de hidrocarburos, junto con la radiación ultravioleta procedente del Sol; también produce problemas respiratorios, alergias e irritación de ojos.

4 Describe las características de los contaminantes primarios y secundarios.

5 ¿Qué diferencia existe entre el esmog ácido y el fotoquímico La actividad humana y el medioambiente 203

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3

Los grandes problemas ambientales Los efectos de muchas actividades humanas son a escala local, pero otros afectan a la Tierra a escala regional o global, como el efecto invernadero, la destrucción de la capa de ozono o la lluvia ácida.

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4

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2

Causas del efecto invernadero. De la radiación solar que llega a la Tierra (1), una parte es reflejada por su superficie y por las nubes (2) y otra es absorbida (3).

Por las noches, al enfriarse la superficie de la Tierra, emite radiación de onda larga (4) en forma de calor, que es atrapada por los gases de la atmósfera y una parte es reemitida de nuevo hacia la Tierra (5), causante del efecto invernadero, junto con la energía absorbida por los gases atmosféricos.

1 El efecto invernadero Se debe a la presencia de ciertos gases en los primeros kilómetros de la atmósfera, como el dióxido de carbono (CO2), el vapor de agua, el metano (CH4), el óxido nitroso (N2O) y el ozono (O3), que permiten el paso de la radiación visible del Sol, pero retienen la radiación infrarroja o el calor emitido por la superficie terrestre, que previamente ha sido calentada por el Sol, y la devuelven a la Tierra.

El efecto invernadero es un proceso natural y beneficioso, que permite la existencia de vida en la Tierra. Sin embargo, la emisión de gases de efecto invernadero se ha ido incrementando por las actividades humanas, principalmente por el CO2 generado por la quema de combustibles fósiles y el metano liberado por las flatulencias del ganado rumiante (bovino y ovino, principalmente) y la fermentación de la materia orgánica en los vertederos. El incremento del efecto invernadero provoca un excesivo calentamiento global de la atmósfera que da lugar al cambio climático.

El calentamiento global altera la dinámica de los procesos naturales, como el ciclo hidrológico y la circulación general de la atmósfera. Esto puede provocar una serie de graves efectos, como la pérdida de vegetación, la desertización del suelo, los cambios en los ecosistemas y en los cultivos, el suministro irregular de alimentos, la propagación de ciertas enfermedades infecciosas, la fusión de grandes masas de hielo y la subida del nivel del mar, la intensificación de las grandes sequías, de las inundaciones y de otras catástrofes naturales, como huracanes, tornados y temporales marinos, cuyas consecuencias serían devastadoras para algunas zonas de la Tierra.

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Un indicador ambiental que refleja la cantidad de gases de efecto invernadero (GEI) emitidos es la huella de carbono, que representa «la totalidad de gases de efecto invernadero (GEI) emitidos por efecto directo o indirecto de un individuo, organización, evento o producto» (UK Carbon Trust, 2008), con el fin de determinar su contribución al cambio climático. Se mide en términos de cantidad de CO2 equivalente y representa el impacto ambiental que se produce como consecuencia de las emisiones GEI generadas por distintas actividades, entre las que destacan la producción de energía (47 %), la agricultura y la ganadería (44 %), la industria (4 %) y el tratamiento de residuos (5 %).

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Consecuencias del incremento del efecto invernadero. Calentamiento global (A) y aumento del nivel del mar (B), en el escenario actual de altas emisiones de GEI (en rojo) y en un escenario de bajas emisiones (en azul).

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Huella de carbono de algunos alimentos. Las dietas ricas en carnes y grasas no solo son perjudiciales para nuestra salud; también poseen mayor huella de carbono. Puesto que una buena parte de la huella de carbono se debe al transporte de mercancías, deberíamos consumir más alimentos de temporada y de proximidad o kilómetro 0 (producidos cerca de donde vivimos).

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2 La destrucción de la capa de ozono La capa de ozono (O3) se encuentra dentro de la estratosfera, entre unos 15 y 30 km de altitud. Tiene la importantísima misión de filtrar gran parte de los rayos ultravioleta (UV) e impedir que lleguen a la superficie de la Tierra, porque es un tipo de radiación que daña a los seres vivos y puede originar enfermedades en las personas y los animales tales como ceguera, cataratas y cáncer de piel.

1971

Desde el final de los años 70 del siglo pasado se detecta en ambos polos una disminución anormal de la concentración de ozono, que comienza en la primavera y se recupera de nuevo en verano. Se denominó a este fenómeno agujero de ozono.

Algunos óxidos de nitrógeno procedentes de las combustiones y de los abonos agrícolas y los CFC utilizados en los aerosoles, disolventes y refrigerantes destruyen el ozono, disminuyendo su concentración, lo que provoca que llegue mayor cantidad de radiación ultravioleta a la superficie terrestre. Desde 1987, los países firmantes del Protocolo de Montreal se comprometieron a reducir las emisiones de CFC y, desde entonces, el tamaño del agujero de la capa de ozono se ha ido reduciendo.

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3 La lluvia ácida Los óxidos de azufre (SOx) y de nitrógeno (NxOy) emitidos a la atmósfera por causa de las actividades humanas pueden caer cerca de las fuentes de emisión, o permanecer en la atmósfera hasta que, mediante reacciones químicas, se transforman en ácido sulfúrico y ácido nítrico. Ambos compuestos se disuelven en las gotas de agua que forman las nubes y pueden ser transportados a grandes distancias, para caer a la superficie por medio de las precipitaciones. Se denomina a este fenómeno lluvia ácida, aunque también podría ser nieve ácida o niebla ácida.

Los ácidos generados por la contaminación atmosférica corroen edificios y monumentos, fenómeno que se denomina «mal de la piedra», y destruyen algunos ecosistemas por acidificación del suelo, el agua y daños en las hojas de las plantas. Óxidos de azufre SOx

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Ácido nítrico HNO3

Nieve ácida

Óxidos de nitrógeno NOx Ácido sulfúrico H2SO4

Lluvia ácida

Reducción del agujero de la capa de ozono.

En los últimos años se han formado agujeros más pequeños y de menor duración.

Algunos científicos calculan que la capa de ozono ser recupere por completo, en el hemisferio norte, en 2030, y en el hemisferio sur, en 2060.

CONTROLA TU SALUD El cambio climático favorece que ciertos vectores transmisores de infecciones colonicen territorios donde antes no podían sobrevivir y propaguen enfermedades.

Entre estas destacan la enfermedad de Lyme, transmitida por garrapatas (A); la peste, transmitida por las pulgas que viven en las ratas (B); la fiebre amarilla y el dengue, transmitidas por cierta variedad de mosquitos, como el mosquito tigre (C); y la enfermedad del sueño, transmitida por la mosca tse-tsé (D).

A

B

Lluvia ácida. Sus efectos no tienen fronteras.

46 ¿Qué efecto puede tener el calentamiento global en muchas zonas costeras?

47 ¿Crees que tomar el sol es más peligroso ahora que hace 40 años?

C

D

8 ¿Qué significa que la lluvia ácida sea un fenómeno de contaminación transfronteriza?

9 Describe algunas enfermedades favorecidas por el cambio climático y sus vectores de transmisión.

La actividad humana y el medioambiente 205

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Gestión de recursos hídricos en Andalucía Zona de recarga Nivel freático Acuífero superficial

Capas impermeables Acuífero confinado

Pozos secos

Pozo de succión con bombeo

Salinización de los acuíferos

Pozo artesiano surgente

Acuífero. Es el agua acumulada en las rocas subterráneas. Cuando se sobreexplota un acuífero, se puede agotar el agua en una zona; y si está cerca del mar, el agua salada puede penetrar (intrusión salina).

Gestión de los recursos hídricos. Hay que asegurar el suministro de agua con la construcción de embalses, sistemas de tuberías, desalinizadoras y la extracción de aguas subterráneas; además, es necesario disminuir el desperdicio y reducir el uso innecesario.

Se basa en la protección a largo plazo de los recursos hídricos disponibles, con el fin de salvaguardar las masas de agua superficiales, subterráneas y costeras, manteniendo o restaurando en todas ellas el buen estado ecológico. Para que la población tenga acceso al agua en calidad y en cantidad suficientes, y que además el aprovechamiento de este recurso se haga de forma sostenible, es necesario realizar una eficaz gestión en la extracción y el uso del agua: agricultura, industria, abastecimiento de núcleos urbanos, producción de energía eléctrica, aseo, navegación, recreo, etc.

Un indicador ambiental es la huella hídrica, que cuantifica el volumen total de agua dulce utilizado, directa o indirectamente, a lo largo de toda la cadena de producción de bienes o la prestación de servicios que habitualmente consumimos. Mide el impacto ambiental del consumo humano en los recursos hídricos. Hay que tener en cuenta que el agua dulce es un recurso renovable limitado porque no es inagotable, ya que está amenazado por la contaminación y por la escasez que provocan la sobrexplotación, el despilfarro y las sequías.

15 000 L

70 L

200 L

1 000 L

1 900 L

1 kg de ternera

1 manzana

1 huevo

1 litro de leche

1 kg de pasta

3 900 L

4 800 L

130 L

24 000 L

140 L

1 kg de pollo

1 kg de cerdo

10 800 L

20 L

2 200 L

4 400 L

2 700 L

1 folio de papel nuevo

1 jersey de lana

1 zapatilla de deporte

1 camiseta de algodón

1 pantalón vaquero

1 kg de zanahorias 1 kg de chocolate

1 taza de café

Huella hídrica de algunos productos.

DESARROLLA EL ESPÍRITU CRÍTICO Los contaminantes del agua La contaminación del agua puede tener un origen natural (residuos vegetales, excrementos, etc.), o derivarse de las actividades humanas (agricultura, ganadería, industria y usos urbanos).

Los contaminantes pueden ser físicos, como las partículas sólidas en suspensión; químicos, como la materia orgánica, los compuestos nitrogenados y los metales pesados; y biológicos, como las bacterias, virus, protozoos y gusanos parásitos.

Un caso especial de la contaminación del agua lo constituyen las mareas negras, producidas por los vertidos de petróleo, como consecuencia de accidentes de barcos petroleros o de las plataformas de extracción del combustible. Los efectos de esta contaminación son varios: las aves no pueden volar al impregnarse de petróleo, los recursos pesqueros disminuyen y los ecosistemas costeros se ven muy afectados.

■ Busca información y elabora un informe sobre las principales mareas negras que han afectado a España. ¿Crees que algunas se podrían haber evitado? ¿Te parece que se debe vigilar más el transporte de petróleo?

■ Argumenta a favor y en contra sobre el uso del petróleo como recurso energético.

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1 Agua de calidad La calidad del agua se establece mediante el control de sus características físicas, químicas y biológicas, y varía en función del uso al que vaya a ser destinada: riego, baño, consumo humano, etc. El agua potable, destinada al consumo humano, debe carecer de sustancias que puedan ocasionar enfermedades. Para medir las características del agua se emplean ciertos parámetros y determinadas técnicas:

10 Un equipo de técnicos realiza un análisis del agua en dos puntos de un río. En el punto A, el valor de la DBO es de 50 mg/L, y en el punto B es de 600 mg/L. Explica en cuál de los dos puntos habrá mayor contaminación orgánica en el agua.

❙❙ Parámetros físicos. A partir de ellos se puede medir la turbidez, en función de la cantidad de partículas en suspensión, y las propiedades organolépticas, olor, color y sabor, debidas a la presencia de diferentes compuestos químicos. ❙❙ Parámetros químicos. Uno de los más utilizados es la demanda biológica de oxígeno (DBO), que mide la cantidad de oxígeno que consumen los microorganismos presentes en el agua para descomponer la materia orgánica. Cuanto mayor es esta, más alto será el consumo de oxígeno y, por tanto, mayor contaminación.

11 ¿A qué le podemos llamar indicador biológico de la contaminación del agua? Pon un ejemplo.

❙❙ Parámetros biológicos. Indican la presencia y cantidad de determinados organismos en el agua: bacterias, virus, hongos, larvas de insectos, etc., que alteran sus características y pueden causar enfermedades como el cólera.

ENFOQUE CIENTÍFICO La determinación de la DBO5 Se mide la concentración de oxígeno disuelto en una muestra de agua (A).

Después, se somete esta muestra a una temperatura de 20 ºC durante cinco días y se vuelve a medir la concentración de oxígeno (B). La DBO5 mide la cantidad de oxígeno consumido por los microorganismos durante los cinco días y se calcula de la siguiente forma:

[O2]A

[O2]B 20 °C

DBO5 (mg/L) = [O2]A – [O2]B.

5 días

■ Si dos puntos de un río tienen diferentes DBO5, ¿cuál tiene mayor contaminación del agua?

EXPERIMENTA Contaminación del agua en función de la presencia de macroinvertebrados

1

Protocolo experimental 1. Utiliza una red para recoger una muestra de macroinvertebrados acuáticos en una zona de un río.

2. I dentifica los invertebrados capturados mediante el empleo de una lupa y una guía apropiadas. Puedes observar organismos como los que se muestran.

Conclusión La presencia de larvas de «moscas en las piedras» (1), indica que el agua del río no está contaminada.

2 3

4

Las larvas de efímeras (2) y tricópteros (3) resisten aguas con ligera contaminación.

Las «colas de rata» (4) que son larvas de insectos dípteros y los gusanos tubifex (5) viven en aguas con poco oxígeno, por lo que son indicadores de aguas contaminadas.

■ ¿Qué calidad tendrá el agua de una zona de un río donde se determine una elevada presencia de colas de rata y de gusanos tubifex?

5

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4

1

3

2 Potabilizadoras y depuradoras En nuestra sociedad, el consumo de agua suele ser elevado. El agua que utilizamos para calmar nuestra sed, para cocinar o para el aseo personal, cuando sale por el grifo no lo hace en su estado natural, sino que ha sido sometida a un proceso de potabilización que elimina sustancias y agentes perjudiciales para la salud.

2

Una vez empleada el agua para las diversas actividades domésticas como el lavado de ropa, vajilla, etc., o para las actividades industriales o de otro tipo, se incorporan al agua multitud de productos contaminantes, originando las aguas residuales, que en ocasiones van simplemente a los ríos. Por ello, para evitar los efectos nocivos de esta agua sobre los ecosistemas fluviales e, incluso, sobre los acuíferos, es necesario un tratamiento previo antes de devolverla al medio natural, la depuración, algo que cada vez es más imprescindible.

Planta desalinizadora. En algunas zonas costeras con poca disponibilidad de agua dulce, el agua potable (1) se obtiene desalando el agua del mar (2) mediante diversas técnicas como la ósmosis inversa (3), que genera salmuera como residuo (4).

La potabilización del agua para el consumo humano El agua potable debe poseer una serie de características que nos indican si son aptas o no para el consumo humano: carecer de olor, color y sabor desagradables, no contener sustancias tóxicas y estar desprovista de organismos perjudiciales.

INTERPRETA UN ESQUEMA Estación de Tratamiento de Agua Potable (ETAP) El tratamiento de la potabilización se realiza en las estaciones potabilizadoras en las que el agua es sometida a los siguientes procesos físicos y químicos para eliminar la materia orgánica y otras sustancias contaminantes, así como los microorganismos.

Funcionamiento de una potabilizadora

2 Filtración mediante rejas 1 Captación

1. Captación de agua.

3 Decantación

2. Filtración mediante rejas. Sirven para separar partículas de mayor tamaño.

3. Decantación. Para separar las partículas en suspensión o procedentes de un proceso de coagulación mediante el empleo de coagulantes químicos.

8 Almacenamiento

7 Filtración por carbono activado

4 Filtración por arena

4. Filtración por arena. Se separan las partículas más finas y parte de los gérmenes patógenos y materia orgánica en grandes estanques provistos de gravas y arenas.

5. Eliminación de materia orgánica.

6. Desinfección. Se utiliza cloro, ozono o radiación ultravioleta, que destruyen los microorganismos nocivos.

7. Filtración por carbono activado. Se eliminan los restos de plaguicidas y moléculas orgánicas que producen olores y gustos no deseables.

Agua potable

8. Almacenamiento para su distribución.

6 Desinfección

5 Eliminación de materia orgánica

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La depuración de aguas residuales Las técnicas de depuración pueden ser blandas o naturales y duras o tecnológicas.

Las primeras no requieren un gasto muy elevado, aunque solo son adecuadas para pequeñas poblaciones; las segundas necesitan instalaciones y mantenimiento relativamente costosos y son adecuadas para grandes poblaciones con una carga importante de contaminantes. ❙❙ Depuración blanda. Se pueden emplear varias técnicas. Algunas se basan en el lagunaje, que consiste en la creación de lagunas artificiales en las que se almacena durante un tiempo el agua residual para que los microorganismos degraden y eliminen la materia orgánica. Otra técnica son los filtros verdes, en la que se utilizan terrenos con árboles donde se depositan las aguas residuales y las plantas y los microorganismos realizan la depuración. ❙❙ Depuración dura. Se realiza en las Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales (EDAR).

12 ¿Qué será prioritario en una ciudad, una depuradora o una potabilizadora?

13 ¿Qué son los lodos o fangos y de dónde proceden?

14 ¿Para qué se inyecta aire en los tanques de tratamiento biológico del agua?

INTERPRETA UN ESQUEMA Estación Depuradora de Aguas Residuales (EDAR) El agua residual es sometida a una serie de tratamientos, que se describen a continuación, durante los cuales se originan algunos compuestos de apariencia líquida, los lodos o fangos. Estos son sometidos después de una serie de procesos para reducir su volumen (deshidratado y secado) y eliminar la materia orgánica en depósitos cerrados (digestores), donde actúan los microorganismos; como resultado se obtiene biogás, que puede ser utilizado como fuente de energía, y compost.

Entrada de agua residual 3

1

1. Filtración por cribado. Las rejillas retienen las partículas de mayor tamaño (maderas, plásticos, papel y cartón, etc.).

Filtración por cribado 2

Decantación primaria

Funcionamiento de una depuradora

Desarenado y desengrasado

2. Desarenado y desengrasado. Las partículas de tamaño arenoso se depositan en el fondo, y las grasas y aceites superficiales son retirados mediante brazos giratorios.

3. Decantación primaria. Se extraen grasas y fangos.

Tratamiento biológico 4 I. Digestión de lodos

5 Decantación secundaria

6 Agua depurada

II. Espesamiento

4. Tratamiento biológico. Los microorganismos degradan la materia orgánica en grandes tanques en los que se inyecta aire para facilitar los procesos aerobios.

5. Decantación secundaria. Se depositan en el fondo materiales orgánicos y microorganismos y forman lodos.

6. Agua depurada. En algunas depuradoras, las aguas residuales que entran en la EDAR con una DBO de más de 200 mg/L, se devuelven al cauce del río con un valor de DBO menor de 20 mg/L. I. Digestión de lodos. En las grandes instalaciones se realiza mediante reacciones de fermentación.

II. Espesamiento y deshidratación de lodos para formar compost fertilizante.

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6

Los residuos y su gestión Residuo es todo material o forma de energía resultante de un proceso de fabricación, transformación o consumo, cuando su productor o poseedor lo destina al abandono y puede causar impacto en el medioambiente.

Los tipos de residuos se pueden clasificar, según su origen, en: ❙❙Urbanos. Se generan en los municipios y tienen una composición muy variada: vidrio, papel y cartón, plásticos, materia orgánica, metales, escorias, etc.

Residuos radiactivos. El Cabril es un centro de almacenamiento de residuos radiactivos de baja y media intensidad, situado en la provincia de Córdoba.

❙❙Agropecuarios. Proceden de la actividad agrícola y ganadera. Son característicos los plaguicidas, los fertilizantes y los excrementos de animales. ❙❙Industriales. Proceden de la actividad industrial. Pueden ser restos de materiales de construcción y otros peligrosos porque contienen sustancias tóxicas. ❙❙Sanitarios. Generados en hospitales y centros de salud como el material de laboratorio, restos de las intervenciones quirúrgicas, etc. ❙❙Radiactivos. Se originan en actividades donde se emplea material radiactivo: centrales nucleares, centros de investigación, tratamiento del cáncer, etc. El Cabril es un centro de almacenamiento de residuos radiactivos de baja y media intensidad, situado en la provincia de Córdoba.

DESARROLLA EL ESPÍRITU CRÍTICO Recogida selectiva Para facilitar el reciclaje de los residuos, se emplean contenedores selectivos.

■ ¿Qué tipo de residuos debemos depositar en cada uno de los siguientes contenedores?

■ Busca información y argumenta sobre la necesidad del reciclaje y de la reutilización de los residuos.

1 Gestión de los residuos La gestión de los residuos es uno de los problemas ambientales más significativos, sobre todo porque algunos son tóxicos y peligrosos. Entre las soluciones que se contemplan destaca la recogida selectiva, que facilita su transporte y posterior tratamiento y eliminación. El reciclado consiste en someter el material desechado a un tratamiento específico, para posteriormente reutilizar el producto resultante, como por ejemplo, el reciclado de papel.

En la gestión de los residuos se utilizan tratamientos, que permiten la transformación de los residuos para obtener materias primas, energía o productos como el compost, utilizado como fertilizante para el suelo agrícola; y procesos de eliminación mediante la incineración, el almacenamiento en contenedores y lugares especiales, si son tóxicos y peligrosos, y el depósito en vertederos controlados.

Con el fin de lograr el objetivo residuos cero (zero waste) y la eliminación de los macrovertederos, la Unión Europea ha establecido una serie de directrices sobre economía circular y gestión de residuos que plantean nuevas estrategias:

A

B

Vertederos controlados. Se utilizan varios métodos para almacenar las basuras: A) en el método de franjas o zonas, la basura se deposita y se recubre con tierra; B) el método de zanjas consiste en realizar excavaciones en trinchera para enterrar la basura.

❙❙Eliminación de bolsas y recipientes de plástico. Una forma de eliminar estos envoltorios de plástico es utilizar bolsas de papel o de plástico biodegradable, o bien hacer una compra sostenible de productos de proximidad y a granel. ❙❙Nuevos sistemas de recogida y separación de fracciones. La recogida puerta a puerta (PaP) de la basura, depositada en la entrada de domicilios y comercios, o mediante contenedores inteligentes, que permiten identificar a los usuarios, junto con el pago por generación (quien más basura genera, más paga), pretenden reducir la generación de residuos en el lugar de origen.

15 Define el concepto de residuo y explica en qué consiste su gestión.

16 Indica los tipos de residuos según su origen y procedencia.

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Pérdida de la biodiversidad La biodiversidad es la variedad de especies y ecosistemas y es un recurso natural por su valor ecológico, científico, genético, económico y recreativo que proporciona alimentos, medicinas y materias primas.

Los mecanismos de autorregulación que mantienen el equilibrio dinámico en los ecosistemas pueden verse afectados por perturbaciones que provocan cambios, rompen el equilibrio y modifican su estructura y su funcionamiento. Los generadores de cambio son procesos naturales o inducidos por el ser humano que causan desequilibrios y cambios en los ecosistemas, en el tamaño y el tipo de las poblaciones que los componen y en las relaciones que se establecen entre ellos y con el medioambiente en el que viven.

Algunos de los generadores de cambio que provocan la destrucción de los hábitats naturales y, por tanto, simplifican la biodiversidad (disminución del número de especies), son la deforestación, la destrucción del suelo, los incendios, la contaminación, el comercio, el coleccionismo, la caza y la sobrexplotación de algunas especies y la introducción de especies alóctonas.

OCÉANO ÁRTICO

UN PASEO POR LA HISTORIA Joanne Chory y Sandra Myrna

Ambas biólogas recibieron el Pre­­­­ mio Princesa de Asturias de Investigación Científica y Técnica en 2019.

Joanne Chory, por sus investigaciones sobre la adaptación de las plantas al estrés ambiental y la obtención de «superplantas» modificadas genéticamente para incrementar hasta veinte veces más su capacidad de capturar el dióxido de carbono atmosférico, con el fin de utilizarlas para apresar el exceso de CO2 y así combatir el cambio climático.

Sandra Myrna, por el desarrollo de una herramienta que permite medir los beneficios de la biodiversidad de las plantas para contrarrestar los efectos del cambio climático mediante el secuestro del CO2.

OCÉANO

ATLÁNTICO OCÉANO PACÍFICO OCÉANO ÍNDICO OCÉANO ANTÁRTICO

Biodiversidad. Los esfuerzos por preservar la biodiversidad implican una variedad de medidas, que se deben centrar en la reducción del impacto de las principales actividades humanas causantes del peligro de extinción, como la pérdida de hábitats.

Deforestación 1 Entre las causas de la deforestación destacan la construcción salvaje, los incendios y la tala indiscriminada, así como la agricultura y la ganadería intensivas y la modificación de los factores abióticos del ecosistema, el suelo entre ellos. Todo esto conduce al incremento de las sequías, a la desertificación del suelo y a la destrucción de los hábitats. Además, la reforestación con especies de rápido crecimiento da lugar a una pérdida acelerada de la fertilidad del suelo y a su destrucción.

Por otra parte, la deforestación de la selva tropical y la invasión de espacios ecológicos recónditos, donde viven animales portadores de virus potencialmente patógenos, favorece la propagación de pandemias, como COVID-19.

¿SABIÁS QUÉ…?

La biodiversidad en Andalucía Andalucía es una de las regiones de Europa con mayor biodiversidad.

Esto se debe a su situación geográfica, encrucijada entre el océano Atlántico y el mar Mediterráneo y puente con el continente africano y el europeo, que se convierte así en el paso natural entre ambos continentes que cruzan miles de aves migratorias. Esta circunstancia, junto con la diversidad de suelos y sus características climáticas, permite la existencia de una gran variedad de ecosistemas.

17 ¿Por qué la tala de árboles aumenta el riesgo de desertización?

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2 Destrucción del suelo El suelo es un recurso imprescindible para el ser humano, ya que es la base principal para la obtención de alimentos.

Hay distintas causas, unas naturales y otras derivadas de la actividad humana, que suponen la degradación o la eliminación del suelo por procesos de contaminación y de erosión o empobrecimiento que conducen a la desertización y a la desertificación. ❙❙Contaminación del suelo. Tiene su origen en la actividad humana, especialmente la actividad agrícola, debido a la sobrexplotación de acuíferos próximos al litoral marino, que provoca su salinización, y al empleo generalizado de pesticidas en la agricultura intensiva, la cual necesita un arsenal de productos químicos para que las cosechas puedan mantenerse: fertilizantes, herbicidas, insecticidas, fungicidas, acaricidas..., que contaminan las aguas superficiales y los acuíferos subterráneos.

Alto Medio-alto Medio

Riesgo de desertificación. Andalucía es una de las regiones de Europa con mayor riesgo de desertificación por la erosión y las sequías, especialmente en algunas zonas del área mediterránea. El plan andaluz de control de la desertificación prevé actuaciones para contrarrestar los efectos de la pérdida de suelo y para favorecer la sostenibilidad del olivar.

DESARROLLA EL ESPÍRITU CRÍTICO Invasores alóctonos Estas son algunas de las especies invasoras alóctonas que han sido introducidas en nuestros ecosistemas: hierba de las pampas (A), uña de gato (B), cangrejo rojo americano (C), mejillón cebra (D), tortuga de Florida (E) y visón americano (F).

A

B

C

D

E

F

■ ¿Qué consecuencias se derivan de la introducción de especies alóctonas?

❙❙Desertización. Es un proceso natural de destrucción de suelos provocado por las variaciones climáticas que han tenido lugar en el transcurso de la historia de la Tierra y que en numerosas ocasiones han afectado al desarrollo y la evolución de culturas primitivas. Cuando este fenómeno está causado y agravado por las actividades humanas que destruyen la vegetación, debilitan el suelo y lo hacen propenso a la erosión, recibe el nombre de desertificación. ❙❙Desertificación. Es un proceso de degradación del suelo originado por las actividades antrópicas, especialmente la agricultura y ganadería intensivas, la deforestación, la minería y la sobreexplotación del suelo, que provoca la pérdida de su productividad ecológica y la aparición de las condiciones desérticas.

Para luchar contra la pérdida y degradación del suelo se debe adoptar un conjunto de medidas legislativas, educacionales y técnicas, como la ordenación de los recursos hídricos (la sequía provoca la pérdida de la cubierta vegetal, lo que favorece la desertificación), prácticas adecuadas de roturación (en terrazas y no a favor de la pendiente del terreno), evitar la quema de rastrojos, fomentar la reforestación, etc.

3 Sobreexplotación de los recursos El mantenimiento del nivel tecnológico y del grado de bienestar provoca la sobrexplotación y el agotamiento de los recursos de amplias zonas del planeta, cuyas consecuencias son minas a cielo abierto, tala de bosques y selvas, desecación de las zonas húmedas, pesca abusiva y agotamiento de los caladeros, sobrepastoreo, salinización de los acuíferos, acumulación de basuras y productos no reciclables en zonas próximas a las ciudades, etc.

La sobrexplotación y el uso de los recursos energéticos generan mareas negras por el vertido de petróleo en los océanos; contaminación radiactiva por fugas en las centrales nucleares, incremento del efecto invernadero y cambio climático, lluvia ácida, destrucción de la capa de ozono que nos protege de la radiación ultravioleta del Sol, etc.

4 Introducción de especies alóctonas Genera relaciones de competencia con las especies autóctonas que pueden dar lugar a su desaparición. La repoblación forestal con pinos, chopos o eucaliptos, muy solicitados para la fabricación de papel, provoca el aumento de los incendios forestales, la modificación del suelo y la aparición de enfermedades que afectan a otras especies.

Lo mismo ocurre con la repoblación de cotos de caza y pesca con animales que no son autóctonos.

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5 Incendios forestales Los incendios forestales son uno de los fenómenos más antiguos de la naturaleza y han formado parte de la dinámica de algunos ecosistemas.

Actualmente, la mayoría se origina por causa de las actividades humanas, como intencionalidad, negligencia y uso inadecuado del suelo, o se agravan al plantar vegetación no autóctona, como el eucalipto; solo entre un 1 y un 5 % se deben a causas naturales como los rayos; además de quemar los árboles pueden provocar otros daños como muertes y destrucción de propiedades.

UN POCO DE MATEMÁTICAS Incendios forestales Tras analizar las causas de los incendios forestales se han obtenido los siguientes datos: ❙ Colillas: 3,95 % ❙ Vertederos: 3,65 % ❙ Quema de rastrojos: 7,75 % ❙ Rayos: 5,85 %

Los incendios forestales son actualmente la causa más importante de pérdida de bosques en España. La mayoría de los fuegos son originados por la actividad humana, y entre ellos hay dos grandes grupos:

❙ Intencionados: 19,45 %

❙❙Incendios intencionados. Una de las causas históricas de este tipo de incendios ha sido la de disponer de campos para el cultivo y los pastos. Actualmente, sin embargo, las más relevantes están asociadas al interés económico relacionado con la edificación o la compra de madera quemada, pero útil, a un precio muy bajo.

❙ Líneas eléctricas: 6,63 %

❙ Accidentales: 3,36 % ❙ Fuegos artificiales: 1,61 % ❙ Distintas negligencias: 16,23 % ❙ Causas desconocidas: 31,43 %

❙❙Incendios no intencionados. La mayor parte de ellos tienen su origen en negligencias, como son la quema de rastrojos o los fuegos y barbacoas. La repoblación con especies inadecuadas, junto con el abandono del medio rural y de las prácticas tradicionales de explotación de los montes y la falta de cuidado de los mismos son factores que favorecen la aparición y la propagación de los incendios.

Impacto de los incendios forestales No se limita al área afectada por ellos, sino que trasciende desde el nivel local del ecosistema hasta el nivel global. Los efectos más relevantes son los siguientes: ❙❙ Pérdida de vidas humanas y de biodiversidad, ya que la desaparición del bosque supone la eliminación de todas las poblaciones de la comunidad.

■ Elabora un diagrama de sectores a partir de los datos anteriores.

❙❙ Desertificación, debido a la desprotección del suelo, que no puede ser retenido frente a la erosión. Esto genera un aporte extraordinario de sedimentos que afectan a las comunidades acuáticas y se pueden depositar en los lechos de los ríos, siendo la causa de inundaciones, o en los lagos y los pantanos, dando lugar a su colmatación. ❙❙ Aumento de la emisión de CO2, entre otros gases, y destrucción de los organismos encargados de fijarlo.

Importancia de la prevención de incendios Las medidas preventivas son el arma más eficaz frente a los incendios forestales y deben buscar el equilibrio entre la producción forestal y la conservación. Entre estas medidas destacan las siguientes: ❙❙ Reforestación racional y silvicultura preventiva, que incluya los desbroces selectivos y la prohibición de la quema de rastrojos y matorrales. ❙❙ Establecimiento de unas normas legales que impidan que los incendios produzcan beneficios económicos derivados del cambio de uso del suelo o la venta de madera quemada. ❙❙ Promoción de campañas de concienciación entre los ciudadanos sobre la necesidad de cuidar los bosques como un recurso natural de primer orden. ❙❙ Formación e investigación a nivel nacional e internacional, con la promoción de instituciones como el Centro para la Defensa contra el Fuego de Castilla y León.

18 ¿Qué diferencia existe entre desertización y desertificación?

19 Describe las actuaciones humanas que tienen una influencia negativa sobre los ecosistemas y producen pérdida de biodiversidad.

20 Describe los grupos de incendios forestales y los impactos que provocan.

21 ¿Cuáles son las medidas de prevención frente a los incendios?

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8

Energías renovables o alternativas Los recursos energéticos son los fenómenos de la naturaleza o las sustancias de las que los seres humanos pueden extraer energía; unos se agotan con el tiempo, los no renovables, y otros son inagotables, los renovables.

La mayor parte de la energía utilizada procede de fuentes energéticas convencionales: excepto la energía hidroeléctrica, las demás (petróleo, carbón, gas natural y energía nuclear) son recursos no renovables que se agotan y contaminan el medioambiente. El carbón, el petróleo y el gas natural reciben el nombre de combustibles porque se emplea la energía química que almacenan para generar calor durante su combustión. En las centrales nucleares, el «combustible» son los átomos de uranio, un elemento radiactivo que no se quema, sino que se divide en dos mediante el proceso de fisión nuclear, y da lugar a nuevos elementos que son residuos radiactivos de gran actividad.

Central térmica solar de concentración.

De torre central y campo de helióstatos, está situada en Fuentes de Andalucía, Sevilla.

22 Destaca la importancia de las energías renovables para el desarrollo sostenible del planeta.

Como alternativa se propone el incremento de las energías limpias o renovables, que se renuevan en cortos períodos y no contaminan: solar, eólica, minihidráulica, de la biomasa, geotérmica, mareomotriz y de hidrógeno.

Energía minihidráulica Se obtiene en los saltos de agua. El fundamento es el mismo que en las grandes presas, pero con un impacto ambiental mucho menor.

Energía eólica Se aprovecha la fuerza del viento, el cual se transforma en energía eléctrica mediante modernos molinos, que generalmente se instalan en grupos (parques eólicos) en lugares adecuados.

Andalucía cuenta con parques eólicos como los de Tarifa (Cádiz), Majal Alto (Huelva), Altamira (Málaga), Tres Villas (Almería), Dólar (Granada), Palomarejo (Sevilla) y sierra del trigo (Jaén).

Energía de la biomasa Se obtiene a partir de una gran diversidad de productos: leña, madera, desechos agrícolas, excrementos de animales, basura doméstica, etc., para transformarlos en combustibles como el biogás, etanol, metanol y bioaceites. La planta de biomasa de Villanueva del Arzobispo (Jaén) produce electricidad y emplea como combustible el orujillo, que es un residuo procedente de la extracción del aceite de oliva.

Energía solar Procede directamente del Sol y su utilización mediante instalaciones solares puede ser de dos tipos. Las centrales solares térmicas transforman las radiaciones solares en energía calorífica, como la de Tabernas (Almería), y las centrales solares fotovoltaicas convierten directamente la radiación solar en electricidad, como la de Sierra María (Málaga). Andalucía recibe anualmente más radiación solar que cualquier otra región de Europa y se encuentra a la cabeza del país en producción de energía solar.

Energía a partir del hidrógeno El hidrógeno se obtiene de distintas fuentes y se utiliza como combustible, junto con el oxígeno, en la pila de hidrógeno.

Energía geotérmica La presencia de actividad magmática calienta las aguas subterráneas, que pueden ser utilizadas directamente para la calefacción o para generar electricidad.

Energías renovables, limpias o alternativas.

Energía mareomotriz Aprovecha la fuerza de las mareas, para lo cual es preciso que la diferencia entre la pleamar y la bajamar sea lo más grande posible.

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La protección del medioambiente El cuidado del medio natural y de los seres vivos solo es posible si se afronta de manera conjunta desde el ámbito político-social e individual.

1 Medidas político-sociales de protección ambiental Entre las acciones que deben ser promovidas por los Gobiernos destacan las siguientes: ❙❙Declarar la emergencia climática y adoptar medidas eficaces para frenar la contaminación, como la restricción del tráfico en las ciudades. ❙❙Restringir el desarrollo urbano e industrial en zonas de riesgo, como los bosque, el litoral y los cauces de los ríos, conservar las zonas de especial interés ecológico mediante la catalogación como espacios naturales protegidos, y repoblar los bosques. ❙❙Promover la transición hacia un modelo de economía circular para reducir a cero la huella contaminante (cero residuos, cero emisiones), gestionar el aprovechamiento sostenible de los recursos, fomentar la progresiva independización de los combustibles fósiles (como la descarbonización), potenciar el uso de energías limpias y el cambio de los hábitos alimentarios y de movilidad.

Extinción Rebelión. Es un movimiento ecologista, nacido en el Reino Unido en 2018, que protesta ante la parálisis de los Gobiernos y les exigen la declaración de emergencia climática y la adopción de medidas contra la degradación ambiental.

❙❙Crear bancos de semillas para proteger las especies en grave peligro de desaparición y potenciar el uso de la agricultura y la ganadería ecológicas como medio para conservar la biodiversidad y proteger el suelo frente a la erosión. ❙❙Proteger legalmente a las especies amenazadas, controlar su comercio y prohibir la introducción de especies alóctonas invasoras. ❙❙Participar en las reuniones internacionales destinadas a proteger el medio y la biodiversidad, cumplir las normas que se establezcan y concienciar a los ciudadanos.

2 Medidas individuales de protección ambiental La emergencia climática requiere un cambio de mentalidad. Estas son algunas de las acciones que se pueden llevar a cabo para proteger la Tierra y reparar, aunque sea en parte, el daño que ya se ha cometido.

Energía verde. Existen empresas de suministro eléctrico que obtienen la electricidad de fuentes renovables.

Otras, ofrecen bienes y servicios con una baja huella ambiental. Pero algunas practican el llamado lavado de cara verde (greenwashing) solo como escaparate para ofrecer una imagen positiva de sus actividades.

❙❙Adoptar la estrategia de las 7 Rs, reducir y reciclar la basura y la ropa usada, separar sus distintos componentes y depositarlos en sus contenedores correspondientes, reparar los objetos estropeados y no utilizar bolsas de plástico. ❙❙Practicar el consumo ecoselectivo para minimizar el despilfarro de energía y de los recursos naturales, así como la producción de residuos: apagar las luces cuando no sean necesarias, moderar el consumo de agua y la temperatura de la calefacción, contratar el suministro eléctrico con empresas «verdes», consumir alimentos, ropa y calzado y programar viajes que presenten baja huella ambiental. ❙❙Consumir preferentemente alimentos a granel, de proximidad y de temporada y, si es posible, procedentes de la agricultura y la ganadería ecológicas; utilizar papel reciclado, aerosoles no contaminantes, envases retornables o biodegradables, etc. Evitar productos y envases de plástico, cuya lenta degradación origina microplásticos que acaban en el mar y son absorbidos por los animales a través de las cadenas tróficas y terminan incorporados en los tejidos de los seres humanos. ❙❙No comprar objetos de marfil, coral, carey (caparazón de tortuga), pieles de reptil o de felino, pues suelen proceder de animales en peligro de extinción, ni consumir pescados alevines, ya que sus poblaciones pueden verse gravemente mermadas. ❙❙Moverse sin humo, sin gasolina ni diésel, y utilizar para los desplazamientos en la ciudad, en la medida de lo posible, la bicicleta o vehículos eléctricos.

Compra a granel. Es un modo de compra sostenible que elimina el uso de bolsas y envoltorios de plástico.

23 Propón algunas medidas para la protección ambiental.

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Practica Ponte a prueba

26 Los osos polares cazan focas y viven sobre la superficie helada del océa-

no Ártico que se forma en invierno alrededor de la gruesa placa de hielo permanente del Polo Norte. ¿Cómo crees que influirá el calentamiento global de la Tierra en el futuro de esta especie?

24 En la gráfica siguiente se observa la disminución de los peces de un lago

a lo largo de varios años de pesca. Al principio, la población se mantenía estacionaria, pero cuando las capturas se intensificaron, el tamaño de la población descendió de forma alarmante.

¿Qué medida se podría tomar, según el modelo de desarrollo sostenible, para seguir conservando el recurso pesquero sin riesgo de que se agote?

12 000 Toneladas de peso

Poblaciones Capturas

10 000 8000

27 Relaciona los elementos de cada una de las dos series:

6 000 4 000 2 000 0

1970

1975

1980

1985

1990

1995

2021 Años

25 ¿Cuál es el significado de la oración: «los recursos pesqueros están en

el borde de la sostenibilidad»?

A: 1) Esmog ácido. 2) CFC. 3) Depuradora. 4) Desertificación.

B: a) Destrucción de la capa de ozono. b) Aguas residuales. c) Tala de árboles. d) Óxidos de azufre.

28 Identifica algunos de los factores generadores de cambio y desencade-

nantes de desequilibrios en los ecosistemas.

Ponte a prueba

30 Este dibujo representa el fenómeno de la lluvia ácida:

29 La

recogida selectiva de basura es muy importante en la gestión de residuos urbanos que se debe imponer en el comportamiento cívico de los ciudadanos. Indica en tu cuaderno a qué tipo de contenedor se deben echar los siguientes residuos: a) Botella de vidrio. b) Botella de plástico de refresco. c) Periódicos. d) Tetrabrik. e) Bolsa de plástico. f) Caja de cartón. g) Restos de comida. h) Lata de cerveza. i) Calcetines viejos. j) Fragmentos de escayola.

1

2

H2SO4 y HNO3

Viento

Viento 5

4

3

2

6 SOX NOX 1 7

3

4

5

a) ¿Cuál es la fuente de contaminación que posteriormente da origen a la lluvia ácida? b) ¿Por qué se produce la lluvia ácida en los puntos 4 y 6, si la fuente contaminante está en el 1? c) ¿Qué ocurre en la vegetación del punto 7? d) ¿Qué le podrá suceder a la fauna del punto 6? ¿Por qué?

216 UNIDAD 8

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Aplica tus conocimientos

33 En una ciudad de montaña cuya economía se basa principalmente en el

turismo, existe un gran lago alrededor del cual se realizan numerosas actividades: el baño, la pesca, los deportes náuticos o, simplemente, la contemplación del paisaje, la flora y la fauna, especialmente las aves.

31 En este dibujo se muestra la situación de una depuradora de aguas

residuales en una zona donde se realizan diversas actividades humanas.

Siguiendo el curso del río, se encuentran localizadas una fábrica de productos químicos, una central térmica y una granja de animales.

A Depuradora

B

a) ¿Está ubicada la depuradora en el punto más adecuado? ¿Por qué? b) Indica y explica si existe otra posibilidad para lograr una mayor eficacia en la depuración de aguas residuales. c) Un equipo de técnicos realiza un análisis de agua y los valores de la DBO son mucho más altos en el punto B, posterior a la depuradora, que en el punto A, anterior de la misma. ¿Por qué puede ser? d) Además de la contaminación del agua del río, ¿qué otro problema ambiental está representado? ¿En qué se nota? ¿Cuál puede ser la causa?

Sin embargo, en el lago se ha originado un problema muy molesto. Una gran cantidad de mosquitos forman densas nubes en las orillas y en el interior del lago, lo que preocupa a las autoridades de la ciudad por sus repercusiones en el turismo.

Desde hace varios años, han decidido eliminar la invasión de mosquitos mediante un fuerte insecticida con el que fumigan las nubes de estos insectos y las inmediaciones del lago. Inicialmente parece que se resuelve el problema porque la plaga de mosquitos disminuye, pero algo ocurre en la fauna del lago. Las poblaciones de pequeños peces han disminuido. Lo mismo sucede con los peces que depredan sobre ellos y con las aves pescadoras, que antes de utilizarse el insecticida eran muy abundantes, y ahora son los animales más perjudicados, según los análisis realizados por los expertos, y por el gran número de ellos que aparecen muertos.

32 En

el siguiente esquema de una potabilizadora, señala el tipo de tratamiento que se realiza en las etapas 1, 2, 3 y 4. ¿En qué consisten dichos tratamientos?

1

4

2

3

a) ¿Qué fenómeno está ocurriendo en el lago después de utilizar el insecticida? b) ¿Por qué se ven más perjudicadas las aves que los otros animales?

La actividad humana y el medioambiente 217

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¡INTÉNTALO! En cada grupo de palabras, una de ellas no tiene nada que ver con las demás. Explica cuál es la razón por la que no se pueden incluir.

1. ¿DÓNDE ESTÁ EL IMPOSTOR? Energía solar Energía mareomotriz Energía nuclear Energía eólica

Tricópteros Gusanos tubifex Moscas de las piedras Efímeras

2. ¡NO CAIGAS EN LA TRAMPA!

Conservacionismo Desarrollo incontrolado Desarrollo sostenible Bioacumulación

Urbanos Industriales Sanitarios Reciclaje

Marea negra Efecto invernadero Lluvia ácida Ruido

¿Sabrías decir si lo que expresan las siguientes afirmaciones es verdadero o falso? Razona tu respuesta.

3. ¿QUÉ FALTA? [O2]A

1 Los recursos cuya tasa de extracción es superior a la de renovación son recursos renovables.

2 El efecto invernadero siempre es perjudicial para los seres vivos.

¿Qué representa este dibujo? ¿Crees que podrás encontrar el elemento que falta?

Indica su nombre, el proceso que tiene lugar y el tiempo que necesita dicho proceso.

[O2]B

?

3 Los contaminantes secundarios son emitidos directamente a la atmósfera.

4 Las potabilizadoras depuran las aguas residuales de las ciudades.

4. ¿LO RECONOCES?

5 Los factores generadores de cambio desencadenan desequilibrios en los ecosistemas.

6 El conservacionismo es el desarrollo que satisface las necesidades de la generación presente, sin comprometer la capacidad de las generaciones futuras para satisfacer sus propias necesidades.

El dibujo corresponde a unos gusanos que se utilizan como indicadores biológicos de la calidad del agua. ¿Sabrías decir qué indica su presencia con respecto a la contaminación del agua?

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© de esta edición: Grupo Editorial Bruño, S. L., 2021 Juan Ignacio Luca de Tena, 15 28027 Madrid

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4 Biología y Geología

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Biología y Geología

4

Presentación Este material está dirigido a los alumnos que cursan la materia de Biología y Geología del cuarto curso de ESO. Su objetivo principal es facilitar la adquisición de los contenidos y el desarrollo de las competencias básicas en el ámbito de esta materia.

Está estructurado en siete bloques temáticos, en cuyo desarrollo se plantean los contenidos fundamentales y se trabajan las competencias clave de manera sistemática. Los temas abordados son los siguientes: - Tectónica de placas - Historia de la Tierra - La célula y la división celular - Genética y herencia - Evolución - Dinámica de los ecosistemas - La actividad humana y el medioambiente Todos los bloques incorporan de forma muy sucinta una serie de contenidos, a los que les siguen una batería de propuesta de actividades para resolver en un cuaderno aparte. De este modo, se favorece la consolidación de dichos contenidos. Cada bloque temático finaliza con una lectura científica acompañada de preguntas relacionadas con el texto.

Índice Tectónica de placas............................... 4 Estudio del interior terrestre: los seísmos............................................ 4

Estructura interna de la Tierra.................. 4 Deriva continental y tectónica de placas............................................... 4

Puntos calientes y dorsales...................... 4

Zonas de subducción............................... 4 Volcanes.................................................. 4

Historia de la Tierra.............................. 9 La historia de la Tierra............................. 9 Los fósiles................................................ 9 El tiempo geológico................................. 9 Historia geológica de la Tierra................. 9

La célula y la división celular .............. 14 Origen de la vida..................................... 14 Composición química de los seres vivos................................... 14 La célula.................................................. 14

Virus y células procariotas........................ 14

Células eucariotas.................................... 14

Funciones celulares.................................. 14

División celular........................................ 15

Mitosis y meiosis...................................... 15

Reproducción asexual y sexual................. 15.

Ciclo biológico......................................... 15 Genética y herencia.............................. 21 Información genética............................... 21

Transcripción y traducción........................ 21 Replicación.............................................. 21

Genética: conceptos básicos.................... 21 Herencia dominante de un solo carácter................................ 21 Herencia intermedia de un solo carácter................................ 21 Herencia simultánea de dos caracteres................................... 22

Genética humana.................................... 22 Mutaciones.............................................. 22

Clonación y biotecnología....................... 22

Evolución............................................... 30 Teorías evolucionistas............................... 30.

Pruebas de la evolución........................... 30 Selección natural. Extinción y especiación......................................... 30

Clasificación de los seres vivos................. 30

Historia de la vida.................................... 30

Evolución de los primates........................ 30

Dinámica de los ecosistemas............... 35 El ecosistema........................................... 35 Población y comunidad............................ 35 Relaciones tróficas................................... 35 Ciclos biogeoquímicos............................. 35 Autorregulación del ecosistema............... 35 Sucesión ecológica.................................. 35 Adaptaciones al medio............................ 36 Protección y conservación........................ 36

La actividad humana y el medioambiente.............................. 42

Recursos naturales................................... 42 Huella ecológica...................................... 42

Economía lineal y circular......................... 42 Contaminante......................................... 42

Los grandes problemas ambientales......... 42

Huella de carbono................................... 43

Huella hídrica.......................................... 43 Residuo................................................... 43

Generadores de cambio........................... 43

Recursos energéticos............................... 43

La protección del medioambiete.............. 43

La actividad humana y el medioambiente Recursos naturales Son cualquier tipo de materia o energía que obtenemos del entorno, como el aire y el agua. En función de su disponibilidad, se clasifican en renovables, cuando los recursos se pueden regenerar a escala de tiempo humana, y no renovables, cuando los recursos no son regenerables en una escala de tiempo humana y se van agotando progresivamente.

Huella ecológica Se define como la superficie de terreno necesaria para producir los recursos que el ser humano necesita y asimilar los residuos que genera. Sirve para evaluar el impacto de un determinado modo de vida sobre la Tierra o, lo que es lo mismo, su grado de sostenibilidad. Se expresa en hectáreas globales (hag) por persona y es muy diferente según los países y territorios.

Economía lineal y circular La economía lineal, basada en el desarrollo incontrolado, consiste en extraer materias primas para crear los productos y servicios que demanda una población mundial cada vez más numerosa, usarlos y desecharlos, sin tener en cuenta los impactos ambientales que genera. La economía circular, basada en el desarrollo sostenible (satisface las necesidades de las generaciones presentes sin comprometer la capacidad de las generaciones futuras para satisfacer sus propias necesidades), tiene como objetivos el aprovechamiento de los recursos, la reducción de las materias primas necesarias para la producción de bienes y servicios y la disminución de los residuos eliminados, con el fin de que los residuos de unos se convierten en recursos para otros.

Contaminante Es cualquier sustancia que, al ser añadida al aire, al agua, al suelo o a los alimentos amenace la salud, la supervivencia o las actividades de los humanos o de otros seres vivos y provoque el fenómeno de la contaminación. También son contaminantes las emisiones de energía no deseadas como el ruido o la radiación nuclear.

Los grandes problemas ambientales Los efectos de muchas actividades humanas afectan a la Tierra a escala global, como el efecto invernadero, causado por la presencia de ciertos gases en los primeros kilómetros de la atmósfera, como el dióxido de carbono (CO2), el vapor de agua, el metano (CH4), el óxido nitroso (N2O) y el ozono (O3); la destrucción de la capa de ozono, generada por algunos óxidos de nitrógeno procedentes de las combustiones y de los abonos agrícolas y los CFC utilizados en los aerosoles, disolventes y refrigerantes; y la lluvia ácida, causada por los óxidos de azufre (SOx) y de nitrógeno (NxOy) emitidos a la atmósfera por las actividades humanas.

42

La actividad humana y el medioambiente

Huella de carbono Representa la totalidad de gases de efecto invernadero (GEI) emitidos por efecto directo o indirecto de un individuo, organización, evento o producto (medidos en términos de cantidad de CO2 equivalente), con el fin de determinar su contribución al cambio climático.

Huella hídrica Es un indicador ambiental que refleja la cantidad el agua que requiere fabricar un producto u ofrecer un servicio: cuantifica el volumen total de agua dulce utilizado, directa o indirectamente, a lo largo de toda la cadena de producción de bienes o la prestación de servicios que habitualmente consumimos. Mide el impacto ambiental del consumo humano en los recursos hídricos.

Residuo Es todo material o forma de energía resultante de un proceso de fabricación, transformación o consumo, cuando su productor o poseedor lo destina al abandono y puede causar impacto en el medioambiente. Según su origen, se clasifican en urbanos, agropecuarios, industriales, sanitarios y radiactivos.

Generadores de cambio Son procesos naturales o inducidos por el ser humano que causan desequilibrios y cambios en los ecosistemas y provocan la destrucción de los hábitats naturales y, por tanto, simplifican la biodiversidad. Entre ellos destacan la deforestación, la destrucción del suelo, los incendios, la contaminación, el comercio de especies amenazadas, el coleccionismo, la caza y la sobreexplotación de algunas especies y la introducción de especies alóctonas.

Recursos energéticos Son los fenómenos de la naturaleza o las sustancias de las cuales los seres humanos pueden extraer energía; unos, los no renovables, se agotan con el tiempo y contaminan el medioambiente (petróleo, carbón, gas natural y energía nuclear); otros, los renovables, se renuevan en cortos períodos de tiempo y no contaminan (energía solar, eólica, minihidráulica, de la biomasa, geotérmica, mareomotriz y del hidrógeno).

La protección del medioambiente • Medidas político-sociales: declarar la emergencia climática; restringir el desarrollo urbano e industrial en zonas de riesgo; promover la transición hacia un modelo de economía circular; crear bancos de semillas; proteger legalmente a las especies amenazadas y participar en las reuniones internacionales destinadas a proteger el medio y la biodiversidad.

• Medidas individuales: adoptar la estrategia de las 7Rs; practicar el consumo ecoselectivo; consumir preferentemente alimentos a granel, de proximidad, de temporada y ecológicos; no comprar objetos de marfil, coral, carey, pieles de reptil o de felino, ni consumir pescados alevines; y moverse sin humo, sin gasolina ni diésel.

La actividad humana y el medioambiente

43

Actividades 180 Teniendo en cuenta que las sardinas tienen una alimentación muy variada en la que abunda el fitoplancton y un ciclo de vida muy corto que les permite recuperar fácilmente sus poblaciones (A), mientras que el atún es carnívoro, tiene un ciclo vital más largo y está sobrexplotado (B), ¿cuál de las dos especies es preferible utilizar como alimento desde un punto de vista sostenible?

A

B

181 En el siguiente mapa nocturno mundial, los puntos amarillos corresponden a la luz eléctrica, los rojos a zonas de extracción de petróleo y los lilas a vegetación ardiendo para obtener campos de cultivo: a) ¿En qué zonas se consume más electricidad? b) ¿En cuáles se extrae petróleo? c) ¿En qué áreas se queman los bosques? Indica dos países de cada zona.

182 ¿Cómo se define la huella ecológica? ¿Para qué se utiliza este indicador medioambiental? ¿En qué unidades se expresa?

183 ¿En qué consiste la economía lineal? ¿Qué relación tiene con el incremento del impacto ambiental?

184 Cita algunas de las medidas que se proponen para paliar y, en la medida de lo posible, evitar las consecuencias del cambio climático.

185 ¿Cuáles son los objetivos de la economía circular? ¿Qué dos estrategias adopta con el fin de minimizar el coste ambiental de la fabricación de bienes y servicios?

186 ¿Qué es la obsolescencia programada? ¿Qué implicaciones tiene para el medio ambiente?

187 Cita algunos efectos perjudiciales del ruido. ¿En qué unidades se expresa y cuándo podemos hablar de contaminación acústica?

188 ¿Qué se entiende por contaminante? ¿Qué actividad suele generarlos en mayor cantidad?

189 ¿En qué consiste el sistema natural de autodepuración del agua de un río?

190 ¿Qué es la biorremediación y que organismos se utilizan para llevar a cabo este proceso?

44

La actividad humana y el medioambiente

191 Relaciona en tu cuaderno cada número del siguiente esquema con el correspondiente proceso implicado en la generación del efecto invernadero:

2 1

4

5

4

5

3 2

a) Radiación de onda larga en forma de calor que emite la superficie de la Tierra al enfriarse, la cual es atrapada por los gases de la atmósfera. b) Parte de la radiación solar que llega a la Tierra que es reflejada por la superficie terrestre y por las nubes c) Parte de la radiación de onda larga en forma de calor que emite la superficie de la Tierra al enfriarse que es reemitida de nuevo hacia la Tierra. d) Parte de la radiación solar que llega a la Tierra que es absorbida por la superficie terrestre. e) Radiación solar que llega a la Tierra.

192 Este conductor dejó el coche aparcado hace varias horas y al introducirse en él nota un calor sofocante, mucho más que el calor de la calle donde se encuentra situado el vehículo. ¿Por qué hace más calor en el interior del coche que en la calle?

193 El efecto invernadero afecta a la Tierra a escala global: a) ¿Qué es el efecto invernadero, a qué se debe y qué gases están implicados? c) Describe las consecuencias medioambientales del incremento del efecto invernadero. d) ¿Qué indicador ambiental refleja la cantidad de gases de efecto invernadero (GEI) emitidos y cómo se define dicho indicador? e) ¿En qué términos se mide este indicador y qué representa?

194 La capa de ozono (O3) se encuentra dentro de la estratosfera, entre unos 15 y 30 km de altitud. Tiene la importantísima misión de filtrar los rayos ultravioleta (UV) e impedir que lleguen a la superficie de la Tierra, porque es un tipo de radiación que daña a los seres vivos y puede originar enfermedades en las personas y los animales tales como ceguera, cataratas y cáncer de piel.

La actividad humana y el medioambiente

45

a) ¿Qué se entiende por agujero en la capa de ozono y cuál es la causa de su formación? b) ¿A qué se comprometieron los países firmantes del Protocolo de Montreal, en 1987? c) Observa las siguientes ilustraciones del agujero de la capa de ozono y explica qué consecuencias medioambientales ha tenido dicho compromiso.

1971

2041

2017

2065

195 El agua dulce es un recurso renovable limitado porque no es inagotable, ya que está amenazado por la contaminación y por la escasez que provocan la sobreexplotación, el despilfarro y las sequías. a) ¿Qué es la huella hídrica y qué mide? b) Escribe en tu cuaderno la huella hídrica de cada uno de los siguientes productos:

1 kg de ternera

1 manzana

1 kg de pollo

1 kg de cerdo

1 pantalón vaquero

1 huevo

1 litro de leche

1 kg de zanahorias 1 kg de chocolate

1 folio de papel nuevo

1 jersey de lana

1 zapatilla de deporte

196 La calidad del agua se establece mediante el control de sus características físicas, químicas y biológicas, y varía en función del uso al que vaya a ser destinada.

1 kg de pasta

1 taza de café

1 camiseta de algodón

1

a) ¿Qué es la DBO y qué indica?

2

b) ¿Qué mide la DBO5, en qué unidades se expresa y cómo se determina?

197 Los macroinvertebrados del agua de un río son indicadores de la calidad de sus aguas. ¿Cómo es la calidad de las aguas en las que abundan los siguientes macroinvertebrados?

3

4

a) Presencia de larvas de «moscas en las piedras» (1). b) Las larvas de efímeras (2) y tricópteros (3). c) Presencia de «colas de rata» (4), que son larvas de insectos dípteros, y gusanos tubifex (5).

46

La actividad humana y el medioambiente

5

Practica la lectura científica

Una lección de desarrollo sostenible.

«El Gran Jefe de Washington manda decir que desea comprar nuestras tierras. Gran Jefe también nos envía palabras de amistad y buena voluntad. El Gran Jefe en Washington podrá confiar en lo que dice el Jefe Seattle con la misma certeza con que nuestros hermanos blancos podrán confiar en la vuelta de las estaciones. ¿Cómo podéis comprar o vender el cielo, el calor de la Tierra? Esta idea nos parece extraña. No somos dueños de la frescura del aire ni del centelleo del agua. ¿Cómo podríais comprarlo a nosotros? Habéis de saber que cada partícula de esta tierra es sagrada para mi pueblo.

Cada hoja resplandeciente, cada playa arenosa, cada neblina en el oscuro bosque, cada claro y cada insecto con su zumbido son sagrados en la memoria y la experiencia de mi pueblo.

La savia que circula en los árboles porta las memorias del hombre de piel roja. Las fragantes flores son nuestras hermanas; el venado, el caballo, el águila majestuosa son nuestros hermanos. Las crestas rocosas, las savias de las praderas, el calor del potrillo y el hombre, todos pertenecen a la misma familia. Por eso, cuando el Gran Jefe de Washington manda decir que desea comprar nuestras tierras, es mucho lo que pide.

El Gran Jefe manda decir que nos reservará un lugar para que podamos vivir cómodamente entre nosotros. Él será nuestro padre y nosotros seremos sus hijos. Por eso consideraremos su oferta de comprar nuestras tierras. Más ello no será fácil porque estas tierras son sagradas para nosotros. El agua centelleante que corre por los ríos y esteros no es meramente agua sino la sangre de nuestros antepasados. Si os vendemos estas tierras, tendréis que recordar que ellas son sagradas y deberéis enseñar a vuestros hijos que lo son y que cada reflejo fantasmal en las aguas claras habla de acontecimientos y recuerdos de la vida de mi pueblo».

Fragmento adaptado de la carta que el Jefe Seattle envió en 1855 al presidente de EE. UU.

198 Lee el texto y responde las siguientes preguntas. a) ¿Qué significa «no somos dueños de la frescura del aire ni del centelleo del agua»? b) Redacta en un párrafo cuáles fueron las características del lugar reservado por el Gran Jefe de Washington para que los indios pudieran vivir cómodamente entre los demás americanos. c) ¿Quién fue el Jefe Seattle? ¿Qué figura política representa el Gran Jefe de Washington?

199 ¿Por qué se dice que la biodiversidad actúa como escudo protector y ejerce un efecto de amortiguación?

200 Describe las características de cada uno de los siguientes tipos de energía: a) Energía minihidráulica. b) Energía eólica. c) Energía de la biomasa. d) Energía geotérmica. e) Energía mareomotriz. f) Energía solar.

La actividad humana y el medioambiente

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© de esta edición: Grupo Editorial Bruño, S. L., 2021 Juan Ignacio Luca de Tena, 15 28027 Madrid

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Biology and Geology

4 In English,

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8

Human activity and the environment

Vocabulary Hyperconsumption [ˈhʌɪ pə kənˈsʌmp ʃ(ə)n]. Excessive consumption of the planet’s natural resources. Giant technological corporations manufacture new needs and then offer the solutions to those needs on the pretext that ‘old’ is no longer useful. They incessantly launch products that consumers didn’t need even a few days ago.

Smog [smɒg]. A ‘smoke-fog’ found in urban areas. There are two types: acid smog, which has a high content of suspended particles (soot), sulphur and carbon oxides. These pollutants are emitted mostly by heating systems, industrial processes, and coal-fired power stations.

They cause respiratory diseases and aggravate asthma; and photochemical smog, a cloud of oxidising substances like ozone (O3), PANs (peroxyacyl nitrates) and aldehydes.

These are formed in reactions of compounds like oxygen, nitrogen oxides and hydrocarbon vapours with ultraviolet radiation from the sun. This type of smog also causes respiratory problems and eye irritation, and aggravates allergies.

Allochthonous species [əˈlɒk θənəs ˈspi:ʃɪz]. Species that are not native to the place where they are found. They have been introduced into that territory for different reasons.

Indigenous species [ɪnˈdɪdʒɪ nəs ˈspi:ʃɪz]. Also called autochthonous species. Species that belong to the place where they are found, but not exclusively. These species can be distributed over very large areas.

Endemic species [ɛnˈdɛ mɪk ˈspi:ʃɪz]. Species that belong to a specific region, to a very small area.

Biodiversity [ˌbʌɪə(ʊ) dʌɪˈvə:sɪ ti]. The total variety of species and ecosystems. Biodiversity is a natural resource thanks to its ecological, scientific, genetic, economic and recreational value. It provides food, medicine and raw materials. It also acts as a protective shield, since it has a diluting effect (pathogens are ‘diluted’ among the wide range of species) and a buffer effect (sick animals are eliminated by their natural predators, reducing the risk of contagion for humans).

Oil spill [ɔɪl spɪl]. A type of chemical pollution caused by releasing petroleum into a body of water, for example, accidents involving oil tankers or oil extraction platforms. This kind of pollution has several effects: birds cannot fly when they are soaked in oil; the number of fish is greatly reduced and coastal ecosystems are severely affected.

Noise pollution [nɔɪz pəˈlu:ʃ(ə)n]. Noise or vibrations in an environment that cause discomfort, risk or damage to people, impede activities or damage goods of any kind, or that significantly affect the environment.

Bioremediation [ˌbʌɪə(ʊ) rɪˌmi:diˈeɪ ʃ(ə)n]. A decontamination process involving the use of certain microorganisms and plants to remove pollutants from the soil, such as lead, zinc and other heavy metals.

Ecolabel [ˈi:kəʊˌleɪ b(ə)l]. A reliable, transparent and non-discriminatory system valid in EU and European Free Trade Association countries that labels products from organic or ecological agriculture, indicating their origin and characteristics.

76 UNIT 8

1

Resources and sustainable development Natural resources are any type of matter or energy that humans obtain from the environment to meet basic needs. Natural resources can be renewable if they are regenerated on a human time scale, or non-renewable if they are depleted and not renewed on a human time scale.

The problem with obtaining resources, transporting them, handling, using them and then discarding them as waste, is their ecological footprint and impact on the environment.

In other words, it is the amount of land needed to produce the resources an individual or group needs and to dispose of the waste generated. Population growth and increased demand for resources lead to overexploitation of ecosystems. There are three paths for development:

Manufacture

Purchase

Use

Discard

Linear economy. Consumerism and programmed obsolescence (limiting the useful life of products) forces us into a vicious circle of consumption and waste.

❙ Conservationism. Letting nature act on its own and stopping economic growth in order to not exhaust resources. ❙ Uncontrolled growth. Generating and producing goods and services without considering degradation of the environment. It is a result of the linear economic model, which involves extracting raw materials to create products and services, using them, and then discarding them. This has a significant environmental impact (changes to the environment caused by human activity). ❙ Sustainable development. Meeting the needs of present generations without sacrificing the needs of future generations. Humanity faces major problems from environmental degradation. Many countries have declared a state of climate emergency that calls for changing to a circular economic model based on two strategies: ■ The 7Rs. Redesigning, reducing, reusing, renewing, repairing, recycling and recovering products to extend their useful life and give them new uses to reduce the extraction of raw materials and prevent resource depletion.

■ Ecodesign. Products need to be redesigned to be reused, repaired and recycled.

Some of the alternatives being explored to reduce overexploitation include: ecological farming, which uses natural fertilisers, controlled irrigation, crop rotation and biological pest control; and aquaculture, which is done in inland fish farms or large ponds near the sea, to help reduce overexploitation of natural fish resources.

An example of sustainable development in production systems is cork extraction in the cork oak groves of Andalusia. Only part of the bark is removed from one group of cork trees each year. This does not damage or kill them. The cork trees aren’t debarked again for nine years, when the bark has regenerated.

Redesign

Reduce

Recover Reuse Recycle Renew Repair

Circular economy. The objective of a circular economy is to use resources efficiently and ensure that waste produced in some processes is used in others.

Obtaining resources and creating infrastructure has an environmental impact. This is why, before starting a project, an environmental impact assessment (EIA) is required.

Environmental impact assessments identify, predict and help to prevent the impacts that an activity will have on the environment, health and well-being. They have two phases: the environmental impact study, which studies what will be analysed; and the environmental impact statement, which tries to reach a decision to accept the project, reject it or accept it with certain corrections.

1 An ecological footprint indicates how many hectares of productive land (crops, pastures, fishing grounds, urban land and forests) each person needs to maintain their standard of living.

If all the productive land on the planet is distributed among all the people in the world, every person would get 1.7 global hectares (gha). If every person in the world had the same ecological footprint as Luxembourg (12.9 gha), how much land would we need to maintain our lifestyle?

Human activity and the environment 77

2

Pollution and environmental impact A pollutant is any substance that endangers the health, survival or activities of humans or other organisms when introduced into air, water, soil or food. Pollutants cause pollution.

Air pollutants can be biological (pollen or viruses), physical (radiation or noise) or chemical. Chemical pollutants can be primary (substances emitted directly into the atmosphere, such as dust particles, carbon oxides, sulphur and nitrogen, heavy metals, etc.) or secondary (derived from primary substances through chemical reactions in the atmosphere, such as sulphuric and nitric acids and smog).

3

The major environmental problems 1 Human activities affect the Earth on a global scale The greenhouse effect

2

1 3

4

5

4

5

2

Greenhouse effect. Of the total solar radiation that reaches the Earth (1), some is reflected by the Earth’s surface (2) and some is absorbed (3). The Earth’s surface cools at night and emits long-wave radiation (4) in the form of heat. Heat is trapped by gases1971 in the atmosphere. Some of the heat is reflected back to the Earth (5). The reflected heat and the energy absorbed by atmospheric gases causes the greenhouse effect.

Destruction of the ozone layer ozone layer is in the stratosphere. It filters out a large part of the ultraviolet (UV) rays, preventing them from reaching the Earth’s surface. Nitrogen oxides from combustion and agricultural fertilisers and chlorofluorocarbons (CFCs) used in aerosols, solvents and refrigerants destroy the ozone layer, making holes in the ozone layer and allowing more UV radiation to reach the Earth’s surface.

2017The

Acid rain

2041

1971

2017

2065

Reduction of the ozone layer. Some scientists estimate that the ozone layer will fully recover in the northern hemisphere by 2030, and in the southern by 2060.

2041

2065

The greenhouse effect is a natural and beneficial process. It is caused by gases (such as carbon dioxide, water vapour, methane, nitrous oxide and ozone) found in the first kilometres of the atmosphere. They allow visible radiation to pass through and retain heat (infrared radiation) emitted by the Earth’s surface. Human activity has increased the emission of greenhouse gases, causing global warming that changes the dynamics of natural processes and leads to climate change. One environmental indicator that reflects the amount of greenhouse gases (GHG) emitted is the carbon footprint, wich represents the total greenhouse gases emitted directly or indirectly by an individual, organisation or product. It is used to determine the contribution to climate change.

2 A driver left his car parked for several hours and the inside became extremely hot. Why is it hotter inside the car than outside on the street?

78 UNIT 8

Sulphur and nitrogen oxides released into the atmosphere by human activities can remain in the atmosphere until they react chemically and are transformed into sulphuric acid and nitric acid, which dissolve in water droplets and fall as precipitation. These acids corrode buildings and destroy ecosystems by acidifying the soil and water.

Sulfur oxides SOx

Nitrogen oxides NOx

Nitric acid HNO3

Sulphuric acid H2SO4

Acid rain

Acid snow

Acid rain. Sulphuric acid and nitric acid dissolved in water droplets in clouds is transported over long distances and falls to the surface as acid rain, acid snow and acid mist.

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Water resource management For the entire population to have sustainable access to quality water in sufficient quantity, water extraction (from rivers, aquifers, desalination plants, etc.) and use (agricultural, industrial, domestic, etc.) must be managed efficiently. A water footprint quantifies the total volume of freshwater used directly and indirectly for the entire process of providing the goods or services you consume. It measures the environmental impact of human consumption on water resources, which are exhaustible.

Water pollution can be natural or the result of human activities. Water quality is determined by monitoring its characteristics. Water of different qualities is suitable for different purposes. Drinking water is intended for human consumption and must be free of substances that cause disease. The characteristics measured are:

❙ Physical parameters. Turbidity (quantity of particles in suspension) and sensory properties (smell, colour and flavour) from chemical compounds. ❙ Chemical parameters. Biological oxygen demand (BOD) is the amount of oxygen consumed by microorganisms in water when decomposing organic matter. Higher BOD equates to higher pollution. ❙ Biological parameters, which identify the presence and quantity of certain organisms that change water characteristics and can cause disease.

Refill area

Surface aquifer Phreatic zone

Salinisation of aquifers Waterproof layers Confined aquifer

Dry wells

Artesian well

Suction well with pump

An aquifer is water that has accumulated in rocks underground. The water in an aquifer can be depleted if it is overexploited. If the aquifer is close to the sea, salt water can penetrate and replace fresh water (saline intrusion).

Water can contain natural or manmade physical, chemical and biological contaminants.

This is why it is subjected to water purification, to eliminate any agents that might be harmful prior to consumption. After water has been used, there are pollutants in it. This is called wastewater. Before wastewater is discharged into rivers, it must be purified.

❙ Water treatment for human consumption. Drinking water must have characteristics that are suitable for human consumption. It must not have an unpleasant smell, colour or taste; it must not contain toxic substances; and it must be free of harmful organisms.

Drinking water is treated in water treatment plants. The water is subjected to physical and chemical processes to eliminate organic matter, pollutants, contaminants, and microorganisms. ❙ Wastewater treatment. There are two purification techniques: ■ The natural technique is used for small populations. This uses lagooning, artificial ponds where waste water is stored for a period of time so that microorganisms can degrade and eliminate organic matter. Another technique is called green filtering.

The water is put in a green area and the plants and micro-organisms purify it.

Desalination plant. In some coastal areas without abundant fresh water, drinking water is made by desalinating sea water.

■ The wastewater plant technique is used for large populations. The plants are expensive and require a lot of maintenance. In a wastewater treatment plant, wastewater is subjected to a series of treatments which creates a liquid compound known as sludge. The sludge is dehydrated to reduce its volume and treated with microorganisms in closed tanks (digesters) to eliminate organic matter. The plants produce biogas that can be used for energy and compost.

3 At point A on the river, the BOD is 50 mg/l. At point B it is 600 mg/l.

A

a) Which of the two points has more organic contamination? b) What do you think the contaminant could be?

Wastewater treatment plant

B

Human activity and the environment 79

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Waste management A B

Managed landfills. Some of the different methods to store waste are: the area method (waste is deposited and covered with soil) (A); and the trench method (a trench is made to bury the waste) (B).

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Waste is any material or energy remaining from manufacturing, transformation or consumption processes that can have an environmental impact. Waste types include urban, agricultural, industrial, biomedical and radioactive.

Some of the most widely used waste management methods include waste segregation, which makes it easier to transport and process (and transform into raw materials, energy and products such as compost), elimination (by incineration, storage if toxic or dangerous, or discharging in managed landfills), and recycling (processing to make a reusable product). New strategies are being examined to reach the goal of zero waste. These are based on eliminating the use of plastic bags and containers and developing new collection and segregation systems for different waste types.

Loss of biodiversity A

B

Biodiversity is the total variety of species and ecosystems. Biodiversity is a natural resource thanks to its ecological, scientific, genetic, economic and recreational value. It provides food, medicine and raw materials. c

d

Vectors. Climate change promotes vectors that can transmit infections, colonise new areas, and spread diseases.

Some examples of this include: Lyme disease, which is transmitted by ticks (A); bubonic plague, which is transmitted by the fleas of rats (B); yellow fever and dengue fever, which are transmitted by mosquitoes (C); and sleeping sickness, which is transmitted by tsetse flies (D).

Self-regulating mechanisms that maintain the dynamic balance of ecosystems are sometimes disrupted by changes. Drivers of change can be natural or human processes that cause imbalances and changes in ecosystems. They can even destroy natural habitats, which reduces biodiversity. Some of these include:

❙ Deforestation. Caused mainly by construction, fires and indiscriminate logging in natural areas. Deforestation promotes droughts, desertification, habitat destruction and the spread of pandemics. ❙ Soil destruction. Soil destruction occurs for various reasons: soil contamination caused by agricultural activities, overexploitation of aquifers, use of pesticides, etc.; natural desertification, a process caused by variations in the climate that reduces plant cover and promotes soil erosion; and anthropogenic desertification, a process caused by human activities that degrades soil and decreases ecological productivity. ❙ Overexploitation of resources. Maintaining our level of technology and wellbeing leads to the overexploitation and depletion of the resources of large areas of the planet. The consequences of this include deforestation, drying of wetlands, depletion of fish stocks, salinisation of aquifers, oil spills, acid rain, etc.

4 Segregated containers help us to recycle waste. Find infor­ma­ tion on what waste should be put in each of the different types of container.

80 UNIT 8

❙ Introduction of non-native species, which creates competition with native species and can lead to their disappearance. ❙ Forest fires are the most significant cause of forest loss. They are part of the dynamics of some ecosystems. However, most are caused by human activity, either intentionally or unintentionally. The most serious effects of forest fires are loss of human life and biodiversity, desertification and increased CO2 emissions. This is why preventive measures are so important. These measures include reforestation and preventive forestry, the establishment of regulations that remove any financial incentives for starting forest fires, awareness campaigns, and training and research on fire.

7

Renewable and alternative energy Energy resources are natural phenomena or substances that humans use for energy.

Some are non-renewable, meaning the supply can be exhausted, while others are renewable, meaning the supply is unlimited.

Today, most energy is obtained from non-renewable resources such as oil, coal, natural gas and nuclear energy. But there are other clean and renewable forms of energy such as solar, wind, small-scale hydropower, biomass, geothermal, tidal and hydrogen.

Small-scale hydropower This is used in places where water flows over an area with a sudden change in elevation.

The concept used is the same as for larger dams, but these have a much less severe environmental impact.

Solar energy Direct sunlight is collected by solar systems. There are two types: solar farms that transform solar energy into heat energy, and photovoltaic systems, which convert solar radiation directly into electricity.

Wind energy The force of the wind is transformed into electrical energy with wind turbines in wind parks placed in the best locations to capture wind.

Biomass energy This can be generated from many different products: wood, agricultural waste, animal excrement, household waste, etc. This produces biogas, ethanol, methanol and bio-oils.

Renewable and alternative energy

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Hydrogen energy Hydrogen produced from different sources is mixed with oxygen and used as a fuel in hydrogen batteries.

Geothermal energy The Earth’s internal heat is used to generate electricity or to generate heat directly.

Tidal energy Tidal energy is used to generate power. For it to be effective, the difference between high tide and low tide must be as large as possible.

Environmental protection Some of the more important social and political environmental protection measures that governments should promote are the following: declaring a climate emergency; restricting urban and industrial development in risk areas such as forests, coasts and rivers; promoting the transition to a circular economy; creating seed banks to protect endangered species; promoting ecological agriculture and livestock methods; protecting endangered species; and participating in international congresses on protecting the environment and biodiversity.

Individuals also need to take measures to protect the environment such as: adopting the 7Rs strategy; practising eco-friendly consumption to minimise energy and resource waste; using bulk, local and seasonal food from organic farming processes; not buying ivory, coral, tortoise shell, reptile skin or cat fur (because they come from endangered animals); not consuming small fish; and using transport methods that do not generate pollution or use petrol or diesel, such as bicycles and electric vehicles.

5 Look at the images below.

What social or political norms are not being followed?

Plate of elvers

Polluting automobile

Buying ivory

Seaside construction

Human activity and the environment 81

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